清水江大橋主拱圈施工技術探析

歐 軍

(貴州路橋集團有限公司)

清水江大橋主拱圈施工技術探析

歐 軍

(貴州路橋集團有限公司)

簡要闡述了貴州省凱里市永豐西路清水江大橋主拱圈的施工技術措施，針對拱架方案的設計、拼裝，支架的搭設、拱架的預壓，以及混凝土的施工技術進行了相應的探析;供同行借鑒。

大橋;主拱圈;設計;施工技術;探析

0 引言

清水江大橋位于貴州省凱里市永豐西路，起止里程樁號為 K0+986.373 ～ K1+363.373，橋梁全長 377 m，為連接滌綸廠片區和玻璃廠片區的主要通道。清水江大橋與清水江主河槽成63°左右交角，橋型布置為3×22 m(連續箱梁)+1×150 m(懸鏈線無鉸拱)+兩聯3×22 m(連續箱梁)，主跨為鋼筋混凝土懸鏈線箱形無鉸拱，凈跨度150 m、凈矢高30 m、凈矢跨比1/5，引橋為3×22 m連續箱梁，拱上建筑采用排架柱、橫墻、4×15.9 m連續箱梁及3×15.9 m連續箱梁。拱座為明挖擴大基礎，挖方13 706 m3、填方1 931 m3、混凝土方量10 116 m3;橋臺采用U型重力式橋臺，明挖擴大基礎，分左右兩幅，中間設2 cm斷縫，臺后各設8 m橋臺搭板;橋墩下部結構為雙柱式，樁徑為1.5 m。

1 主拱圈拱架方案的設計

主拱圈采用分環施工，即底板、腹板及頂板各為一環，且必須是前一環混凝土合攏并達到設計強度的80%以后，再進行下一環的施工。由此可知，荷載主要集中在第一環和第二環上，第二環施工時的荷載由第一環混凝土及支架共同承擔，第三環施工時的荷載則由第一、二環混凝土形成的開口箱承擔，因此主拱架設計時，主要考慮承受鋼管支架及主拱圈第一、二環施工時的模板和鋼筋混凝土重量。

由于本橋距河面較低(約35 m)，根據現場實際地形及水文地質情況，結合我公司以往施工的成功經驗，經認真分析比較后，清水江大橋主拱圈決定采取三種不同的支架形式現澆施工。

(1)支架形式一:靠近5#拱座端20.65m段主拱圈采取先澆筑混凝土條形基礎，再在條形基礎預埋板上安裝Φ63 cm立柱鋼管支撐63a工字鋼橫梁，最后在63a工字鋼橫梁上安裝45a工字鋼縱梁，45a工字鋼縱梁與5#拱座預埋板焊接，單根立柱鋼管頂部橫橋向分配梁采用經過特殊處理的2片I63a組拼加工而成，單幅主拱圈(含車行橋與人行橋)支架Φ63 cm鋼管布置為3列8排，列距為6 m，排距為3.15 m+3.15 m+1.62 m+2.85 m+2.9 m+2.9 m+2.85 m，Φ63 cm鋼管高度根據主拱圈弧度取值，節間采用法蘭盤并螺栓連接。

(2)支架形式二:靠近6#拱座端20.65 m段主拱圈采取滿堂鋼管支架立模現澆。

(3)主拱圈中間段(17 m+78.12 m+17 m)采取先澆筑混凝土條形基礎，再在條形基礎預埋板上安裝Φ63 cm立柱鋼管支撐63a工字鋼橫梁，最后在63a工字鋼橫梁上安裝貝雷縱梁(單幅車行橋與人行橋共34排，單排38片貝雷梁，各排之間上下平面及豎向采用標準支撐架和異型支撐架連接)，鋼管支架調平立模現澆，單根立柱鋼管頂部橫橋向分配梁采用經過特殊處理的2片I63a組拼加工而成，單幅主拱圈(含車行橋與人行橋)支架Φ63 cm鋼管布置為6列8排，列距為 15 m，排距為3.15 m+3.15 m+1.62 m+2.85 m+2.9 m+2.9 m+2.85 m，Φ63 cm 鋼管高度根據主拱圈弧度取值，節間采用法蘭盤并螺栓連接。為滿足穩定要求，Φ63 cm立柱鋼管間縱、橫橋向平聯采用20a槽鋼組拼成桁架系統。

清水江大橋主拱圈支架條形基礎采取砂袋圍堰或鋼筋混凝土管涵施工，施工程序為:施工準備→土石回填→條形基礎基坑開挖→測量放樣→砂袋圍堰(鋼筋混凝土管涵安裝)→抽水清渣→條形基礎施工→清理條形基礎周圍堆積物。為了保證清水江大橋橋位處在常、洪水期水位的泄洪能力，不影響周圍的自然環境及周圍居民的生活生產，結合橋位處的氣象水文資料，經我項目部領導仔細研究分析，決定采取清除條形基礎間的原河床堆積物，從而填補因施工條形基礎而占用的過水面積，以達到泄洪的能力。

2 主拱圈拱架拼裝

由于受地形條件限制，所有拱架構件均堆放于清水江大橋玻璃廠岸6#拱座附近，然后分別運到6#拱座前緣向5#拱座分組分次進行主拱圈現澆支架組拼。滿堂鋼管支架安裝按照設計圖紙尺寸間距布置，并嚴格按照”鋼管腳手架操作規程”執行。鋼管立柱及型鋼貝雷拱架采用人工配合吊車進行，并在拱架拼裝過程中，對稱設置側向纜風繩，保證拱架拼裝過程中的穩定性。拱架拼裝時，應作好拱架預抬高度及軸線的控制，并適時與計算值作對比，當發現偏差較大時，應及時分析原因并作調整。

3 現澆鋼管支架搭設及拱架預壓

型鋼貝雷拱架安裝完畢，靜置48 h無變化后，即開始在其上方搭設鋼管滿堂支架，鋼管型號為φ48×3.5，鋼管縱橫向間距詳見支架設計圖紙，當與拱架相關構件沖突時，可適當調整其位置。支架頂面小橫桿搭設時，跨中處預設8 cm的預抬高度，其余位置按二次拋物線預設。支架搭設完畢，再接長立桿，設置預壓工作平臺，按照設計重量布設好水箱，作好拱架加載試驗準備工作。

4 主拱圈混凝土施工技術

4.1 主拱圈模板安裝

根據預壓結果對調平鋼管進行調整后，方可進行模板安裝。主拱圈施工除上、下馬蹄及外側模為定型鋼模板外，底模與內模均采用木模，模板間采用U型扣件連接，對拉拉桿及鋼管加固。與混凝土施工分環對應，模板分三次安裝，待拱圈混凝土全部澆筑完成，達到拆模條件后，再一次性將模板拆除。

4.2 鋼筋安裝

主拱圈鋼筋分三次安裝;即第一次安裝底板，第二次安裝腹板和隔板鋼筋，最后安裝頂板鋼筋。鋼筋安裝方法與常規鋼筋相同。

4.3 主拱圈混凝土現澆

根據設計要求及施工經驗，主拱圈混凝土采用拌和站集中拌和、混凝土罐車運輸至施工現場，輸送泵泵送入模現澆，擬分三環施工，第一環為底板，第二環為腹板及橫隔板(即澆至頂板倒角下沿)，第三環為頂板及排架底梁，每環拱圈混凝土自下而上對稱連續澆筑。前一環混凝土達到設計強度的80%后，方可施工下一環。

拱腳至1/4段因坡度較大，混凝土澆筑時，需在混凝土頂面反壓木模以防止混凝土流至低處。肋板上下游兩端由滿堂架搭斜撐管伸出安裝側模，因肋板厚僅30 cm，振搗須特別注意，澆筑時可設專人用小錘敲擊模板，檢查混凝土密實情況。在拱圈施工全過程中必須加強對各監控點的觀測。在進行拱圈混凝土澆筑施工前應作好充分準備，精心統籌安排人、機、料，保證施工連續不間斷的進行，確保構造物的內在、外觀質量滿足規范要求。

根據設計資料，拱圈混凝土應在溫度為8～15℃時合攏，由于夏天氣溫較高，因此混凝土合攏時間應盡量控制在夜間0點至凌晨7點。

4.4 拱架拆除

主拱圈混凝土澆筑完畢，強度達到設計強度的100%后，開始拆除模板，并卸落拱底支架及鋼支架。

拆架時，對調平支架部分按照二次卸荷步驟進行。具體做法是:分2個循環從拱腳到拱頂隔排對稱擰松小橫桿扣件，使小橫桿脫離拱架頂部立桿;第1循環擰松單排號小橫桿扣件，第2循環擰松雙排號小橫桿扣件，再從跨中拱頂開始拆架。卸架過程中統一指揮，聽號令有序進行，全程監測支架及拱圈變形情況。

5 結束語

清水江大橋主拱圈成功的施工技術措施，不僅保證了施工的質量和安全，而且搶先于建設工期內交付使用，得到了建設、監理及各兄弟單位一致的好評。

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2013-12-07