公路三跨連續(xù)拱橋支架法澆筑施工技術(shù)

黃 艷 梅， 郭 有 余

(中國水利水電第七工程局有限公司 第一分局，四川 彭山 620860)

1 工程概述

興隆湖橋梁工程位于成都市天府新區(qū)紅星路南延線樁號K11+664.75處，上跨規(guī)劃的興隆湖上游河道，河道寬約99 m。紅星路南延線方向橋梁起點(diǎn)樁號為K11+600.77，終點(diǎn)樁號為K11+728.57，設(shè)計(jì)長度為127.8 m，設(shè)計(jì)縱坡為-1%。本橋橋跨布置為3跨鋼筋混凝土無鉸板拱，板拱跨徑為36.6 m+37.8 m+36.44 m，板拱間中心間距分別為35.73 m+36.8 m+35.56 m。

紅星路南延線道路紅線寬60 m，按照“橋路同寬”的設(shè)計(jì)原則，拱圈采用三幅(18+24+18)m布置。橋面橫斷面布置為：3.5 m人行道+10.5 m輔道+5 m綠化帶+22 m主行道+5 m綠化帶+10.5 m輔道+3.5 m人行道=60 m。路拱橫坡：主、輔道1.5%，人行道2%，立交匝道2%。橋拱圈總面積為7 728 m2，拱圈混凝土為6 457.9 m3，護(hù)拱混凝土量為1 101.4 m3，混凝土量共計(jì)為7 559.3 m3。

2 支架與模板設(shè)計(jì)

2.1 支架構(gòu)件

滿堂支架主體構(gòu)件包括: 縱向水平桿、橫向水平桿、立桿、斜撐桿、頂托、底托、剪刀撐等。

2.2 支架布置

拱圈現(xiàn)澆支架采用φ48×3.5 mmWDJ碗扣型多功能鋼管腳手架，搭設(shè)型式為滿堂落地支架，最大高度約為17.75 m。

支架立桿縱、橫橋向布置均采用90 cm，橫桿步距為120 cm。由于護(hù)拱與拱圈同時澆筑時荷載較大，故將其下碗扣支架縱向間距加密為30cm，橫橋間距加密為90 cm；當(dāng)拱底無法搭設(shè)豎向立桿時采用斜向桿件支撐，縱向間距為30 cm，橫向間距為60 cm。

立桿底部配制KTZ-30可調(diào)底座，底座下鋪設(shè)14 cm×12 cm底層枋木，枋木大面朝下。

立桿頂部配置KTC-50頂托；頂托上設(shè)14 cm×12 cm橫橋向承重枋木；承重枋木上為縱橋向I10工字鋼曲線形拱肋，橫向間距為90 cm；縱向I10工字鋼分配梁上為10 cm×10 cm的橫橋向肋木，肋木在護(hù)拱段間距為20 cm、在護(hù)拱頂以上間距為30 cm。肋木上面為底模板，底模板采用δ15 mm的鋼模板。

支架四周及中間縱、橫向每四排從底到頂連續(xù)設(shè)置豎向剪刀撐；在支架底部和拱腳水平高度位置分別設(shè)置2道水平剪刀撐。

2.3 模板設(shè)計(jì)

(1)拱圈側(cè)面模板結(jié)構(gòu)。

采用與拱圈厚度和線形相同的鋼模板；在鋼模板上設(shè)置豎向10 cm×10 cm方木作小肋，間距40 cm；小肋的頂部、底部各采用曲線形的雙φ48×3.5 mm鋼管作大肋，用φ16光圓鋼筋焊接在拱圈箍筋上作拉桿；拉桿豎向間距約為65 cm，縱橋向間距為80 cm。

(2)護(hù)拱段側(cè)面模板結(jié)構(gòu)。

采用與護(hù)拱(含相應(yīng)的主拱)厚度和線形相同的鋼模板；在鋼模板上設(shè)置豎向10 cm×10 cm方木作小肋，間距30 cm；小肋上設(shè)置2[10工字鋼作大肋，用φ22光圓鋼筋焊接在拱圈箍筋和主筋上作拉桿；大肋設(shè)置4道，豎向間距約為60 cm；每道大肋上設(shè)置4～5根拉桿。

(3)拱背壓模結(jié)構(gòu)。

采用與拱背線形相同的鋼模板；在鋼模板上設(shè)置橫橋向10 cm×10 cm的方木作小肋，間距30 cm；小肋上設(shè)置縱橋向雙φ48×3.5 mm鋼管作大肋，用φ12光圓鋼筋焊接在拱圈箍筋上作拉桿；大肋橫橋向間距90 cm；拉桿橫橋向間距90 cm，縱橋向間距45 cm。

3 支架的施工

(1)支架基礎(chǔ)：應(yīng)滿足支架法施工拱橋的承載力要求，可靠、安全。

(2)支架和剪刀撐的搭設(shè)須嚴(yán)格按照J(rèn)GJ166-2008《建筑施工碗扣式鋼管腳手架安全技術(shù)規(guī)范》施工。

(3)支架安裝應(yīng)從一端向另一端或從跨中間向兩端延伸，按照墊木、底座、立桿、水平桿(水平加固件)、剪刀撐的順序自下向上逐層搭設(shè)，每層高度不宜大于3 m。

(4)底座的軸心線應(yīng)與地面垂直，墊木與墊層之間的空隙應(yīng)填塞密實(shí)。

(5)碗扣式鋼管支架的首層應(yīng)采用不同長度的立桿交錯布置，使相鄰立桿的接頭設(shè)置在不同步距內(nèi)。

(6)剪刀撐、交叉支撐等加固件應(yīng)與立桿和水平桿等同步安裝，扣件、鎖臂等應(yīng)安裝齊全并及時擰緊。

(7)立桿頂托上的下層承重方木接頭一般應(yīng)設(shè)置在頂托上，否則應(yīng)采用綁條釘牢并加墊木支墊；同一斷面上的承重方木接頭數(shù)量不應(yīng)超過50%。上層方木應(yīng)交錯搭接在下層方木上。

(8)在各層支架安裝過程中，應(yīng)及時校正桿間距、垂直度、縱橫向直線度和水平桿水平度等，避免因誤差累積導(dǎo)致支架質(zhì)量不合格。

(9)支架在搭設(shè)、使用過程中，必須設(shè)置腳手板，其寬度不應(yīng)低于30 cm，厚度不小于5 cm，探頭板長度不得大于20 cm。

(10)支架安裝完畢，對其平面位置、頂部標(biāo)高、節(jié)點(diǎn)聯(lián)接及縱橫向穩(wěn)定性進(jìn)行檢查，經(jīng)檢驗(yàn)合格后方可安裝模板。

(11)支架拆除順序：先拆除②號區(qū)域，再拆除①號區(qū)域，詳見圖1。

4 模板的施工

圖1 支架拆除順序示意圖

支架平臺搭設(shè)完成后，安裝橫向承重梁、縱向曲線形拱肋、橫向分配肋木。橫向承重梁為14 cm×12 cm枋木，縱向承重梁由I10工字鋼冷彎加工而成，工字鋼承重梁間的連接采用法蘭盤螺栓連接，螺栓為M20高強(qiáng)螺栓，每處螺栓連接根數(shù)為4根。工字鋼上橫向分配肋采用10 cm×10 cm枋木。

模板的安裝嚴(yán)格按模板設(shè)計(jì)方案進(jìn)行。為保證混凝土的搗固質(zhì)量，在拱圈上側(cè)設(shè)置了方便搗固的活動模板，搗固時將模板拆下，待混凝土搗固完畢，再將模板安裝就位并固定牢固。

5 支架預(yù)壓

(1)預(yù)壓荷載的分布。

支架預(yù)壓按照拱圈荷載的澆筑工況進(jìn)行。目前的混凝土澆筑均采用先護(hù)拱以下澆筑，在逐孔澆筑的方式進(jìn)行?？偤奢d按拱圈荷載的1.2倍設(shè)置(預(yù)壓總重為93.78 t)，并根據(jù)護(hù)拱以下與護(hù)拱以上的拱圈荷載進(jìn)行預(yù)壓。加載過程分別按預(yù)壓設(shè)計(jì)重量的60%、100%、120%三級進(jìn)行；加載材料采用鋼筋及砂袋，護(hù)拱以下用砂袋作為壓重材料，對于護(hù)拱以上的拱圈采用縱向均布的鋼筋作為壓重材料，用塔吊和吊車吊預(yù)壓材料就位，按照設(shè)計(jì)加載的部位進(jìn)行堆載。加載應(yīng)對稱、分層、均勻、滿鋪，荷載的分布方式與拱圈基本一致。

(2)監(jiān)控點(diǎn)的布置：監(jiān)測斷面設(shè)置在預(yù)壓區(qū)域的兩端及間隔1/4長度位置，在每個監(jiān)測斷面的支架頂面各布置3個觀測點(diǎn)，在其上下對應(yīng)位置設(shè)置地基沉降變形觀測點(diǎn)。

(3)觀測方法。

加載前，記錄各觀測點(diǎn)的初始標(biāo)高。每級加載完成1h后進(jìn)行支架變形觀測，之后間隔6 h監(jiān)測并記錄各監(jiān)測點(diǎn)的位移量，當(dāng)相鄰兩次監(jiān)測位移平均值之差不大于2 mm時，方可繼續(xù)加載；全部預(yù)壓荷載施工完成后，應(yīng)間隔6 h監(jiān)測記錄各監(jiān)測點(diǎn)的位移量。當(dāng)連續(xù)12 h監(jiān)測位移平均值之差不大于2 mm時，方可卸除預(yù)壓荷載。支架卸載6 h后，應(yīng)監(jiān)測記錄各監(jiān)測點(diǎn)的位移量。

沉降量的測量采用高精度水準(zhǔn)儀或全站儀，記錄初始前的高程和加載后的高程值，然后計(jì)算出沉降量。

(4)彈性、非彈性變形量的測量。

支架搭設(shè)完成后，在方木頂面每個觀測點(diǎn)位置釘鐵釘作為基準(zhǔn)點(diǎn)，加載前進(jìn)行初始標(biāo)高測量，卸載后再進(jìn)行相對標(biāo)高測量，兩者之間的差值△′即為模型、支架總的非彈性變形值。

對底模觀測點(diǎn)進(jìn)行加載后(卸載前)測量，并與卸載后標(biāo)高進(jìn)行比較，其差值即為支架彈性變形值。

(5)預(yù)拱度。

在預(yù)壓完成之后，根據(jù)現(xiàn)場實(shí)測計(jì)算得出的彈性變形量進(jìn)行預(yù)拱度的預(yù)留。

6 拱圈鋼筋的施工

鋼筋施工嚴(yán)格遵守《公路橋涵施工技術(shù)規(guī)范》中的相關(guān)規(guī)定。在拱圈鋼筋施工時應(yīng)注意預(yù)埋側(cè)墻鋼筋和排水管。

由于拱圈弧度較大，為了在光滑的模板上固定弧形主筋，在安裝主筋前，需先沿拱圈縱向鋪設(shè)φ20鋼筋做引鐵，橫向間距為1.5 m。

7 拱圈及護(hù)拱的澆筑

(1)澆筑應(yīng)盡可能避開炎熱的白天和雨天。

(2)每幅三聯(lián)拱跨的3個拱圈下端及3個護(hù)拱混凝土一次性一體澆筑完畢。

(3)采用兩臺高架泵同時從每跨拱圈下端由下而上對稱、均勻澆筑混凝土。為滿足拱圈合攏時應(yīng)將環(huán)境溫度控制在15℃左右的要求，對于合攏段的澆筑安排在夜間或凌晨全天溫度較低的時候進(jìn)行。

(4)在混凝土發(fā)熱階段，最好采用噴霧養(yǎng)護(hù)。

8 結(jié) 語

興隆湖橋梁工程采用支架法澆筑拱圈和護(hù)拱，確保了工程質(zhì)量、安全和進(jìn)度，經(jīng)濟(jì)可行，值得借鑒和推廣。