談南水北調(diào)東線四柳樹生產(chǎn)橋系桿拱施工

馬向前，孫永偉（山東臨沂水利工程總公司，山東 臨沂 276006）

談南水北調(diào)東線四柳樹生產(chǎn)橋系桿拱施工

馬向前，孫永偉
（山東臨沂水利工程總公司，山東 臨沂 276006）

【摘要】結(jié)合工程實例，闡述了南水北調(diào)東線柳長河四柳樹生產(chǎn)橋主橋系桿拱的關(guān)鍵施工技術(shù)，對同類型橋梁的施工有一定的參考和借鑒價值。

【關(guān)鍵詞】南水北調(diào)；系桿拱橋；工程施工

南水北調(diào)東線四柳樹生產(chǎn)橋位于梁山縣小安山鎮(zhèn)四柳樹村東，在柳長河設(shè)計樁號12+645處，主橋為84m鋼筋混凝土系桿拱橋，橋梁寬10m，主拱肋計算跨徑80m，矢高16m，矢跨比1∶5，拱軸線為二次拋物線。該系桿拱橋共布置15對吊桿，間距4.5m，吊桿采用15Φs15.24鋼絞線整束擠壓拉索體系，外套鋼管防護。

1　　系梁與內(nèi)橫梁施工

系梁采用高2m，寬1.5m的矩形箱型斷面。橫梁包括2根端橫梁和17根內(nèi)橫梁，橫梁均為預(yù)應(yīng)力鋼筋混凝土工字型結(jié)構(gòu)，路面中心線處內(nèi)橫梁高1.5m，端橫梁高2.35m。主拱系梁和內(nèi)橫梁支架采用鋼管、型鋼組合結(jié)構(gòu)，其中立柱采用鋼管，基礎(chǔ)采用鉆孔灌注樁；立柱與基礎(chǔ)一一對應(yīng)，立柱縱向間距及橫向與系梁對應(yīng)間距如圖1示。

圖1系梁支架結(jié)構(gòu)圖

系梁和橫梁混凝土采用拌和站集中拌制，混凝土攪拌運輸車運送混凝土，配合兩臺混凝土汽車泵將混凝土輸送至倉內(nèi)。每側(cè)系梁混凝土上下游兩側(cè)同時對稱澆筑，自端部向梁中方向澆筑，整個系梁、橫梁體系一次澆筑成型。混凝土澆筑過程中，先澆筑左右兩側(cè)端部系梁段，兩側(cè)拱腳混凝土與系梁兩端混凝土同時澆筑，最后澆筑中間段。澆筑時采用水平分層向前推進施工，由于系梁高度為2.0m，內(nèi)橫梁高度為1.5m，為保證混凝土振搗密實，振搗時可分區(qū)域配以不同型號的插入式振搗棒，并應(yīng)特別注意各系橫梁節(jié)點鋼筋密集區(qū)和預(yù)應(yīng)力波紋管周圍的振搗。為方便后續(xù)施工，澆筑拱腳混凝土?xí)r，每側(cè)拱腳澆筑至離系桿拱支座中心6m的位置。在系梁、橫梁混凝土澆筑時，在支架梁頂端部位適當(dāng)設(shè)置觀測點，以便觀測澆筑過程中的橫向位移及撓度。

2　　主拱肋與橫撐施工

主橋拱肋為高180cm，寬140cm，肋厚120cm的工字型斷面的鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)。全橋共設(shè)置3道橫撐，橫撐為高140cm，寬60cm，肋厚30cm的工字型斷面。

主拱肋支架采用扣件式支架結(jié)構(gòu)，水平間距90cm，步距100cm，兩側(cè)22.3m采用斜支撐結(jié)構(gòu)形式，橫向設(shè)置4排，間距為（450+200+450）mm；中間27m采用垂直支撐結(jié)構(gòu)形式，橫向設(shè)置5排，間距為（300+350+350+300）mm；各桿件之間采用直接扣件進行連接，其中用于構(gòu)造連接的斜桿采用轉(zhuǎn)角扣件進行連接，主拱肋兩側(cè)設(shè)置豎直方向工作平臺，與主拱支架通過扣件進行連接，左右兩拱肋支架之間設(shè)置橫向聯(lián)系，并與拱肋支架同時搭設(shè)。支架設(shè)置頂托和底座（如圖2示）。

圖2拱肋支架結(jié)構(gòu)

主橋拱肋和橫撐混凝土澆筑施工時，考慮支架變形和防止混凝土沉降裂縫等因素，采用分段澆筑的施工方法，將單側(cè)整個拱肋劃分為3個澆筑段，自下而上分為第一澆筑段（段長19m）、第二澆筑段（段長19m，含下橫撐）、中間合攏段（段長10m，含頂橫撐）。上下游兩側(cè)的拱肋每一次澆筑段同步對稱施工。上下澆筑段之間時間間隔不少于7d，混凝土強度不低于設(shè)計強度的75%。振搗時可分區(qū)域配以不同型號的插入式振搗棒，確保混凝土振搗密實。在拱肋、橫撐混凝土澆筑時，在支架頂端部位適當(dāng)設(shè)置觀測點，以便觀測澆筑過程中的橫向位移及撓度。

3　　主橋支架系統(tǒng)施工

關(guān)于主橋系、橫梁支架和拱肋、橫撐支架的搭設(shè)前面已有論述，需要說明的是整座橋梁的支架系統(tǒng)均需要按照有關(guān)技術(shù)規(guī)范進行力學(xué)分析和驗算論證承載力滿足設(shè)計要求的安全系數(shù)。在實際施工過程中，支架搭設(shè)完畢后，按照橋梁施工規(guī)范要求對支架進行預(yù)壓試驗。

預(yù)壓試驗分階段進行沉降值測量，通過最后一次觀測的數(shù)據(jù)和預(yù)壓前觀測數(shù)據(jù)對比得出支架體系沉降量。支架沉降穩(wěn)定后將砂袋卸下，卸載時現(xiàn)場對各點進行測量，得出支架卸載后的回彈量，兩次測量值比較，可得出彈性變形值。此后對支架作進一步調(diào)整。具體步驟如下：

3.1預(yù)壓觀測

在未加載情況下分別測出觀察點的水平標高，預(yù)壓加載過程中分壓前、壓25%、50%、75%、120%五個階段觀測支架體系變形并作好標高記錄，每次加載時間為24h，繪制加載和減載曲線，每隔12h觀測一次，并及時計算沉降量和繪制沉降、時間曲線。

3.2預(yù)壓分析及標高調(diào)整

在等載預(yù)壓作用下，可以消除支架體系塑性變形，并將觀測彈性變形結(jié)果和理論計算值進行校正分析，用以指導(dǎo)施工。根據(jù)預(yù)壓得出的彈性變形值，對支架頂標高進行調(diào)整，保證支架體系拆除后混凝土有良好的線型。

3.3支架體系立模標高的計算和調(diào)整

在該橋的支架現(xiàn)澆施工過程中，系梁、主拱肋立模標高的合理確定是關(guān)系到系梁、主拱肋的線形是否平順、是否符合設(shè)計的一個重要問題。如果在確定立模標高時考慮的因素比較符合實際，而且加以正確控制，則最終成橋線形一般是較為良好的；相反，如果考慮因素和實際情況不符合，控制不力，則最終成橋線形會與設(shè)計線形有較大的偏差。因此，確定好立模標高是該類型橋梁線形控制的重要因素。

眾所周知，拱橋立模標高并不等于設(shè)計大橋建成后的標高，需要設(shè)一定的預(yù)拋高，以抵消施工中產(chǎn)生的各種變形（撓度）。其計算公式為：梁底立模標高=設(shè)計梁底標高+設(shè)計預(yù)拱度+支架變形值。其中，支架預(yù)壓前按照設(shè)計標高調(diào)整，確保支架均勻受力，預(yù)壓后架體基本消除預(yù)壓荷載作用下體系塑性變形和支架豎向間的間隙等非彈性變形。通過預(yù)壓觀測計算得出支架彈性變形數(shù)值。立模標高調(diào)整過程中，系梁部位共設(shè)置19處標高控制點，以控制系梁立模整體線形；拱肋部位設(shè)置15處標高控制點，以控制拱肋立模整體線形。

4　結(jié)語

南水北調(diào)東線四柳樹生產(chǎn)橋已建成通車，該橋無論在外觀質(zhì)量還是鋼筋混凝土內(nèi)在質(zhì)量均符合設(shè)計要求，經(jīng)上海同濟建設(shè)工程質(zhì)量檢測站監(jiān)控評價為“四柳樹生產(chǎn)橋系梁標高實測值與理論值相吻合，成橋線形達到設(shè)計目標狀態(tài)，滿足監(jiān)控及規(guī)范要求”。

在四柳樹生產(chǎn)橋施工過程中，通過加強施工監(jiān)控，充分借助力學(xué)分析和論證手段，有效解決了諸多施工技術(shù)難題，提高了施工效率，節(jié)約了措施費用，保證了施工質(zhì)量，為今后同類型橋梁的施工提供了參考和借鑒。

（責(zé)任編輯趙其芬）

【中圖分類號】U445

【文獻標識碼】B

【文章編號】1009-6159（2015）-04-0022-02

收稿日期：2015-01-31

作者簡介：馬向前（1978—），男，工程師