大跨度鋼筋砼拱橋復(fù)合支架現(xiàn)澆施工技術(shù)研究

劉陽 閆國倉

摘 要： 隨著國民經(jīng)濟(jì)發(fā)展速度的不斷提升，在橋梁工程施工中，只有根據(jù)工程施工的具體要求，選擇與之相適應(yīng)的新技術(shù)，才能更好地提升工程的質(zhì)量，這也是施工的重點(diǎn)內(nèi)容。復(fù)合支架現(xiàn)澆技術(shù)作為大跨度鋼筋砼拱橋施工的重要組成部分，提高施工技術(shù)水平不僅可以縮短施工工期，還可以提高工程質(zhì)量，更能為工程經(jīng)濟(jì)效益與社會(huì)效益的實(shí)現(xiàn)提供強(qiáng)有力的保障。

關(guān)鍵詞： 大跨度鋼筋砼拱橋;復(fù)合支架現(xiàn)澆技術(shù);施工工藝

作為綜合交通運(yùn)輸中的主要方式之一，橋梁是為跨越各類障礙而修建的結(jié)構(gòu)物。近年來，伴隨科學(xué)技術(shù)創(chuàng)新力度的不斷加大，橋梁施工技術(shù)也得到迅速提升，一座座跨江、跨海大橋如一道道彩紅使天塹變成了通途。但在其發(fā)展的各個(gè)環(huán)節(jié)，橋梁材料選用是否合理、施工技術(shù)是否得當(dāng)都會(huì)對(duì)工程建設(shè)質(zhì)量造成嚴(yán)重的影響。橋梁施工是橋梁結(jié)構(gòu)理論在實(shí)踐中的應(yīng)用，其能夠?qū)蛄豪碚摰臏?zhǔn)確性、科學(xué)性進(jìn)行檢驗(yàn)，對(duì)促進(jìn)橋梁事業(yè)發(fā)展意義重大。

一、工程概況

某橋梁工程主橋?yàn)橹谐惺戒摻铐畔湫碗p肋橋，133m為其凈跨徑。195.88m為橋梁總長(zhǎng)度，9m為橋面行車道寬度，兩側(cè)人行道寬度分別為1.5m。四孔13m簡(jiǎn)支空心板為南岸引橋上部結(jié)構(gòu)類型，則選取柱式墩與重力式U型臺(tái)作為其下部結(jié)構(gòu)。本橋梁兩條主拱肋拱軸線都為懸鏈線，10.6m為兩軸線中心間距，1.347為拱軸系數(shù)，2.3：1為凈矢跨比，126m為起拱線標(biāo)高，149.40m為拱頂中心標(biāo)高。選取箱型變截面作為拱肋，其中兩端拱腳段存在寬度、厚度增加現(xiàn)象，即拱腳起拱點(diǎn)截面313x260cm轉(zhuǎn)化為294x160cm;而拱肋頂端寬度無變化，厚度有所降低，由294cm轉(zhuǎn)化為245cm，0.65為截面系數(shù)。縱向各條拱肋可劃分為28個(gè)箱，橫隔板設(shè)置于箱與箱之間，285m3為混凝土數(shù)量，570m3為兩條肋量。

二、大跨度鋼筋砼拱橋復(fù)合支架現(xiàn)澆施工工藝

鋼筋砼拱橋是橋梁建筑施工中最為常見的結(jié)構(gòu)之一，其結(jié)構(gòu)相對(duì)來說較為穩(wěn)定，承載能力強(qiáng)，在后期投入運(yùn)營(yíng)之后產(chǎn)生的變形量小，同時(shí)具有較強(qiáng)抗震能力。施工技術(shù)選擇是否得當(dāng)對(duì)橋梁施工質(zhì)量以及穩(wěn)定性影響巨大，在施工過程中需要綜合考慮多方面因素，本文根據(jù)具體工程案例，選取復(fù)合支架現(xiàn)澆法進(jìn)行大跨度鋼筋混凝土拱橋施工，其不僅能夠提高橋梁承載能力，還能合理控制工程造價(jià)，進(jìn)一步提升工程施工質(zhì)量。

1、地基處理

支架現(xiàn)澆施工前，先對(duì)施工現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行場(chǎng)地平整，對(duì)搭設(shè)支架的場(chǎng)地進(jìn)行加固處理，在軟基位置用碎石換填或做混凝土基礎(chǔ)，確保地基承載力達(dá)到滿布荷載的要求，使梁體混凝土澆筑后不產(chǎn)生沉降。對(duì)處理好的施工場(chǎng)地進(jìn)行放線。同時(shí)須做好地面的排水處理，周邊設(shè)置排水溝。當(dāng)采用沉樁、承臺(tái)基礎(chǔ)時(shí)，先按放設(shè)的樁心位置打設(shè)管樁，再施工混凝土承臺(tái)或型鋼承臺(tái)。澆筑混凝土基礎(chǔ)時(shí)注意支架連接用的預(yù)埋件的正確安裝。

2、主拱肋混凝土現(xiàn)澆施工

由于本橋梁拱肋跨度較大，為133m，且285m3為各條肋混凝土量，為降低混凝土收縮應(yīng)力，避免拱架變形，可選取分環(huán)、分段對(duì)稱澆注及分環(huán)合攏法進(jìn)行主拱肋施工。可按照以下兩種方式確定主拱肋澆筑分段長(zhǎng)度，第一，在對(duì)施工方施工生產(chǎn)能力綜合考慮的前提下，要求在15到20小時(shí)內(nèi)合理控制各段主拱圈澆筑時(shí)間，混凝土初凝前，必須完成該段混凝土澆筑工作。以此確保澆筑施工中產(chǎn)生的支架變形不會(huì)導(dǎo)致混凝土產(chǎn)生裂縫。第二，施工中應(yīng)對(duì)支架結(jié)構(gòu)特性、混凝土澆筑時(shí)受力及變形狀況進(jìn)行全面考慮。按照以上兩個(gè)方法，順著拱軸方向可將本橋梁各條主拱肋進(jìn)行7段劃分，且將間隔槽設(shè)置到兩道橫隔板位置，100cm為各道間隔槽寬度。

支架施工是大跨度鋼筋混凝土拱橋施工的一部分，施工中應(yīng)確保施工支架具有良好整體穩(wěn)定性，且具備較高強(qiáng)度及剛度。為此，在主拱肋混凝土澆筑順序確定時(shí)，應(yīng)對(duì)主拱肋混凝土澆筑、支架變形之間的作用進(jìn)行探討，避免支架變形，損壞主拱軸線，或出現(xiàn)混凝土裂縫。根據(jù)施工設(shè)計(jì)要求，可選用的澆筑方案為分環(huán)、分段對(duì)稱澆筑，分環(huán)合攏。

按照主拱肋分環(huán)分段現(xiàn)狀，與施工支架結(jié)構(gòu)特征相結(jié)合，選取QCS軟件分析支架受力情況。由此得出，混凝土澆筑順序不同，所有桿件、節(jié)點(diǎn)應(yīng)力變化不大，但選取最優(yōu)澆筑順序，則施工中所有結(jié)點(diǎn)產(chǎn)生的撓度值最低。

澆筑主拱肋混凝土?xí)r，順序?yàn)楣袄叩装寤炷恋较碌菇欠侄螡仓袄吒拱寤炷恋缴系菇欠侄螡仓w澆筑橫隔板混凝土和腹板混凝土—頂板混凝土澆筑。完成拱腹板混凝土澆筑后需先合攏底板，完成頂板混凝土澆筑后則可對(duì)腹板所有分段點(diǎn)混凝土澆筑，并合攏腹板。澆筑混凝土過程需保證拱肋兩端對(duì)稱。安裝拱肋頂板模板后，需將一個(gè)孔洞留設(shè)到兩道橫隔板間，尺寸為50x100cm，為便于拆除內(nèi)模板，需選取吊模封洞施工。為確保拱架具有良好穩(wěn)定性，需交叉澆筑上下游兩條拱肋混凝土。

3、卸落與拆除拱架

主拱肋現(xiàn)澆施工中，卸落與拆除拱架極為關(guān)鍵，完成澆筑主拱肋混凝土后，待其養(yǎng)護(hù)強(qiáng)度滿足設(shè)計(jì)要求后，即可依據(jù)相應(yīng)程序卸除拱架。本文選取螺栓組合硬木楔的方式作為本橋拱架卸落裝置，以此對(duì)其標(biāo)高、落架進(jìn)行適當(dāng)調(diào)整。共有366個(gè)螺栓組合木楔設(shè)置于上下游兩條拱肋中間120m拱架位置，同時(shí)拱腳段組合木楔有幾十個(gè)，由此可見，共有400多個(gè)拱架卸落點(diǎn)。因卸落點(diǎn)眾多，根本無法實(shí)現(xiàn)多點(diǎn)同步均勻卸落。通過分析得出，要求橫橋向拱架應(yīng)同時(shí)均勻卸落;縱橋向由拱頂一排一排向拱腳卸落，保證上下游兩條拱肋拱架對(duì)稱同步卸落。

按照橋梁拱架設(shè)計(jì)要求，拱架所有卸落點(diǎn)卸落量=主拱圈脫架彈性變形量+拱架彈性變形量，計(jì)算分析得出，9cm為拱頂卸落最大值。為保證供體均勻卸落及受力，分3次確定卸落量，即各段降落量為1/3高度，每次循環(huán)間存有相應(yīng)間歇。要求在較高氣溫條件下確定卸落時(shí)間，具體程序如下：

第一，第3號(hào)支墩到第4號(hào)支墩間的拱頂段拱架卸落—第2號(hào)支墩到第3號(hào)支墩、第4號(hào)支墩到地5號(hào)支墩之間的拱架卸落—第1號(hào)支墩到第2號(hào)支墩、第5號(hào)支墩到第6號(hào)支墩之間拱架卸落，按照上述卸落順序，其卸落量依次為3—2、2—1、1cm。

第二，對(duì)上述卸落順序及卸落量重復(fù)施工。

第三，對(duì)上述卸落順序及卸落量重復(fù)施工，保證拱肋底模板完全脫離主拱圈。

由拱頂分別對(duì)稱卸落拱架，拆除拱架應(yīng)先拆除后安裝拱架且分層施工，選取工作索吊運(yùn)施工，減少拆除時(shí)間。在拆除木拱盔、導(dǎo)梁與門型桁架后，通過留設(shè)的孔洞，將灌注樁基礎(chǔ)、墩帽等去除，隨后將岸邊貝雷支墩、拋石圍堰體等拆除，并將河道清理干凈。

三、結(jié)束語

綜上所述，隨著國民經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平的不斷提高，橋梁工程建設(shè)規(guī)模也在不斷擴(kuò)大，為了有效提高施工質(zhì)量，更多新技術(shù)被應(yīng)用于施工建設(shè)。復(fù)合支架現(xiàn)澆技術(shù)具有施工操作簡(jiǎn)單、移動(dòng)靈活等優(yōu)勢(shì)，在橋梁建設(shè)中得到了廣泛的應(yīng)用。因此，在施工過程中，應(yīng)全面掌握施工技術(shù)要求，確保施工方案的科學(xué)性，為具體施工操作行為提供積極的指導(dǎo)作用。

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