清水江大橋主拱圈施工技術(shù)探析

歐 軍

(貴州路橋集團(tuán)有限公司)

清水江大橋主拱圈施工技術(shù)探析

歐 軍

(貴州路橋集團(tuán)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(shù)措施，針對拱架方案的設(shè)計、拼裝，支架的搭設(shè)、拱架的預(yù)壓，以及混凝土的施工技術(shù)進(jìn)行了相應(yīng)的探析;供同行借鑒。

大橋;主拱圈;設(shè)計;施工技術(shù);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(qū)和玻璃廠片區(qū)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(xù)箱梁)+1×150 m(懸鏈線無鉸拱)+兩聯(lián)3×22 m(連續(xù)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(xù)箱梁，拱上建筑采用排架柱、橫墻、4×15.9 m連續(xù)箱梁及3×15.9 m連續(xù)箱梁。拱座為明挖擴(kuò)大基礎(chǔ)，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(kuò)大基礎(chǔ)，分左右兩幅，中間設(shè)2 cm斷縫，臺后各設(shè)8 m橋臺搭板;橋墩下部結(jié)構(gòu)為雙柱式，樁徑為1.5 m。

1 主拱圈拱架方案的設(shè)計

主拱圈采用分環(huán)施工，即底板、腹板及頂板各為一環(huán)，且必須是前一環(huán)混凝土合攏并達(dá)到設(shè)計強(qiáng)度的80%以后，再進(jìn)行下一環(huán)的施工。由此可知，荷載主要集中在第一環(huán)和第二環(huán)上，第二環(huán)施工時的荷載由第一環(huán)混凝土及支架共同承擔(dān)，第三環(huán)施工時的荷載則由第一、二環(huán)混凝土形成的開口箱承擔(dān)，因此主拱架設(shè)計時，主要考慮承受鋼管支架及主拱圈第一、二環(huán)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(jù)現(xiàn)場實際地形及水文地質(zhì)情況，結(jié)合我公司以往施工的成功經(jīng)驗，經(jīng)認(rèn)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(xiàn)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(chǔ)，再在條形基礎(chǔ)預(yù)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(yù)埋板焊接，單根立柱鋼管頂部橫橋向分配梁采用經(jīng)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(jù)主拱圈弧度取值，節(jié)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(xiàn)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(chǔ)，再在條形基礎(chǔ)預(yù)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(biāo)準(zhǔn)支撐架和異型支撐架連接)，鋼管支架調(diào)平立?，F(xiàn)澆，單根立柱鋼管頂部橫橋向分配梁采用經(jīng)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(jù)主拱圈弧度取值，節(jié)間采用法蘭盤并螺栓連接。為滿足穩(wěn)定要求，Φ63 cm立柱鋼管間縱、橫橋向平聯(lián)采用20a槽鋼組拼成桁架系統(tǒng)。

清水江大橋主拱圈支架條形基礎(chǔ)采取砂袋圍堰或鋼筋混凝土管涵施工，施工程序為:施工準(zhǔn)備→土石回填→條形基礎(chǔ)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(chǔ)施工→清理條形基礎(chǔ)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(huán)境及周圍居民的生活生產(chǎn)，結(jié)合橋位處的氣象水文資料，經(jīng)我項目部領(lǐng)導(dǎo)仔細(xì)研究分析，決定采取清除條形基礎(chǔ)間的原河床堆積物，從而填補(bǔ)因施工條形基礎(chǔ)而占用的過水面積，以達(dá)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(gòu)件均堆放于清水江大橋玻璃廠岸6#拱座附近，然后分別運(yùn)到6#拱座前緣向5#拱座分組分次進(jìn)行主拱圈現(xiàn)澆支架組拼。滿堂鋼管支架安裝按照設(shè)計圖紙尺寸間距布置，并嚴(yán)格按照”鋼管腳手架操作規(guī)程”執(zhí)行。鋼管立柱及型鋼貝雷拱架采用人工配合吊車進(jìn)行，并在拱架拼裝過程中，對稱設(shè)置側(cè)向纜風(fēng)繩，保證拱架拼裝過程中的穩(wěn)定性。拱架拼裝時，應(yīng)作好拱架預(yù)抬高度及軸線的控制，并適時與計算值作對比，當(dāng)發(fā)現(xiàn)偏差較大時，應(yīng)及時分析原因并作調(diào)整。

3 現(xiàn)澆鋼管支架搭設(shè)及拱架預(yù)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(shè)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(shè)計圖紙，當(dāng)與拱架相關(guān)構(gòu)件沖突時，可適當(dāng)調(diào)整其位置。支架頂面小橫桿搭設(shè)時，跨中處預(yù)設(shè)8 cm的預(yù)抬高度，其余位置按二次拋物線預(yù)設(shè)。支架搭設(shè)完畢，再接長立桿，設(shè)置預(yù)壓工作平臺，按照設(shè)計重量布設(shè)好水箱，作好拱架加載試驗準(zhǔn)備工作。

4 主拱圈混凝土施工技術(shù)

4.1 主拱圈模板安裝

根據(jù)預(yù)壓結(jié)果對調(diào)平鋼管進(jìn)行調(diào)整后，方可進(jìn)行模板安裝。主拱圈施工除上、下馬蹄及外側(cè)模為定型鋼模板外，底模與內(nèi)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(huán)對應(yīng)，模板分三次安裝，待拱圈混凝土全部澆筑完成，達(dá)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(guī)鋼筋相同。

4.3 主拱圈混凝土現(xiàn)澆

根據(jù)設(shè)計要求及施工經(jīng)驗，主拱圈混凝土采用拌和站集中拌和、混凝土罐車運(yùn)輸至施工現(xiàn)場，輸送泵泵送入?，F(xiàn)澆，擬分三環(huán)施工，第一環(huán)為底板，第二環(huán)為腹板及橫隔板(即澆至頂板倒角下沿)，第三環(huán)為頂板及排架底梁，每環(huán)拱圈混凝土自下而上對稱連續(xù)澆筑。前一環(huán)混凝土達(dá)到設(shè)計強(qiáng)度的80%后，方可施工下一環(huán)。

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(cè)模，因肋板厚僅30 cm，振搗須特別注意，澆筑時可設(shè)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(qiáng)對各監(jiān)控點的觀測。在進(jìn)行拱圈混凝土澆筑施工前應(yīng)作好充分準(zhǔn)備，精心統(tǒng)籌安排人、機(jī)、料，保證施工連續(xù)不間斷的進(jìn)行，確保構(gòu)造物的內(nèi)在、外觀質(zhì)量滿足規(guī)范要求。

根據(jù)設(shè)計資料，拱圈混凝土應(yīng)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(yīng)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(qiáng)度達(dá)到設(shè)計強(qiáng)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(diào)平支架部分按照二次卸荷步驟進(jìn)行。具體做法是:分2個循環(huán)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(huán)擰松單排號小橫桿扣件，第2循環(huán)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(tǒng)一指揮，聽號令有序進(jìn)行，全程監(jiān)測支架及拱圈變形情況。

5 結(jié)束語

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

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2013-12-07