鋼筋混凝土拱圈支撐系統(tǒng)施工技術(shù)

孟憲禮+張娜

摘 要：從鋼筋混凝土拱圈支撐系統(tǒng)施工工藝原理入手，分析了多個操作要點(diǎn)，并結(jié)合工程實(shí)例，探討了鋼筋混凝土拱圈支撐系統(tǒng)施工技術(shù)的應(yīng)用。

關(guān)鍵詞：鋼筋混凝土；拱圈支撐系統(tǒng)；高程監(jiān)測；模殼安裝

中圖分類號：U445.33 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A DOI：10.15913/j.cnki.kjycx.2016.10.146

拱橋是一種歷史悠久的橋梁形式，以其承載能力強(qiáng)、工程造價低、養(yǎng)護(hù)維修費(fèi)用少、橋型宏偉壯觀等特點(diǎn)而長盛不衰。現(xiàn)代的鋼筋混凝土拱橋形式多樣，跨越能力強(qiáng)，多位于大跨度深河峽谷之上。為減輕拱圈自重，降低工程造價，多數(shù)鋼筋混凝土拱橋采用了密肋梁板拱圈。采用該結(jié)構(gòu)形式需要控制拱圈的成型質(zhì)量，而確保拱圈成型后線型準(zhǔn)確度的關(guān)鍵點(diǎn)在于下部的支撐系統(tǒng)。

1 工藝原理

采用鋼筋混凝土拱圈支撐系統(tǒng)施工技術(shù)對某一跨的架體預(yù)壓，能夠消除基礎(chǔ)與架體、架體與架體、架體與方木、方木與模板之間的非彈性變形，算出支撐系統(tǒng)的彈性變形值，調(diào)整支撐系統(tǒng)的高程，從而保證拱圈成型質(zhì)量；根據(jù)該跨支撐系統(tǒng)的非彈性形變和彈性變形值計(jì)算出其余跨的預(yù)拋度，然后控制其余跨支撐系統(tǒng)的支設(shè)，以保證支撐系統(tǒng)的準(zhǔn)確度。

2 操作要點(diǎn)

2.1 施工準(zhǔn)備

根據(jù)設(shè)計(jì)拱底軸線，綜合考慮密肋T形梁截面的不同、澆筑混凝土?xí)r的動荷載、混凝土自重、模板方木材料自重等因素，計(jì)算拱圈滿堂腳手架、密肋T形梁異形模殼尺寸，確定腳手架立柱間距、高程、橫桿間距、模殼尺寸。

2.2 腳手架基礎(chǔ)施工

根據(jù)支撐系統(tǒng)及上部的荷載（動荷載、活荷載等）計(jì)算出腳手架基礎(chǔ)厚度。

2.3 搭設(shè)滿堂腳手架（第一跨）

將拱圈密肋梁投影至支撐系統(tǒng)混凝土基礎(chǔ)上放線，根據(jù)投影線扎設(shè)腳手架。腳手架立桿縱、橫間距設(shè)計(jì)為1/3梁寬，且不大于900 mm。工程架體構(gòu)造荷載在立桿不同高度軸力變化不大，采用等步距設(shè)置。

腳手架采用碗扣式腳手架，在施工過程中，嚴(yán)格按照操作規(guī)范和放線位置搭設(shè)滿堂腳手架，腳手架立桿底端墊80 mm×80 mm×20 mm鋼板一塊。

在扎設(shè)的過程中滿布剪刀撐，使其具有較大剛度和變形約束的空間結(jié)構(gòu)層。支架四周外立面應(yīng)滿足立面滿設(shè)剪刀撐要求，剪刀撐與立桿、橫桿相交的部位均用扣件緊密連接。在任何情況下，高支撐架的頂部和底部（掃地桿的設(shè)置層）都必須設(shè)水平加強(qiáng)層。

在設(shè)計(jì)頂部支撐點(diǎn)時，需注意以下幾點(diǎn)：①在立桿頂部設(shè)置可調(diào)絲杠，它的距離支架頂層橫桿的高度不宜大于400 mm。②當(dāng)頂部支撐點(diǎn)位于頂層橫桿時，應(yīng)靠近立桿，且間距不宜大于200 mm。③應(yīng)對支撐橫桿與立桿的連接扣件進(jìn)行抗滑驗(yàn)算。當(dāng)設(shè)計(jì)荷載N≤12 kN時，可用雙扣件；當(dāng)N>12 kN時，采用頂托方式。④立桿頂部橫向均用兩根鋼管作為橫梁，并且為防止橫梁及頂托發(fā)生位移，各道橫梁用直徑為20 mm的鋼筋點(diǎn)焊連接（鋼筋長度沿拱圈底軸線長度布設(shè)），使橫梁和頂托結(jié)構(gòu)穩(wěn)固，鋼筋間距為600 mm。之后，沿橋梁縱向滿鋪方木，為鋪設(shè)模板作準(zhǔn)備。

2.4 支設(shè)拱圈密肋梁底模

順拱方向鋪設(shè)規(guī)格為50 mm×80 mm的方木（間距為50 mm）形成工作面，利用全站儀將密肋梁的位置準(zhǔn)確定位到方木上，然后支設(shè)密肋梁底模板，施工完畢后再復(fù)核模板頂標(biāo)高。如果有偏差，調(diào)整螺栓的外露長度。

2.5 準(zhǔn)確安裝模殼結(jié)構(gòu)

根據(jù)模型計(jì)算出每一個模殼模板尺寸，以確保在制作時準(zhǔn)確加工。在加工模殼時，采用新模板，并根據(jù)需要將拼縫處兩邊的模板做成斜角，從而減小縫隙。拼縫處要用膠帶黏結(jié)，以免在澆筑混凝土?xí)r因漏漿造成咬模。

2.6 架體及模板預(yù)壓

架體及模板預(yù)壓步驟分為以下幾步：①在拱圈密肋梁底模上布置測點(diǎn)。將測點(diǎn)布置在縱橫梁底模兩側(cè)，每一道縱梁共設(shè)7點(diǎn)，均勻分布在拱圈上，并在方木上釘好鋼釘作為觀測點(diǎn)；地下設(shè)測站，對鋼釘進(jìn)行高程測量，測出各鋼釘?shù)某跏紭?biāo)高值H1，并記錄在表格中。②加載計(jì)算。根據(jù)密肋梁板的自重和動載計(jì)算出架體每平方米上的加載量，用噸袋裝砂礫石，每袋重1 t。加載采用分級對稱加載，從拱腳開始向拱頂進(jìn)行。在每一分級加載的過程中，2 h測量一次，記錄每一次的測量結(jié)果。加載時，先將試壓袋全部均勻加載至模板上，然后將試壓袋放置在縱橫梁上加載。③測量加載后各測量點(diǎn)的高程值H2.布載結(jié)束后，立即測量各測量點(diǎn)的高程值H2，并做好相應(yīng)的記錄。④測量卸載前各測量點(diǎn)高程值H3.在布載1 h后、卸載前測量各測量點(diǎn)高程值H3. ⑤卸載。卸載的操作順序與加載相反。⑥測量卸載后各測量點(diǎn)高程H4.

根據(jù)該彈性變形值，在底模上設(shè)置預(yù)拋高度δ2，使支架變形后梁體線型滿足設(shè)計(jì)要求。將計(jì)算出的數(shù)據(jù)應(yīng)用于其他跨的架體扎設(shè)及模板支設(shè)上，可簡化加載和卸載工序。

2.7 其他跨支撐系統(tǒng)施工

其他跨支撐系統(tǒng)施工參照第一跨支撐系統(tǒng)施工流程，免去預(yù)壓工序，簡化加載和卸載過程。

3 工程實(shí)例

四川省北川新縣城西羌北橋工程位于安昌河上，是進(jìn)出北川新縣城的主要通道。橋型為五跨鋼筋混凝土空腹拱橋，跨徑組合為5.0 m×32.0 m，拱圈拱腳截面為800 mm×900 mm，拱頂截面為800 mm×700 mm。拱圈采用密肋梁板結(jié)構(gòu)，拱圈為變截面拱圈，拱軸線采用的是懸鏈線，施工中通過建立工程模型準(zhǔn)確計(jì)算出拱底每一個位置的高程，并通過嚴(yán)格控制支撐系統(tǒng)的每一步提升滿堂腳手架的扎設(shè)質(zhì)量，通過模板的支設(shè)及鋼筋的綁扎提升高程及位置的準(zhǔn)確性，從而保證扎設(shè)架體的牢固性，提高模板的支設(shè)質(zhì)量；通過對單跨拱圈架體預(yù)壓，計(jì)算出架體與基礎(chǔ)、架體與架體、架體與方木、方木與方木、方木與模板之間的非彈性變形及整個支撐系統(tǒng)的彈性變形，使拱圈成型更加準(zhǔn)確。鋼筋混凝土拱圈支撐系統(tǒng)施工技術(shù)應(yīng)用于其他跨上，不僅提高了支撐架體的牢固性，還縮短了施工工期，降低了工程造價。

〔編輯：劉曉芳〕