纜索扣掛懸臂澆筑主拱圈施工工藝及適用范圍分析

袁華強(qiáng)

摘 要： 結(jié)合工程實(shí)例，對纜索扣掛懸臂澆筑主拱圈施工工藝進(jìn)行了總結(jié)與分析，包括圈的砌筑施工、纜索吊裝系統(tǒng)施工、拱架構(gòu)造、拱架拼裝等方面，提出了纜索扣掛懸臂澆筑的適用范圍，確保橋梁工程的施工質(zhì)量，提高橋梁的使用壽命。

關(guān)鍵詞： 纜索扣掛;懸臂澆筑主拱圈;施工工藝;適用范圍

【中圖分類號】U445.466 ? ? 【文獻(xiàn)標(biāo)識碼】A ? ? 【DOI】10.12215/j.issn.1674-3733.2020.33.103

1 工程概況

謀跨河橋梁工程為圓弧線拱式連拱拱橋（5跨雙幅，橋梁全長52.50m，寬28.90m）。該拱橋線形簡單，施工方便，其上部結(jié)構(gòu)采用圓弧無鉸板拱，拱圈為C30鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，拱軸線為圓弧線。拱圈厚度（等截面）40cm，邊孔內(nèi)半徑2.61m，拱圈夾角123.9o，凈矢高1.38m，第二孔內(nèi)半徑4.25m，拱圈夾角123.9o，凈矢高1.38m，中孔內(nèi)半徑6.8m，拱圈夾角123.9o，凈矢高3.60m。下部結(jié)構(gòu)橋墩采用承臺，橋臺采用重力式橋臺，基礎(chǔ)為鉆孔灌注樁，樁徑均為1.0m。

2 施工特點(diǎn)

首先是施工的方法的選擇。本工程的施工方法較為簡單，并且有良好的穩(wěn)定性，能夠滿足工程安全施工的要求;其次是施工中使用到的材料和設(shè)備比較常見，一般情況下很容易買到，并且施工期間可以很方便的安裝和拆卸拱架。最后，施工期間采用分部和分時段的方式進(jìn)行五跨拱圈的施工。這樣可以減少施工中的設(shè)備投入，讓鋼筋混凝土順利完成結(jié)合。同時，這樣還能讓施工中的各個工序順利地銜接在一起，可以實(shí)現(xiàn)多個平面同時施工，從而完成減小施工的成本。

3 纜索扣掛懸臂澆筑主拱圈施工工藝

3.1 拱圈的砌筑施工

在支架上砌筑或就地澆筑施工上承式拱橋一般分三個階段進(jìn)行。第一階段施工拱圈或拱肋混凝土 ，第二階段施工拱上建筑，第三階段施工橋面系。在拱架上砌筑的拱橋主要有石拱橋和混凝土預(yù)制塊拱橋。石拱橋按其材料規(guī)格分有粗料石拱、塊石拱和漿砌片石拱等。拱圈放樣與備料。粗料石拱圈的拱石要按照拱圈的設(shè)計尺寸進(jìn)行加工。為了能合理劃分拱石，保證結(jié)構(gòu)尺寸準(zhǔn)確，通常需要在樣臺上將拱圈按1：1的比例放出大樣，然后，用木板或鋅鐵皮在樣臺上按分塊大小制成樣板，進(jìn)行編號，以利加工。在劃分拱石時需注意：左右兩批拱石間的砌縫橫貫拱圈全部寬度，并垂直于拱圈中軸，成為貫通的輻射縫。上下兩層拱石的砌縫為斷續(xù)的弧形縫，其前后拱石間的砌縫則為斷續(xù)的、與拱圈縱軸平行的平面縫。兩相鄰拱石的砌縫必須錯開，其距離應(yīng)不小于100m，以利于拱圈傳力和具有較好的整體性。拱圈的砌筑。跨徑小于16m的拱橋，當(dāng)采用滿布式拱架施工時，可以從兩拱腳同時向拱頂一次按順序砌筑，在拱頂合龍;跨徑小于10m的拱橋，預(yù)加壓力砌筑是在砌筑前在拱架上預(yù)壓一定重力，以防止或減少拱架彈性和非彈性下沉的砌筑方法。它可以有效地預(yù)防拱圈產(chǎn)生不正常的變形和開裂。預(yù)壓物可采用拱石，隨撤隨砌，也可采用砂袋等其他材料。砌筑拱圈時，常在拱頂須留一龍口，最后在拱頂合龍。為防止拱圈因溫度變化而產(chǎn)生過大的附加應(yīng)力，拱圈合龍應(yīng)在設(shè)計要求的溫度范圍內(nèi)進(jìn)行。

3.2 纜索吊裝系統(tǒng)施工

纜索吊裝系統(tǒng)，是本橋進(jìn)行拱架拼裝的關(guān)鍵設(shè)備。纜索吊裝系統(tǒng)設(shè)計跨徑140.48m，跨中最大吊重垂度8.75m，安裝垂度3.5m，設(shè)計吊裝重量20.5噸;主索選用φ52（6×37）的鋼絲繩，起重索采用φ21.5（6×37）鋼絲繩，走四線;牽引索采用φ24（6×37）鋼絲繩，公稱抗拉強(qiáng)度為1870Mpa。纜索吊裝系統(tǒng)按照常規(guī)吊裝方法施工。

3.3 拱架構(gòu)造

貝雷梁拱架由貝雷梁、異型貝雷梁、小支撐架、大支撐架、平面聯(lián)系、拱腳節(jié)段（端桁架）、拱鉸、臨時拱座組成。異型貝雷梁是為了適應(yīng)拱圈的曲線，在貝雷梁節(jié)段之間采用上大下小的異型貝雷梁，實(shí)現(xiàn)貝雷梁由直線向曲線變化，其材質(zhì)和加工工藝與標(biāo)準(zhǔn)貝雷梁相同。

拱腳節(jié)段是貝雷梁拱架的起步節(jié)段，其加工的長短是根據(jù)貝雷梁拱架的拼裝長度確定，為一次性構(gòu)件，拱腳節(jié)段一端與貝雷梁拱架連接，另外一端與拱鉸進(jìn)行焊接，由于拱腳節(jié)段處在拱架的端頭，也稱端桁架。拱鉸采用鋼管，在鋼管內(nèi)灌注混凝土，在拱架拼裝的時候，懸拼的貝雷梁拱架通過拱鉸沿著鉸槽發(fā)生轉(zhuǎn)動，拱架拼裝合攏后，把端桁架上下弦與預(yù)埋的型鋼構(gòu)件連接，拱架也由拼裝階段的兩鉸拱變成無鉸拱。臨時拱座為拱架的支撐結(jié)構(gòu)，采用和永久拱座同樣的混凝土標(biāo)號，并一起澆筑完成。

3.4 拱架拼裝

拱架采用懸臂拼裝的方式進(jìn)行，用纜索吊吊裝貝雷梁節(jié)段或者異性貝雷梁，在端桁架的基礎(chǔ)上，不斷向前拼裝，拼裝過程中采用臨時扣索對已拼裝節(jié)段進(jìn)行扣掛，直至拱架合攏;扣索采用直徑為21.5的鋼絲繩;扣索繞過索塔頂端錨固在錨碇上。安裝端桁架。端桁架作為拱架拼裝的起步段，它的定位是否準(zhǔn)確穩(wěn)固對拱架能否成功拼裝有至關(guān)重要的影響;首先端桁架在施工現(xiàn)場與拱鉸的鋼管進(jìn)行焊接，上好橫斷面以及頂?shù)灼矫娴臋M向聯(lián)系，用纜索吊通過扁擔(dān)梁整體提升放入臨時拱座上的鉸槽內(nèi)，扣掛臨時扣索;其他節(jié)段的拼裝。將首節(jié)段安裝就位后，隨即安裝以后節(jié)段，起吊后，用浪風(fēng)繩調(diào)整半幅拱架的橫向位置，與前面節(jié)段進(jìn)行銷接，并張拉扣索（或臨時扣索），在安裝下一拱架節(jié)段前，前一拱架節(jié)段需安裝完成，并上好頂?shù)酌娴臋M向聯(lián)系及支撐架;在拼裝過程中兩岸對稱進(jìn)行;合攏段安裝。在拱架拼裝過程中，由于受扣繩彈性模量、新舊程度、松緊程度的不一致，以及構(gòu)件的安裝誤差、加工誤差等多種復(fù)雜因素的影響，拱架合攏時，難免與施工設(shè)計圖有一定誤差，那么合攏口的尺寸和異型貝雷梁尺寸存在差異，因此拱頂合攏段的異型貝雷梁需要根據(jù)合攏口的尺寸進(jìn)行現(xiàn)場焊接。合攏時請有資質(zhì)的加工廠家到現(xiàn)場加工以保證合攏效果。

4 適用范圍

在施工跨越山谷或者跨越水道的拱橋時，采用傳統(tǒng)的支架施工法存在很多不便之處，例如基底情況不明，施工支架基礎(chǔ)困難，支架過高風(fēng)險大等，而貝雷梁拱架法本身為無支架法施工，不良地質(zhì)或橋高等問題不能制約這種施工方法，適用范圍非常大。因此，在施工類似地形地貌的混凝土拱橋時，貝雷梁拱架法非常適用。

5 結(jié)語

通過對主拱圈的施工工藝及適用范圍進(jìn)行分析，對于拱橋的施工比較方便，能夠有效提高橋梁主拱圈的施工質(zhì)量，提升橋梁的整體剛度，并避免了預(yù)制安裝形成的接縫等問題，促進(jìn)我國橋梁工程的發(fā)展。

參考文獻(xiàn)

[1] 高君.掛籃懸臂澆筑施工技術(shù)在橋梁施工中的應(yīng)用[J].建筑技術(shù)開發(fā)，2018（23）.

[2] 謝進(jìn).掛籃懸臂澆筑施工技術(shù)在橋梁施工中的應(yīng)用研究[J].企業(yè)科技與發(fā)展，2018（04）.

[3] 尚占熬.掛籃懸臂澆筑施工現(xiàn)場常見的安全隱患[J].勞動保護(hù)，2017（02）.