現(xiàn)澆混凝土拱橋主拱圈澆筑施工方法優(yōu)化

左軍海

（中國十七冶集團有限公司，安徽 馬鞍山 243000）

0 引言

隨著城市化進程的加速，橋梁建設(shè)成為現(xiàn)代城市建設(shè)不可或缺的一部分?，F(xiàn)澆混凝土拱橋作為一種常見的橋梁類型，其主拱圈澆筑施工方法一直是橋梁建設(shè)中的難點和瓶頸。主拱圈澆筑施工是整個拱橋施工的核心環(huán)節(jié)，直接關(guān)系到橋梁的安全和質(zhì)量。然而，目前主拱圈澆筑施工存在施工難度大、施工效率低、施工質(zhì)量不穩(wěn)定等問題，嚴重制約了現(xiàn)澆混凝土拱橋的建設(shè)和發(fā)展。因此，對現(xiàn)澆混凝土拱橋主拱圈澆筑施工方法進行優(yōu)化，提高施工效率、降低施工難度、保障施工質(zhì)量，具有重要的背景和意義[1]。

1 拱橋主拱圈澆筑施工工藝

針對連續(xù)多跨現(xiàn)澆拱橋的施工方法優(yōu)化，采用鋼管貝雷支架加滿堂支架的形式是一種常見的做法。下面將詳細介紹這種施工方法的步驟和優(yōu)勢。

1.1 鋼管貝雷支架和滿堂支架概述

鋼管貝雷支架是用于支撐拱圈模板和混凝土澆筑的一種結(jié)構(gòu)。在連續(xù)多跨現(xiàn)澆拱橋中，可以使用鋼管搭建貝雷支架的方式，將其安裝在橋墩上方，形成一個連續(xù)的支撐體系。

滿堂支架是貝雷支架的延伸，它是由主拱圈兩側(cè)的臨時拱腳架、橫向橫梁、縱向拉桿等組成的。滿堂支架的作用是為了提供更好的支撐和穩(wěn)定度，在混凝土澆筑時能夠保證較好的施工質(zhì)量[2]。鋼管貝雷支架＋滿堂支架如圖1 所示。

圖1 鋼管貝雷支架+滿堂支架

1.2 施工工藝流程

1.2.1 安裝鋼管貝雷支架

安裝鋼管貝雷支架是連續(xù)多跨現(xiàn)澆拱橋施工方法中的重要步驟之一。下面將詳細闡述安裝鋼管貝雷支架的過程。

（1）在進行鋼管貝雷支架的安裝前，需要根據(jù)設(shè)計要求和規(guī)范進行方案制定和預(yù)先準(zhǔn)備。確保在安裝過程中能夠保持良好的穩(wěn)定性和準(zhǔn)確度。

（2）材料準(zhǔn)備。準(zhǔn)備好所需的鋼管、連接件、支撐件等材料，并進行檢查，確保其符合相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范要求。對于鋼管，要檢查其外觀質(zhì)量和強度，并對連接件和支撐件進行檢查，確保其完整和可靠。

（3）建立基準(zhǔn)線。在橋墩上方，確定好貝雷支架的安裝位置。可以使用激光測量儀、水平儀等工具來確定水平基準(zhǔn)線，并根據(jù)設(shè)計要求和計算結(jié)果確定垂直基準(zhǔn)線。確?；鶞?zhǔn)線的準(zhǔn)確性和一致性。

（4）安裝支柱。根據(jù)基準(zhǔn)線的位置，在橋墩上方安裝支柱。支柱可以使用調(diào)整螺母、千斤頂?shù)确绞絹磉M行精確定位和調(diào)整。確保支柱與基準(zhǔn)線垂直，并具有足夠的穩(wěn)定性和承載能力[3]。

（5）安裝水平橫梁。在安裝好支柱后，根據(jù)設(shè)計要求，沿著橋墩上方的位置安裝水平橫梁。水平橫梁可以使用連接件將其與支柱連接起來，并進行調(diào)整，確保水平度符合要求。

（6）安裝縱向橫梁。在安裝好水平橫梁后，根據(jù)設(shè)計要求，安裝縱向橫梁?？v向橫梁需要連接到水平橫梁和支柱上，形成一個穩(wěn)固的結(jié)構(gòu)。確?？v向橫梁的位置和高度符合要求。

（7）安裝鋼管。在安裝好支柱和橫梁后，根據(jù)設(shè)計要求和間距要求，在橫梁上安裝鋼管。鋼管需要通過連接件和橫梁進行連接，并進行調(diào)整，確保其位置和水平度滿足要求。

（8）檢查和調(diào)整。在安裝過程中，需要不斷進行檢查和調(diào)整，確保鋼管貝雷支架各個部分的位置、水平度和垂直度達到設(shè)計要求。如果發(fā)現(xiàn)問題或偏差，需及時進行調(diào)整和修正。

1.2.2 安裝滿堂支架

安裝滿堂支架是在鋼管貝雷支架的基礎(chǔ)上，根據(jù)主拱圈的形狀和尺寸進行安裝，以提供更牢固的支撐。下面將詳細闡述安裝滿堂支架的具體過程。

（1）方案制定。根據(jù)主拱圈的形狀和尺寸特點，制定滿堂支架的具體安裝方案。包括滿堂支架的位置、數(shù)量、材料等細節(jié)，并與貝雷支架相結(jié)合，確保整個支撐系統(tǒng)的協(xié)調(diào)一致。

（2）建立基準(zhǔn)線。在貝雷支架上方確定滿堂支架的安裝位置，并建立垂直和水平的基準(zhǔn)線。可以使用激光測量儀、水平儀等工具來保證基準(zhǔn)線的準(zhǔn)確性。

（3）安裝支柱。根據(jù)基準(zhǔn)線的位置，在貝雷支架上方安裝支柱。支柱需要與貝雷支架的支柱相連接，并進行合理調(diào)整，確保與主拱圈的形狀和尺寸相吻合。

（4）安裝水平橫梁。在支柱之間，沿著主拱圈的形狀安裝水平橫梁。水平橫梁需要與支柱進行連接，并通過調(diào)整來保持水平度和穩(wěn)定性。

（5）連接支撐件。根據(jù)設(shè)計要求，在支柱和水平橫梁之間安裝連接件，對滿堂支架進行加固。確保連接件符合標(biāo)準(zhǔn)要求，并進行牢固的連接。

（6）確認安裝質(zhì)量。確保滿堂支架的安裝質(zhì)量符合相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范要求，為后續(xù)的主拱圈施工提供堅固可靠的支撐。

1.2.3 澆筑混凝土

完成貝雷支架和滿堂支架的安裝后，開始進行混凝土的澆筑工作。具體步驟如下。①在開始澆筑混凝土之前，需要進行一系列的準(zhǔn)備工作。首先，清理施工區(qū)域，確保沒有雜物和障礙物。然后，妥善安裝和調(diào)整模板，確保其位置和尺寸符合設(shè)計要求。此外，還需要準(zhǔn)備好混凝土材料和相應(yīng)的澆筑工具，如攪拌機、輸送泵、振搗器等。②在開始澆筑混凝土之前，需要制定合理的澆筑計劃。根據(jù)工程要求和混凝土特性，控制澆筑速度和均勻性至關(guān)重要。可以通過設(shè)置合適的澆筑口和使用配重管等輔助措施來實現(xiàn)均勻澆筑。同時，要確保混凝土充分填滿模板，排除空隙和氣泡。③將預(yù)先準(zhǔn)備好的混凝土材料投入攪拌機進行充分混合，確?；炷恋木鶆蛐院唾|(zhì)量。然后，使用輸送泵將混凝土輸送到澆筑現(xiàn)場。在輸送過程中，要注意控制混凝土的流速和流量，保持穩(wěn)定且連續(xù)的供料。④在混凝土澆筑完成后，需要使用振搗器對混凝土進行振搗作業(yè)。振搗可以排除混凝土中的空氣和氣泡，提高混凝土的密實度和強度。注意振搗的時間、頻率和力度，確?；炷恋恼駬v效果良好。⑤在混凝土初凝后，可以進行表面處理，如抹光、打磨等。這有助于提高混凝土的外觀質(zhì)量和光潔度，并延長混凝土的使用壽命。

1.2.4 等待混凝土硬化

等待混凝土硬化是一個關(guān)鍵的工程步驟，在此期間需要給予足夠的時間和條件供混凝土進行充分的水化反應(yīng)。一般而言，混凝土的初凝時間為幾小時，完全硬化可能需要幾天到幾周的時間，具體時間取決于混凝土配方、環(huán)境溫度和濕度等因素。在等待混凝土硬化的過程中，需注意以下事項。①養(yǎng)護保濕：為了避免混凝土過早失去水分，應(yīng)對澆筑部位進行養(yǎng)護保濕?？梢允褂脟娝?、覆蓋濕布或噴涂保濕劑等方法，確?；炷帘砻娌粫^快干燥。濕潤環(huán)境有助于混凝土充分水化反應(yīng)和提高強度。②控制外界條件：在混凝土硬化期間，應(yīng)盡量避免暴露在極端高溫或低溫環(huán)境中，以防止混凝土的質(zhì)量受到不利影響。在高溫天氣中，可以采取遮陽措施，如遮擋物或遮陽網(wǎng)，以降低混凝土表面的溫度。在低溫環(huán)境中，應(yīng)采取保溫措施，如使用保溫毯等。③忌諱負荷受力：在混凝土還未完全硬化之前，應(yīng)避免在其上施加額外的負荷或機械力，以免影響混凝土的強度發(fā)展。如果必須施工或行走在混凝土表面上，應(yīng)該采取適當(dāng)?shù)谋Ｗo措施，如鋪設(shè)臨時木板或搭設(shè)人行道。④檢查和測試：在等待混凝土硬化期間，可以進行定期的檢查和測試來評估混凝土的硬化程度和強度發(fā)展情況。例如，可以使用鉆孔取樣進行強度試驗，或使用超聲波儀器進行非破壞性檢測。

1.2.5 拆除支撐

拆除支撐是混凝土拱橋主拱圈澆筑施工的最后一步。在混凝土達到足夠強度后，支撐可以被拆除。然而，在拆除過程中需要格外注意安全，以避免對橋梁結(jié)構(gòu)造成任何損壞。首先，需要確?；炷烈呀?jīng)完全干燥和固化。通常，根據(jù)混凝土的配方和環(huán)境條件，需要等待一段時間以確保足夠的強度。在拆除之前，可以進行簡單的測試來確定混凝土的強度是否達到要求。其次，在拆除過程中應(yīng)使用適當(dāng)?shù)墓ぞ吆驮O(shè)備。這包括起重機、手動工具和防護設(shè)備等。確保拆除過程中的安全性是至關(guān)重要的，因此需要遵循施工安全規(guī)范和操作程序。在拆除支撐之前，需要仔細評估支撐的位置和連接方式。確保支撐已經(jīng)完全松開，并且沒有任何損壞或缺陷。如果有任何問題，應(yīng)及時修復(fù)或更換支撐。最后，需要謹慎地拆除支撐。根據(jù)支撐的類型和設(shè)計，可以使用適當(dāng)?shù)姆椒ㄟM行拆除。這可能涉及松開螺栓、剪斷連接件或者使用起重機進行拆除。在拆除過程中，需要確保支撐平穩(wěn)地移動，并且沒有任何沖擊或振動。

2 優(yōu)化方案設(shè)計

2.1 施工工藝設(shè)計

在施工工藝設(shè)計中，需要綜合考慮多種因素，如施工條件、材料特性、工藝要求等，以確保施工過程中的順利進行。具體闡述如下。

首先，施工前需要進行充分的準(zhǔn)備工作。包括確定拱橋的設(shè)計參數(shù)、材料質(zhì)量和施工工藝要求等，并進行現(xiàn)場勘測和測量，以確定拱圈的幾何形狀和大小。同時，需要根據(jù)現(xiàn)場條件和施工要求，制定詳細的施工計劃和施工方案，明確每個施工環(huán)節(jié)的具體要求和步驟，以確保施工過程中的順利進行。

其次，需要根據(jù)澆筑施工方案，確定適合的施工工藝。具體來說，包括澆筑速度、澆筑順序、澆筑方式等。一般來說，澆筑速度需要控制在適當(dāng)范圍內(nèi)，以避免混凝土流動過快或過慢，影響拱圈的質(zhì)量和穩(wěn)定性。澆筑順序需要根據(jù)拱橋的幾何形狀和大小，合理安排澆筑的先后順序，以保證澆筑的連續(xù)性和穩(wěn)定性。澆筑方式需要根據(jù)澆筑施工方案和材料特性等因素進行選擇，如采用自流平混凝土、振搗混凝土等。

最后，需要定期進行施工質(zhì)量檢查和維護。通過檢查拱圈的幾何形狀和大小、混凝土的強度和密實度等指標(biāo)，確保拱圈澆筑的質(zhì)量和穩(wěn)定性。同時，需要定期檢查和維護掛籃、模板等輔助部件，以保證施工工藝的順利進行。

2.2 施工措施設(shè)計

在施工措施設(shè)計中，需要對施工過程中可能出現(xiàn)的問題進行全面分析，并采取相應(yīng)的措施，以確保施工過程中的順利進行。具體闡述如下。

首先，需要對施工過程中可能出現(xiàn)的問題進行全面分析。比如，由于拱橋主拱圈的形狀和重量等因素，拱圈澆筑時容易出現(xiàn)變形或者不均勻的情況，同時，拱圈澆筑的施工難度較大，需要采取一些特殊的措施來確保施工質(zhì)量。

其次，需要采取相應(yīng)的措施來應(yīng)對這些問題。比如，可以通過控制澆筑速度、采用彈性支架、預(yù)應(yīng)力技術(shù)等方式來降低拱圈澆筑時可能出現(xiàn)的變形和不均勻問題。同時，為了保證拱圈澆筑的安全，需要合理安排掛籃的數(shù)量和位置，并定期檢查和維護掛籃及其他輔助部件。

再次，還需要采用適當(dāng)?shù)臐仓椒ê凸に?。例如，在拱圈澆筑過程中，可以采用分段澆筑的方式，將拱圈劃分為多個小節(jié)，分別進行澆筑，以確保拱圈澆筑的均勻和穩(wěn)定。同時，需要合理控制水泥的含水量和配比，以保證混凝土的強度和耐久性。

最后，需要對施工過程進行全面的監(jiān)控和檢測。例如，可以設(shè)置多個監(jiān)測點，對拱圈澆筑過程中的變形和壓力等因素進行實時監(jiān)測，以及時發(fā)現(xiàn)和解決問題。同時，需要對施工過程進行全面記錄和整理，以便后續(xù)的改進和總結(jié)[4]。

2.3 施工管理設(shè)計

在施工管理設(shè)計中，需要對施工過程中的各個環(huán)節(jié)進行全面規(guī)劃和管理，以確保施工過程中的順利進行。

首先，需要建立完善的施工管理體系。包括制定詳細的施工計劃和施工方案，明確每個施工環(huán)節(jié)的具體要求和步驟，制定相應(yīng)的施工標(biāo)準(zhǔn)和質(zhì)量控制要求等。同時，還需要建立健全的安全保障措施和應(yīng)急預(yù)案，以應(yīng)對突發(fā)情況的發(fā)生。

其次，需要加強現(xiàn)場管理和監(jiān)督。對施工現(xiàn)場進行全面監(jiān)控和管理，確保施工過程中各項工作的順利進行，及時對問題進行發(fā)現(xiàn)和處理，防止問題擴大影響。同時，還需要對施工現(xiàn)場進行定期檢查和維護，確保施工過程中的安全和質(zhì)量。

再次，還需要加強人員管理和培訓(xùn)。對施工人員進行全面培訓(xùn)和管理，確保每個人員都熟悉施工方案和要求，了解安全操作規(guī)程，增強安全意識和質(zhì)量意識，確保施工過程中的安全和質(zhì)量[5]。

最后，需要加強與監(jiān)理單位和業(yè)主單位的溝通和協(xié)調(diào)。及時向監(jiān)理單位和業(yè)主單位匯報施工情況和質(zhì)量問題，積極配合監(jiān)理單位和業(yè)主單位的工作，確保施工過程中各項工作的順利進行，并及時處理好各種問題和矛盾。

3 結(jié)語

綜上，通過對現(xiàn)澆混凝土拱橋主拱圈澆筑施工方法的優(yōu)化研究，發(fā)現(xiàn)只有在施工過程中不斷探索和創(chuàng)新，才能不斷提高施工質(zhì)量和效率，確保工程的成功完成。因此，未來需要更加注重施工方法的研究和優(yōu)化，建立完善的施工管理體系，加強施工質(zhì)量和安全管理，增強工人的專業(yè)技能和安全意識，共同推動工程建設(shè)的可持續(xù)發(fā)展。