魏巧云 溫以波 茲延君 齊建忠

[摘要] 隨著我國城市化的逐步推進(jìn)，鋼筋混凝土拱橋結(jié)構(gòu)形式越來越多地出現(xiàn)在道路建設(shè)中。但在軟弱地基上建造鋼筋混凝土拱橋具有一定的難度，需要嚴(yán)格控制其兩端橋臺(tái)的變形量，以保證拱橋安全。本文對如何在軟弱地基上控制其兩端橋臺(tái)的變形量進(jìn)行了分析研究。

[關(guān)鍵詞] 軟弱地基；砼拱橋；頂推卸載；節(jié)能環(huán)保

[中圖分類號(hào)] TU445.462；TU448.34[文獻(xiàn)標(biāo)志碼] A[文章編號(hào)] 1003-1324（2012）-04-0080-03

在我國橋梁系列中，拱橋作為一種古老的橋式以其跨越能力大、承載能力高、可用地方材料、造價(jià)經(jīng)濟(jì)、養(yǎng)護(hù)維修費(fèi)用少、造型美觀等特有的技術(shù)優(yōu)勢而成為建筑歷史最悠久、競爭力較強(qiáng)，并且常盛不衰、不斷發(fā)展的橋梁形式。

本文中結(jié)合我單位施工的聊城利民路徒駭河鋼筋混凝土拱橋施工技術(shù)經(jīng)驗(yàn)，對鋼筋混凝土拱橋頂推施工技術(shù)進(jìn)行了分析研究，并且實(shí)踐證明該技術(shù)取得了良好的應(yīng)用效果，經(jīng)查新該技術(shù)為國內(nèi)首例。

1 工程概況

聊城市利民路徒駭河五跨鋼筋混凝土拱橋座落在黃河沖積平原上，長188m，寬35m，各跨的矢高比為1/10，屬典型的歐式風(fēng)格坦拱橋。橋墩為薄壁空心橋墩，不承受水平力，全部水平推力由兩端橋臺(tái)和阻滑板承受，設(shè)計(jì)允許變形量每端為5mm，如何防止橋臺(tái)發(fā)生過量變形是確保橋梁安全的相當(dāng)重大的技術(shù)難題。施工中采用了大跨度拱圈卸載、落架技術(shù)，安全可靠，創(chuàng)造性地解決了圖紙中所要求的將拱圈的水平荷栽“對稱、均勻”地傳遞到大橋兩端橋臺(tái)、阻滑板（或重力式橋臺(tái)）上。通過預(yù)壓對兩端橋臺(tái)及臺(tái)后阻滑板進(jìn)行“頂推”，使橋臺(tái)與阻滑板后地基擠壓密實(shí)并承受預(yù)壓力以增大橋臺(tái)后方的抗推能力，提高拱橋的安全儲(chǔ)備。

2 施工工藝

2.1 工藝流程

施工準(zhǔn)備→安裝監(jiān)測儀器→安裝并調(diào)試計(jì)算機(jī)中心機(jī)房及頂推設(shè)備→頂推施工→橋臺(tái)基礎(chǔ)二次注漿、間隔縫澆筑混凝土。

2.2 工藝原理

在鋼筋混凝土拱橋拱圈合攏達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度后，采用數(shù)臺(tái)數(shù)控油壓千斤頂通過橋臺(tái)與阻滑板之間的間隔縫，同時(shí)對兩端橋臺(tái)及阻滑板實(shí)施頂推。通過提前施加的水平推力，使阻滑板后的地基土更加密實(shí)，使兩端橋臺(tái)向河中心產(chǎn)生一定的變形量，并通過橋臺(tái)基礎(chǔ)壓密注漿施工時(shí)預(yù)留下的注漿孔實(shí)施二次壓力注漿，從而大大提高了橋臺(tái)及阻滑板抵抗水平推力的能力，確保變形量控制在設(shè)計(jì)要求范圍內(nèi)。

同時(shí)，頂推施工過程，通過控制千斤頂?shù)挠?jì)算機(jī)中心機(jī)房，以及埋設(shè)于阻滑板內(nèi)的位移傳感器、百分表實(shí)施全過程的施工監(jiān)控量測，對變形量及水平推力實(shí)行雙控，凡一項(xiàng)指標(biāo)達(dá)到設(shè)計(jì)要求，頂推施工即可完成。

3 具體實(shí)施過程

3.1 施工準(zhǔn)備

1）拱橋的臺(tái)后阻滑板施工完畢，且阻滑板的混凝土強(qiáng)度達(dá)到設(shè)計(jì)要求的100%。在阻滑板施工過程中，要埋設(shè)好位移傳感器。阻滑板的臺(tái)后回填土分層回填至設(shè)計(jì)標(biāo)高。

2）拱橋的各跨按照要求進(jìn)行合攏，且各個(gè)合攏段的混凝土強(qiáng)度達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度的100%，合攏處混凝土彈性模量達(dá)到100%。

3.2 安裝監(jiān)測儀器及頂推設(shè)備

（1）在拱橋邊跨的跨中、1/4跨位置，以及其它中間跨的跨中位置設(shè)置好豎向變形位移計(jì)（采用百分表進(jìn)行測量），如圖2；橋墩及橋臺(tái)與阻滑板之間已設(shè)置好的水平位移計(jì)與橋臺(tái)上面設(shè)置好的豎向位移計(jì)，如圖3。

（2）為確保頂推過程中各頂推千斤頂在計(jì)算機(jī)中心機(jī)房的控制下實(shí)施聯(lián)動(dòng)，必須進(jìn)行安裝前的調(diào)試。調(diào)試的內(nèi)容有：千斤頂?shù)妮敵龉β始靶谐?、油路、油路接頭、回油機(jī)構(gòu)動(dòng)作的靈敏可靠性、油壓表、控制線路等。

3.3“頂推”施工

頂推工作是按照分級(jí)加載、循環(huán)逐步的方式進(jìn)行施工。在每一級(jí)頂推前，首先測量出橋墩、橋臺(tái)、阻滑板相對位移、應(yīng)力原始初步數(shù)據(jù)，在每級(jí)頂推力施加完畢后，進(jìn)行這一級(jí)頂推的位移、應(yīng)力測量，并與原始數(shù)據(jù)進(jìn)行比對、分析。經(jīng)確認(rèn)后，方可進(jìn)行下一級(jí)頂推。如此循環(huán)下去，直至頂推完成為止。

1）加載步驟

（1）準(zhǔn)備完畢后，先根據(jù)安裝在千斤頂上的精密壓力表調(diào)試油路設(shè)置油壓和輸出油壓的關(guān)系，先空載后負(fù)載。

（2）按照提前制定的加載分級(jí)方案加載，每一級(jí)之間間隔2～4小時(shí)。輸出油壓到達(dá)指定數(shù)值后停止，進(jìn)行測量。每級(jí)加載必須在全部監(jiān)測點(diǎn)的變形測量結(jié)果出來后進(jìn)行。

（3）當(dāng)其中一側(cè)橋臺(tái)總位移到達(dá)設(shè)計(jì)要求數(shù)值或者單個(gè)千斤頂累計(jì)頂推力達(dá)到設(shè)計(jì)要求的推力時(shí)則停止該側(cè)橋臺(tái)的頂推力，而另一側(cè)則繼續(xù)頂推直至達(dá)到總位移到達(dá)設(shè)計(jì)要求數(shù)值或者單個(gè)千斤頂累計(jì)頂推力達(dá)到設(shè)計(jì)要求的推力時(shí)為止。

2）監(jiān)測與分析

確保橋梁工程結(jié)構(gòu)安全的關(guān)鍵是全過程監(jiān)測頂推對橋臺(tái)、阻滑板的影響變化情況，及時(shí)、準(zhǔn)確的測量各級(jí)加載后的變形量，并與分析計(jì)算值比較，及時(shí)反饋指導(dǎo)設(shè)計(jì)和施工。主要監(jiān)測的內(nèi)容參見表1。

3）頂推完成后的工作

（1）頂推完成后，立即進(jìn)行澆筑頂推間隔縫處的混凝土。支設(shè)模板時(shí)，要注意保護(hù)千斤頂、油壓管。

（2）后澆帶要采取高標(biāo)號(hào)混凝土澆筑，要摻入適量混凝土膨脹劑。

（3）當(dāng)后澆混凝土強(qiáng)度達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)強(qiáng)度的100%時(shí)，方可撤除千斤頂，再澆筑上剩余的后澆帶部分。

（4）在澆筑后澆帶混凝土后，要立即著手橋臺(tái)的注漿工作。注漿的目的：補(bǔ)充因頂推而造成的橋臺(tái)與地基之間的空隙，采用42.5水泥：水：水玻璃=1：0.6：0.06拌制。

4 結(jié)束語

就軟弱地基上的拱橋采用重力式橋臺(tái)和普通阻滑板相比較而言，運(yùn)用頂推工藝并采用普通阻滑板的設(shè)計(jì)方案，可節(jié)約鋼筋混凝土使用量、減少土方開挖回填量以及不設(shè)置抗水平位移的圍護(hù)樁等。拱橋的頂推施工工藝運(yùn)用到具體工程中，既可以提高拱橋的安全儲(chǔ)備，預(yù)防橋梁建成后因橋臺(tái)變位所引起的病害，還可以對拱橋工程因橋臺(tái)變位所引起的橋體質(zhì)量危害進(jìn)行有效的處置，創(chuàng)造更大、更廣泛的社會(huì)經(jīng)濟(jì)效益。

作者簡介魏巧云，（1961—），女，工程師，大學(xué)學(xué)歷，從事工程管理工作。