曹楚良 李祚全

摘要：本文結(jié)合西溪河交通輸水兩用拱橋施工實(shí)際，首先論述了板式拱圈施工、拱座與橋臺(tái)施工、鋼拱架施工以及拱上建筑施工等施工技術(shù)要點(diǎn)，并進(jìn)一步探討了相應(yīng)的質(zhì)量控制措施，此施工技術(shù)針對(duì)性強(qiáng)，可為類似工程的設(shè)計(jì)及施工提供參考依據(jù)。

關(guān)鍵詞：拱橋;分環(huán)分段;吊裝;施工技術(shù)

中圖分類號(hào)：U445文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A文章編號(hào)：2096-6903（2021）12-0004-03

1工程概況

西溪河交通輸水兩用拱橋距凹水河水電站壩址下游1.2km處跨越西溪河，連接左右岸交通，所在公路等級(jí)為四級(jí)。橋型總體布置為6m簡(jiǎn)支梁+75m鋼筋混凝土拱+7.5m簡(jiǎn)支梁，橋梁全長(zhǎng)96m，主跨起拱高程1188.650m，橋面高程1210.500m，車輛交通從橋面高程1210.500m通過(guò)，輸水管道中心高程為1207.5m，直徑1.3m，管道中心高程為1207.500m。該大橋處在陡立的“U”型峽谷，河谷寬約85m，深102m，兩岸為陡壁，上部位為緩坡平臺(tái)及斜坡，進(jìn)口岸緩坡平臺(tái)地形坡度60～80°，出口岸斜坡地帶20～25°，巖層傾角平緩，為緩傾結(jié)構(gòu)邊坡，無(wú)卸荷不穩(wěn)定體，邊坡整體穩(wěn)定。

2結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

2.1主拱結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

西溪河公路輸水兩用大橋跨河主拱為上承式鋼筋混凝土拱，拱凈跨75m，矢高15m，矢跨比1/5，主拱采用懸鏈線，拱軸系數(shù)m=1.756。主拱為C40實(shí)心矩形截面，拱箱寬度5m，箱高1.5m。

2.2拱上建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

拱上設(shè)置10副C30混凝土排架，排架立柱為2根，拱上排架間距為7.5m，高度3.23～14.15m不等。排架柱截面采用矩形等裁面，截面尺寸根據(jù)高度調(diào)整，高度10m以下的排架立柱斷面為0.6m×0.9m，其余排架立柱斷面為0.7m×1.0m。排架設(shè)有橫系梁，橫系梁斷面為0.6m×0.8m。交通用主梁采用簡(jiǎn)支梁形式，設(shè)有4根0.3m×0.7m主梁，主梁間設(shè)有0.25m×0.5m連系梁，橋面鋪設(shè)10cm厚瀝青混凝土防水鋪裝層。橋面橫向坡比為1.5%，橋面兩側(cè)設(shè)有0.96m高防撞護(hù)欄。

2.3拱座

主跨拱座均為C30鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)?；A(chǔ)置于弱風(fēng)化的灰?guī)r上，拱座高6.09m，縱向長(zhǎng)6m，橫橋向?qū)?m。拱座基礎(chǔ)采用固結(jié)灌漿處理，孔深10m，間排距2m。拱座地基承載力要求≥1.5MPa，拱座開(kāi)挖后，根據(jù)驗(yàn)收結(jié)論，必要時(shí)對(duì)基礎(chǔ)和后壁進(jìn)行處理。

3施工方法

3.1板式拱圈施工

采用拱架法施工，采用塔吊吊裝專用拱架，拱架采用斜拉扣掛拼裝法搭設(shè)。拱圈施工采用對(duì)稱分段分環(huán)施工方法，拱圈全部在專用鋼拱架上施工，鋼拱架由塔吊吊運(yùn)拼裝。當(dāng)鋼拱架安裝及預(yù)壓完成后，再進(jìn)行混凝土施工。

拱橋主拱凈跨75m，拱箱寬度5m，高1.5m，主拱圈混凝土總計(jì)677m3，主拱圈拱頂設(shè)置10cm向上預(yù)拱度，拱腳為0，從拱頂?shù)焦澳_按照懸鏈線過(guò)渡，根據(jù)拱架預(yù)壓試驗(yàn)結(jié)果，將拱架的彈性沉降直接疊加在拱架立模高程上;對(duì)于拱架的非彈性變形，直接通過(guò)預(yù)壓進(jìn)行消除，預(yù)壓重量按1.1倍主拱支架承受荷載設(shè)置進(jìn)行超載預(yù)壓，主拱圈采用專用拱架現(xiàn)澆施工，主拱圈的拱架采用塔吊安裝。

主拱圈混凝土分環(huán)分段澆筑，澆筑過(guò)程為豎向分2環(huán)、縱向分5個(gè)節(jié)段施工。每環(huán)縱向設(shè)置預(yù)留4個(gè)分隔槽，分隔槽長(zhǎng)度1m，拱圈澆筑按照先澆筑第一環(huán)使拱圈底板縱向合龍成環(huán)，再澆筑第二環(huán)，拱架卸架必須在主拱圈混凝土強(qiáng)度達(dá)到85%以上后方可拆除。

（1）在拱座施工時(shí)，應(yīng)準(zhǔn)確預(yù)埋鋼拱架及扣塔預(yù)埋件，拱座完成后利用塔吊吊裝拱架逐片對(duì)稱安裝至整個(gè)拱架合龍，拱架拼裝完成后進(jìn)行拱架預(yù)壓，預(yù)壓合格后在拱架上安裝模板，分環(huán)、分段進(jìn)行主拱圈混凝土澆筑。（2）拱架安裝采用塔吊吊裝就位，拱架斜拉扣掛錨固于扣塔上，扣塔背索錨固于橋臺(tái)后方山體中。拱架節(jié)段采用塔吊安裝，兩岸對(duì)稱懸拼。（3）鋼拱架吊裝時(shí)，每組鋼拱架安裝節(jié)段在拼裝平臺(tái)上拼裝完成后，由塔吊吊裝就位，單個(gè)安裝節(jié)段斜拉扣掛懸臂拼裝，通過(guò)扣索調(diào)整端頭標(biāo)高。（4）拱架安裝至最大懸臂狀態(tài)并調(diào)整好合龍口拱軸線及高程后，進(jìn)行合龍段吊裝就位并在無(wú)應(yīng)力狀態(tài)連接。在鋼拱架拼裝完成并按1.1倍施工荷載預(yù)壓滿足要求后，再分環(huán)、分段、對(duì)稱澆筑主拱圈。拱圈澆筑順序?yàn)閮砂锻瑫r(shí)對(duì)稱澆筑，整個(gè)拱圈分為2個(gè)澆筑環(huán)，第一環(huán)高度0.6m，第二環(huán)高0.9m，每一環(huán)分為5個(gè)節(jié)段，每節(jié)段間預(yù)留分隔槽約1m。上下層及相鄰節(jié)段間分隔槽應(yīng)錯(cuò)開(kāi)布置。每一環(huán)先對(duì)稱澆筑拱腳段16m拱段，第二次澆筑拱頂15m拱段，第三次對(duì)稱澆筑兩側(cè)拱腰16m拱段，最后對(duì)稱澆筑分隔槽，每一環(huán)在進(jìn)行分段澆筑完成后，封閉成環(huán)混凝土強(qiáng)度達(dá)到85%后再進(jìn)行下一環(huán)施工。第二環(huán)0.9m先對(duì)稱澆筑拱腳段14m拱段，第二次澆筑拱頂16m拱段，第三次對(duì)稱澆筑兩側(cè)拱腰17m拱段），最后對(duì)稱澆筑各分隔槽，全拱合龍。（5）排架基礎(chǔ)與主拱圈一同澆筑成形，達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度后，開(kāi)始對(duì)稱澆筑靠近拱腳的拱上排架，再對(duì)稱澆筑其余拱上排架。排架施工順序以能夠循環(huán)倒用排架模板，形成排架施工流水作業(yè)，并滿足對(duì)稱施工的要求為原則，需按照設(shè)計(jì)及監(jiān)控要求進(jìn)行[1]。

3.2拱座及橋臺(tái)施工

因考慮拱架高度及預(yù)埋需要，兩拱座混凝土均向河心跨中方向加厚35cm，適當(dāng)調(diào)整鋼筋布置，拱鉸處預(yù)埋加強(qiáng)筋。大橋兩橋臺(tái)高度均為9.168m，寬度7.04m，采用C25鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，采用橋臺(tái)分兩次澆筑，根據(jù)驗(yàn)算，扣掛專用拱架時(shí)后錨預(yù)埋件需預(yù)埋于橋臺(tái)混凝土內(nèi)，安裝拱架前需施工橋臺(tái)混凝土至供水管底部標(biāo)高處，其余部分混凝土與拱上建筑同時(shí)施工。

3.3鋼拱架施工

鋼拱架作為拱橋施工中的常用支架，通常由標(biāo)準(zhǔn)節(jié)段、調(diào)節(jié)節(jié)段、拱頂節(jié)段、拱腳節(jié)段等構(gòu)成。其中，連接系構(gòu)造位于上弦、下弦平面內(nèi)在基本節(jié)段之上的為平聯(lián)，位于橫橋向豎直平面內(nèi)在基本節(jié)段之間的為橫聯(lián)。

鋼桁架縱橋向桁片以折線形式連接模擬主拱圈的曲線，標(biāo)準(zhǔn)節(jié)段長(zhǎng)度4m沿弧向共有16個(gè)標(biāo)準(zhǔn)節(jié)段;拱架橫斷面寬度約為5.8m，橫向分為4組，通過(guò)橫聯(lián)花架與上下頂面的平聯(lián)進(jìn)行連接。

用平聯(lián)的方式連接鋼拱架底和頂面，節(jié)段間的連接方式為：下弦采用銷軸連接，螺栓方式連接上弦。拱架縱向單跨分別采用2段拱腳節(jié)段、4段調(diào)節(jié)節(jié)段、16段標(biāo)準(zhǔn)節(jié)段、1段合龍節(jié)段;橫向采用4肋3聯(lián)片拼裝而成。

3.3.1標(biāo)準(zhǔn)節(jié)段

標(biāo)準(zhǔn)節(jié)段的上、下弦均為角鋼，型號(hào)是2∠200×125×18，斜向與豎向腹桿都是2∠70×角鋼，采用焊接或節(jié)點(diǎn)板的形式連接各構(gòu)件。標(biāo)準(zhǔn)節(jié)段橫向全寬70cm，橫向連接構(gòu)件在立面沿縱向設(shè)置三片，采用∠50×5的角鋼，標(biāo)準(zhǔn)節(jié)段的豎腹桿與三片的位置相互對(duì)應(yīng);橫向連接構(gòu)件在平面設(shè)置兩片，采用∠50×5角鋼，兩片的位置應(yīng)分別位于標(biāo)準(zhǔn)節(jié)段的頂面和底面。

（1）標(biāo)準(zhǔn)節(jié)段上弦兩端分別為調(diào)節(jié)螺栓的陽(yáng)端以及陰端，調(diào)節(jié)螺桿采用φ94mm的40Cr鋼制作而成，陰端與陽(yáng)端螺桿均為T(mén)型螺紋。在進(jìn)行拱架安裝時(shí)，僅旋轉(zhuǎn)螺桿便能夠完成標(biāo)準(zhǔn)節(jié)段安裝。（2）標(biāo)準(zhǔn)節(jié)段下弦兩端分別為銷孔的陽(yáng)端以及陰端，在進(jìn)行鋼拱架的安裝時(shí)用銷子連接好下弦，銷子外徑為4.95cm，內(nèi)徑為5cm。安裝鋼拱架時(shí)，標(biāo)準(zhǔn)節(jié)段可以繞銷子略微轉(zhuǎn)動(dòng)。（3）調(diào)節(jié)螺桿的左右兩側(cè)（橫向）布置連接螺栓，直徑38mm，拱架安裝時(shí)用以定位標(biāo)準(zhǔn)節(jié)段，并加強(qiáng)拱架上弦的連接強(qiáng)度。（4）標(biāo)準(zhǔn)節(jié)段上、下弦外側(cè)（橫向）分別布置4組與平聯(lián)連接的錨固構(gòu)件，用以安裝連接套筒（即空心套筒）和M22連接螺栓;標(biāo)準(zhǔn)節(jié)段的縱向兩端面，在上弦與下弦位置分別設(shè)置與橫聯(lián)進(jìn)行連接的錨固構(gòu)件，用以安裝連接套筒和M22連接螺栓[2]。

3.3.2調(diào)節(jié)節(jié)段

在拱頂節(jié)段與標(biāo)準(zhǔn)節(jié)段之間插入1節(jié)調(diào)節(jié)節(jié)段，全拱架共計(jì)4段調(diào)節(jié)節(jié)段，因標(biāo)準(zhǔn)節(jié)段和拱腳節(jié)段為定長(zhǎng)，拱頂節(jié)段只能微調(diào)節(jié)段長(zhǎng)度，僅能消化安裝誤差，故用調(diào)節(jié)節(jié)段以組成各種跨徑和矢跨比的拱軸線長(zhǎng)度，調(diào)節(jié)節(jié)段的構(gòu)造與標(biāo)準(zhǔn)節(jié)段基本相同。

3.3.3拱頂節(jié)段

拱頂節(jié)段未安裝前為分離的完全相同的兩個(gè)分節(jié)段，連接鋼板A（LX200X10）安裝在下弦和上弦主角鋼的內(nèi)外兩側(cè)，連接鋼板B（LX125X20）安裝在下弦主角鋼的下緣和上弦主角鋼的上緣。另外，在兩分節(jié)段之間布置一組斜撐，上、下弦與連接鋼板用螺栓群連接。

分離節(jié)段（兩個(gè)一組）安裝就位后，要調(diào)正高程，高程要調(diào)整到指定位置，在現(xiàn)場(chǎng)測(cè)量節(jié)段間的凈距離和連接鋼板的長(zhǎng)度，對(duì)螺栓中心（連接鋼板的螺旋中心）要準(zhǔn)確測(cè)定，再進(jìn)行打孔，打孔時(shí)必須按照測(cè)定位置進(jìn)行，并將連接鋼板安裝就位，將螺栓進(jìn)行緊固。最后，在主角鋼內(nèi)側(cè)位置以及連接鋼板上，設(shè)置必須的加強(qiáng)肋板。

在拱頂?shù)慕宇^處，使兩節(jié)段的豎腹桿互相平行，上、弦長(zhǎng)度一致，拱頂節(jié)段與標(biāo)準(zhǔn)階段其他位置的構(gòu)造基本一致。

3.4拱上建筑施工

拱上建筑包括直徑1.3m供水鋼管和檢修道安裝以及排架墩和橋道系施工。（1）在主拱的混凝土達(dá)到設(shè)計(jì)100%強(qiáng)度后，方可進(jìn)行拱上結(jié)構(gòu)施工，施工前應(yīng)對(duì)拱上排架墩的位置與高程等予以校核，一旦檢測(cè)超出允許偏差則應(yīng)及時(shí)予以調(diào)整，排架墩與主拱聯(lián)接應(yīng)牢固。

（2）拱上結(jié)構(gòu)施工應(yīng)嚴(yán)格按照設(shè)計(jì)圖紙要求進(jìn)行，施工中應(yīng)同步對(duì)主拱進(jìn)行監(jiān)測(cè)和控制，要防止在主拱上不對(duì)稱加載，以防止不對(duì)稱變形。（3）拱上排架縱向受力鋼筋的拱上排架墩施工時(shí)應(yīng)注意預(yù)埋，拱上排架與拱上排架墩連接處，模板與排架應(yīng)密貼，不得出現(xiàn)漏漿現(xiàn)象。鋼筋安裝施工時(shí)，應(yīng)避免在鋼筋的接頭處起彎，并應(yīng)保證鋼筋的混凝土保護(hù)層厚度。對(duì)支座墊石的預(yù)埋鋼筋及上部結(jié)構(gòu)所需要的預(yù)埋件，其位置應(yīng)確保準(zhǔn)確無(wú)誤。（4）施工過(guò)程中，應(yīng)釆取相應(yīng)的保護(hù)措施，防止對(duì)主拱、拱座等造成損傷和污染。（5）施工中應(yīng)注意輸水管道部分的安裝與上部交通橋面施工的銜接[3]。

4質(zhì)量保證措施

（1）施工之前應(yīng)組織相應(yīng)人員對(duì)設(shè)計(jì)圖紙予以細(xì)致審核，弄清讀懂設(shè)計(jì)意圖，對(duì)圖紙標(biāo)注不清、意思不明的位置，應(yīng)與設(shè)計(jì)方聯(lián)系予以解釋澄清。正式開(kāi)工前，必須要對(duì)施工工法、流程以及施工質(zhì)量保證措施予以細(xì)致審核，確保所有施工方法切實(shí)可行，并按要求做好開(kāi)工前的技術(shù)交底與安全交底。（2）結(jié)合施工現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際，工法特點(diǎn)及重難點(diǎn)，制定合理的工程質(zhì)量控制措施，消除施工中潛在的質(zhì)量隱患，減少質(zhì)量通病出現(xiàn)。（3）加強(qiáng)施工中的試驗(yàn)檢測(cè)，組織具備豐富實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)、責(zé)任心強(qiáng)的精干人員，成立工地試驗(yàn)室。試驗(yàn)工作除了要做好原材料的質(zhì)量檢測(cè)外，還要緊抓施工中的質(zhì)量檢測(cè)，并做好相應(yīng)的檢測(cè)記錄。此外，加強(qiáng)施工中的計(jì)量與檢測(cè)，并對(duì)各類檢測(cè)儀器做好定期校核，如若儀器校核誤差超標(biāo)應(yīng)不得投入使用。（4）整個(gè)施工過(guò)程中，須嚴(yán)格依照?qǐng)D紙施工，對(duì)于圖紙與實(shí)際不符時(shí)應(yīng)及時(shí)與其他參建方做好協(xié)調(diào)溝通。嚴(yán)格按照技術(shù)規(guī)范與操作規(guī)程施工，并嚴(yán)格按照質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)對(duì)每道工序進(jìn)行驗(yàn)收。（5）實(shí)行規(guī)范化施工，對(duì)于模板安裝、鋼筋綁扎、砼澆筑等工序采取規(guī)范化作業(yè)，進(jìn)而有效保證工程項(xiàng)目的施工質(zhì)量。（6）在砼施工階段，應(yīng)采取自檢工程師24h旁站制度，跟班作業(yè)，確保所有作業(yè)人員均能依照操作規(guī)程嚴(yán)格作業(yè)，對(duì)于旁站發(fā)現(xiàn)的質(zhì)量問(wèn)題，應(yīng)及時(shí)采取措施。（7）原材料作為構(gòu)成工程的主體，其質(zhì)量是否達(dá)標(biāo)直接影響著工程的整體質(zhì)量，因此，所有施工用原材料，應(yīng)從訂貨、采購(gòu)、運(yùn)輸、存儲(chǔ)以及供應(yīng)等各個(gè)環(huán)節(jié)進(jìn)行把關(guān)，加強(qiáng)材料進(jìn)場(chǎng)的質(zhì)量檢驗(yàn)與驗(yàn)收，對(duì)于質(zhì)檢不達(dá)標(biāo)的堅(jiān)決予以退場(chǎng)處理，進(jìn)而從源頭切斷影響工程質(zhì)量的關(guān)鍵因素。（8）嚴(yán)把施工質(zhì)量檢驗(yàn)關(guān)，可從如下幾點(diǎn)入手：一是對(duì)施工中所有質(zhì)量檢測(cè)用儀器、工具設(shè)備進(jìn)行校核，保證檢測(cè)結(jié)果的精準(zhǔn)性、有效性;二是嚴(yán)格按照相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)要求，對(duì)原材料、成品或半成品、結(jié)構(gòu)材料等，做好外觀質(zhì)量檢測(cè)、物理化學(xué)檢驗(yàn)以及力學(xué)性能試驗(yàn)（主要包括抗壓、抗彎、抗拉、抗剪性能等）;三是在進(jìn)行砼澆筑前，應(yīng)由專人檢查砼配合比、配料單、原材料質(zhì)量、砼坍落度等是否滿足施工要求，每班組抽查應(yīng)至少三次。（9）模板安裝前，先對(duì)模板表面砂漿、油污等進(jìn)行清理，保證模板表面光潔平整;其次，模板安裝時(shí)，應(yīng)確保鋼模接縫嚴(yán)密不漏漿，脫模劑均勻涂刷，并嚴(yán)格控制好拆模時(shí)間。此外，冬季施工時(shí)，應(yīng)按要求做好養(yǎng)生措施，可以根據(jù)施工實(shí)際情況，合理調(diào)整拆模時(shí)間。（10）嚴(yán)格控制分層、分段的澆筑時(shí)間，及時(shí)實(shí)施振搗，協(xié)調(diào)下料，防止漏振和過(guò)搗，保證混凝土振搗的均勻密實(shí)。同時(shí)，模板孔隙封堵嚴(yán)密，支模穩(wěn)定牢固，防止混凝土振搗過(guò)程中出現(xiàn)跑模導(dǎo)致漏漿而出現(xiàn)爛根或蜂窩等不良質(zhì)量缺陷[4]。

5結(jié)語(yǔ)

綜上所述，鋼筋混凝土拱橋拱架法施工中，拱架采用塔吊吊裝，斜拉扣掛拼裝法搭設(shè)，拱圈施工采用對(duì)稱分段分環(huán)施工方法，適合板式拱肋鋼筋混凝土拱橋混凝土施工，施工過(guò)程易于管控，能夠快速高效的完成西溪河公路輸水兩用拱橋工程施工，故值得總結(jié)和推廣。

參考文獻(xiàn)

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StudyonConstructionTechnologyofXixiRiverHighwayWaterConveyanceDual-purposeArchBridge

CAOChuliang，LIZuoquan

（SINOHYDROENGINEERINGBUREAU8Co.，Ltd.，ChangshaHunan410004）

Abstract：CombinedwiththeconstructionpracticeofXixiRivertrafficandwaterconveyancedual-purposearch

bridge，thispaperfirstdiscussesthekeyconstructiontechnologypointssuchasplatearchringconstruction，

archseatandabutmentconstruction，steelarchframeconstructionandarchbuildingconstruction，andfurther

discussesthecorrespondingqualitycontrolmeasures.Thisconstructiontechnologyhasstrongpertinenceand

canprovidereferencebasisforthedesignandconstructionofsimilarprojects.

Keywords：archbridge;ringsegmentation;hoisting;constructiontechnique