大跨度拱箱施工工藝資料

1、大跨度拱箱施工工藝改進一、工程概況*大橋，兩端橋頭與南北兩側的道路銜接。大橋全長297.02m（20m空心板+3×64m上承式箱型肋式拱橋+4×20m空心板），橋面全寬30m。 根據原橋設計方案，主橋上部采用凈跨60 m的鋼筋混凝土上承式箱型肋式拱，橫橋共設4道箱肋（每幅橋2道），每道箱肋由兩片預制箱通過現澆底板濕接縫形成整體。主橋箱型肋式拱采用工廠分段預制，纜索安裝拱肋，橋墩處對稱施工，合攏后形成多孔拱肋，然后進行現澆接縫及肋間橫系梁、拱上建筑、橋面板的施工。施工工藝復雜，施工精度及施工控制要求較高。尤其是主橋拱箱在纜索吊裝期間，纜索最大吊裝重量為35.6T，吊裝風險較大

2、，在每跨同時落梁期間，存在整垮垮塌的危險。經咨詢得知，加工一臺跨度200米、吊重40T，并能橫向移動30米的纜索吊機，需要1500萬元，并且從訂貨到交貨需要8個多月的時間，施工工期難以滿足要求。為降低施工安全風險，在合同工期內完成工程施工任務，迫切需要對現有拱肋施工工藝進行改進。 二、工藝改進過程（一）方案選擇我項目部自從承攬該橋施工任務后，多次對該施工方案進行調研，結合現場的實際情況，認為原方案工藝復雜，施工精度及施工控制較高，主橋纜索施工期間，施工風險很大，存在嚴重的不安全隱患。由于此方案存在多種不利因素,一致認為將設計方案由預制安裝修改為滿堂支架現澆法施工，河道中間施工改到非汛期施工。滿

3、堂支架搭設簡單，架立快捷迅速，易于調整，拱箱整體性好，對結構有利，而且便于施工，施工時不需要大型機械，成本可以大大降低。（二）、拱箱現澆施工工藝：1、施工方法簡介北岸跨、南岸跨，通過進占，變水上施工為陸地施工，這兩孔陸地施工條件相對較好。跨，由于在主河道，現在2號橋墩處進行導流，然后回填河道，表面進行三七灰土處理。拱箱施工時，先將橋位地基處理后，表面澆注10cm混凝土，在軟基部位增加鋼筋網片，待混凝土強度達到設計強度后，采用碗扣式滿堂腳手架單幅逐跨現澆施工工藝進行施工，施工時，外側模采用竹膠板（按跨長配置二套模板），內模采用膠合板（按跨長配置二套模板），底模采用木模板（按三跨長度配置）。施工工

4、藝流程如下： 2、施工工藝流程河道導流回填，灰土處理墊層混凝土澆注搭滿堂腳手架做側摸，內摸安裝方木鋪底摸摸支架預壓綁底板鋼筋立側摸澆底板混凝土監(jiān)理質監(jiān)站驗收綁腹板鋼筋立內模澆腹板混凝土立頂板底摸綁頂板鋼筋澆頂板混凝土養(yǎng)護，拆架子監(jiān)理質監(jiān)站驗收監(jiān)理質監(jiān)站驗收三、滿堂支架現澆拱箱施工方案1、河道導流澧河大橋所處的位置，河面寬度約80米，經我們通過當地水文局的水文資料得知，近20年來，澧河水在11月份到來年5月底最大流量為19m3/s,根據水文資料，我們采用斷面為22平米的導流明渠進行導流，然后封死河面，墊平，碾壓，修筑支架平臺。經過現場勘察，決定利用2號承臺，在承臺兩側各做40公分寬，4米高的砼墻

5、，內配置鋼筋網片，做成導流明渠，導流斷面為22平米，滿足需要。其導流斷面見下圖。2、地基處理   先用推土機將表層耕質土、有機土推平并壓實；承臺基坑清淤后采用分層回填亞粘土并整平壓實。原有地基整平壓實后，再在其上填筑大約30cm的黃土，并選擇最佳含水量時用振動壓路機進行輾壓，輾壓次數不少于3遍，如果發(fā)現彈簧土須及時清除，并回填合格的砂類土或石料進行整平壓實，然后在處理好的黃土層上澆注10cm混凝土，澆注混凝土比箱寬每邊寬出1米。為盡量減少地基變形的影響，在承臺基坑回填好的地基上做30cm三七灰土。為避免處理好地基受水浸泡，在兩側開挖40×30cm的排水溝，排水溝分

6、段開挖形成坡度，低點開挖集水坑。 在拱角處小于1m高的下部分層用土方夯實，并用磚進行外斷面封口。土方上面同樣澆筑10cm厚的混凝土墊層。3、支架安裝   本支架采用“碗扣件”式滿堂腳手架，其結構形式如下：縱向立桿間距為90cm，橫向立桿間距除拱箱底板所對應的位置處間距按60cm布置外，其余按90cm左右間距布置（可詳見澧河大橋拱板滿堂支架布置圖），在高度方向每間隔0.9m設置一排縱、橫向聯接腳手鋼管，使所有立桿聯成整體，為確保支架的整體穩(wěn)定性，在每三排橫向立桿和每三排縱向立桿各設置一道剪刀撐。在地基處理好后，按照施工圖紙進行放線，縱橋向鋪設好墊木，便可進行支架搭設。支架搭設

7、好后，測量放出幾個高程控制點，然后帶線，在立桿上口安裝可調頂托，可調頂托是用來調整支架高度和拆除模板用的，本支架使用的可調頂托可調范圍為20cm左右。   腳手管安裝好后，在可調頂托上鋪設12*9cm縱向方木，拱箱底模板下方的10*6cm方木橫向布置，長4m，間距為0.4m；木枋布置好后進行拱箱底2cm竹膠模板安裝，進行支架預壓。 4、支架受力驗算 （1）、支撐強度驗算：腹板處受力：P=P1+P2+P3+P4底模腹板處荷載：P1=1.4x2.6=36.4KN/m2（按1.4m混凝土厚度計劃，鋼筋混凝土的單位重為2.6）模板荷載： P2=200kg/m2=2KN/m

8、2設備及人工荷載：P3=250kg/m2=2.5KN/m2混凝土澆筑沖擊及振搗荷載：P4=200kg/m2=2KN/m2則有 P=P1+P2+P3+P4=42.9 KN/m2（2）、立桿強度驗算：大橫桿布局1.2m，長細比為x=l/i=1200/15.78=76查表可得=0.744則有：立桿縱向壓力容許值N= A=0.744x489x215=78.22KN（486為立桿的截面積） 立桿的最大壓力值Nmax=PxA=42.9x0.6x0.9=23.12KN可見NN,抗壓強度滿足要求.另由壓桿彈性變型公式得：(按10m計算)L=NL/EA=23.12x103x10x103/2.1x105x4.89

9、x102=2.25mm.壓縮變型很小。單幅箱梁每跨混凝土326.4m3，自重約849T，按上述間距布置底座，則每跨拱箱下共有964根立桿，可承受1802T的重量。故每根桿可承受18.7KN，比值為1802/849=2.12，完全滿足施工要求。（3）、縱桿12x9方木驗算：底模下腳手架立桿的縱向間距為0.9m，橫向間距為0.6m。按簡支梁受力考慮：腹板處的受力為P=42.9KN/m2大方的計算截面抵抗矩：W=bh2/6=9x122/6=216cm3由梁正應力計算公式得3x0.92/10x216x106=9.65MPa=10MPa，強度滿足要求。由矩形梁彎曲剪應力計算公式得：T=3Q/2A3x(0

10、.9/2)/2x9x12x10-4=1.61MPaT=2MPa(參考一般木質)由矩形梁撓度計算公式得：E=0.1x105MPa I=bh3/12=9x123/12=12964cm3Fmax=5ql46x0.94/384x1296x10-8x1.0x1010=1.7mmF=2.25mm(F=L/400)剛度滿足要求。（4）、橫桿10x6方木驗算：小橫桿的間距為0.3m，故在底板下受力為Q=42.9x0.3=12.87t/m。而大橫桿為每米Q=42.9x0.6=25.74T/m。故小橫桿受力安全。腹板處的是受力為P=42.9KN/m2。小方的計算截面抵抗矩：W=bh2/6=6x102/6=100c

11、m2=ql23x0.62/10x100x10-6=4.63MPa=10MPa強度滿足要求。T=3Q/2A3x(0.6/2)/2x6x10x10-4=0.965MPaT=2NPa(參考一般木質)E=0.1x105MPa I=bh3/12=6x103/12=500 cm3Fmax=5ql46x0.64/384x500x10-8x1x1010=0.434mmF=1.5mm F=l/400剛度滿足要求。 以上計算公式的符號代表為： max計算截面最大彎曲正應力 L立桿間距Q作用在小橫桿上的均布荷載P作用在小橫桿上的集中荷載W小橫桿計算截面抵抗距EI小橫桿的抗彎剛度Fmax小橫桿計算最大撓度值F容許撓度

12、鋼材強度極限值N計算軸向力E立桿的彈性模量5、支架預壓   安裝模板前，要對支架進行壓預。支架預壓的目的：a、檢查支架的安全性，確保施工安全。b、消除地基非彈性變形和支架非彈性變形的影響，有利于橋面線形控制。 預壓荷載為拱箱單位面積最大重量的1.2倍。本方案采用沙袋堆砌分段預壓法進行預壓。為了解支架沉降情況，在加水預壓之前測出各測量控制點標高，測量控制點按順橋向每5米布置一排，每排3個點。在加載50%和100%后均要復測各控制點標高，加載100%預壓荷載并持荷24小時后要再次復測各控制點標高，如果加載100%后所測數據與持荷24小時后所測數據變化很小時，表明地基及支架已基本

13、沉降到位，可進行卸載，否則還須持荷進行預壓，直到地基及支架沉降到位。卸載完成后，要再次復測各控制點標高，以便得出支架和地基的彈性變形量（等于卸載后標高減去持荷后所測標高），用總沉降量（即支架持荷后穩(wěn)定沉降量）減去彈性變形量為支架和地基的非彈性變形（即塑性變形）量。預壓完成后要根據預壓成果通過可調頂托調整支架的標高。   經過預壓測量，得出支架預壓后總沉降量在410mm之間，最大非彈性變形量為8mm，平均非彈性變形量為5mm左右。 6、模板安裝 為保證現澆拱箱的外觀質量光潔度、表面平整度和線形，加快施工進度，拱箱模板采用竹膠板。拱箱底模加工時可根據拱箱線形曲線及寬度將模板分段

14、（按順橋向每2.44m為一段考慮）制作，將每一段視為直線段，即分段用折線代替圓曲線，從而提高了模板的使用效率。在安裝底板時，在大方和小方之間根據不同的角度，采用大頭嵌棧調整。底板接縫處，用膠帶密封，側板采用1.8cm厚的竹膠板。采用對拉螺栓加支撐進行固定拱箱內模采用2cm膠合板，木枋橫向布置，木枋布置間距為40cm左右。為施工方便，內模分塊加工成幾種型號，并確保同一類型號的模板能夠互用；加工時，將面板和木枋通過鐵釘加工成整體，為便于內模從拱箱內取出。 內模支撐采用方木做排架，立柱支撐在底板砼頂面上，方楞順橋向按0.9米設置一排，每排6根，且每排均需設置剪刀撐和縱、橫水平撐，以增加支架的整體穩(wěn)定

15、性，防止內模脹模。 澆注砼之后，等強度達到設計強度的30%后方可進行拆除內模。7、鋼筋施工底模立好后，進行拱箱鋼筋綁扎。鋼筋安裝前進行測量放線，按設計尺寸用墨斗在底模板上彈出混凝土邊線，鋼筋進場后試驗員對鋼筋作全面試驗檢查，嚴把質量關。兩鋼筋搭接端部應預先折向一側，使兩接合鋼筋軸線一致。焊接長度不小于設計和施工規(guī)范要求。鋼筋在加工場加工完成后，分批運至施工現場，按型號進行綁扎焊接成型。先綁扎底層鋼筋，接頭盡量在鋼筋場焊接。鋼筋位置進行檢驗，合格后安裝側邊模板，進行拱箱底層混凝土澆筑。拱箱間橫系梁鋼筋及隔板鋼筋與箱肋鋼筋同時綁扎，混凝土同時澆筑。8、混凝土施工 混凝土拌制在漯河西北郊區(qū)的金海岸混

16、凝土拌和站集中拌制，由8m3混凝土攪拌運輸車運輸至現場，采用兩臺吊車吊裝吊罐澆筑。澆筑時采用五點同時澆筑：即從拱頂往下左右對稱澆筑；在兩邊1/4跨處從下往上左右對稱澆筑；在兩拱腳處從下往上左右對稱澆筑。振搗時振動器移動間距不超過作用半徑的1.5倍，與側模應保持50l00mm的距離，每一處振動完畢后應邊振動邊徐徐提出振動棒，應避免振動棒碰撞模板、鋼筋及其他預埋件。澆筑過程中按規(guī)定制取混凝土標準試件，作為質量評定依據。底板澆筑完成待初凝后，立拱箱內模板，然后按上面同樣工序澆筑腹板混凝土。腹板澆筑完成后，立內頂模板，然后綁扎頂板鋼筋，預埋立柱鋼筋，按5點同時澆筑頂層混凝土?；炷翝仓囟瓤刂圃?度-

17、15度之間施工。砼澆筑時在拱箱1/4點向下1m范圍內設置合攏段，預防拱架在受載后沉降變形對拱箱構件造成影響。合攏段處擋板應在拱箱砼強度不小于90%后方可拆除。在拱箱砼頂板施工完成后，最好進行合攏段砼施工。先澆筑底板砼，對施工縫鑿毛后立模板，再進行腹板及頂板砼施工。三個預留人孔最后用高一標號的混凝土澆筑。鋼筋焊接滿足設計要求。每幅橋每孔施工完成后，不能拆除腳手架，繼續(xù)施工另一孔拱箱，最后施工中間拱箱。整個一幅拱的全部混凝土達到設計強度的90%時后，才能拆除每孔的腳手架，移到另一幅施工。四、主要創(chuàng)新點箱拱拱肋施工工藝由預制安裝改為滿堂支架現澆施工后，具有以下特點：（一）設備投資少，經濟效益顯著。（

18、二）滿堂支架搭設簡單，架立快捷迅速，易于調整。（三）拱箱整體性好，對結構有利。（四）現澆施工比預制安裝法工藝簡單，施工精度及施工控制較低。（五）降低各種材料用量，節(jié)約大量施工成本。（六）顯著降低施工安全風險，確保工程順利進行。五、運行情況在漯河市澧河大橋箱拱拱肋由預制安裝改為滿堂支架現澆工藝后，施工過程安全可靠，未出現任何事故；降低了材料用量，避免大型安裝設備投入，大幅節(jié)約施工成本，確保了工程的順利按期完成，取得了良好的經濟效益和社會效益。六、取得的效益由下兩種方案實施效果對比表可以看出，箱拱拱肋預制安裝改為滿堂支架現澆施工后，不僅很好的解決了工程中遇到的實際難題，確保了工程質量和安全，而且明顯降低了工程成本，增加工程施工效益。兩種方案實施效益比較序號項目單位預制安裝法滿堂支架現澆法工程量單價合計(元)工程量單價合計(元)1箱肋鋼筋t846.45817元/t4923509691.55817元/t40224562箱肋砼m31896.5440元/m38344602045.4440元/m38999763吊索