鋼筋混凝土鋼架拱橋施工技術(shù)

1、鋼筋混凝土剛架拱橋施工技術(shù)摘要：鋼筋混凝土剛架拱橋施工工藝主要特點是采用條形、分段預(yù)制構(gòu)件使主拱先合攏成拱，然后安裝微彎板、澆橋面組成整體。介紹 327國道利溝大橋加寬施工中，構(gòu)件預(yù)制、起吊、安裝等施工技術(shù)。鋼筋混凝土剛架拱橋是在雙曲拱橋、桁架拱橋和斜腿剛架拱橋的基礎(chǔ)上發(fā)展起來 的，由主拱腿、實腹段、腹孔弦桿、斜撐和橫系梁等構(gòu)件拼組而成裸肋，然后在 其上安裝帶有加勁肋的微彎板和懸臂板，并通過現(xiàn)澆混凝土橋面與裸肋結(jié)成整體 組合結(jié)構(gòu)。該橋型具有自重輕、材料省、整體性能好、外形美觀、裝配化程度高 等優(yōu)點。327國道k164+k177處利溝大橋原為 4m 30m雙曲拱橋，橋?qū)拑H7.94 m。1999年

2、加寬7.06 m，列入山東省公路局養(yǎng)護改建工程。加寬部分下部為擴大式基礎(chǔ)，重力式石砌墩臺，上部為4m- 30m鋼筋混凝土剛架拱，該橋全長152.12m。利溝大橋加寬每孔采用三片拱肋，為臥式三片疊放澆筑，每拱片為實腹段一段、拱腿、斜撐、弦桿各二段共分七段預(yù)制，兩臺汽 車吊（25t）同時起吊、翻身，炮車、掛車運輸，有支架安裝。實腹段與拱腿、弦桿與拱腿接 頭以及裸肋與橫系梁接頭采用鋼板焊接接頭（稱干接頭），以保證快速成拱；其余構(gòu)件采用現(xiàn)澆混凝土接頭（簡稱濕接頭），以較大調(diào)節(jié)接頭誤差范圍，節(jié)省鋼材。 同時，干接頭鋼板周側(cè) 縫采用環(huán)氧水泥砂漿，有效防止鋼板銹蝕。拱腿；實腹段；斜撐；弦桿；現(xiàn)澆混凝土接頭；

3、鋼板焊接頭；橫系梁主拱片構(gòu)造示意剛架拱橋受地形、跨徑等限制，常規(guī)規(guī)劃、建設(shè)采用較少。且現(xiàn)行橋涵 施工技術(shù)規(guī)范及有關(guān)橋梁資料對該橋型施工技術(shù)介紹較少，缺乏施工經(jīng)驗，特別是拱片預(yù)制、吊裝施工難度較大，現(xiàn)就利溝大橋加寬施工，構(gòu)件預(yù)制、起吊、運輸、安裝等工藝要求及方 法作簡要介紹。1構(gòu)件預(yù)制327國道利溝大橋剛架拱橋的預(yù)制構(gòu)件有：拱片12片，每片共計84根構(gòu)件，橫系梁112塊，微彎板104塊，懸臂板52塊，全橋總計預(yù)制構(gòu)件 352塊。為保證拼縫尺寸的精確度， 預(yù)制構(gòu)件采用放全橋大樣進行預(yù)制。拱片預(yù)制采用臥澆且在豎向三片疊澆的方法，以節(jié)省預(yù)制場地，減少模板放樣的工作量，并保證連接橫系梁的預(yù)埋鐵件位置的正

4、確和避免放樣差錯， 模板采用木制包白鐵皮模板，方便加工。1.1構(gòu)件預(yù)制場地構(gòu)件的預(yù)制在固定的混凝土預(yù)制場內(nèi)進行。場地的鋪筑，按如下程序進行：清除障礙物粗整平 壓實 測量并找平 鋪片石（拳石）澆混凝土面層。采用 C15混凝土，厚6cm 石砌地膜澆低標號混凝土，可充分利用當?shù)厣笆Y源，又保證底模的強度和平整度。1.2拱片放樣采用坐標法放樣，先放跨徑尺寸 , 再分段放出縱橫坐標，將坐標點連接到拱片下緣線。 據(jù)設(shè)計尺寸定出拱片、斜撐、弦桿軸線，畫出構(gòu)件輪廓線及交角圓弧線，定出各吊點位置、 橫系梁聯(lián)結(jié)點位置及大小結(jié)點位置。放樣后由總工校核，臨理工程師驗收合格。1.3 拱片模板拱片為條弧形預(yù)制件，為制作方

5、便、降低造價，可采用紅松板材制作，用 0.3mm厚的優(yōu)質(zhì)的鐵皮覆包表面， 這樣既能達到鋼模板的效果， 又能現(xiàn)場加工， 可縮短制作時間。為便于 拆裝，每塊模板長 3m5m接頭采用企口式，模板厚 5cm,為抵抗側(cè)向彎曲，模板背面每隔 50cm釘豎向肋木加固。1.4 鋼筋骨架制作與就位鋼筋骨架采用分部成型、 整體入模的方法, 采取先放置鋼筋骨架, 然后現(xiàn)場焊接接頭和 安裝固定橫向聯(lián)結(jié)系預(yù)埋件, 調(diào)整點焊好現(xiàn)澆混凝土接頭處鋼筋, 校核無誤后立模。 施工時 拱腿、斜撐、弦桿三部分提前加工成型,實腹段現(xiàn)場扎制,接頭鋼板提前加工,這樣有利于 分段接頭鋼板焊接時的位置準確,又便于各工序有效銜接,節(jié)省工時、方便

6、施工、 保證骨架成型的質(zhì)量。1.5 立模把模板沿放樣線拼裝成整體,調(diào)整好板垂直度、直順度、底部、上部用螺栓加固。接頭 縫用1cm厚的海綿條填塞，底模鋪一層塑料薄膜。 模板表面涂刷脫模劑。 待第一片強度達到 30%以上時,疊澆第二片、第三片,立模時,先做一層水泥摻粘土砂漿2cm 厚隔離層,然后加固模板,確保立模不變形,尺寸準確。澆混凝土前,應(yīng)對模板尺寸、鋼筋尺寸、位置、焊 接長度、預(yù)埋件數(shù)量、位置等做全面檢查,無誤后進入下道工序。1.6 澆筑混凝土嚴格按設(shè)計配合比配料、 拌制。 拌制時嚴格控制配合比及拌制時間, 隨時檢查混凝土塌 落度、和易性。澆筑時,每一預(yù)制段必須一次澆完,不留施工縫。混凝土的

7、振搗,采用插入 式振動器,要控制振動時間,使混凝土表面達到不冒氣泡、下沉、表面返漿平整。振搗器切 勿碰撞側(cè)模,也不能插入過深, 以免模板變形。預(yù)制每個構(gòu)件時, 隨機取樣做三組混凝土試 塊,分別做 3 d 、 7 d、 28 d 抗壓強度試驗?；炷吝_到設(shè)計強度25%后即可拆模。脫模后應(yīng)及時養(yǎng)生,采取覆蓋草袋并及時灑水,確保構(gòu)件經(jīng)常保持濕潤。1.7 微彎板懸臂板預(yù)制為了節(jié)省木材，采用土模，表層必須做6cm石灰土，并夯實。加強土模覆蓋，以免經(jīng)雨變形。 橫系梁的預(yù)制在澆筑地膜上, 立木制包白鐵皮的側(cè)模板澆筑。 可在大件預(yù)制的同時進 行。1.8 設(shè)置槽孔為保證裸肋與橋面整體承受活載，在實腹段及腹孔弦桿

8、截面的凸出部分，除應(yīng)鑿毛外， 還需設(shè)置側(cè)向齒槽或槽孔。 槽孔的制作是在臥澆預(yù)制混凝土的構(gòu)件時， 在肋頂凸出部分緊靠 上緣鋼筋處，插入一塊底面積為10X 20 ( cm)的木塊，于混凝土初凝前拔除成孔。同時在槽孔頂部留溢漿孔。每個槽孔中插入兩根8mnr10mm的鋼筋，長70cm,以便與橋面鋼筋連接作為錨固筋。2 構(gòu)件的起吊為使構(gòu)件接頭位置準確, 起模前要將構(gòu)件編號并復(fù)核尺寸, 待構(gòu)件混凝土強度達到設(shè)計 強度的 70%時,方可起吊。所有構(gòu)件除實腹段應(yīng)空中翻身外,其余構(gòu)件均可直接翻身就位, 其起吊翻身應(yīng)須仔細小心, 以免誤傷構(gòu)件。 因此, 利溝大橋所有預(yù)制構(gòu)件起吊的重點是實腹 段。因為實腹段內(nèi)弧是二

9、次拋物線, 且為臥疊澆制,起吊不慎,容易因彎矩不等造成斷裂或 裂縫。其實腹段起吊過程如下。(1) 先將疊放的構(gòu)件用撬棍多點微微撬動，同時準備2根3根撬棍待起吊時再輔以撬動。(2) 用二臺汽車吊 (25t) ,分別拴住構(gòu)件兩端上、 下緣吊環(huán), 拴下緣吊環(huán)必須用倒鏈, 兩吊車同時輕、慢提升，撬棍與之配合輕撬動，構(gòu)件一端撬起的高度要控制在2cm之內(nèi)，邊撬邊墊同一直徑8mm的短鋼筋，當4點一同上升上緣稍有移動時，再用20mm的短鋼筋逐步深入,待與底部完全脫離,上部緩慢上升,下部倒鏈回放,使拴下緣吊鏈逐漸放長,構(gòu)件逐漸 立起,直至構(gòu)件完全成垂直狀,將倒鏈取下,構(gòu)件翻身完成。實腹段起吊示意 (3) 注意點

10、： 起吊過程必須嚴格控制, 決不能使實腹段下緣兩端點著地, 造成跨中彎矩過大, 而使構(gòu)件發(fā)生裂縫甚至斷裂。 同時要注意兩臺吊車同時均勻、 緩慢提升, 保證兩端升空高度一致,下緣回放迅速。3 構(gòu)件的運輸所有構(gòu)件運輸,根據(jù)構(gòu)件重量采用 10t20t 掛車,部隊退役炮車最為理想。(1) 構(gòu)件翻身完成起吊到一定高度,將準備好的拖車開入,使構(gòu)件輕輕下放,構(gòu)件兩端 吊環(huán)處放枕木, 使構(gòu)件兩端不接觸車廂為宜, 然后用倒鏈將構(gòu)件捆牢, 以免在運輸中傾斜或 歪倒。(2) 吊裝前修好預(yù)制場到橋位的便道,運輸過程有專人指揮行駛,確保行車及構(gòu)件的安全。(3) 其它構(gòu)件可按安裝次序直接起吊、裝車、運輸,但也要確保構(gòu)件的

11、完好、安全。4 構(gòu)件的安裝所有預(yù)制構(gòu)件的安裝應(yīng)嚴格按設(shè)計說明及規(guī)范要求進行,安裝前必須先搭好臨時支架, 準備好一切吊裝設(shè)備、材料等。4.1 臨時支架的搭拆本橋設(shè)計為有支架施工，因此在吊裝前必須先搭設(shè)臨時支架及安裝操作腳手架。4.1.1 支架的搭設(shè)支架為臨時支撐構(gòu)件自重及分段接頭施工方便， 其位置均放在構(gòu)件吊環(huán)處， 同時考慮安 裝操作人員腳手架。構(gòu)造：實腹段采用100X 100 ( cm),其余采用100X 200 ( cm)。每支架采用4根48mm壁厚為3.5mm空心鋼管為立柱，每 2m高設(shè)橫撐及斜撐，同時，要進行 強度及穩(wěn)定性驗算。4.1.2 支架拆除待接頭混凝土達到設(shè)計強度的 70%后,可

12、松動楔木,實施落架,隨后可拆除支架。拆除 時應(yīng)對稱、均勻進行。4.2 構(gòu)件的安裝利溝大橋安裝施工順序及要求如下。4.2.1 安裝拱腿拱腿起吊后, 兩端分別支撐于支座和支架上, 支座內(nèi)必須做漿, 拱腿周圍用硬木楔塞緊, 尺寸就位檢測準確。 待微彎板安裝完畢, 拆除木楔后,再進行灌注側(cè)壁砂漿,達到由鉸結(jié)到 固結(jié)目的。4.2.2 安裝實腹段用 2 臺汽車吊同時起吊實腹段,在支架上與拱腿對接好后,電焊鋼板接頭,形成裸肋。4.2.3 安裝裸肋部分橫系梁裸肋安裝好后, 安裝拱腿與實腹段的橫系梁, 拱片內(nèi)預(yù)埋的槽鋼與橫系梁預(yù)埋的槽鋼由 角鋼相連焊接。焊前,由立柱底部木楔調(diào)整、控制好高程。焊好后立模澆接頭混凝

13、土?；炷?土標號比構(gòu)件高一級。4.2.4 安裝斜撐斜撐起吊后, 分別支承于斜撐支座和支架上, 斜撐底必須做水泥砂漿, 支架可在安裝裸 肋完畢后搭設(shè)。4.2.5 安裝弦桿弦桿起吊后，分別支撐于弦桿支座和大節(jié)點上，調(diào)整弦桿與斜撐，弦桿與實腹段的接頭位置，直至滿足設(shè)計要求。先將弦桿與拱腿結(jié)合處的鋼板、弦桿與實腹段接頭鋼筋焊接再澆混凝土接頭。426安裝弦桿部分的橫系梁弦桿安裝完畢后，安裝弦桿部分的橫系梁，方法同4 2 3。安裝前在實腹段及弦桿標出微彎板分塊位置，安裝時應(yīng)從跨徑兩端向跨中進行，或拱頂向兩端對稱安放，砌縫均為1cm,板底要做漿。懸臂板安裝要先搭支架，并與微彎板拉牢。板之間及與肋間的縫要用細

14、石混凝土灌實，板底要用水泥砂漿勾縫。5構(gòu)件拼接接頭施工構(gòu)件安裝的相應(yīng)環(huán)節(jié)，要及時處理好構(gòu)件的接頭。利溝大橋施工，為能較大調(diào)節(jié)接頭誤差范圍，減小接頭拼接難度，采用干接頭、濕接頭及環(huán)氧水泥砂漿工藝，取得良好效果。5.1干接頭施工程序為保證安裝時快速成拱，實腹段與拱腿、弦桿與拱腿接頭以及裸肋與橫系梁接頭采用鋼板焊接接頭（簡稱干接頭），全橋共272個干接頭。其處理程序如下。塊件定位測量構(gòu)件起吊就位及時檢測定位線、中線、高程，測量拱頂、拱腳、1/4處高程，各項指標及時調(diào)整直至滿足設(shè)計。同時滿足預(yù)留拱度（本橋為2.5cm）。接頭鋼板檢驗先清除污漬、銹蝕。檢測兩對接鋼板有無縫隙、錯位，是否牢固，以便采取相應(yīng)

15、措施。鋼板接頭焊接要有熟練的專業(yè)技師，持證操作，所用焊條滿足現(xiàn)行規(guī)范要求。焊接方法采用跳焊法， 分段、對稱交錯焊接。既防止混凝土被燒壞，也可避免鋼板局部過熱變形。焊后，有專業(yè)技 術(shù)員檢驗。環(huán)氧水泥砂漿抹縫接頭焊好后，為防止干接縫中水氣浸入，導(dǎo)致鋼板銹蝕，接頭鋼板周圈用環(huán)氧水泥砂漿抹縫、顏色一致、外表美觀。環(huán)氧水泥砂漿的配比（質(zhì)量比）為：環(huán)氧樹脂E 44（6101）乙二胺(EDA)：二丁脂：甲苯：細砂：水泥=1 ：01 : 012： 018 : 45 : 15。配制方法為：先稱量前四種化學(xué)試劑倒入大容器內(nèi)攪拌均勻，然后加入事先拌勻的水泥和砂混合料，攪拌均勻后即可使用。注意：每次配料不宜過多，應(yīng)隨

16、配隨用，氣溫20 C時，有效使用時間為3h4h。同時要注意，乙二胺毒性較大，操作人員須戴口罩和橡皮手套 防毒。使用效果：利溝大橋經(jīng)一年多運行，接頭所涂抹環(huán)氧水泥砂漿沒脫落、裂縫，有效 防止水氣浸入。接縫養(yǎng)生待接縫砂漿稍干后，先灑少量水，然后用黑色塑料薄膜將其周側(cè)包扎緊，并定期灑水， 以保持濕潤，確保不脫落和強度的形成。5.2濕接頭施工程序為能較大調(diào)節(jié)接頭誤差范圍，減少拼裝難度，弦桿與實腹段、弦桿與斜撐接頭采用現(xiàn)澆混凝土接頭(濕接頭)，全橋共48個濕接頭。其處理程序為：塊件定位、測量接頭鋼筋焊接安裝濕接頭模板現(xiàn)澆濕接頭混凝土濕接頭混凝土脫模養(yǎng)生。6橋面系施工6.1現(xiàn)澆混凝土填平層及橋面先將懸臂板

17、與微彎板加勁肋外伸鋼筋焊接，在每個預(yù)留肋頂槽孔內(nèi)穿入兩根10 mm12mm長70cm的鋼筋，然后將凹下去的三角形部分用現(xiàn)澆混凝土填平至微彎板頂，再鋪設(shè)鋼 筋網(wǎng)現(xiàn)澆混凝土橋面。橋面的澆筑嚴格按路面施工規(guī)范進行。橋面混凝土每孔一天完成，避免施工縫。6.2現(xiàn)澆混凝土防撞欄橋面混凝土達到設(shè)計強度 70%A上時，焊接防撞欄鋼筋，立模，澆混凝土。6.3伸縮縫處理橋面澆筑時留出伸縮縫安裝寬度，固定焊接伸縮縫，檢測好高程，澆混凝土?；炷翗颂枮镃40,混凝土摻入環(huán)氧樹脂。澆好后，加強養(yǎng)生，確?；炷翉姸?。7施工注意事項7.1墩臺帽、拱座臺冒檢測必須達到設(shè)計強度。橋位中線，跨徑，墩臺高程，弦桿支座 位置、高程要

18、滿足設(shè)計要求，校核無誤后方可吊裝。7.2拱腿及斜撐伸入墩臺帽 30cm,在澆筑墩臺帽時預(yù)留凹槽，并在凹槽內(nèi)留深6cm,寬 8cm的灌漿槽，確保各部位尺寸，位置準確。7.3吊安裝前，兩側(cè)U型橋臺背后最好填滲水性好的砂，碎石（卵石）等材料，保證填料的密實度，并填至臺帽之上，以保證橋臺受力時安全。7.4 吊安裝前干接頭鋼板、濕接頭鋼筋要檢測，整型，使其位置、尺寸準確，同時要除 銹蝕和污漬。構(gòu)件凸出部分表面及構(gòu)件濕接頭表面必須鑿毛。7.5拱片起吊要嚴格控制兩端點的升空高度一致， 必須在2cm之內(nèi)。要恰當掌握預(yù)留拱 度，及時檢測。安裝時嚴格操作程序。7.6 環(huán)氧水泥砂漿的配制要嚴格配比稱量，要隨配隨用， 注意防毒。同時，不要將環(huán)氧 殘液或洗刷用具的殘液倒入河中，以免污染河水，造成人、畜中毒。7.7 制定質(zhì)量、 工期保證措施以及安全生產(chǎn)措施， 防止人身及構(gòu)件出現(xiàn)事故。 要切實強 化交通管制和高空作業(yè)、用電及施工機具的安全管理。8 結(jié)語327 國道利溝大橋加寬，拱片采用三片臥疊預(yù)制，整體立模，分段澆筑，節(jié)省場地，拱 片尺寸一致；采用干、濕接頭，節(jié)點位置、尺寸控制準確。干接頭能快速成拱，