拱橋施工案例-新建鐵路滬杭甬客運(yùn)專線上海至杭州段(88+160+88)m自錨上承式拱橋施工講解

主講：曹洪梅新建鐵路滬杭甬客運(yùn)專線上海至杭州段(88+160+88)m自錨上承式拱橋施工案例新建鐵路滬杭甬客運(yùn)專線上海至杭州段(88+160+88)m自錨上承式拱橋施工案例工程概況工程概述橋跨結(jié)構(gòu)概述橋跨結(jié)構(gòu)施工施工順序轉(zhuǎn)盤施工主拱施工連續(xù)梁施工支架拆除方案轉(zhuǎn)體施工拱橋的合龍施工監(jiān)測重點(diǎn)應(yīng)力監(jiān)控布置一、工程概況工程概述本橋?yàn)?8m+160m+88m自錨上承式拱橋。其中主跨跨越滬杭高速公路主線，滬杭高速公路與滬杭客專軸線夾角為33°，滬杭高速公路目前已拓寬為雙向八車道，路肩正寬41.5m，邊坡1：1.5，凈高要求5.5m，交通十分繁忙。橋跨結(jié)構(gòu)概述（1）拱肋拱肋采用拋物線線形，矢跨比為1/6，邊、中跨拱肋跨中截面高4.0m，邊、中跨拱肋拱腳處截面高6.0m。主拱截面采用單箱單室箱形截面，頂板寬7.5m，頂、底板及腹板厚度均采用60cm，拱腳處局部加厚。邊拱在主拱的端部、拱腳、拱上立柱等處各設(shè)相應(yīng)厚度的橫隔板。中拱主拱的拱腳、拱上立柱、中合龍等處各設(shè)相應(yīng)厚度的橫隔板。（2）拱上立柱拱上立柱均采用矩形實(shí)體截面。拱腳上立柱縱向厚度為2.0m，兩邊拱肋立柱縱向厚度為1.8m。上部采用花瓶形狀，橫向?qū)挾扔?.5m過度到7.5m。（3）拱上連續(xù)梁拱上連續(xù)梁計(jì)算跨度為（20+22+22+20）m，為配合拱肋曲線景觀需要，邊跨支點(diǎn)梁高為4.5m，跨中梁高為3m。拱上連續(xù)梁共設(shè)置5道橫隔板，在對應(yīng)支點(diǎn)位置處設(shè)置。拱上連續(xù)梁采用先簡支后連續(xù)的施工方法。（4）系桿自錨式拱橋主要通過設(shè)置水平系桿來平衡主拱推力。系桿分臨時(shí)系桿及永久系桿，是該橋的重要受力結(jié)構(gòu)，采用高強(qiáng)度、低松弛鋼絞線。臨時(shí)、永久系桿均為體外預(yù)應(yīng)力形式，臨時(shí)索采用直索布置，永久系桿部分在梁端做平彎處理，在拱肋端部錨固。二、橋跨結(jié)構(gòu)施工—施工順序

地基處理→搭設(shè)支架→預(yù)壓→分節(jié)段支架現(xiàn)澆拱肋→澆注拱上立柱→搭設(shè)拱上支架→逐孔澆注拱上簡支梁→張拉臨時(shí)系桿及其它預(yù)應(yīng)力索→拆除拱肋、拱上支架→現(xiàn)澆連續(xù)梁濕接縫（簡支變連續(xù)）→轉(zhuǎn)體準(zhǔn)備→正式轉(zhuǎn)體→平轉(zhuǎn)到位→封鉸→支架現(xiàn)澆邊跨并合攏→中跨合攏→張拉永久系桿，拆除臨時(shí)系桿→橋面附屬施工二、橋跨結(jié)構(gòu)施工—轉(zhuǎn)盤施工1、下轉(zhuǎn)盤施工總體施工順序如下：澆注下承臺第一次混凝土→安裝球鉸定位底座→澆注第二次承臺混凝土（球鉸和環(huán)道部分不澆）→安裝下球鉸→澆注球鉸下混凝土→安裝環(huán)道→澆注環(huán)道下混凝土→澆注反力座混凝土。2、球鉸安裝⑴球鉸加工情況球鉸是平轉(zhuǎn)過程中的承重受力構(gòu)件，設(shè)計(jì)豎向承載力168000KN，球鉸直徑4.0m。為了提高球鉸的加工質(zhì)量，保證加工精度。二、橋跨結(jié)構(gòu)施工—轉(zhuǎn)盤施工2、球鉸安裝⑵球鉸安裝

a、安裝定位底座：用吊車將下球鉸骨架吊入，并進(jìn)行粗調(diào)，然后采用千斤頂、撬棍進(jìn)行人工精確調(diào)整，調(diào)整時(shí)先用線繩拉出骨架準(zhǔn)確位置和高程。待骨架調(diào)整完成后將下承臺架立鋼筋與骨架預(yù)留鋼筋焊接牢固。固定好球鉸定位底座后，綁扎鋼筋、立模澆注下球鉸骨架砼：凝土的澆注關(guān)鍵在于混凝土的密實(shí)度、澆注過程中下球鉸骨架應(yīng)不受擾動、混凝土的收縮不至于對骨架產(chǎn)生影響。b、安裝下球鉸：下球鉸安裝前先進(jìn)行檢查，主要對下轉(zhuǎn)盤球鉸表面橢圓度及結(jié)構(gòu)檢查是否滿足設(shè)計(jì)加工要求。下轉(zhuǎn)盤球鉸的現(xiàn)場組裝，主要是下轉(zhuǎn)盤球鉸的錨固鋼筋及調(diào)整螺栓的安裝；此部分為螺栓連接，其它構(gòu)件均在廠內(nèi)進(jìn)行焊接組裝完成。澆注下球鉸砼：混凝土的澆注關(guān)鍵在于混凝土的密實(shí)度、澆注過程中下轉(zhuǎn)盤球鉸應(yīng)不受擾動、混凝土的收縮不至于對轉(zhuǎn)盤產(chǎn)生影響。

固定：精確定位及調(diào)整完成后，對下轉(zhuǎn)盤球鉸的中心、標(biāo)高、平整度進(jìn)行復(fù)查；經(jīng)檢查合格后對其進(jìn)行固定。

精確定位及調(diào)整：利用固定調(diào)整架及調(diào)整螺栓將下球鉸懸吊，調(diào)整中心位置，然后依靠固定調(diào)整螺桿上下轉(zhuǎn)動調(diào)整標(biāo)高。二、橋跨結(jié)構(gòu)施工—轉(zhuǎn)盤施工2、球鉸安裝清理上下球鉸球面在中心銷軸套管中放入黃油四氟粉，將中心銷軸放到套管中，調(diào)整好垂直度與周邊間隙。在下球鉸凹球面上按照順序由內(nèi)到外安裝聚四氟乙烯滑板，用黃油四氟粉填滿聚四氟乙烯滑板之間的間隙，使黃油面與四氟滑板面相平。二、橋跨結(jié)構(gòu)施工—轉(zhuǎn)盤施工2、球鉸安裝3、環(huán)道安裝在鋼撐腳的下方設(shè)有環(huán)形滑道，環(huán)道中心的直徑為12m，環(huán)道由專業(yè)廠家生產(chǎn)，現(xiàn)場采取分節(jié)段拼裝，在盤下利用調(diào)整螺栓調(diào)整固定。轉(zhuǎn)體時(shí)保證撐腳可在滑道內(nèi)滑動，以保持轉(zhuǎn)體結(jié)構(gòu)平穩(wěn)。要求整個(gè)滑道面在同一水平面上，其相對高差不大于2mm。將上球鉸吊裝到位，套進(jìn)中心銷軸內(nèi)。用倒鏈微調(diào)上球鉸位置，使之水平并與下球鉸外圈間隙一直。球鉸安裝完畢對周邊進(jìn)行防護(hù)，上下球鉸之間用膠帶纏繞包裹嚴(yán)密，確保雜質(zhì)不進(jìn)入到摩擦面內(nèi)。二、橋跨結(jié)構(gòu)施工—上轉(zhuǎn)盤施工1、上轉(zhuǎn)盤混凝土施工上轉(zhuǎn)盤共設(shè)有8組撐腳，鋼管內(nèi)灌注C50微膨脹混凝土。撐腳中心線的直徑為12m。撐腳在工廠整體制造后運(yùn)進(jìn)現(xiàn)場，在下轉(zhuǎn)盤混凝土澆注完成，上球鉸安裝就位時(shí)即安裝撐腳，安裝撐腳時(shí)確保撐腳與下滑道的間隙為14mm。轉(zhuǎn)體前在滑道面內(nèi)鋪裝3mm厚不銹鋼板及9mm厚的聚四氟乙烯板。轉(zhuǎn)體前用砂箱作為臨時(shí)支撐。上轉(zhuǎn)盤構(gòu)造分兩次澆注完成（見下圖）。2、上轉(zhuǎn)盤臨時(shí)固定措施為確保主拱及上部結(jié)構(gòu)施工時(shí)轉(zhuǎn)盤、球鉸結(jié)構(gòu)不發(fā)生移動，一是用鋼楔將鋼管砼撐腳與環(huán)道之間塞死，同時(shí)在上承臺和下承臺之間設(shè)置臨時(shí)支墩，下承臺混凝土澆注前預(yù)埋鋼筋進(jìn)入上承臺，澆注上承臺時(shí)臨時(shí)支墩立模一起澆注。轉(zhuǎn)體前鑿除臨時(shí)支墩，切斷連接鋼筋。

二、橋跨結(jié)構(gòu)施工—主拱施工1、主拱的分段計(jì)劃將單側(cè)主拱分為5個(gè)節(jié)段，分段施工。每段長度不超過15m，節(jié)段之間設(shè)置后澆間隔縫，間隔縫寬度不超過2m。2、主拱支架主拱擬采用滿堂腳手架體系作支撐。3、主拱澆注方案1）主拱部分整體澆注方案⑴模板方案考慮到工期原因，主拱模板計(jì)劃采用竹膠板作面板，方木作背肋。碗扣支架上先放置一層方木，第二層方木通過釘子與第一層方木聯(lián)接，竹膠板再與第二層方木用釘子聯(lián)接。外模與內(nèi)模之間設(shè)拉桿，并通過方木與底模固定。⑵澆注方案拱座部分施工完畢后，由拱座向拱頂方向逐段對稱澆注主拱。單側(cè)60m拱肋分為5個(gè)節(jié)段，每段長度不超過15m，節(jié)段之間設(shè)置后澆間隔縫。2）純拱肋部分澆注方案每節(jié)段計(jì)劃分三次澆注完成，先澆注到高出底板與腹板交界位置20cm左右位置，第二次澆注至腹板與頂板交界位置，最后澆注頂板。為控制好各部位混凝土厚度，確保拱肋不超重，在模板上計(jì)劃采用以下方法控制：①底板：控制好底模標(biāo)高，然后綁扎底板鋼筋，澆注底板與腹板交界位置20cm左右位置，底板澆注過程中頂面通過加壓板（組合鋼模）來控制底板厚度，每澆注1m后及時(shí)將壓板通過螺栓固定。

②腹板：擋頭模與內(nèi)外側(cè)模通過方木聯(lián)接，澆注過程中人工清理倒流的混凝土。③頂板：腹板澆注完后再支立支架，頂板底模支撐體系直接放置在底板上，頂板外側(cè)模通過設(shè)置在混凝土頂面的對拉拉桿加固，頂板混凝土厚度控制方法和底板相同。二、橋跨結(jié)構(gòu)施工—主拱施工3、主拱澆注方案模板固定示意圖二、橋跨結(jié)構(gòu)施工—主拱施工3、主拱澆注方案3）拱肋與梁部組合部分澆注方案靠近拱頂部分拱肋和梁部結(jié)合在一起，拱肋施工時(shí)梁部也要同時(shí)施工。計(jì)劃將拱梁組合部分劃分為三部分施工，見圖。第一部分：先施工拱肋，施工順序及方法同一般拱肋部分。第二部分：靠近拱頂部分拱梁一起施工，底板、腹板施工順序及方法同一般拱肋部分，頂板與梁部一次性澆注。第三部分：第二部分施工完畢后，在已經(jīng)完成的第一部分拱肋上搭支架、立模，拱上梁部一次澆注完成。拱肋與梁部組合部分澆注劃分圖二、橋跨結(jié)構(gòu)施工—連續(xù)梁施工1、連續(xù)梁支架方案連續(xù)梁擬采用膺架體系作支撐，立柱采用鋼管和在拱上柱頂部設(shè)置牛腿結(jié)合的方案，在兩個(gè)拱上立柱之間設(shè)置一排鋼管立柱，跨度9.0m。鋼管立柱放置在拱肋上，并與拱肋頂板上預(yù)埋的鋼板焊接，鋼管之間縱橫用槽鋼設(shè)置剪刀撐連接。牛腿在拱上立柱澆注混凝土前預(yù)埋相關(guān)鋼件，拆模后立柱兩側(cè)對稱安裝牛腿，并用精軋螺紋鋼通過墩身預(yù)留孔將每對牛腿連接，立柱和牛腿上放工字鋼墊梁，墊梁與鋼管立柱和牛腿焊接聯(lián)結(jié)，然后順橋向放置貝雷梁，貝雷梁上設(shè)置型鋼或方木形成連續(xù)梁底模支撐體系。2、

連續(xù)梁體系形成根據(jù)設(shè)計(jì)要求，先逐跨澆注簡支梁，澆注分兩次進(jìn)行，先澆注底腹板，然后在底板上立頂板底模，綁扎鋼筋，布置預(yù)應(yīng)力管道，澆注頂板梁部施工完畢后，此時(shí)安裝并張拉臨時(shí)系桿后落梁。拆除拱上支架，現(xiàn)澆濕接縫，按設(shè)計(jì)要求張拉相關(guān)預(yù)應(yīng)力索后完成簡支變連續(xù)體系轉(zhuǎn)換。二、橋跨結(jié)構(gòu)施工—支架拆除方案1、拱上連續(xù)梁支架拆除拱上簡支梁施工完畢，臨時(shí)系桿張拉，落梁后，即可拆除拱上支架，先人工拆除懸臂板鋼管腳手架和模板，然后將拉桿及螺栓拆掉后拆除梁體側(cè)模。側(cè)模拆除完畢后用氧氣-乙炔將鋼管立柱或牛腿上型鋼切割3cm，使貝雷梁產(chǎn)生一定的下落量，將貝雷梁頂部的型鋼用卷揚(yáng)機(jī)抽掉，使膺架跟梁底有足夠的拆除空間。逐一拆除模板、方木等，拆除貝雷梁前將鋼管立柱和牛腿上的型鋼墊梁電焊接長，然后用卷揚(yáng)機(jī)或手拉葫蘆將貝雷梁導(dǎo)出梁體懸臂板以外，然后用吊車吊裝至旁邊開闊場地，吊車配合人工分解。2、拱肋支架拆除拱上支架拆除完成后，再拆除拱肋支架。用同樣的方法先使底模脫架，然后抽走放置在鋼架上的方木和底模，不影響轉(zhuǎn)體的情況下先不拆除支架，待轉(zhuǎn)體完成后從上至下用人工配合吊車逐一拆除鋼架、貝雷梁和鋼管立柱。二、橋跨結(jié)構(gòu)施工—轉(zhuǎn)體施工方案1、

轉(zhuǎn)體各部分的布置平轉(zhuǎn)牽引系統(tǒng)由牽引動力系統(tǒng)、牽引索、牽引反力座組成。轉(zhuǎn)體施工設(shè)備采用全液壓、自動、連續(xù)運(yùn)行系統(tǒng)。牽引系統(tǒng)體系見下圖。牽引動力系統(tǒng)牽引索上轉(zhuǎn)盤設(shè)置兩束牽引索轉(zhuǎn)體各部分的布置圖二、橋跨結(jié)構(gòu)施工—轉(zhuǎn)體施工方案2、轉(zhuǎn)體前準(zhǔn)備事項(xiàng)⑴解除約束轉(zhuǎn)體前鑿除臨時(shí)支墩，切斷連接鋼筋。鑿除前檢查鋼撐腳是否用鋼楔塊塞死。⑵稱重試驗(yàn)在上轉(zhuǎn)盤下用千斤頂施加力，分別用位移計(jì)測出球鉸由靜摩擦狀態(tài)到動摩擦狀態(tài)的臨界值，上轉(zhuǎn)盤兩側(cè)的力差即為不平衡重量。

⑶配重

根據(jù)稱重試驗(yàn)在梁部用砂袋或水箱增加配重，確保兩端重量平衡。

⑷轉(zhuǎn)前檢查

正試轉(zhuǎn)動之前，全面檢查一遍牽引動力系統(tǒng)、轉(zhuǎn)體體系、位控體系、防傾保險(xiǎn)體系是否狀態(tài)良好。

3、

轉(zhuǎn)體實(shí)施1）正式轉(zhuǎn)體⑴檢查滑道和轉(zhuǎn)體設(shè)備是否完好，做好試轉(zhuǎn)的準(zhǔn)備工作。⑵進(jìn)一步做好人員分工，根據(jù)各個(gè)關(guān)鍵部位、施工環(huán)節(jié)，對現(xiàn)場人員做好周密部署，各司其職，分工協(xié)作，由現(xiàn)場總指揮統(tǒng)一安排。⑶先使千斤頂達(dá)到預(yù)定噸位，啟動動力系統(tǒng)設(shè)備，并使其在“自動”狀態(tài)下運(yùn)行。⑷單個(gè)轉(zhuǎn)體使用的兩對稱千斤頂?shù)淖饔昧κ冀K保持大小相等、方向相反，避免不平衡力偶產(chǎn)生。⑸設(shè)備運(yùn)行過程中，各崗位人員堅(jiān)守崗位，時(shí)刻注意觀察，監(jiān)控動力設(shè)備和轉(zhuǎn)體各部位的運(yùn)行情況，并作好記錄。⑹在轉(zhuǎn)體就位處設(shè)置限位裝置，并安排技術(shù)人員在兩個(gè)轉(zhuǎn)盤附近負(fù)責(zé)讀轉(zhuǎn)盤上標(biāo)識的刻度，隨時(shí)與總指揮聯(lián)系。為防止超轉(zhuǎn)現(xiàn)象，在轉(zhuǎn)體接近設(shè)計(jì)位置時(shí)，停止自動牽引操作，采用點(diǎn)動控制精確定位。2）轉(zhuǎn)體精確定位軸線偏差主要采用連續(xù)千斤頂點(diǎn)動控制來調(diào)整，點(diǎn)動時(shí)間為0.2秒一次，每次點(diǎn)動千斤頂行程為1mm，換算梁端行程。每點(diǎn)動操作一次，測量人員測報(bào)軸線走行現(xiàn)狀數(shù)據(jù)一次，反復(fù)循環(huán)，直至轉(zhuǎn)體軸線精確就位。若轉(zhuǎn)體到位后發(fā)現(xiàn)有輕微橫向傾斜或高程偏差，則采用千斤頂在上下盤之間適當(dāng)頂起拱，進(jìn)行調(diào)整。3）轉(zhuǎn)鉸固結(jié)轉(zhuǎn)體精確定位后，立即進(jìn)行撐腳走板與環(huán)道鋼板，中心轉(zhuǎn)軸上下鋼板焊接，然后焊接上轉(zhuǎn)盤伸出鋼筋與下轉(zhuǎn)盤預(yù)埋鋼筋，立模澆注上下轉(zhuǎn)盤間混凝土，將轉(zhuǎn)鉸固結(jié)。二、橋跨結(jié)構(gòu)施工—轉(zhuǎn)體施工方案二、橋跨結(jié)構(gòu)施工—拱橋的合龍方案1、邊跨現(xiàn)澆段施工邊跨現(xiàn)澆段支架采用落地式支架施工?，F(xiàn)澆段地基處理結(jié)合拱肋支架地基處理形式一同施工，現(xiàn)澆段一次澆注完畢。2、邊、中跨合攏根據(jù)設(shè)計(jì)要求先進(jìn)行邊跨合攏，然后再進(jìn)行中跨合攏。利用槽鋼作為邊、中跨合攏段下承重梁，槽鋼上橫橋向再鋪設(shè)10×10cm方木做底模梁，并利用