鋼筋混凝土拱橋實例組織設計

余姚雙溪口水庫大橋為凈跨徑120m上承式懸鏈線箱形拱橋，該橋為集團公司同類橋的最大跨徑，其支架部分及主拱圈施工不僅難度大，而且存在著很大的施工安全風險。我公司結合以往施工經(jīng)驗，針對大跨上承式鋼筋混凝土箱形拱橋技術進行了科技攻關，充分利用該型拱橋結構特點制定科學合理的施工工藝，解決了施工技術難題，經(jīng)總結形成本工法。本橋主拱圈采用支架現(xiàn)澆施工法，其中支架部分為在兩拱腳段根據(jù)原有的地形情況的地面上直接拼裝碗扣式腳手架，中間段采用梁柱式復合體系：其結構構成為：明挖現(xiàn)礎;鋼支架分三層，底層為置于混凝土基礎上鋼管立柱支墩;中層用萬能桿件搭成框架結構上層為滿布式碗扣式腳手架。拱部利用碗扣式支架調整成拱型，拱架卸落利用碗扣式支托撐完成。而主拱圈混凝土則采用分環(huán)、分段的方法進行施工，即：整個拱圈根據(jù)支架對稱澆筑拱腳段，再從跨中段向兩拱腳方向澆筑，拱頂攏，使拱圈形成一個開口箱形結構，然后再進行頂板環(huán)的分段澆筑及合攏。本橋施工方法可適用于大跨徑現(xiàn)澆鋼筋砼拱橋的施工。主拱圈的支架現(xiàn)澆過程中，立模標高的合理確定，是關系到主拱圈的線形是設計的一個重要問題。如果在確定立模標高時考慮的因素比較符合實際，而且加最終主拱圈與橋面系線形較為良好；否則最終主拱圈線形會與設計線形有較大的偏差。立模標高并不等于設計中橋梁建成后的標高，總要設一定的預拋高，以抵消施工中模板定位標高＝設計標高＋運營預拋高＋施工預拋高其中支架變形值是根據(jù)支架加載試驗，綜合各項測試結果，最后繪出支架荷行內插而得。根據(jù)以往上承式拱橋施工及監(jiān)控經(jīng)驗，并結合本橋的具體情況，估計在施工過程中構內力和線形的因素主要有以下幾方面：(1)施工臨時荷載。(2)支架變形。(3)日照影響。(4)主拱圈混凝土澆筑順序和主梁的安裝順序。(5)混凝土澆筑方量的控制。(6)混凝土彈性模量和徐變。當上述因素與估計不符，而又不能及時識別引起控制階段施工中采用錯誤的糾偏措施，引起誤差累積，因此在施工控制過程中，將通差分析、結構參數(shù)敏感性分析、結構參數(shù)識別，找出誤差原因，確定出設計參數(shù)礎對該橋進行有效施工控制。為使拱圈最終成形后符合設計和規(guī)范的要求，必須在支架上設置預拱度。拱頂預拱度包括拱圈自重產(chǎn)生的拱頂彈性下沉、拱圈溫度降低與砼收縮產(chǎn)生的拱頂彈性下沉、墩臺水平位移產(chǎn)生的拱頂彈性撓度值、拱架在設計荷載作用下的彈性及非彈性變形、支后非彈性下沉。δx=δ[1-4x2/L2]δx——任意點（距離拱頂水平距離為x）的預加高度。δ——預拱度總值。x——跨中至拱腳的水平距離。L——拱圈的計算跨徑。拱圈混凝土施工過程是一個對支架不斷加載的過程。考慮拱圈澆筑與支架變形之間使支架在混凝土灌注過程中發(fā)生的變形幅度最小”的施工原則，確定了主拱圈澆筑主拱圈混凝土采用分環(huán)、分段的方法進行施工，即：整個拱圈根據(jù)支架的結構體系分為3個澆圈形成一個開口箱形結構，這樣對支架和結構比較安全，然后再進行頂板環(huán)的分段澆筑及合攏。為了避免支架局部異常變形，采取拱頂兩側對稱的方法施工。 3－23－32－33－32－33－1 1－33－12－132－13－12－1 m說明： m第三環(huán)頂版第二環(huán)腹版第一環(huán)底版拱圈混凝土分環(huán)，分段澆筑在碗扣式腳手架上的可調托撐上縱向鋪設弧形工字鋼，工字鋼與可調托撐之間的三角形空隙用架底模線形。模板結構是否合適將直接影響梁體的外觀。內橫向分布鋼筋的位置布設拉桿，上緣用圓鋼作拉塞，再用“即時貼”貼縫，以防漏漿。澆筑底板時不需要內模，待混凝土初凝后人工壓抹成型，底板澆筑后，用扣托撐拼成框架，12mm厚竹膠板作面板或頂板底模形成內模，拱箱內?？蚣茉O計應盡量少占凈空，以利于內模的拆除。內模頂部設4道10cm×10cm方木縱向背肋，每道框架布置5個豎向鋼托撐頂在底板和頂板方木上，用于支撐頂板模板，內側模每側設兩道10cm×10cm方木縱于支撐內模面板，橫向上下布置二道鋼管，利用托撐頂在順橋向lOcm×1Oc聯(lián)接用扣件固定。模板的鋪設順序為：第一環(huán)混凝土澆筑時為：拱圈底模→外側?！惭b拉筋及分段橫豎帶木；第二環(huán)混凝土澆筑時，模板鋪設順序為：內外側?！惭b拉桿及橫豎帶木。第三環(huán)混凝土澆筑時，模板鋪設順序為：頂板底?！鷤饶！惭b拉桿及橫豎帶木。1515m竹膠板方木框架77 底板混凝土拱圈底模鋪好后，測設中線、邊線、標高，標出各分段點及橫隔板的位置，作為安裝其它模板及綁扎鋼筋的依據(jù)。拱圈鋼筋安裝采用在橋下加工彎制，汽車吊吊運至拱架上就地綁扎施工。鋼筋綁扎順序按拱腳至拱跨1/4段，先安箍筋后穿主筋的辦法;拱跨1/4處至拱頂段先穿主筋后套箍筋，以利施工。主鋼筋接頭、箍筋及橫隔板鋼筋連接采用焊接；間隔槽鋼筋和箍筋在澆筑前綁扎，注意在間隔槽位置鋼筋的錯開長度應滿足規(guī)范要求。鋼筋在綁扎中和骨架成型后，要做好支撐架避免變形，上層鋼筋網(wǎng)采用鋼管臨時定位，保護層墊塊按80cm間距梅花型布置，與主鋼筋綁扎牢固。鋼筋在澆筑前要保證其無銹蝕現(xiàn)象，如有則除銹后才能澆筑混凝土。筑拱腳混凝土前，要將其與拱座的新舊混凝土接合處鑿毛，混凝土表面應鑿毛至露出集料并沖刷干在前一段混凝土初凝前開始下段混凝土，以保證澆筑連續(xù)性?；炷翝仓M行中不得任意中斷，因故必須間歇時，間歇最長時間應按所用水泥凝結時間、混凝土的水灰比及混凝土硬化條件確定。拱圈預留間隔槽中混凝土，應待所有各分段混凝土均灌注完畢，且其相鄰段混凝土強度達到70%可澆筑，澆筑前要將分段混凝土表面鑿毛沖凈，殘留混凝土清理干凈后綁扎鋼筋，立好模板。澆筑過程中為防止混凝土外流，在底板、腹板和頂板拱腳位置設蓋板防護。澆筑拱腳混凝土時，應控制好混凝土的坍落度，防止混凝土向拱腳處滑落。落架作業(yè)是主拱圈現(xiàn)澆的最后一道工序，也是很關鍵的一道工序，要在主拱圈裸拱混凝土達到設計強度后落架，落架時要嚴格按程序圖進行。卸落無須安裝專門的卸架設序地擰松緊固于頂部小橫桿的扣件即可方便地完成拱架卸落工作。主拱圈混凝土最低強度達到設計的90%后，即進行主拱圈脫架。由于拱架設來調整標高和落架，落架點多，落架施工技術難度大。根據(jù)計算分析，確定卸架原則：橫橋向必須同時均勻卸落，在縱橋向從拱頂向拱腳逐排卸落，最后使拱圈下底模全部脫離混凝土面為止，形成裸拱主拱圈完全受力。gΔ+eΔ,由監(jiān)控單位提供計算數(shù)據(jù)可得，拱頂最大卸落量達3.6㎝。支架設計中采用了碗扣式支架頂端設可調托撐，用以調整標高和落架，拱圈落架個點（每排橫向11個可調托撐，縱向共139排對于如此多的落架點，就不可能達到各點同步均勻地卸落。為了獲得一種合理的卸架順序，我們將拱架與主拱圈組成的復合體系用多種方比較，確定了落架方案。支架卸落在橫橋向必須同時均勻卸落，在縱橋向從拱頂向拱腳逐排卸落，并保持左右兩側同步對稱進行。主拱圈各段均澆筑完成后焊接暫時斷開的縱向鋼筋進行間隔槽的施工，先進行拱腳段與中間段間隔槽的施工，再進行拱頂段與中間段間隔槽的施工，最后完成拱腳處間隔槽的施工，實現(xiàn)整個拱拱箱間隔槽合龍作業(yè)將在十二月份進行。結合該地區(qū)的氣溫實際情況，采取以下措施來嚴格控制間隔槽的合龍溫度。一是科學安排作業(yè)時間，在自然溫度最低的凌晨零時至6時合龍;二是集中人力、龍溫度。拱圈完全脫離。落架第一步落架第二步落架第三步主拱圈脫架后，即進行支架拆卸，支架拆卸與拼裝過程逆向，所用方法和設備一致。水泥：采用寧波舜江水泥廠42.5級水泥，黃砂：采用福建閩江的優(yōu)質中砂，碎石：采用余姚當?shù)厮槭瘡S生產(chǎn)的5-31.5㎜規(guī)格級配碎石，外加劑：選用江蘇博特新材料有限公司生產(chǎn)JM-10泵送劑。122334554617181911臺1臺1特種操作工：電工、金屬焊接工、吊車工、汽車輸送泵工等。人數(shù)40時間（年-月）0m—標準。在合格標準內255施工中除執(zhí)行上述標準外，強調如下措施：(1)混凝土澆筑時采取水平移動，向拱頂方向推進，腹板澆筑時上下分層的方法澆筑，（澆筑拱腳混凝土前，要將其與拱座的新舊混凝土接合處鑿毛，混凝土表面應鑿毛至露出集料并沖必須在前一段混凝土初凝前開始下段混凝土，以保證澆筑連續(xù)性。(2)混凝土澆筑進行中不得任意中斷，因故必須間歇時，間歇最長時間應按所用水泥凝結時間、混凝土的水灰比及混凝土硬化條件確定。(3)澆筑拱腳混凝土時，應控制好混凝土的坍落度，防止混凝土向拱腳處滑落。(4)拱圈預留間隔槽中混凝土，應待所有各分段混凝土均灌注完畢，且其相鄰段混凝土70%后方可澆筑，澆筑前要將分段混凝土表面鑿毛沖凈，殘留混凝土清理干凈后綁扎鋼筋，立好模板。澆筑過程中為防止混凝土外流，在底板、腹板和頂板拱腳位置設蓋板防護。由于余姚雙溪口水庫大橋主拱圈的施工屬于高工作業(yè)，針對本項目的特殊性，工程伊始就成立調節(jié)濕潤多雨、多臺風、季節(jié)變化明顯。因此，我項目部針對各種不同的情況制定不同的安全技術余姚雙溪口水庫大橋在建設施工過程中特別注重綠色施工，就是針對影響工程施工的“人、機、由項目經(jīng)理部總工程師任副組長，負責環(huán)保技術措施的制定、交底工作；現(xiàn)場設環(huán)保監(jiān)督員，負責施工現(xiàn)場日常環(huán)保監(jiān)督檢查工作，發(fā)現(xiàn)問題及時解決。首先，在人員管理方面，應加強施工企業(yè)的自身建設，使管理水平不斷提高，不斷趨于科學合如在施工機械及工地辦公室的電器等閑置時關掉電源；安裝適當小流量的設備和器具，采用節(jié)水型器具等措施以降低用水量。有效利用基礎施工階段的地下水?？傊谑┕み^程中，把綠色環(huán)保管理與全面質量管理和安全管理等過程有機地結合起來，做到既注重質量安全，又重視綠色環(huán)保，質量綠色兩不誤。其次，在施工機具方面，應重視設備的選擇和放置位置。在施工過程中，大部分的噪聲污染都是由施工機具產(chǎn)生的，如攪拌機、空壓機、振搗棒等等。選擇科技含量高的環(huán)保施工機具，不但能提高效率，保證工程質量，更能減小產(chǎn)生的噪聲污染。在總圖布置的選擇上，應將產(chǎn)生較大污染的第三，在施工材料的選擇上，應多采用節(jié)能環(huán)保的材料。如在非承重的結構墻，可以采用輕集物污染，還可以采用商品混凝土，減少水泥浪費和粉塵污染。第四，在施工現(xiàn)場，主要的污染源包括噪聲和其他建筑垃圾。從保護周邊環(huán)境的角度來說，就應該盡量減少這些污染的產(chǎn)生。在控制施工噪音方面，除了從機具和施工方法上考慮外，還應使用隔聲屏障、使用機械隔聲罩等，確保外界噪聲等效聲級達到環(huán)保相關要求；所有施工機械、車輛必須定期保養(yǎng)維修，并于閑置時關機以免發(fā)出噪聲。對于建筑垃圾的處理，盡可能防止和減少垃圾的產(chǎn)生；對產(chǎn)生的垃圾應盡可能通過回收和資源化利用，減少垃圾處理處置；對垃圾的流向進行有效控制，嚴禁垃圾無序傾倒，防止二次污染。這樣，才能實現(xiàn)建筑垃圾的減量化、資源化和無害化目標。最后，在施工方法的選擇上，應要合理安排進度，盡量排除深夜連續(xù)施工；將產(chǎn)生噪聲的設備和活動遠離人群，避免干擾他人正常工作、學習、生活。在技術措施方面，多采用環(huán)保節(jié)能的新工藝、新技術，以提高勞動生產(chǎn)率，降低資源消耗，同時減小施工過程對周邊環(huán)境的影響。10.0.1余姚雙溪口水庫大橋主拱圈混凝土則采用分環(huán)、分段的方法個主拱圈合攏時間提前一個月，可節(jié)省大橋主拱圈支架租賃費1個月*27萬元/月=27萬元。1