米跨现浇钢筋砼箱形拱桥主拱圈施工工法

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1、2009年度参评三级工法120m跨现浇钢筋砼箱形拱桥主拱圈施工工法120米跨现浇钢筋砼箱形拱桥主拱圈施工工法1．前言余姚双溪口水库大桥为净跨径120m上承式悬链线箱形拱桥，该桥为集团公司同类桥的最大跨径，其支架部分及主拱圈施工不仅难度大，而且存在着很大的施工安全风险。我公司结合以往施工经验，针对大跨上承式钢筋混凝土箱形拱桥技术进行了科技攻关，充分利用该型拱桥结构特点制定科学合理的施工工艺，解决了施工技术难题，经总结形成本工法。以本工法为核心的“120m跨现浇钢筋砼箱形拱桥主拱圈施工技术”获得集团公司优秀论文一等奖。2．工法特点本桥主拱圈采用支架现浇

2、施工法，其中支架部分为在两拱脚段根据原有的地形情况采用在硬化的地面上直接拼装碗扣式脚手架，中间段采用梁柱式复合体系：其结构构成为：明挖现浇混凝土基础;钢支架分三层，底层为置于混凝土基础上钢管立柱支墩;中层用万能杆件搭成框架结构形成纵梁;上层为满布式碗扣式脚手架。拱部利用碗扣式支架调整成拱型，拱架卸落利用碗扣式支架顶的可调托撑完成。而主拱圈混凝土则采用分环、分段的方法进行施工，即：整个拱圈根据支架的结构体系分为3个浇筑环；即底板环、腹板环及顶板环，每环浇筑时再分5段对应水平长度分别均为24m，先对称浇筑拱脚段，再从跨中段向两拱脚方向浇筑，拱顶段浇筑完

3、后，再浇筑1/4段。段与段之间预设间隔槽(顶板不设间隔槽)，间隔槽宽1.5m，根据监控单位的施工加载计算，腹板和底板环两环同时合拢，使拱圈形成一个开口箱形结构，然后再进行顶板环的分段浇筑及合拢。3．适用范围本桥施工方法可适用于大跨径现浇钢筋砼拱桥的施工。4．工艺原理4.1主拱圈施工技术4.1.1主拱圈底模标高的确定主拱圈的支架现浇过程中，立模标高的合理确定，是关系到主拱圈的线形是否平顺、是否符合设计的一个重要问题。如果在确定立模标高时考虑的因素比较符合实际，而且加以正确的控制，则最终主拱圈与桥面系线形较为良好；否则最终主拱圈线形会与设计线形有较大的

4、偏差。立模标高并不等于设计中桥梁建成后的标高，总要设一定的预抛高，以抵消施工中产生的各种变形（挠度）。其计算公式如下：模板定位标高＝设计标高＋运营预抛高＋施工预抛高＋支架变形其中支架变形值是根据支架加载试验，综合各项测试结果，最后绘出支架荷载—挠第10页共10页2009年度参评三级工法120m跨现浇钢筋砼箱形拱桥主拱圈施工工法度曲线，进行内插而得。根据以往上承式拱桥施工及监控经验，并结合本桥的具体情况，估计在施工过程中影响本桥结构内力和线形的因素主要有以下几方面：(1)施工临时荷载。(2)支架变形。(3)日照影响。(4)主拱圈混凝土浇筑顺序和主梁的

5、安装顺序。(5)混凝土浇筑方量的控制。(6)混凝土弹性模量和徐变。当上述因素与估计不符，而又不能及时识别引起控制目标偏离的真正原因时，必然导致在以后阶段施工中采用错误的纠偏措施，引起误差累积，因此在施工控制过程中，将通过对应力和位移偏差分析、结构参数敏感性分析、结构参数识别，找出误差原因，确定出设计参数真实值，以此为基础对该桥进行有效施工控制。为使拱圈最终成形后符合设计和规范的要求，必须在支架上设置预拱度。拱顶预拱度包括拱圈自重产生的拱顶弹性下沉、拱圈温度降低与砼收缩产生的拱顶弹性下沉、墩台水平位移产生的拱顶弹性挠度值、拱架在设计荷载作用下的弹性及

6、非弹性变形、支架基础受载后非弹性下沉。预拱度δ=运营预抛高＋施工预抛高＋支架变形根据设计和监控单位提供的数据，拱顶处预拱度按全部预拱度总值设置，暂定为15cm，拱脚处为零，其余各点按二次抛物线分配。即:δx＝δ[1-4x2/L2]δx——任意点（距离拱顶水平距离为x）的预加高度。δ——预拱度总值。x——跨中至拱脚的水平距离。L——拱圈的计算跨径。支架预压完成后，拱顶下沉18mm，与监控单位计算基本吻合。预拱度无需再调整。4.1.2主拱圈施工方案的确定拱圈混凝土施工过程是一个对支架不断加载的过程。考虑拱圈浇筑与支架变形之间的相互影响关系，为防止支架异

7、常变形，破坏主拱轴线，甚至产生混凝土裂缝，同时遵循“分环分段灌注顺序应使支架在混凝土灌注过程中发生的变形幅度最小”的施工原则，确定了主拱圈浇筑顺序。见图1（图中所标数码即为混凝土浇筑顺序）第10页共10页2009年度参评三级工法120m跨现浇钢筋砼箱形拱桥主拱圈施工工法主拱圈混凝土采用分环、分段的方法进行施工，即：整个拱圈根据支架的结构体系分为3个浇筑环；即底板环、腹板环及顶板环，每环浇筑时再分5段对应水平长度分别均为24m，先对称浇筑拱脚段，再从跨中段向两拱脚方向浇筑，拱顶段浇筑完后，再浇筑1/4段。段与段之间预设间隔槽(顶板不设间隔槽)，间隔槽

8、宽1.5m，根据监控单位的施工加载计算，腹板和底板环两环同时合拢，使拱圈形成一个开口箱形结构，这样对支架和结构比较安全，然