上承式50m钢筋混凝土拱桥施工工法

..上承式50m钢筋混凝土拱桥施工工法1．前言随着我国城市桥梁建立的开展，桥梁的构造和形式在不断进步，拱桥在市政工程中应用越来越多，中等跨度的拱桥已成为桥梁建立的一个重要开展向。我局承当的市新区的观路特大桥，引桥50m钢筋混凝土拱桥采用现浇法施工，在市市政设计研究院、省桥梁设计研究院的配合下，对传统的支架法加以改良和提高，形成了门架支架，预压调拱，曲线控制，分段不分环，对称多点浇筑的施工法。既提高了工效，又保证了工程质量。此成果已完成，经总结形本钱工法。2．工法特点利用门架分段不分环施工预应力连续拱桥的突出特点在于：〔1〕门架轻盈简单，易于施工，支立快，易于调整；〔2〕不用大型设备，施工本钱低；〔3〕浇筑前进展预压，积累原始数据，保证平安，采用等效预压减小劳动强度；〔4〕用竹木组合模板分节吊装支立，浇筑后的肋拱曲线优美；〔5〕分段不分环，减少混凝土早期收缩和接茬，保证混凝土的在质量和外在美观。〔6〕对称多点泵送浇筑混凝土，保证支架平安和提高混凝土浇筑速度。3．适用围〔1〕本工法适用于铁路、公路、市政等工程各种现浇拱桥；〔2〕具有现浇条件，且有可进展门架支立场地，如果桥下为既有行车线路或有房屋不能用此工法，如果是河流经过改造可参照本工法施工。-.可修编. ..4．工艺原理50米上承式肋拱上部构造施工主要分为四局部：拱肋、拱上立柱、纵梁及桥面板梁。其主要技术难点在拱肋施工：拱肋采用多功能门架搭设满堂支架施工，根据支架的稳定性和平安性检算，确定搭设间距。底模和侧模为双层木加竹木胶合板制做成大块木模板，然后拼装而成。浇筑前采用预压和等效预压进展调拱，混凝土浇筑采用2台混凝土输送泵进展泵送浇筑混凝土，分段不分环对称进展浇筑混凝土。5．工艺流程与操作要点5．1工艺流程〔见图1〕5．2操作要点本工法施工拱肋要点在于地基处理，支架的布置及施工，支架预压，绑扎钢筋及支立侧模，浇筑混凝土。5．2．1地基处理在搭设支架前，需对地基进展平整处理，对于原地面为鱼塘处，采用去除淤泥，换填30cm厚片，然后再在其上铺20cm厚土夹碎，并用压路机和打夯机将每层夯压密实，其它地面采用原地面夯实后，在其上铺20cm厚土夹碎，并用压路机或打夯机夯压密实。在去除淤泥及处理原地面时，均将地面沿道路中线做成2%的人字坡，并在支架两侧50cm外各挖一条排水沟，以防雨水下渗，造成地基下沉。-.可修编. ..图1工艺流程图5．2．2支架的布置及施工满堂支架设计按照<<公路桥涵施工技术规>>JTJ041-2000第九章第二节：模板、拱架和支架的设计进展，其中荷载计算按照<<公路桥涵施工技术规>>JTJ041-2000附录D：普通模板荷载计算参考资料进展。5．2．2．1荷载计算及荷载组合：上承式拱桥的混凝土施工主要集中在拱肋施工和桥面板施工两局部，以下分别对拱肋施工和桥面板施工时的荷载进展计算比拟：a．拱肋及横肋施工时产生的荷载：〔单肋局部〕〔1〕模板和支架自重：600KN〔2〕新浇钢筋混凝土自重：2114.84KN-.可修编. ..〔3〕施工人员和施工料/具等行走运输或堆放的荷载：50KN〔4〕振捣混凝土时产生的荷载：145.6KN〔5〕其他防雨、养生产生的荷载，风、雪等荷载：30KN计算强度荷载组合：(1)+(2)+(3)+(4)+(5)=2940.44(KN)验算刚度荷载组合：(1)+(2)+(5)=2744.8(KN)，由于拱肋自重主要集中在模板下的三根立柱上，故可只验算此三根：2940.44/(81×3)=12.1(KN/根)b．桥面板施工时产生的荷载：〔单跨局部〕(1)模板和支架自重：2021.1KN(2)新浇钢筋混凝土自重：9339.4KN(3)施工人员和施工料/具等行走运输或堆放的荷载：150KN(4)振捣混凝土时产生的荷载：566.5KN(5)其他防雨、养生产生的荷载，风、雪等荷载：90KN计算强度荷载组合：(1)+(2)+(3)+(4)+(5)=12160(KN)验算刚度荷载组合：(1)+(2)+(5)=11443.5(KN)桥面板自重主要集中在桥面板11m局部，其边缘局部受力较弱，故可将荷载均载于桥面板下11m局部：12160/(81×13)=11.5(KN/根)<12.1(KN/根)。由于拱肋作用力比桥面板集中，其平安系数比桥面板施工的要小，故直接验算单拱肋施工时支架荷载即可。因此，在验算轴向力时，取大值12.1KN/根。C．立柱稳定性与轴向力检算：长细比：λ=h/ii=√I/A-.可修编. ..其中h为步距，取1.2m，钢管外径48mm，径41mm。所以i=√I/A=15.78mmλ=1200/15.78=76.05<[λ]=150稳定平安系数：1.972，立柱稳定。轴向力平安系数：30/12.1=2.48，轴向力满足。5．2．2．2地基验算a．地基承载力计算采用五根立柱下共用两根25cm×20cm×250cm枕木，故最大地基承载力：12.1×5÷〔2.5×0.25×2〕=48(KPa)b．地基处理依据(1)通过满堂支架的设计计算，要求地基承载力不小于100Kpa，48(Kpa)<100(Kpa)；(2)通过地基预压确定，地基在承载时的非弹性沉陷不大于6mm。5．2．2．3门架搭设经以上荷载计算，确定支架搭设采用如下构造：多功能门架横桥向搭设，顺桥向间距为0.6米，门架多采用1.93米高标准门架与1.7米、0.9米、0.5米小门架进展调拱，每层门架底部全部用长钢管顺桥向锁住，横桥向每四层锁一道钢管，每隔4根门架设剪刀撑一道。支架底部通过底座立于枕木上，枕木间距0.6米。具体详见图2。-.可修编. ..在桥跨测设出桥梁中心线和支架搭设边线，测出每个立杆的搭设位置，根据放样结果横向安放枕木，测定其标高，计算各处门架搭放高度。根据施工放样结果，搭设支架从桥跨中间向两侧搭设，至两侧时采用横杆及横撑调整。第一层立杆拼装后，固定纵横水平连杆，调整立杆的底托，使纵横杆保持水平、立杆竖直；调整好后，再逐层向上拼装，直至拼到拱肋底部处；再在支架上安装顶托及拼装斜撑。按门架施工规格控制，保证门架间距和垂直度。分层搭设，在高层采用滑轮及滑轮组将门架提升。在门架顶端安放顶托，拱顶设计预拱度值按10cm计算，以拱脚为零按直线分配。顶托上横桥向铺12×12木作底木，然后是顺桥向10×10顶木，木之间用楔型木调平，局部用抓钉抓牢。详见图35．2．3支架预压支架拼装好后，在顶托上放置承重木，铺竹胶板做底模后。同时，在两侧设置观察点30~40个，测量其未压时的标高，绘出其原始曲线图；在48小时预压过程中，分别观察其点4次，并绘出其过程曲线；在卸载后，再次测量并绘出其卸载曲线。通过卸载曲线和原始曲线的比拟，找出下沉量最大的观察点(即受荷最大的局部)，根据测量成果检验是否有软基处，如有，将其全部进展处理，合格后再统一调整底模标高。预压法：采用编织袋装土的法，平均每袋50公斤，共装所浇混凝土自重的1.2倍的重量进展加载预压48小时。根据预压数据分析支架沉降弹性变形量和非弹性变形量，预压后按弹性变形预留预拱度。-.可修编. ..图2多功能门架搭设满堂支架图图3门架及木加固图在进展2~3组拱肋1.2倍预压后，得出门架沉降规律后，进展小围等效预压。等效预压是在一样的地基条件下用10~20片门架组合成一组一层的支架，在等压强的情况下加载48小时，观测地基沉降数据，分析地基情况，采用等效预压可减少工作量，节约工作时间，在后期施工中我们全部采用等效预压。5．2．4绑扎钢筋及支立侧模-.可修编. ..钢筋混凝土共分五段施工，钢筋在预留槽处需断开，所以钢筋按混凝土分段长度下料，在底模上用钢管架搭设绑扎钢筋支架，在支架上绑扎钢筋有利于调整和绑扎，钢筋成型后卸落支架，调整钢筋保证各部尺寸及保护层符合设计及规要求，钢筋就位后支立侧模。拱肋侧模采用自制大块木模拼装而成，用拉筋和木固定，如图4所示。用吊车配合人工吊装，各相邻模板用拉筋联结固定。为防止侧模上浮，用拉筋把侧模与底木固定在一起。同时保证相邻模板各折线顺接，模板有错台的地用高效原子灰抹平并打磨光滑。模板上的拉筋也用钢管扣件联结代替效果更佳。图4拱肋侧模木示意图5．2．5浇筑混凝土拱肋混凝土浇筑采用分段不分环施工，根据此桥情况采用分五段浇筑，砼浇筑顺序见图3所示，先浇筑1段，然后3段最后2段前后左右对称浇筑：-.可修编. ..输送泵A和输送泵B同时浇筑左右S1段和横系梁，要求左右S1段同时开场同时完毕。然后输送泵A浇筑左侧S3段，输送泵B浇筑右侧S3段，横系梁同时完成。最后输送泵浇筑大里程向的S2段和系梁，输送泵B浇筑小里程向S2段和系梁。图5浇筑混凝土顺序图按此顺序分段浇筑保证混凝土对称于拱顶进展，使支架变形保持均匀和尽可能最小。分段浇筑时，各分段的混凝土应一次连续浇筑完毕。间隔槽混凝土应待拱圈分段浇筑完成后，且强度到达80%设计强度后，浇筑间隔槽混凝土，拱顶及两拱脚间隔槽混凝土应在最后封拱时浇筑，封拱合拢温度按规要求应小于15℃时进展。5．2．5．1浇筑法拱肋及横系梁所需的混凝土采用自拌混凝土，在市政工程中多采用商品混凝土，要求坍落度在140～160之间，混凝土的水平运输采用混凝土搅拌运输车，垂直运输采用两台混凝土输送泵对称同时施工，备用一台吊车，以防停电或有输送泵出现故障临时备用。采用插入式振动器振捣。5．2．5．2盖模施工在浇筑S1段、S2段时顶面需用盖模，盖模用竹胶板与木结合制作。在浇筑混凝土前，在拱脚处盖模0.6米长，在浇满此段后，继续向上盖模，混凝土水平向上浇筑，浇筑一层盖一层。保证混凝土振捣密实。-.可修编. ..5．2．6沉降观测拱肋成型之后要定时观测，测出拱圈完成预拱度情况，预拱度在施工过程中不可能全部完成，预拱度一般要在拱上立柱、纵梁、桥面板完成之后才能完成，有时要竣工之后一段时间甚至几年后才能完成。对拱上立柱和纵梁的高程控制要按观测数据控制。在拱顶设一系列观测点，浇筑完成拱肋拆支架前测一次且记录数据，在拱上立柱施工前测量下沉量，然后用设计预拱度减去下沉量就是拱上立柱应该留的预拱度，结合以拱脚为零按直线分配进展调整，将调整后的数据应用到拱上立柱、纵梁、和现浇桥面板的施工。6．主要材料表1主要材料表序号材料单位数量1多功能门架片40002钢管t183竹胶板m27004木m3507．机具设备表2参加施工机械设备表：序号机械设备名称规格型号台数备注1两台输送泵S6022吊车8t1备用3砼搅拌运输车7m32商混时按实际增加4插入式振捣器Z508包括备用5发电机150Kw1备用6手推车48．劳力组织表3参加的施工人员：-.可修编. ..序号工种人数备注1管理人员6均采用2班制2捣固工83司机84起重工25电工26普工307其他工种68合计729．质量、平安保证措施〔1〕立杆底托立于枕木上应结实，应采用大钉固定好，枕木稳定。当立杆基底间的高差大于50cm时，那么用短门架调整。〔2〕木底部与U型托撑密贴，两侧空隙用木楔楔紧。〔3〕立杆的垂直度偏差不超过10cm,拼装到3-5层后,应用经纬仪检查门架的水平度及立杆的垂直度。〔4〕在无荷载的情况下,逐个检查立杆的底座有无松动或空浮情况,并不时旋紧可调底托，必要时加塞木楔。〔5〕支架的横撑必须在中心线两侧对称加力。〔6〕砼的坍落度要求在14~16cm之间，现场每车由试验人员检验坍落度，符合要求可入模。〔7〕采用混时，派专人到砼拌合站旁站，监视砼拌合质量。〔8〕砼的捣固选用有经历的捣固工振捣。-.可修编. ..〔9〕浇筑混凝土期间，应设专人检查支架、模板、钢筋和预埋件等稳固情况，当发现有松动、变形、移位时，应及时处理。〔10〕气温高时，通过试验采取降低水灰比、掺加混和料、掺加外加剂等法减少水泥用量和减小水化热。〔11〕减小浇筑层厚度，加快混凝土散热速度。〔12〕备用足够的混凝土盖模，保证拱肋尺寸。〔13〕备用水箱和麻袋，保证已浇混凝土及时养生，如需要可向已浇和未浇模板外侧浇水降温。10．质量标准表4木模板制作允偏差序号工程允偏差〔mm〕1模板的长度和宽度±52不刨光模板相邻两板外表上下差33刨光模板相邻两板外表上下差14平板模板外表最大的局部不平刨光模板3不刨光模板55拼合板中木板间的缝隙宽度26支架、拱架尺寸±57榫槽嵌接严密度2表5现浇混凝土拱圈实测标准项次检查工程规定值或允论偏差检查法和频率规定分1混凝土强度〔Mpa〕在合格标准按附录D检查352轴线偏位〔mm〕板拱10用经纬仪检查5处15肋拱53弧线偏离设计弧线〔mm〕跨径≤30mm±20用水准仪检查5处20跨径>30mm±1/500跨径4断面尺寸〔mm〕高度±520-.可修编. ..用尺量拱脚、L/4、拱顶5个断面顶底腹板厚+10，05拱肋间距〔mm〕5用尺量5处1011．效益分析同传统的施工法相比，本工法有明显的社会、经济效益。施工进度快，门架的轻巧灵活、支立便使施工工期大缩短，比钢管每循环节约三天时间，节约了大量的劳动力。比传统钢管支架减小损耗，有小门架搭配凋拱，支立门架根本没有损耗，降低本钱，如用钢管搭设拱肋支架损耗在6%以上。用竹木胶合板制作模板混凝土外观优美，分段不分环模板减少施工缝使拱圈曲线圆顺美观，社会效益明显。12．工程实例观路是市新区规划六纵六横主干道的一条，是连接老城区和新区的纽带，观山大桥位于观路西段，跨越湖，为新区观山公园的景观桥，全长685.5m。我局施工的观山大桥西段长为285.5m，为三净跨50m的上承式钢筋混凝土肋拱和四16m现浇空心板梁。桥面按别离的两座独立大桥修建，每座桥面净宽1590cm，上承式50m钢筋混凝土肋拱单座桥为双肋式，矢跨比1／5，净矢高10m，拱肋高度160cm，宽度130cm，工字型断面。拱肋采用C40级钢筋混凝土，两肋之间设9道钢筋混凝土横系梁，亦为C40级钢筋混凝土。我们采用本工法施工，于2002年4月开工至2002年12月大桥竣工，建造的观山大桥轻盈美观，现已成为观山公园一道靓丽的风景。教育之通病是教用脑的人不用手，不教用手的人用脑，所以一无所能。教育革命的对策是手脑联盟，结果是手与脑的力量都可以大到不可思议。-.可修编.