浅析宽幅桁架拱桥施工控制要点

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摘要：本文结合工程施工实际，分析了钢筋混凝土下承式桁架拱桥施工中的临时桩基确定、支架搭设、桁架施工等控制要点。

关键词：临时桩基确定；支架搭设；桁架施工

中图分类号：[U24]文献标识码：A文章编号：

1．工程概况

文明桥位于浙江省德清县，主桥主跨上部结构为71.72m下承式桁架拱桥，计算跨径为70m，计算矢高为11.67m，矢跨比为1/6，上弦拱轴线为二次抛物线，其方程式为y=2/3x-x2/105，桥面横向宽度为16.5m，上弦杆拱肋高为1.0m，宽为1.30m。下弦杆跨中高为2.0m，宽为1.0m，支点处高为2.2m，宽为1.3m。吊杆采用每节点两根，每根截面为75×25cm预应力钢筋砼结构。桥道系采用“T”型结构，腹板厚度为18cm，高度为150～167.5cm,行车道板厚为14cm。无横撑，此桥属于双拱桥面系中较宽的桁架拱桥。

2．临时桩基确定

临时桩位于京杭大运河河道之中，河道运输繁忙，是当地重要水运通道，而文明桥施工的重要措施就是搭设临时支撑。为保障临时支架在施工中安全可靠，拱桥采用临时桩基础，根据现场实际地貌，临时桩设在桥梁主跨中心线两侧各10m处，与老文明桥桩位在一条直线上；每排设三个桩，设计桩顶标高为2.5m，设计桩底标高为-43.60m，桩径为130cm,桩间距为9.25m。水中桩的施工方法如下：先在河中搭设桩机平台。用直径20cm的木桩，打入河床2~3m，木桩间距1m，桩顶设一层圆木，为横梁，其上再设一道顺桥向的圆木，用排钉固定，留出护筒位置。木桩之间设剪刀撑。钻机平成后，开始施工。护筒采用双层，内护筒直径为1.4m，外护筒直径为1.8m。其他步骤同陆上桩。

3．支架搭设

支架是本桥施工的关键，必须承受自上而下的全部静载及各个活载；且本桥主跨又位于五级航道上，因此在拼装桁架前支架必须既能满足施工要求，又能满足航道的通航要求，即支架底面高程要有足够的通航高度及宽度。

临时墩上横梁由单层五排贝雷片组成，长21m；边墩则在河岸上浇注临时基础1个，拟采用条形基础，长22m，宽2.5m，在贝雷桁架纵梁下设立柱，柱顶标高为4.29m。各条横梁在岸上拼装完成后由汽吊直接安装，纵梁分三段在岸上分段拼装，然后由两台汽吊抬吊至横梁上再连接完成。纵梁根据受力不同分成两部分。第一部分为弦杆下纵梁，每侧为单层五排，间距为45cm，共10片。第二部分为桥道系横梁下纵梁，每侧设单层两排各两个，共8片，间距3.5m。

4．支架预压荷载流程

支架预压荷载流程采取分级加载，共4次。第一次为总荷载的30%，即2.09T/m，持荷8h；第二次至70%，即4.87T/m，持荷8h；第三次至90%，即5.56T/m，持荷8h；第四次至100%，即6.95T/m，持荷48h。然后开始卸载，为准确计算各级荷载作用下的非弹性变形量和弹性变形量，使分级卸载与加载相同，即按加载逆序进行，卸载按每8h一级进行。预压方法采用砂袋堆载的方式进行。

5．混凝土防开裂

在拱桥施工中．一个常见问题就是混凝土开裂,在预防上要考虑三个方面：首先,要对混凝土配合比进行严格计算．混凝土要和易性好(泌水性小、流动性好)；硬化后孔隙率低，渗透性小；具有一定的膨胀性。确保孔道填充密实：较高的抗压强度和粘接强度。为了防止混凝土在灌注过程中产生析水以及硬化后开裂．并保证其在模板中的流动性．同时使砼在凝固后密实．可掺加少量的减水剂和膨胀剂经过多年经验及试验室多次试验．

6．桁架施工

6.1施工顺序

首先，桁架片现浇模板整体预拼放，搭设下弦杆现浇支架及支架超载预压，超载预压系数1.25，实测支架的弹性变形，消除支架的非弹性变形，且支架搭设时应考虑下弦杆预拱度值（下弦杆跨中设2cm预拱度，支点为0，中间按抛物线变化），设计提供的预拱度值不计支架的弹性变形值，立模时应考虑支架的弹性变形值。

其次，支架现浇端横梁和下弦杆，以间隔对称安装1/3中横梁，再等混凝土强度达到设计强度，张拉1/3中横梁和端横梁预应力束。设张拉第一批下弦杆预应力束为N1、N6，以对称间隔安装剩余的2/3中横梁，等中横梁混凝土强度达到设计强度，对称间隔张拉横梁预应力束。搭设吊杆现浇模板，现浇吊杆砼，而且吊杆混凝土必须振捣密实，不离析。搭设拱肋现浇支架、支架超载预压（支架超载预压系数1.25）以及浇注拱肋混凝土时应考虑拱肋预拱度值（拱顶设2cm预拱度，支点为0，中间按抛物线变化）；

6.2上弦杆支架的搭设

根据设计要求和现有的施工条件，采取φ50mmδ3.5mm脚手钢管搭设满堂支架。其中，扫地杆距地面0.15m，步距1.5m，支架顶端以水平杆联结，进一步加固。立杆间距按0.6×0.4m布置。适当间距设置横向剪刀撑；立杆接头采用对接方式，并在支架顶端用搭接方式，以允许顶面调整标高，每立杆扣件不少于3个。

立杆垂直度、水平杆水平偏差等均需符合规范要求；间距误差不得大于5cm，不得遗漏；扣件不得有松动、缺少等现象，所有扣件均用扭矩扳手以50N・m施力。在左右弦杆支架之间，每15m设横向钢管支撑一道。每条支撑由两排竖杆组成，竖杆间距2m，水平杆设置同弦杆支架，并在两侧均设置斜撑。

6.3模板加工

下弦杆的底模设置在纵向支架贝雷上，铺10×10cm的方木做档，间距25cm，其上铺设18mm光面竹胶板。铺设完成后按照预压试验确定的变形参数和下弦杆本身的竖曲线值调整底面和顶面控制标高。水平位置在主墩间拉通长直线控制，并在浇筑前用全站仪检验两条弦杆的中心线偏差，出现偏差时及时调整；同时再次复核断面尺寸。桥面系横梁底模设在横梁下的纵向贝雷上，先在纵梁上设14#槽钢，每条横梁下设置两根，配以垫木；端横梁下设钢管满堂支架。侧模模板也采用竹胶板。

上弦杆在满堂钢管支架上浇注。支架在架设时严格按照设计曲线走向，并预留竖杆施工工作面。上弦杆底模同样采用18mm竹胶板，侧模采用钢模，两者之间用泡沫胶条压紧密封，防止漏浆，保证表面平整、光滑。底模铺设完成后，检测水平偏位，及时调整，并检查是否与下弦杆对应。在砼浇注过程中派两组人员跟踪检查水平及垂直位置，保证上弦杆的实体和外观质量。上弦杆的测点相对于下弦杆要加密布置。拟每米设一个点，即通长范围内设置70点。以保证全拱的线型流畅。

竖杆模板拟采用钢模，按一定的长度模数配置，以提高其通用性。安装时必须垂直、顺直。先在下弦杆面上放样，控制底面偏差，模板安装完成后，检测顶面位置，浇筑前再检测垂直度和顺直度，保证竖杆的制作质量。

7．预应力施工

本桥预应力筋采用高强钢绞线和精轧螺纹钢两种。预应力筋张拉必须在横梁砼强度达90％，下弦杆砼强度达100％时方可进行。张拉顺序遵循先下后上，左右对称的原则。张拉要平衡缓慢进行，两端同时张拉。

张拉完成后，采用真空压浆技术完成张拉管道的压浆工作，孔道压浆后应立即将梁端水泥浆冲洗干净，同时清除支承垫板、锚具上的油污，并将端面混凝土凿毛。灌注封端混凝土时，要仔细操作并认真捣固，务使锚具处的混凝土密实。

8．结论

8.1该桥于2010年11月全部竣工，从外观上，文明桥全桥线形流畅，优美壮观，是当地一景，桥梁结构无任何裂缝，说明桥梁受力状态良好，方案设计安排合理。

8.2系杆拱桥作为无推力的拱式组合体系由于外部静定及兼顾拱桥跨越能力大、简支梁对地基适应力强的特点以及其优美的外观造型，在平原水网地区及城市道路将是一种标胶优越的桥型。

8.3该桥支架桩的稳定是安全施工的关键，在类似的工程施工过程中，曾发生过支架桩失稳后大量下沉或者行驶船舶撞击临时墩柱事件，给桥梁的受力及安全施工带来了较大的施工隐患。因此同类工程施工，做好临时撞击施工及防撞措施将对后续施工起到至关重要的作用。同时，支架预压工作也是至关重要的程序，在消除相关变形的同时，预压工作也是检验临时桩承载力和完整性最好的方法。

参考文献：

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