浅谈某钢筋砼拱桥主拱圈的施工

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【摘 要】介绍钢筋砼拱桥39.02m主拱圈施工全过程，为钢筋砼拱桥施工提供参考。

一、工程概况

某钢筋砼拱桥，位于两条道路交叉口，横跨明渠。该桥桥长71.4米，主跨净跨39.02米，矢跨比fo/Lo=1/13，两边副拱净跨6米。主拱上部为C40钢筋砼，下部为C40预应力砼拉杆及基础。该桥共有三道预应力拉杆，每道共有8根OVM15-11预应力体系钢束，另加一备用孔。主拱侧面、拱底均喷石头漆。副拱上部为净跨6米的C20片石砼圆拱桥，拱桥外露面镶料石，下部基础为厚1.5米、C25钢筋砼的整体基础，抗渗等级P6。基础按设计要求均落在粉质粘土上，[δ0]=220Kpa。

二、工程特点及施工顺序

主拱结构对地基承载力要求严。由于矢跨比f0/L0=1/3的拱桥，拱圈较为平坦，产生的水平推力大，虽然设计了三道预应力拉杆相平衡，但这种设计第一次应用于该地区。因此对该桥桥台部位地基不均匀沉降进行了严格测量观测，同时为防止拉杆下沉产生对拱圈负应力而出现拱圈裂缝，对地基承载力进行检测，经检测满足设计要求。

全桥施工顺序为：基坑开挖及地基处理－基础及拉杆施工－两侧副拱及主拱台帽施工－主拱分段拱架搭设－拱架砂包堆载预压－主拱圈钢筋施工－主拱分段浇筑－台后回填－拱上立柱、桥面板施工－主拱圈拆除支架－桥面系等施工。

三、主拱圈施工前期准备工作

在副拱拱圈施工完毕，主拱下面拉杆施工完成，分层回填中砂振实后施工河渠浆砌片石（厚30cm），河渠宽度及延伸长度足以满足主拱支架搭建和堆放零星材料。拱架搭建时可在浆砌片石上沿横向支架底铺垫[20槽钢或10×10cm方木，以确保支架于河渠底受力均匀。

四、主拱拱架搭建

1、预拱度的设置

拱架在施工中承受荷载后，会产生弹性和非弹性的变形，另外当拱圈浇筑完毕且强度达到要求而卸落拱架后，在自重、温度变化等因素影响下，拱圈也会产生弹性下沉。

拱圈施工预拱度考虑因素如下：

①拱圈因自重产生的弹性挠度；

②拱圈因温度变化产生的弹性挠度；

③拱圈因墩台及支座位移产生的弹性挠度；

④拱圈因混凝土硬化收缩而产生的挠度；

⑤支架和拱架受全部施工荷载引起的变形及受载后由于杆件接头处的挤压而产生的非弹性变形；

⑥支架基础受载后沉降等。

综合以上因素及施工经验，预拱度取值＝L／800 = 3902／800 =5cm。

2、拱轴线底模坐标放样，

设置预拱度后，拱顶处应按全部预拱度总值设置，拱脚处为零，其余各点按二次抛物线分配，按公式：预拱度y＝5（1－4x2／L2）

y为任意一点的预拱度

x为横坐标

L为跨径

3、拱架的搭设

由于主拱矢跨比较小，拱圈较为平坦，从河渠面+15.64m起算，到拱脚高度为1.2米，到拱顶高度为4.16米，平均高度2.68米。主拱现浇支架采用门式支架搭建。门式架按沿拱线型变化采用500mm、915mm、1930mm等不同高度门式架进行搭建。沿横向采用同一规格门式架，沿纵向逐步配合上、下顶托进行调整。门式架间采用剪力交叉支撑连接，门式架间距及跨距均为60cm。搭建支架面积39m×19.8m。沿纵向为66排，底层横向为34片，离地0.6m及2.1m位置采用直径Φ48钢管纵、横连接作二层加强杆。

五、拱架砂包堆载预压

待支架搭建完毕，为确保设计拱轴线位置正确，消除浇筑砼时拱架、支架及地基的弹性和非弹性变形引起的沉降，在已安装完成的拱模上人工装包背运至支架，按浇筑、分幅施工顺序堆载预压。堆载重量为拱圈砼、施工等荷载1:1等载进行。在加载前应结合实际浇注砼情况，作好沉降点设置，加载时跟踪观测。加、卸载完成后，及时对成果进行整理，对相应位置沉降值结合设计要求预拱度作为支架模板综合抬高，并提交有关单位认可后进行施工。

六、主拱圈钢筋施工

拱圈的主钢筋需伸入墩台内，按照设计要求的位置和深度将钢筋端头预埋入混凝土中。为便于预埋，主钢筋端头可以截开，但应按规定使各根钢筋接头错开。

为适应拱圈面浇注过程中的变形以及温度变化引起钢筋隆起变形，确定在拱顶间隔缝钢筋位置主筋断开，在最后浇筑拱顶时焊接，应保证接头错开（数目太多会增加钢筋接头焊接的麻烦）。

七、主拱砼施工

为避免拱架变形以及减少砼的收缩应力，使砼产生裂缝，主拱采用分段方法。考虑本工程砼方量等具体情况，主拱圈浇注分四段进行，每段分段水平长度为8.5m。为便于施工操作和钢筋连接，共设5道间隔缝，除拱顶一道水平长度为1.03m外，其余均为1.0m。各段的接缝面应与拱轴线垂直，间隔缝侧面均以快易收口网替代侧模，避免了拆模的麻烦。

拱圈砼浇筑顺序为先下后上，左右对称于拱顶进行，主拱圈浇筑共分二次进行，以使得拱架变形保持对称均匀和尽可能小，以确保浇筑砼过程中拱圈砼变形均匀，不发生开裂。间隔缝处砼应在拱圈砼浇筑完成，且强度达到设计强度的75%后再浇筑间隔缝砼，使其有较长的间隔时间，使拱圈各段砼在合拢前完成一部分收缩，减少合拢后拱圈内产生的收缩应力，减少收缩缝。填充间隔缝砼应由拱脚向拱顶对称进行，拱顶砼在最后封拱时焊接完成主筋后，间隔缝浇筑按顺序施工浇筑。间隔缝与拱段的接触面设置快易收口网，严格按施工缝进行处理。为缩短拱圈合拢和拱架拆除时间，浇筑间隔缝的砼强度采用比拱圈高一级的C45微膨胀砼。根据本地气温，拱圈封拱合拢砼浇筑应尽可能安排在夜间温度相对较低时（5℃～15℃）进行。

浇筑过程中，安排专人观测模板支撑系统的工作状态，观测人员发现异常及时报告施工负责人，以便及时采取措施。

八、拱上立柱、桥面板施工

拱上立柱及桥面板施工总体顺序为先立柱后桥面板，由拱脚向拱顶，或由拱顶向拱脚对称、均衡地进行。

立柱砼从柱底到柱顶一次性浇筑至桥面板板肋底面，也可以一次立模，立柱和桥面板同时依次连续浇筑。

九、拱架卸落

主拱支架卸落前，应从拱顶向拱脚依次分循环卸落，卸落量开始宜小，以后渐增大。在纵向应对称均衡卸落，在横向应同时一起卸落。在卸落前应在卸落设备上划好每次卸落的标记，卸落时，应设专人用仪器观测拱圈挠度和墩台变化情况并详细记录。模板、支架、拱架拆除后，应将表面灰浆、污垢清除干净，并应维修整理，分类妥善存放，防止变形开裂。

十、基坑及台背回填

基坑回填应在墩、台身砼达到设计强度后进行，回填应对称进行，分层碾压、夯实，不得有翻浆，“弹簧”现象，严格控制含水量和碾压、夯实厚度，小型打夯机控制每层回填厚度为20cm，大型压实机械控制回填厚度为30cm。回填砂不得含有淤泥、腐殖质，有机质不得超过5%，回填高度至拱脚高度。填筑时顺路线长度，自台身起顶面不小于桥台高度加3～4倍，并应按桥宽度一次性填足，分层高度控制在10～20cm，路基80cm以下压实度按93%控制，80cm以上按95%控制。同时增加检测频率，每50㎡检测一点，大型机械无法到达处应采用小型机械压夯实。

十一、结语

通过1#桥拱桥的施工介绍，为钢筋砼拱桥施工提供一些经验。并总结出其优点：现浇砼对于拱桥施工比较方便，无需预制场地，而且不需吊装设备和架梁设备，桥梁的整体刚度好，并避免了安装形成的接缝及梁体颜色差异。缺点是施工投入大量的支架和模板。