钢筋砼箱形连拱施工方法

【摘 要】以洛阳瀛洲大桥钢筋砼主拱圈连拱浇筑为例,介绍空箱薄壁钢筋砼连续拱桥的主拱圈支架施工方案.

【关 键 词 】钢筋砼主拱圈连拱；空箱薄壁；满堂支架加少支墩现浇

1.工程概况

瀛洲大桥是洛阳市区连接南北新老城区的一座重要桥梁,兼顾交通与景观双重功能,主桥长610m,桥跨布置为（35m+3×50m+25m）（主桥边跨连拱）+10m（挂梁）+（25m+120m+25m）（主桥中跨系杆拱桥）+10m（挂梁）+（25m+3×50m+35m）（主桥边跨连拱）等于610m.

2.钢筋砼主拱圈连拱方案确定

主拱圈是本桥重要承重结构,为单箱三室的变高度截面、高配筋薄壁钢筋砼结构,宽9m,拱脚处拱圈高1.5m,到拱顶处渐变为1.0m,矢高为11.6―12.6m,矢跨比约为1\4.31―1\3.97,拱轴线为二次抛物线.

主拱圈边拱施工方案最初考虑“采用满堂支架,单孔浇注砼,强度达到设计强度后即单孔拆除支架,由两端半孔向中间一孔依序进行”,经论证,综合考虑桩顶推力、位移及桩受到推力后的时效作用及影响,施工方案确定为“采用满堂支架加少支墩现浇施工,单幅拱圈同时施工,拱圈纵桥向分二大段和一个合拢段,先对称施工两拱脚段,再施工合拢段,拱圈横向及高度方向不分段,一次浇筑完成.单幅连拱砼达到设计强度后同步对称拆除满堂支架,保留钢管桩支撑不拆除,直至上部结构施工全部完成”.

3.施工步骤

3.1满堂支架及少支墩

主拱圈连拱采用满堂支架加少支墩法.满堂支架采用钢管支架,钢管立柱布置为60×60cm,箱梁腹板及横隔墙位置布置尺寸为60×30cm.少支墩采用φ529×8mm钢管桩,每跨两排,每排四根管桩,底部支撑在条形基础上.

3.2模板

3.2.1底模板

主拱圈底模均采用竹胶模板.在满堂支架顶托上布置10x10cm承重梁木方,承重梁上布置10x5cm的方木作为底模的线形与调节方木,方木布置的间距为0.2m一道,腹板处加密,方木与底模之间用木楔双向对称抄死.底模安装完后进行统一的线形与标高检测,底模标高按要求设置预拱度.

3.2.2外侧模及内模板

在底模上测量放出外侧模和腹板、隔梁的侧模板位置和边线,安装外侧模和内侧模.外侧模采用竹胶模板,背带采用方木及钢管等,外侧模的固定采用对拉筋外套PVC管与内侧模对拉,外设钢管支撑；内模板包括腹板、隔墙、倒角及顶底板模板.腹板、隔墙、倒角模板及顶板底模板用使用木模,利用钢管支架和木支架进行支撑固定,对拉筋外套PVC管对拉,保证模板牢固；难度较大的是顶底板压模,使用木模或组合钢模,采用对拉筋及钢管对拉体系,施工时边浇筑砼边安装压模.

3.3钢筋

拱圈底模、侧模安装完毕后,测量出标线,作为安装其他模板及安装钢筋的依据.钢筋安装顺序为：底板下层钢筋→底板上层钢筋→腹板钢筋→隔墙钢筋→绑扎顶板钢筋→预埋钢筋.主拱圈拱脚处的钢筋不需要断开,拱顶合拢段钢筋在合拢段施工时再进行连接.绑扎两接头间距不小于1.3倍搭接区域；焊接接头的间距错开不小于35d,且不小于50cm.

3.4砼浇筑

主拱圈砼为C50砼,采用自拌泵送砼,砼搅拌车运输,汽车泵泵送,采用插入式振捣器振捣,砼砼坍落度控制在16-19cm.

施工前确定方案为主拱圈砼纵向分三次,横向不分次浇筑,纵桥向分为两拱圈段和一个合龙段,浇筑顺序为由拱脚向拱顶左右对称进行,根据计算,考虑到拱圈拱脚处产生应力集中,将导致砼开裂,进一步细化方案,在两侧拱圈与拱座相交处设置1.3m湿接缝,纵桥向分为五段四缝,先对称浇筑湿接缝以上拱圈段,再对称浇筑两侧湿接缝,最后进行合拢段施工；在第一孔拱圈施工中,受拱圈薄壁空箱结构及拱形工作面限制,操作空间异常狭小、工效极低,从施工角度及砼性能角度考虑,无法一次性完成拱圈横向箱体的浇筑,再次修改施工方案,湿接缝及合龙段砼小结构段横桥向及高度方向一次性浇筑完成,湿接缝以上的拱圈段横桥向及高度方向分三次浇筑.最终确定拱圈砼浇筑方案,总体共浇筑砼5段,湿接缝以上拱圈段横向又分三次完成,单孔拱圈共浇筑5次砼.

3.4.1两侧拱圈段砼浇筑

湿接缝以上拱圈段砼分为三次完成浇筑.第一次浇筑底板、腹板及隔墙的上倒角以下的隔墙砼,第二次浇筑上倒角砼、顶板砼,第三次浇筑顶板上各箱室预留的人孔砼.第一次浇筑砼,先从中腹板下灰浇筑腹板处的底板,再浇筑中间箱室底板,再从两边腹板下灰浇筑边腹板处底板,再浇筑两边箱室底板,底板浇筑过程中边浇筑边振捣边加盖压模,最后左右对称浇筑腹板至上倒角以下；第一次砼达设计强度后,拆除模板,进行一、二次施工缝砼的凿毛施工,清理完毕后,进入第二次砼施工环节；安装腹板、隔墙倒角模板及顶板底模板,绑扎箱梁顶板钢筋,进行第二次砼浇筑,先浇筑腹板及隔梁倒角砼,再整体浇筑箱梁顶板砼,浇筑顶板砼过程中边浇筑砼边加盖压模,顶板砼采用C50微膨砼；第三次人孔砼需在合拢段施工完成后,拆除全部内模,安装人孔钢筋,采用吊模安装人孔模板,进行第三次人孔混凝浇筑.

3.4.2湿接缝

湿接缝以上拱圈段施工完后进行湿接缝施工,单个拱圈湿接缝须同称进行浇筑,由于湿接缝钢筋间距小,采用小直径振捣棒进行振捣,保证砼振捣到位.

3.4.3合拢段

主拱圈在拱顶设置一个合拢段,每段长2.4m,采用C50微膨胀砼,每幅三个合拢段同时灌注,合拢应选择在一天中气温较低及升温阶段进行,尽可能缩短砼灌注时间.

3.5支架拆除

待单幅三合拢段砼强度达到设计强度后,即进行此幅满堂支架的拆除,按照要求对称同步拆除,少支墩保留.拆除时应按照同步和对称原则进行,纵桥向五孔应保持同步对称拆除,每孔支架应由中间向拱脚处拆除,拆除时可分段进行,每段长度在5m左右；横桥向应由两侧向中间逐排对称拆除.少支墩和钢管桩支架拆除应在单幅连拱纵梁全部完成后进行.

4.结束语

4.1主拱圈支架及少支墩搭设完毕后,要进行支架预压,压重荷载总重756t,采用1.2的安全系数,预压重量为907t,荷载按照0、50%、100%、120%、100%、50%、0进行分级加载卸载,每级加载持荷时间8小时进行观察测量.卸载持荷4小时测量各测点标高,沉降量较大时,则适当延长持荷时间.

4.2拱脚段砼与拱座相交处,为防止砼断裂,必须设置湿接缝,完成湿接缝以上拱圈段砼后,再进行湿接缝施工,湿接缝钢筋不断开,湿接缝模板在混凝凝土浇筑前再安装,避免湿接缝积渣,确保保证拱脚段砼质量.

4.3因拱圈为空箱薄壁结构,且在拱形工作面操作,对砼配合比要求较高,拱圈砼坍落度控制在16-19cm,还应结合现场砼浇筑状况,随时进行后场砼搅拌的精调.

4.4施工拱圈段时预埋合拢段钢筋并断开,按规范要求错开接头,待湿接缝达到强度后将合拢段预埋钢筋进行连接,施工前,测量合拢段两端标高,通过压重或顶升等方法调整,直至符合设计要求.每幅三个合拢段同时灌注,合拢选择在一天中气温较低及升温阶段进行,要求尽可能缩短砼灌注时间.