鋼筋混凝土鋼架拱橋施工技術(shù).doc

鋼筋混凝土剛架拱橋施工技術(shù)摘要： 鋼筋混凝土剛架拱橋施工工藝主要特點是采用條形、分段預(yù)制構(gòu)件使主拱先合攏成拱，然后安裝微彎板、澆橋面組成整體。介紹327國道利溝大橋加寬施工中，構(gòu)件預(yù)制、起吊、安裝等施工技術(shù)。鋼筋混凝土剛架拱橋是在雙曲拱橋、桁架拱橋和斜腿剛架拱橋的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的，由主拱腿、實腹段、腹孔弦桿、斜撐和橫系梁等構(gòu)件拼組而成裸肋，然后在其上安裝帶有加勁肋的微彎板和懸臂板，并通過現(xiàn)澆混凝土橋面與裸肋結(jié)成整體組合結(jié)構(gòu)。該橋型具有自重輕、材料省、整體性能好、外形美觀、裝配化程度高等優(yōu)點。 327國道k164+k177處利溝大橋原為4m30m雙曲拱橋，橋?qū)拑H7.94 m。1999年加寬7.06 m，列入山東省公路局養(yǎng)護改建工程。加寬部分下部為擴大式基礎(chǔ)，重力式石砌墩臺，上部為4m30m鋼筋混凝土剛架拱，該橋全長152.12m。利溝大橋加寬每孔采用三片拱肋，為臥式三片疊放澆筑，每拱片為實腹段一段、拱腿、斜撐、弦桿各二段共分七段預(yù)制，兩臺汽車吊(25t)同時起吊、翻身，炮車、掛車運輸，有支架安裝。實腹段與拱腿、弦桿與拱腿接頭以及裸肋與橫系梁接頭采用鋼板焊接接頭(稱干接頭)，以保證快速成拱；其余構(gòu)件采用現(xiàn)澆混凝土接頭(簡稱濕接頭)，以較大調(diào)節(jié)接頭誤差范圍，節(jié)省鋼材。同時，干接頭鋼板周側(cè)縫采用環(huán)氧水泥砂漿，有效防止鋼板銹蝕。 拱腿；實腹段；斜撐；弦桿； 現(xiàn)澆混凝土接頭；鋼板焊接頭；橫系梁 主拱片構(gòu)造示意剛架拱橋受地形、跨徑等限制，常規(guī)規(guī)劃、建設(shè)采用較少。且現(xiàn)行橋涵施工技術(shù)規(guī)范及有關(guān)橋梁資料對該橋型施工技術(shù)介紹較少，缺乏施工經(jīng)驗，特別是拱片預(yù)制、吊裝施工難度較大，現(xiàn)就利溝大橋加寬施工，構(gòu)件預(yù)制、起吊、運輸、安裝等工藝要求及方法作簡要介紹。 1 構(gòu)件預(yù)制 327國道利溝大橋剛架拱橋的預(yù)制構(gòu)件有：拱片12片，每片共計84根構(gòu)件，橫系梁112塊，微彎板104塊，懸臂板52塊，全橋總計預(yù)制構(gòu)件352塊。為保證拼縫尺寸的精確度，預(yù)制構(gòu)件采用放全橋大樣進行預(yù)制。拱片預(yù)制采用臥澆且在豎向三片疊澆的方法，以節(jié)省預(yù)制場地，減少模板放樣的工作量，并保證連接橫系梁的預(yù)埋鐵件位置的正確和避免放樣差錯，模板采用木制包白鐵皮模板，方便加工。 1.1 構(gòu)件預(yù)制場地 構(gòu)件的預(yù)制在固定的混凝土預(yù)制場內(nèi)進行。場地的鋪筑，按如下程序進行：清除障礙物粗整平壓實測量并找平鋪片石(拳石)澆混凝土面層。采用C15混凝土，厚6cm石砌地膜澆低標號混凝土，可充分利用當?shù)厣笆Y源，又保證底模的強度和平整度。 1.2 拱片放樣 采用坐標法放樣，先放跨徑尺寸,再分段放出縱橫坐標，將坐標點連接到拱片下緣線。據(jù)設(shè)計尺寸定出拱片、斜撐、弦桿軸線，畫出構(gòu)件輪廓線及交角圓弧線，定出各吊點位置、橫系梁聯(lián)結(jié)點位置及大小結(jié)點位置。放樣后由總工校核，臨理工程師驗收合格。 1.3 拱片模板 拱片為條弧形預(yù)制件，為制作方便、降低造價，可采用紅松板材制作，用0.3mm厚的優(yōu)質(zhì)的鐵皮覆包表面，這樣既能達到鋼模板的效果，又能現(xiàn)場加工，可縮短制作時間。為便于拆裝，每塊模板長3m5m，接頭采用企口式，模板厚5cm，為抵抗側(cè)向彎曲，模板背面每隔50cm釘豎向肋木加固。 1.4 鋼筋骨架制作與就位 鋼筋骨架采用分部成型、整體入模的方法，采取先放置鋼筋骨架，然后現(xiàn)場焊接接頭和安裝固定橫向聯(lián)結(jié)系預(yù)埋件，調(diào)整點焊好現(xiàn)澆混凝土接頭處鋼筋，校核無誤后立模。施工時拱腿、斜撐、弦桿三部分提前加工成型，實腹段現(xiàn)場扎制，接頭鋼板提前加工，這樣有利于分段接頭鋼板焊接時的位置準確，又便于各工序有效銜接，節(jié)省工時、方便施工、保證骨架成型的質(zhì)量。 1.5 立模 把模板沿放樣線拼裝成整體，調(diào)整好板垂直度、直順度、底部、上部用螺栓加固。接頭縫用1cm厚的海綿條填塞，底模鋪一層塑料薄膜。模板表面涂刷脫模劑。待第一片強度達到30%以上時，疊澆第二片、第三片，立模時，先做一層水泥摻粘土砂漿2cm 厚隔離層，然后加固模板，確保立模不變形，尺寸準確。澆混凝土前，應(yīng)對模板尺寸、鋼筋尺寸、位置、焊接長度、預(yù)埋件數(shù)量、位置等做全面檢查，無誤后進入下道工序。 1.6 澆筑混凝土 嚴格按設(shè)計配合比配料、拌制。拌制時嚴格控制配合比及拌制時間，隨時檢查混凝土塌落度、和易性。澆筑時，每一預(yù)制段必須一次澆完，不留施工縫?；炷恋恼駬v，采用插入式振動器，要控制振動時間，使混凝土表面達到不冒氣泡、下沉、表面返漿平整。振搗器切勿碰撞側(cè)模，也不能插入過深，以免模板變形。預(yù)制每個構(gòu)件時，隨機取樣做三組混凝土試塊，分別做3 d、7 d、28 d抗壓強度試驗?；炷吝_到設(shè)計強度25%后即可拆模。脫模后應(yīng)及時養(yǎng)生，采取覆蓋草袋并及時灑水，確保構(gòu)件經(jīng)常保持濕潤。1.7 微彎板懸臂板預(yù)制 為了節(jié)省木材，采用土模，表層必須做6cm石灰土，并夯實。加強土模覆蓋，以免經(jīng)雨變形。橫系梁的預(yù)制在澆筑地膜上，立木制包白鐵皮的側(cè)模板澆筑。可在大件預(yù)制的同時進行。 1.8 設(shè)置槽孔 為保證裸肋與橋面整體承受活載，在實腹段及腹孔弦桿截面的凸出部分，除應(yīng)鑿毛外，還需設(shè)置側(cè)向齒槽或槽孔。槽孔的制作是在臥澆預(yù)制混凝土的構(gòu)件時，在肋頂凸出部分緊靠上緣鋼筋處，插入一塊底面積為1020（cm）的木塊，于混凝土初凝前拔除成孔。同時在槽孔頂部留溢漿孔。每個槽孔中插入兩根8mm10mm的鋼筋，長70cm，以便與橋面鋼筋連接作為錨固筋。 2 構(gòu)件的起吊 為使構(gòu)件接頭位置準確，起模前要將構(gòu)件編號并復核尺寸，待構(gòu)件混凝土強度達到設(shè)計強度的70%時，方可起吊。所有構(gòu)件除實腹段應(yīng)空中翻身外，其余構(gòu)件均可直接翻身就位，其起吊翻身應(yīng)須仔細小心，以免誤傷構(gòu)件。因此，利溝大橋所有預(yù)制構(gòu)件起吊的重點是實腹段。因為實腹段內(nèi)弧是二次拋物線，且為臥疊澆制，起吊不慎，容易因彎矩不等造成斷裂或裂縫。其實腹段起吊過程如下。 (1)先將疊放的構(gòu)件用撬棍多點微微撬動，同時準備2根3根撬棍待起吊時再輔以撬動。 (2)用二臺汽車吊(25t)，分別拴住構(gòu)件兩端上、下緣吊環(huán)，拴下緣吊環(huán)必須用倒鏈，兩吊車同時輕、慢提升，撬棍與之配合輕撬動，構(gòu)件一端撬起的高度要控制在2cm之內(nèi)，邊撬邊墊同一直徑8mm的短鋼筋，當4點一同上升上緣稍有移動時，再用20mm的短鋼筋逐步深入，待與底部完全脫離，上部緩慢上升，下部倒鏈回放，使拴下緣吊鏈逐漸放長，構(gòu)件逐漸立起，直至構(gòu)件完全成垂直狀，將倒鏈取下，構(gòu)件翻身完成。 實腹段起吊示意(3)注意點：起吊過程必須嚴格控制，決不能使實腹段下緣兩端點著地，造成跨中彎矩過大，而使構(gòu)件發(fā)生裂縫甚至斷裂。同時要注意兩臺吊車同時均勻、緩慢提升，保證兩端升空高度一致，下緣回放迅速。 3 構(gòu)件的運輸 所有構(gòu)件運輸，根據(jù)構(gòu)件重量采用10t20t掛車，部隊退役炮車最為理想。 (1)構(gòu)件翻身完成起吊到一定高度，將準備好的拖車開入，使構(gòu)件輕輕下放，構(gòu)件兩端吊環(huán)處放枕木，使構(gòu)件兩端不接觸車廂為宜，然后用倒鏈將構(gòu)件捆牢，以免在運輸中傾斜或歪倒。(2)吊裝前修好預(yù)制場到橋位的便道，運輸過程有專人指揮行駛，確保行車及構(gòu)件的安全。 (3)其它構(gòu)件可按安裝次序直接起吊、裝車、運輸，但也要確保構(gòu)件的完好、安全。 4 構(gòu)件的安裝 所有預(yù)制構(gòu)件的安裝應(yīng)嚴格按設(shè)計說明及規(guī)范要求進行，安裝前必須先搭好臨時支架，準備好一切吊裝設(shè)備、材料等。 4.1 臨時支架的搭拆 本橋設(shè)計為有支架施工，因此在吊裝前必須先搭設(shè)臨時支架及安裝操作腳手架。 4.1.1 支架的搭設(shè) 支架為臨時支撐構(gòu)件自重及分段接頭施工方便，其位置均放在構(gòu)件吊環(huán)處，同時考慮安裝操作人員腳手架。構(gòu)造：實腹段采用100100（cm），其余采用100200（cm）。每支架采用4根48mm壁厚為3.5mm 空心鋼管為立柱，每2m高設(shè)橫撐及斜撐，同時，要進行強度及穩(wěn)定性驗算。 4.1.2 支架拆除 待接頭混凝土達到設(shè)計強度的70%后，可松動楔木，實施落架，隨后可拆除支架。拆除時應(yīng)對稱、均勻進行。 4.2 構(gòu)件的安裝 利溝大橋安裝施工順序及要求如下。 4.2.1 安裝拱腿 拱腿起吊后，兩端分別支撐于支座和支架上，支座內(nèi)必須做漿，拱腿周圍用硬木楔塞緊，尺寸就位檢測準確。待微彎板安裝完畢，拆除木楔后，再進行灌注側(cè)壁砂漿，達到由鉸結(jié)到固結(jié)目的。 4.2.2安裝實腹段 用2臺汽車吊同時起吊實腹段，在支架上與拱腿對接好后，電焊鋼板接頭，形成裸肋。 4.2.3安裝裸肋部分橫系梁 裸肋安裝好后，安裝拱腿與實腹段的橫系梁，拱片內(nèi)預(yù)埋的槽鋼與橫系梁預(yù)埋的槽鋼由角鋼相連焊接。焊前，由立柱底部木楔調(diào)整、控制好高程。焊好后立模澆接頭混凝土?；炷翗颂柋葮?gòu)件高一級。 4.2.4安裝斜撐 斜撐起吊后，分別支承于斜撐支座和支架上，斜撐底必須做水泥砂漿，支架可在安裝裸肋完畢后搭設(shè)。 4.2.5安裝弦桿 弦桿起吊后，分別支撐于弦桿支座和大節(jié)點上，調(diào)整弦桿與斜撐，弦桿與實腹段的接頭位置，直至滿足設(shè)計要求。先將弦桿與拱腿結(jié)合處的鋼板、弦桿與實腹段接頭鋼筋焊接再澆混凝土接頭。 4.2.6 安裝弦桿部分的橫系梁 弦桿安裝完畢后，安裝弦桿部分的橫系梁，方法同423。安裝前在實腹段及弦桿標出微彎板分塊位置，安裝時應(yīng)從跨徑兩端向跨中進行，或拱頂向兩端對稱安放，砌縫均為1cm，板底要做漿。懸臂板安裝要先搭支架，并與微彎板拉牢。板之間及與肋間的縫要用細石混凝土灌實，板底要用水泥砂漿勾縫。 5 構(gòu)件拼接接頭施工 構(gòu)件安裝的相應(yīng)環(huán)節(jié)，要及時處理好構(gòu)件的接頭。利溝大橋施工，為能較大調(diào)節(jié)接頭誤差范圍，減小接頭拼接難度，采用干接頭、濕接頭及環(huán)氧水泥砂漿工藝，取得良好效果。 5.1 干接頭施工程序 為保證安裝時快速成拱，實腹段與拱腿、弦桿與拱腿接頭以及裸肋與橫系梁接頭采用鋼板焊接接頭(簡稱干接頭)，全橋共272個干接頭。其處理程序如下。 5.1.1 塊件定位測量 構(gòu)件起吊就位及時檢測定位線、中線、高程，測量拱頂、拱腳、1/4處高程，各項指標及時調(diào)整直至滿足設(shè)計。同時滿足預(yù)留拱度(本橋為2.5cm)。 5.1.2 接頭鋼板檢驗 先清除污漬、銹蝕。檢測兩對接鋼板有無縫隙、錯位，是否牢固，以便采取相應(yīng)措施。 5.1.3 鋼板接頭焊接 要有熟練的專業(yè)技師，持證操作，所用焊條滿足現(xiàn)行規(guī)范要求。焊接方法采用跳焊法，分段、對稱交錯焊接。既防止混凝土被燒壞，也可避免鋼板局部過熱變形。焊后，有專業(yè)技術(shù)員檢驗。 5.1.4 環(huán)氧水泥砂漿抹縫 接頭焊好后，為防止干接縫中水氣浸入，導致鋼板銹蝕，接頭鋼板周圈用環(huán)氧水泥砂漿抹縫、顏色一致、外表美觀。環(huán)氧水泥砂漿的配比(質(zhì)量比)為：環(huán)氧樹脂E44(6101)乙二胺(EDA)二丁脂甲苯細砂水泥=1010120184515。配制方法為：先稱量前四種化學試劑倒入大容器內(nèi)攪拌均勻，然后加入事先拌勻的水泥和砂混合料，攪拌均勻后即可使用。注意：每次配料不宜過多，應(yīng)隨配隨用，氣溫20 時，有效使用時間為3 h4 h。同時要注意，乙二胺毒性較大，操作人員須戴口罩和橡皮手套防毒。使用效果：利溝大橋經(jīng)一年多運行，接頭所涂抹環(huán)氧水泥砂漿沒脫落、裂縫，有效防止水氣浸入。5.1.5 接縫養(yǎng)生 待接縫砂漿稍干后，先灑少量水，然后用黑色塑料薄膜將其周側(cè)包扎緊，并定期灑水，以保持濕潤，確保不脫落和強度的形成。 5.2 濕接頭施工程序 為能較大調(diào)節(jié)接頭誤差范圍，減少拼裝難度，弦桿與實腹段、弦桿與斜撐接頭采用現(xiàn)澆混凝土接頭(濕接頭)，全橋共48個濕接頭。其處理程序為：塊件定位、測量接頭鋼筋焊接安裝濕接頭模板現(xiàn)澆濕接頭混凝土濕接頭混凝土脫模養(yǎng)生。 6 橋面系施工 6.1 現(xiàn)澆混凝土填平層及橋面 先將懸臂板與微彎板加勁肋外伸鋼筋焊接，在每個預(yù)留肋頂槽孔內(nèi)穿入兩根10 mm12mm，長70cm 的鋼筋，然后將凹下去的三角形部分用現(xiàn)澆混凝土填平至微彎板頂，再鋪設(shè)鋼筋網(wǎng)現(xiàn)澆混凝土橋面。橋面的澆筑嚴格按路面施工規(guī)范進行。橋面混凝土每孔一天完成，避免施工縫。 6.2 現(xiàn)澆混凝土防撞欄 橋面混凝土達到設(shè)計強度70%以上時，焊接防撞欄鋼筋，立模，澆混凝土。 6.3伸縮縫處理 橋面澆筑時留出伸縮縫安裝寬度，固定焊接伸縮縫，檢測好高程，澆混凝土?；炷翗颂枮镃40，混凝土摻入環(huán)氧樹脂。澆好后，加強養(yǎng)生，確?；炷翉姸取?7 施工注意事項 7.1 墩臺帽、拱座臺冒檢測必須達到設(shè)計強度。橋位中線，跨徑，墩臺高程，弦桿支座位置、高程要滿足設(shè)計要求，校核無誤后方可吊裝。 7.2 拱腿及斜撐伸入墩臺帽30cm，在澆筑墩臺帽時預(yù)留凹槽，并在凹槽內(nèi)留深6cm，寬8cm的灌漿槽，確保各部位尺寸，位置準確。 7.3 吊安裝前，兩側(cè)U型橋臺背后最好填滲水性好的砂，碎石(卵石)等材料，保證填料的密實度，并填至臺帽之上，以保證橋臺受力時安全。 7.4 吊安裝前干接頭鋼板、濕接頭鋼筋要檢測，整型，使其位置、尺寸準確，同時要除銹蝕和污漬。構(gòu)件凸出部分表面及構(gòu)件濕接頭表面必須鑿毛。 7.5 拱片起吊要嚴格控制兩端點的升空高度一致，必須在2cm之內(nèi)。要恰當掌握預(yù)留拱度，及時檢測。安裝時嚴格操作程序。 7.6 環(huán)氧水泥砂漿的配制要嚴格配比稱量，要隨配隨用，注意防毒。同時，不要將環(huán)氧殘液或洗刷用具的殘液倒入河中，以免污染河水，造成人、畜中毒。 7.7 制定質(zhì)量、工期保證措施以及安全生產(chǎn)措施，防止人身及構(gòu)件出現(xiàn)事故。要切實強化交通管制和高空作業(yè)、用電及施工機具的安全管理。 8 結(jié)語 327國道利溝大橋加寬，拱片采用三片臥疊預(yù)制，整體立模，分段澆筑，節(jié)省場地，拱片尺寸一致；采用干、濕接頭，節(jié)點位置、尺寸控制準確。干接