系桿拱橋施工技術

1、 系桿拱橋施工技術【概括】 系桿拱是我國比較新穎的橋梁體系。造型簡潔大方，對拱腳基礎強度要求不高，廣泛應用于城市橋梁的規(guī)劃設計中。介紹了鋼筋混凝土系桿拱橋（系桿拱形式）的施工工藝和關鍵工序。1 項目概述漳衛(wèi)新河大橋裝飾拱橋是104國道德州段上的一座大型橋梁，東鄰德州學院，西鄰金華茶城。橫跨漳衛(wèi)新河，連接德城區(qū)與開發(fā)區(qū)。作為a、該橋由上海同濟大學設計院設計。結構為五拱鋼筋混凝土系桿拱。橋外觀為“飛燕”式。兩根拱肋水平設置，拱肋之間不設置風撐，拱軸線設計為二次拋物線。 2 系桿拱結構根據設計，拉桿拱在施工過程中，拱腳處的拱肋和拉梁采用現澆，其余的拉桿和拱肋采用分段預制。拉。構建過程框圖如圖2所示：

2、2.1 系梁段的預制2.1.1 段長拉桿拱的主拱有7根吊桿，側拱和副拱有3根吊桿，吊桿之間的距離為7m?？紤]到吊重能力和施工方便，系梁和拱肋的截面長度選擇如表1所示：2.1.2 分段預制系梁截面為矩形單室箱梁。施工時先綁好鋼籠，設置波紋管和吊桿埋管，再澆底板混凝土，放內模板，最后澆筑側板和頂板混凝土.梁體混凝土達到一定強度后，拆除內模。2.2 鑄造足弓連接段全橋有12個拱腳連接段。施工時先澆主拱腳，再澆側副拱腳。圖2鋼筋混凝土系桿拱橋施工流程圖表1梁和拱肋的截面長度編號段長(男)濕縫長度(男)編號段長(男)濕縫長度(男)主拱系梁6.40.6主拱段 1、78.410.6輔助拱系梁6.40.6主拱

3、段 2、66.8360.6側拱系梁6.40.6主拱段 3、56.5170.6側拱段 1、37.2040.6主拱段 46.4090.6側拱段 26.410.6次弓段 1、38.0670.6二級弓段 26.650.62.2.1 支持方案根據連接段構件多、結構復雜的特點，選用全地板支架。支架由50鋼管組裝而成。鋼管的水平間距為90cm，垂直間距為120cm。考慮到拱肋下方的支撐過于集中，除了在支撐頂部設置10*10cm方木分散受力外，在拱肋底部另外設置兩排豎桿，避免支撐過度變形括號。2.2.2 施工連接段連接段施工分為4道工序，分別是：拱座、柱、系梁下拱肋、系梁、系梁上拱肋。拱門的結構設計為六角石。

4、考慮到輕、高強度和經濟的原則，模板采用竹膠合板。鋼筋的位置是通過在膠合板上鉆孔來確定的。由于拱架鋼筋密集，倒坡面積大，施工時應注意控制混凝土質量。拱肋軸線設計為二次拋物線，截面為圓角矩形，圓弧半徑R=30cm（邊副拱R=15cm）。木框架采用高強度PVC板，頂模由微彎竹膠板分段組裝而成，每節(jié)長1m。系梁底模采用竹膠合板，側模采用型鋼模板。由于連接段的系梁長度較長，施工時應嚴格控制波紋管的位置。2.3系梁總成框架的設計2.3.1方案選擇拱橋側面及副拱位于河灘上，支座工作高度約8-10m；主拱位于河流中，平均水深約1.5 m，支座至水面高度約10.5 m?？紤]到水利部門的泄洪要求和現有材料，桁架采

5、用橋跨支撐體系，以鋼管為橋墩，梁結構由“六四”軍用梁組成。2.3.2 跨度布置側副拱系梁裝配長度為21.6m，主拱系梁裝配長度為49.6m?？紤]到軍用梁的穩(wěn)定性和撓度要求，邊梁和副拱設計為雙懸臂梁，跨度布置為2.8m+16m+2.8m；主拱處的支撐設計為連續(xù)梁，跨度布置為17.18m + 17.87m + 14.55m。2.3.3 基礎有兩種類型的支架基礎：邊副拱地質條件良好（基礎實測承載力在150Kpa200Kpa之間），支撐基礎采用混凝土擴基礎，結構尺寸3.5m*3m*0.35m ，基礎采用20cm厚10%石灰土加固。主拱支座位于河道內，淤泥較厚。根據地質資料，河道內淤泥1m左右，淤泥下沉

6、積層承載力100Kpa左右，摩擦系數3.1。以打入木樁組為基礎承載構件，在木樁上澆注C20 #混凝土承臺，承臺尺寸為2.5m*2m*0.4m。力學計算如下：系梁自重：G 1 =86.9 t支架總重量：G 2 =15 t混凝土甲板重量：G 3 =18.4 t負載重量：G j =G 1 1.3+G 2 +G 3 =146.3 t單根木樁承載力計算公式：P=E/(5e+0.1)式中：P單樁承載力（KN）E沖擊功（KNm）e 穿透力（m/shot）木樁由 16 噸起重機吊起重錘驅動。重錘的重量約為2t。考慮重力損失，計算重量為1.5t，重錘提升高度為1m。 ，為安全起見，取 e = 0.05m，則：E

7、 = mgh = 1.5 9.8 1 = 14.7 (KN)P = E / (5e+0.1) = 14.7/(50.05+0.1) = 42 (KN)主拱支撐有4個基礎，每個基礎打入14根木樁。地基的總承載力為：P = 4 14 42 = 2352 (KN) = 235.2 噸 P G ，所以基礎承載力滿足施工要求。2.3.4 扶壁和梁的設計支座采用鋼管桁架式，由6根直徑200mm（壁厚6mm）的鋼管組成。扶壁的鋼管不穩(wěn)定。梁結構由兩根“64”型軍用梁拼裝而成，軍用梁之間的水平距離為60cm。為增加梁的穩(wěn)定性，兩根軍用梁每10m用10槽鋼連接，并考慮了扶壁支撐點的弦桿。桿受力集中，容易變形，故

8、在此設置另一根加強豎桿。2.3.5 安裝預壓為了檢查支架的穩(wěn)定性，需要進行預緊試驗?？紤]到如果采用沙袋作為預壓荷載單元，工程量過大，工期過長。經仔細計算，決定以預制梁為預壓荷載單元，輔以沙袋進行預壓。預壓觀測主要包括支座失穩(wěn)、支座沉降和梁撓度三個部分。其中，支座失穩(wěn)主要是由于荷載過大、支座撓度過大引起的。該橋的扶壁慣性矩較小的軸線是沿橋的橫向，所以只需要觀察扶壁是否沿橋的縱向變形即可；支座沉降分為兩部分，一部分是支座的彈性變形，這個值很小，另一部分是地基承載力不足引起的支座整體沉降。這是一種非彈性變形。在實際觀察中，支座失穩(wěn)并不明顯，各跨的支座沉降和跨中撓度曲線如圖3所示：圖3撓度曲線圖（表中

9、1、3、5、7點為扶壁位置，2、4、6點為各跨跨中位置，單位為米）2.4系梁的裝配和張拉預壓完成后，確定支架上系梁的側線、端線和標高線進行裝配。調整完成后，檢查系梁位置和臂架中心，插入鋼絞線，澆注濕接頭，張緊。張拉采用兩端對稱分級張拉方式，一次張拉至設計噸位。2.5拱肋段預制全橋拱肋預制段38節(jié)，其中側副拱肋截面較小，主拱肋截面較大。2.5.1模板制作流程拱肋截面為圓角矩形，拱肋軸線為二次拋物線，如右圖4所示。由于拱肋的施工采用預制后裝配工藝，預制件的尺寸精度受到限制。更高的要求。預制前，在平臺上仔細放出拱肋大樣圖，檢查無誤后，建立底部模架并埋入拉桿。側模采用“大框細縫”的方法制作，即先制作框

10、沿軸線定義側邊。模邊位置，然后用略微彎曲的細木精組裝成拋物面，最后用木螺釘將預彎曲的 PVC 板固定在細木工上?？紤]到生產精度要求，架設架軸線間距設置為60cm，架設用角鋼或粗鋼筋連接。2.5.2 拱肋段施工管片內鋼筋均為拋物線形，曲率小，彎曲精度難以保證。普通混凝土墊板在立模時容易跑偏，影響構件的外觀質量。為此，在施工中使用了新的PVC墊，可以更好地解決這個問題?；炷翝仓r，由于構件內空間小，鋼筋太密，應適當提高混凝土的和易性。振動的方法可以使用附加的振動器輔以插入式振動棒從一側緩慢向前推動以去除氣泡。釋放。2.6拱肋支架拱肋支架采用全腔支撐系統，如圖5所示：以主拱支座為例，支座工作高度為

11、9.36m，寬度為1.8m 。 80cm，支架腳手架桿的底部分別位于系梁支架、系梁和既有橋上?？紤]到主拱支架垂直高度大、寬度窄，遇強風容易晃動，因此在支架兩側各安裝兩根拉索，以增加支架的整體穩(wěn)定性。經計算分析，索風位置最好設置在距系梁頂部6.24m處。2.7拱肋裝配及張緊拱肋采用捆綁吊裝方式組裝，吊車直接吊裝段?？紤]到管片傾角較大，施工時采用KATO500和KATO200兩臺起重機吊裝，起重50t，拱肋傾角調整20t。為防止管片放置時滑落，應考慮在支架上設置防滑件。管片就位后，檢查拱肋軸線偏移、下底面標高及吊架位置，焊好濕縫補強，澆注濕縫。拱肋吊架設計為32冷拔級預應力粗鋼筋，采用冷軋螺紋滾絲錨具錨固。該系統的主要特點是： 預應力筋采用螺母錨固，錨固性能可靠； 張力和放松可多次重復，操作方便；在短場合，如豎向預應力梁； 使用套筒式連接器可任意延長鋼筋。施加預應力時，可采