120米跨现浇钢筋砼箱形拱桥主拱圈施工工法介绍

120米跨度现浇钢筋混凝土箱形拱桥的主拱圈

施工方法

1.前言

余姚市双溪口水库桥是桥面悬索箱形拱桥，净跨度为120m。这座桥是同类桥梁中跨度最大的。支架部分和主拱圈的施工不仅困难，而且存在很大的施工安全隐患。

我公司根据以往的建设经验，对大跨度甲板型钢筋混凝土箱形拱桥技术进行了科学技术研究，并充分利用了这种拱桥的结构特点，制定了科学合理的结构。技术，解决施工技术难题，总结后形成施工方法。

以这种施工方法为核心的“ 120m跨度现浇钢筋混凝土箱形拱桥主拱环施工技术”获集团公司优秀论文一等奖。

2。施工方法特征

这座桥的主拱环采用支撑现浇施工方法，支撑根据原始地形条件，两个足弓部分的一部分直接组装在硬化地面上。中间部分采用梁柱组合系统：其结构包括：明挖现浇混凝土基础；中空结构。三层楼的钢支撑点，最底层是放置在混凝土基础上的钢管柱墩。中间层由万能杆构成，形成框架结构，形成纵梁。上层是满碗的脚手架。使用碗形扣支架将拱形调整为拱形，并使用碗形扣支架顶部的可调节支撑物将拱形框架放下。和主拱环的混凝土采用分环和分段的方法构造，即：将整个拱环分为3浇环即，底板环，腹板环和顶板环。浇注每个环时，相应的水平长度分为5个部分。24m，首先将弓形脚趾部分对称地倒入，然后从中跨部分向两个弓形脚趾的方向倒入。倒拱顶部后，倒入1/4截面。在各段之间预先设置有间隔槽（在顶板上未设置间隔槽），间隔槽宽度为1.5m。根据监测单元的施工荷载计算，腹板和底板的两个环同时闭合，从而使拱形环形成开放箱形结构，然后进行截面浇筑和封闭屋顶环。

3.适用范围

这种桥梁的施工方法可以应用于大跨度现浇钢筋混凝土拱桥的施工。

4。工艺原理

4。1主拱环施工技术

4。1.1主拱环底模高程的确定

在主拱圈的现浇支撑过程中，合理确定立模的高度是与主拱圈的线形是否平滑以及是否符合设计有关的重要问题。如果在确定立模高度时考虑的因素更加现实并且得到适当控制，则主拱圈和桥面板的最终对准将相对较好；否则，主拱圈的最终对准将与设计线有更大的偏差。

在桥梁建成后，立式模型的高程不等于设计中桥梁的高程。始终需要设置一定的预制高度，以抵消施工期间产生的各种变形（刮度）。计算公式如下：

模板定位标高=设计标高+操作的预制高度+施工的预制高度+支架变形

支座的变形值是基于支座载荷试验，结合试验结果，最终得出支座载荷—刮度曲线，通过插值获得。

根据以往的甲板拱桥的施工和监测经验，结合桥梁的具体情况，估计在施工过程中影响桥梁结构的内力和对准的主要因素如下：

（1）临时施工荷载。

（2）支架变形。

（3）阳光的影响。

（4）主拱圈的混凝土浇筑顺序和主梁的安装顺序。

（5）控制混凝土浇筑量。

（6）混凝土的弹性模量和蠕变。

当上述因素与估算值不一致，且无法及时发现控制目标偏差的真正原因时，不可避免地会导致在后期施工中使用错误的校正措施，导致误差积累。因此，在施工控制过程中，应进行应力和位移偏差分析，结构参数敏感性分析，结构参数识别，找出错误原因，确定设计参数的真实值，并以此作为有效施工的基础。控制桥梁。

为了使弓形环在最终形状后符合设计和规格要求，必须在支架上设置预拱形。

拱顶的前拱包括拱形环的自重引起的拱形体的弹性沉降，拱形环的温度降低和混凝土的收缩引起的拱形体的弹性沉降，由墩的水平位移引起的拱顶的弹性挠度值，以及拱对设计荷载的影响。在弹性和非弹性变形下，支撑基础在加载后将无弹性下沉。

前弯δ=穿孔前抛高+施工前抛高+支护变形

根据设计和监视单元提供的数据，根据所有预拱形的总值设置拱顶的预拱形，临时设置为15cm，足弓为零，其余点根据次抛物线分配。这是：

δx =δ[1-4x2/升2]

δX——任意点的预加高度（与保管库的水平距离为x）。

δ——前曲面的总值。

X——中跨到足弓的水平距离。

大号——拱环的计算跨度。

预支支架后，拱顶下沉18毫米，这与监视单元的计算基本一致。无需调整前弯角。 4.1.2确定主拱圈的施工计划

拱形混凝土的施工过程是不断加载支架的过程。考虑拱形浇筑和支架变形之间的相互影响，以防止支架异常变形，主拱形轴损坏甚至混凝土裂缝，并遵循”在混凝土浇筑过程中，环圈和分段浇筑顺序应使支架变形最小化”根据施工原理，确定主拱圈的浇筑顺序。参见图1（图中数字为具体浇筑顺序）

主拱环的混凝土采用分环和分段的方法构造，即：将整个拱环分为3浇环即，底板环，腹板环和顶板环。浇注每个环时，相应的水平长度分为5个部分。24m ，首先将弓形脚趾部分对称地倒入，然后从中跨部分向两个弓形脚趾的方向倒入。倒拱顶部后，倒入1/4截面。在各段之间预先设置有间隔槽（在顶板上未设置间隔槽），间隔槽宽度为1.5m 。根据监控单元的建筑荷载计算，腹板和底板的两个环同时闭合，从而使拱形环形成开放箱形结构，这样支撑和结构相对安全，然后将顶板环倒入并分段封闭。为了避免支架的局部异常变形，采用在拱顶两侧对称构造的方法。

1－

1说明：图中数字为浇筑顺序

拱圈混凝土分环，分段浇筑

120m

2－13－11－3

2－33－31－2

2－23－21－1

2－13－11－3

2－33－3第一环底版

第二环腹版第三环顶版图1：主拱形环的浇注顺序

4.1.3模板系统 4.1.3.1底模

弧形工字梁纵向放置在碗形扣式脚手架上的可调支架上，工字梁与可调支架之间的三角形间隙填充有角焊三角形垫片。水平放置在弯曲的工字梁上，间距为10X10厘米的方形木材，间距为30厘米，

工字梁上的焊接块可防止其滑落。将底模放在方形木材上，底模厚15mm竹胶合板。底部模具安装的关键是定位方式精确计算和测量，该值基于的AutoCAD 由绘图软件计算并调整弯曲工字钢和方木能够放出理想的拱形底模线形状。模板结构的适当性将直接影响梁的外观。

4.1.3.2子宫模具

面板由15毫米厚的竹胶合板制成。外侧由方木制成。框架是2.4m。外模具包裹在底部模具上。根据在弧形环中横向分布的钢筋的位置，下边缘配有拉杆，上边缘由圆钢制成。拉杆。由模板的曲线引起的间隙填充有加工过的木条，然后使用”便利贴”安装接缝以防止泄漏。

4.1.3.3内模

浇注底板时，不需要内部模具。最初凝固混凝土后，将其手动压入并擦拭形成。倒入底板后，将框架与紧固件式脚手架和可调节的支架组装在一起。厚12mm的竹胶合板用作面板或顶板，而底模形成内模。，拱形箱内模架的设计应占据尽可能小的空间，以利于拆卸内模。内模顶部的4个通道10厘米X10厘米方木纵向后肋骨，每框排列5两个垂直钢管分别支撑在底板和顶部方形木材上，以支撑顶板模板。两排10厘米X10厘米方木纵向后肋用于支撑内模板。上下水平排列两根钢管，支架用于沿方向支撑桥厘米X1厘米n方木。框架的纵向间距为90厘米，它们通过钢管纵向连接，中间没有对角支撑。这样，可以减小框架所占据的空间，并且方便施工。钢管之间的连接用紧固件固定。

拱形框模板结构如图2所示：

模板的铺设顺序为：浇筑第一个环混凝土时：拱环的底部模板→子宫模具→安装关系和分段分区→设置水平和垂直皮带木；

当浇筑第二环混凝土时，模板铺设的顺序为：内外模板→水平安装拉杆垂直带木。

浇筑三环混凝土时，模板铺设的顺序为：顶板和底模板→侧模→水平安装拉杆垂直带木。

图2：模板结构图

4.1.4钢筋

放置圆环的底部模具后，测量中心线，边线和高程，并标记每个分段点和隔膜的位置，作为安装其他模板和绑扎钢筋的基础。通过加工和弯曲将拱形圆环钢筋安装在桥下，然后将汽车起重机吊到拱形框架上以进行局部捆绑施工。钢筋的绑扎顺序是从脚趾到脚弓跨度1/4截面，首先安装箍筋，然后穿上主筋;拱跨度1/4从点到拱顶部分，首先将主钢筋磨损，然后将箍筋固定以利于施工。主要的钢接头，箍筋和隔膜钢筋通过焊接连接；倾倒之前，将间隔槽钢筋和箍筋绑在一起，请注意，间隔槽位置处钢筋的交错长度应符合规格要求。绑扎钢筋时，在骨架成型后，必须制作支撑框架以避免变形。上部钢筋网由钢管临时放置，并压下保护层垫层80厘米隔开的梅花型布局牢固地绑定到主要钢筋上。浇注钢筋之前，请确保其无腐蚀。如果有的话，可以在除锈后浇筑混凝土。

4.1.5混凝土浇筑

浇筑混凝土时，将其水平移动并朝拱顶方向推动。浇筑腹板时，该方法要上下分层，然后倾斜地分层（在浇筑足弓混凝土之前，应刮除其与足弓基台的旧混凝土之间的接缝。应凿凿表面直到将骨料暴露并清洗干净，然后用水润湿残茬表面，然后铺薄一层1个：1个水泥砂浆。分段浇筑长度为4m-6m，为了确保浇筑的连续性，必须在开始浇筑先前的混凝土之前开始下层混凝土的浇筑。混凝土浇筑不得随意中断，当由于某种原因必须间歇时，应根据所用水泥的凝结时间，混凝土的水灰比和混凝土的硬化条件确定最大间歇时间。具体。弧形圈预留间隔槽中的混凝土应在所有截面中填充混凝土，并且其相邻截面的混凝土强度应达到70％浇筑后，应将分段混凝土的表面刮干净并在浇筑前洗净，并清理残留的混凝土，然后绑扎钢筋，并竖立模板。为了防止混凝土在浇筑过程中流出，在底脚，腹板脚和顶脚处设置了盖板以进行保护。在浇筑足弓混凝土时，应控制混凝土的坍落度，以防止混凝土滑到足弓上。

4.1.6主拱环

落架操作是现场铸造主拱形环的最后一个过程，也是一个非常关键的过程。主拱环的裸拱形成后，在混凝土达到设计强度后应将框架放下。应严格按照步骤图放下框架。无需安装专用的卸货设备即可卸货，只需有序地松开固定在顶部小横杆上的紧固件即可轻松完成拱形卸货工作。

主拱圈混凝土的最小强度达到设计90％之后，将主弓环拆下。由于拱形设计采用可调节的支撑来调节仰角和下落框架，因此下落框架点很多，并且下落框架的施工技术困难。根据计算分析，确定了卸荷架的原理：水平桥的方向必须同时均匀卸荷，垂直桥的方向从拱顶到足弓逐行卸荷。最后，弓形环的下部底部模具与混凝土表面完全分离，形成裸露的弓形，并且主弓形环完全受压。

4.1.6.1计算每个下降点的总排放量

每个跌落点的跌落总量由两部分组成，即主拱环裸拱的弹性变形GΔ拱形件的弹性变形Δ总和，即Δ =GΔ +?Δ，可以获得监控单元提供的计算数据，金库最大掉落量为3.6cm。

4.1.6.2落框步

支架设计在碗扣支架的顶部采用可调节的支撑来调节高度和下降架，并且弓形环的数量多达1500点（每行水平1个1个可调支撑，总纵向139行），对于这么多的着陆点，不可能在所有点上同时实现统一着陆。为了获得合理的卸车顺序，我们采用多种方法来计算和比较由拱架和主拱圈组成的复合系统，并确定落架方案。托槽必须在横向上同时均匀地卸载，并在纵向上从拱顶到足弓脚逐行卸载，并保持左右两侧同步对称。

5。主拱圈施工工艺及主要施工工艺操作要点

5.1主拱的施工过程

主拱环的施工过程如图3所示。

图3：主拱圈的施工过程流程图

5.2主要施工技术的主要操作要点

5.2.1间隔槽的构造

在完成主拱形环各部分的浇注之后，将临时断开的纵向钢筋焊接起来以进行间隔槽的构造。进行足弓部和中部之间的间隔槽的构造，然后完成穹顶部和中部之间的间隔槽的构造。弓形脚处的间隔槽的构造实现了整个弓形环的闭合。保险库中的混凝土强度可达30兆帕温度达到8°C倒入间隔槽

混凝土时。根据施工组织的安排，由于主拱形箱室凹槽的关闭，将在12月进行。根据该区域的实际温度，采取以下措施严格控制隔室的关闭温度。必须科学地安排工作时间，从午夜到自然温度最低的午夜6石鹤龙;二是集中人力和物力，以最大程度地减少瓶盖的浇筑时间，通常在4小时内完成;通过采取上述措施，可以有效地控制封闭温度。

5.2.2主拱环落架

主弓环下降器采用以下步骤（分三步，见图4）

步骤1：卸载保管库5No.钢管支撑到No.7在钢管支撑范围内支撑，63?84极降2厘米。已卸载2 不，不。10号）钢管支撑到4不，不。8号。）在钢管支撑范围内的支撑，52?63、84?94极的卸载量为1个厘米。

步骤2：再次放下保险库5数字对数字7 钢管支撑范围内的支撑，63?84 极降1个厘米。再次下降52?63、84?94极降0.5厘米。

步骤3：将所有两极从保险库中卸载到足弓脚上，排料量大于1个厘米。模板和主拱形环必须与主拱形环完全分开。

落架第一步

落架第二步

落架第三步

图4：主弓环支架掉落过程的示意图

拆卸主弓形环后，将支架拆开，并颠倒支架的拆装过程。方法和设备相同。

6.材料和设备

6.1主要材料

钢材：使用宁波新丰钢铁有限公司的钢材（支架自身部分除外，其他部分出租）

水泥：使用宁波顺江水泥厂的42.5级水泥，

黄砂：使用来自福建闽江的优质中砂，

碎石：余姚当地碎石厂生产的5-31.5mm等级碎石，

外加剂：江苏博特新材料有限公司精选JM-10泵送剂。

6.2主要机械设备

表1主要机械设备清单

6.3劳工组织

该项目的主要人员有：脚手架工人30名，钢筋工人10名，木匠10名，混凝土工人30名等。

特殊操作员：电工，金属焊工，起重机工人，汽车泵工人等。

图五：劳动力分配动态图

图5劳动力动态分布

7.质量控制

7.1质量控制标准

余姚市双溪口水库桥在施工过程中严格执行《公路桥梁和涵洞施工技术规范》（JTJ041-2000），《公路桥梁和涵洞基础设计方案》（JTJ024-85），《公路路基建造技术规范》（JTJ033-95）），《钢结构工程施工质量验收规范》（GB50205-2001），《公路工程技术标准》（JTG B01-2003），《公路工程水泥混凝土试验规程》（JTJ051-93），《公路工程金属测试规范”（JTJ055-83），“公路工程质量技术规范，

（JTGF080 / 1-2004）”和“公路工程施工安全技术规范”（GBJ017-88），例如检验和评估标准（土木工程）

质量达到以下标准。

现在120m倒钢筋混凝土圆环实测项目

7.2质量保证措施

除了在施工过程中执行上述标准外，还强调以下措施：

（1）浇筑混凝土时，将其水平移动并朝拱顶方向推动。浇筑腹板时，该方法要上下分层，然后倾斜地分层（在浇筑足弓混凝土之前，应刮除其与足弓基台的旧混凝土之间的接缝。应凿凿表面直到将骨料暴露并清洗干净，然后用水润湿残茬表面，然后铺薄一层1个：1个水泥砂浆。分段浇筑长度为4m-6m，为了确保浇筑的连续性，必须在开始浇筑先前的混凝土之前开始下层混凝土的浇筑。

（2）混凝土浇筑不得随意中断，当由于某种原因必须间歇时，应根据所用水泥的凝结时间，混凝土的水灰比和混凝土的硬化条件确定最大间歇时间。具体。

（3）在浇筑足弓混凝土时，应控制混凝土的坍落度，以防止混凝土滑到足弓上。

（4）弧形圈预留间隔槽中的混凝土应在所有截面中填充混凝土，并且其相邻截面的混凝土强度应达到70％浇筑后，应将分段混凝土的表面刮干净并在浇筑前洗净，并清理残留的混凝土，然后绑扎钢筋，并竖立模板。为了防止混凝土在浇筑过程中流出，在底脚，腹板脚和顶脚处设置了盖板以进行保护。

8.安全措施

由于余姚市双溪口水库大桥主拱环的建设是一项高工作量的产业，因此，鉴于该项目的特殊性，成立了由项目经理为组长，项目总工程师为副组长的安全领导小组。在项目开始时就成立了团队负责人。按照“控制生产必须控制安全”，“谁负责”的原则，逐级签署安全生产保证责任证书。由于该桥位于亚热带季风气候区，因此它靠近东中国海，并被海洋调节为潮湿多雨，台风多且季节变化明显。因此，我司项目部根据不同情况制定了不同的安全技术措施，管理措施，现场应急措施等。例如：“防洪应急计划”，“防台风应急计划”。

9.环境保护措施

余姚市双溪口水库大桥正在建设中要特别注意绿色建筑，是针对人民的，优化“机器，材料，环境和方法”，以最大程度地减少施工过程对周围环境的影响，实现环保施工。项目经理部早建立

一个环境保护领导小组，由项目经理部门副生产经理担任组长，负责组织现场环境保护工作；项目经理部总工程师为副组长，负责制定和披露环境保护技术措施；现场环境保护监事负责施工现场的日常环境监督检查，及时解决问题。

首先，在人员管理方面，应加强施工企业的管理水平，使其更加科学合理，加强对企业管理人员的培训，以提高其综合素质和环保意识。制定有效的现场管理措施，例如在不使用时关闭现场办公室中的工程机械和电器的电源；安装适当的低流量设备和器具，并采用节水器具以减少用水量。在基础施工阶段有效利用地下水。简而言之，在施工过程中，绿色环保管理与全面质量管理和安全管理过程有机结合，既注重质量和安全，又强调环境保护，质量与绿色并没有错。

其次，在建筑设备方面，应注意设备的选择和放置。在施工过程中，大部分噪声污染是由施工设备引起的，例如搅拌机，空气压缩机，振动器等。选择技术含量高的环保型施工设备不仅可以提高效率，确保工程质量，而且可以降低噪音污染。在选择总体规划布局时，应将污染较大的设备尽量远离临时居住区和周围房屋，以免影响周围居民，对施工造成不必要的麻烦。该项目。

第三，在选择建筑材料时，应使用更多的节能环保材料。对于非承重结构墙，可以使用轻质材料和轻质混凝土来减轻自重并节省原材料。对于主要的混凝土结构，可以使用高强度，高性能的材料，例如绿色高性能混凝土，以减少水泥和混凝土的用量，并使用大量的工业废料。（如粉煤灰等待）为了减少固体废物的污染，也可以使用商品混凝土来减少水泥废物和粉尘污染。

第四，在施工现场，主要污染源包括噪声与其他建筑垃圾。从保护周围环境的角度来看，我们应尽量减少这些污染的产生。

在建筑噪声控制方面，除考虑机械和施工方法外，还应使用声屏障和机械隔声罩，以确保等效的外部噪声声级符合环保要求；所有施工机械和车辆必须定期维护，不使用时应关闭并关闭，以免产生噪音。

为了处理建筑垃圾，应尽可能防止和减少垃圾的产生；产生的废物应尽可能地循环再利用，以减少废物的处理和处置；废物的流向应得到有效控制，严禁乱抛垃圾，防止二次二次污染。这样，可以达到减少，回收和无害建筑垃圾的目的。

最后，在选择施工方法时，应合理安排工期，并尽量排除深夜的连续施工。产生噪音的设备和活动应远离人群，以免干扰他人的正常工作，学习和生活。在技术措施方面，通常采用环保和节能的新技术来提高劳动生产率，减少资源消耗，并减少施工过程对周围环境的影响。

10.效益分析

10.0.1余姚市双溪口水库大桥主拱圈混凝土采用开环和分段的方法建造。这种施工方法将整个主拱圈的关闭时间提前了一个月，可以节省桥梁主拱圈支架的租赁费用，为期1个月* 270,000元/月= 270,000元。

10.0.2余姚市双溪口水库大桥的建成，是我公司为今后类似桥梁建设积累的宝贵工程经验丰富，并在当地取得了良好的社会效益。

11.项目实例

11.1项目概况

双溪口水库大桥位于余姚市大阴镇。这是双溪口水库建成后的原始道路改造项目。该桥位于双溪口水库上游，跨过水库区，与上大线相连。桥长192.8m，主跨为悬索箱拱桥，净跨度为120m，跨径比为1/6，拱轴系数m = 1.756。主机箱是单节单节桥，高度为2m。双人间。桥梁设计荷载为公路Ⅱ桥面宽度为9.5m（0.25m栏杆+ 1.0m的人行道+ 7.0m巷道+ 1.0m的人行道+ 0.25m栏杆）。该桥于2006年2月20日开工，并于2008年1月25日竣工验收。

11.2应用效果

余姚市双溪口水库大桥是我国同类的大跨度桥梁，其施工工艺复杂，困难。主拱圈的建造是关键过程。桥梁的顺利完工为双溪口水库的关闭提供了宝贵的时间，为整个水库区域的建设奠定了坚实的基础。为企业取得了良好的经济效益和社会效益，对类似项目具有重要的参考意义。