最新拱圈施工方案

拱圈施工方案

重庆市酉阳县碧津桥改建

拱圈施工方案

一、工程概况

本桥净跨径L0＝28m、净矢高f0=5.6m、矢跨比f0/L0=1/5。拱圈为1.0m高现浇砼箱型圆弧拱，宽度为16.70m。拱上采用立柱式建筑，由横墙、立柱、盖梁及连续板组成。拱圈设计为C40钢筋砼（为缩短建设工期，保证拱圈分段、分环浇筑砼时的设计强度，经建设方、监理、设计单位拱圈按C40钢筋砼施工），采用搭设支架现浇。

拱圈要求分段对称浇筑，在纵、横向都必须对称浇筑。拱圈沿纵向分3段对称浇筑，分段浇筑顺序为P1段→P2段→P3段。拱圈分段浇筑完成且强度≥50％设计强度和结合面严格按施工缝处理验收后，方可浇筑合拢缝砼，施工封拱合拢温度应符合设计要求，合拢温度不宜大于20℃。

拱圈设计工程数量表

拱圈施工顺序为：拱架基础施工→拱架搭设→底模铺设→拱架预压→底板、腹板、横隔板钢筋制作、安装→侧板、底板模板安装→底板砼分3段对称浇筑（P1段→P2段→P3段）→拆模、养护→顶板模板安装→顶板（包括拱上垫梁）钢筋制作、安装→拱上垫梁模板安装→腹板、横隔板、顶板（包括拱上垫梁）砼分3段对称浇筑（P1段→P2段→P3段）→养护→合拢缝砼浇筑→养护砼至100％设计强度→拱架卸落。

三、施工现场总体布置

1、砼采用商品砼，在0号、1号台用两台车泵对称浇筑。

2、在1号台后方布设钢筋制作场及模板制作场。

四、施工测量

在开工前已完成对平面控制点和高程控制点的复测、加密工作并经报批后投入使用。在拱圈施工过程中主要完成以下测量工作：

1、在拱圈施工前对拱座及预埋筋位置、高程进行复核；

2、拱架基础垫层砼标高控制，在垫层砼上进行支架排位放样；

3、拱架每排（层）高程、垂直度及顶面高程控制；

4、拱架顶部小横杆高程控制；

5、拱圈底模高程、平面位置控制及在底模上进行1：1拱圈放样；

6、拱架预压的相关测量；

7、拱圈砼浇筑分界线高程测量控制；

8、拱圈顶板底模、拱上垫梁放样及高程测量；

9、拱圈浇筑过程中的监控量测；

10、拱架卸落的监控量测；

11、排架施工完成、桥面板安装完成及桥面系施工完成后拱圈的高程测量。

五、施工准备

进行钢筋制作场地、模板制作场地的布设。清理、整平、硬化场地，搭设料棚，布置施工机械，如钢筋对焊机、弯曲机、切断机、电锯、刨床等。材料应堆放整齐，不同的材料设标志分别堆放。钢筋必须按不同钢种、等级、牌号、规格及生产厂家分批验收，分别堆存，且立牌以便于识别。钢筋应储存于料棚中地面以上0.5m的支承上，并应保护它不受机械损伤及由于暴露于大气而产生锈蚀和表面破损。

六、拱架基础施工

根据地面调查及钻探显示，拱架多数置于亚粘土层上，属Ⅱ级普通土，容许承载力120KPa。基岩岩体较完整，质硬，岩性稳定，属Ⅴ级次坚石。

为保证拱架基地承载力及基础施工，在原主河道位置预先埋设一长为28米高2.5米宽3的钢筋砼临时排水渠；在距1#桥台1米处横向开挖一条28m×2.0m×2.5m的沟（挖至河底老土），然后用C20砼原槽浇筑，以保护承台和桩基不被洪水冲洗，另可

用于临时河道上工钢斜撑基础；在距1#桥台8.5m处再挖一条28m×2.0m ×3.5m的沟（挖至河底老土），用C20砼支模浇筑，用以临时河道工钢支撑基础及回填护堤；然后在两基础之间的河底用C20砼(厚0.4m)封闭以形成临时排水河道。然后河道形成后将河水引入临时河道，将原河道土夯实后用片石换填80cm厚，再用C10砼封底（厚10cm）然后在其上浇筑C20钢筋砼（厚40cm）作为拱圈基础，钢筋为ф12 @20cm单层双向钢筋。在临时排水河道上跨河位置（宽为8.5m排水河道）用20b工字钢（间距为0.6m）横跨河道作为上部拱圈支撑，工钢一端置于1#承台上，另一端置于距1#承台8.5m处在护堤搭设的钢管支架上（钢管间距为0.5×0.6m），并在工字钢下架人字撑（采用∠10cm*10cm*1cm角钢），横向间距为0.6m，纵向用［14槽钢焊接成整体。祥见《拱架基础及构造图》。为防止拱架基础被洪水冲洗，另在基础两侧斜坡5m范围用20cm厚C20砼封闭。

待垫层砼达到75％强度后，用全站仪在其上进行拱圈水平投影放样，并精确放出每根立柱的位置。然后根据放样位置进行支架的搭设。

七、拱架搭设

支架是拱圈施工的关键，其设计施工的主要技术要求是：有足够的强度、刚度和稳定性并使结构线型符合图纸要求；构造简单，受力明确；能准确估算在浇筑过程中结构的弹性变形和非弹性变形；施工偏差和定位要求应符合有关规范的规定；便于操作，安全可靠地确保施工质量。

拱架承受的荷载：模板、拱架自重；拱圈砼的重力；施工人员和施工材料、机具等行走运输或堆放的荷载；倾倒砼时产生的冲击荷载；振捣砼时产生的荷载；其他可能产生的荷载，如雪荷载、冬季保温设施荷载等。

拱架预留施工拱度时，应考虑下列因素：

1、拱圈自重产生的拱顶弹性下沉δ

；

1

；

2、拱圈由于砼收缩、徐变及温度变化产生的拱顶弹性下沉δ

2

3、墩台水平位移产生的拱顶下沉δ

；

3

；

4、拱架在承重后的弹性变形δ

4

5、拱架在承重后的非弹性变形δ

；

5

6、拱架基础在受载后的非弹性下沉量δ

。

6

设计已确定拱架预留总施工拱度为7.5cm。

本拱架采用φ48mm×3.5mm扣件式钢管（Q235A级钢）拼装而成。拱架顶标高656.913m,跨中位置底标高（跨中位置垫层砼顶标高）649.758m。拱架高7.16m（跨中

位置）,总宽为2×12.0m。经计算设定:该拱架顺桥向间距为0.60m,横桥向间距为

0.60m，两侧通道处间距为0.5m;水平层距为0.9~1.2m。拱架由立杆、横向水平杆(小横杆）、纵向水平杆（大横杆）、剪刀撑、斜撑、扣件组成。立杆是承受和传递荷载的主要杆件;顶端小横杆是将荷载传递给立杆的主要受力杆件，其余小横杆起横向联结立杆的作用；大横杆为纵向联接立杆作用；剪刀撑和斜撑起增强纵横向刚度作用。扣件是各杆件联结整体的关键，直角扣件依靠它与钢管的摩擦力来传递荷载；对接扣件

起传力和接长立杆的作用。（详见《拱架构造图》）

拱架搭设顺序及施工注意事项：

1、严格按照垫层砼上的放样位置进行支架拼装并做到横平竖直。放好垫块（10×10×1.0cm钢板），插装立杆，对于每排立杆宜先立两端头的立杆，再立中间的一根立杆，当相互看齐后，立中间部分的各立杆。立杆要求垂直，立杆垂直度要求允许偏差应小于总高度的1/500且不大于10cm。为保持支架的整体稳定，对于相邻两根立杆的接长接头，上下应错开50cm，新接长的接头不应再同一步距内。因此，在竖立第一节立杆时，应选长短不一的钢管作立杆。立杆必须采用对接扣件连接。由于立杆不埋设，在离地面20cm处，设置纵向及横向扫地杆。

2、立杆竖好后，要即时安装大横杆。大横杆水平高差为一根杆的两端为±2cm，同跨内两根纵向水平杆高差为±1cm，每个节点内允许挠度为节点长度的L/150或1cm。大横杆接头（接头）宜采用对接，也可以采用搭接。同一步的里、外两根大横杆，其接长的接头位置应互相错开，不应在同一跨间内。同一跨间内的上下两根大横杆的接长接头，须错开50cm以上。搭接长度不应小于1m，应等间距设置3个旋转扣件固定且端部扣件盖板边缘至搭接水平杆端的距离也不应小于10cm。

3、当大横杆安装好一部分后，紧接着安装小横杆。小横杆的允许偏差同大横杆。小横杆要与大横杆相垂直，小横杆两头要伸出大横杆外10cm以上，以防止小横杆受力后发生弯曲而从扣件中滑落。

4、支架的纵、横向均需设置剪刀撑，净距不应大于15m，在拱顶段范围内横向隔排设置剪刀撑。应在纵向外侧立面、横向立面整个长度和高度上连续设置剪刀撑，并使剪刀撑与水平方向呈45～60°夹角。最下面的一对剪刀撑要落地。

5、扣件式钢管支架，扣件螺栓的安装，必须松紧适度。这是因为扣件螺栓的拧紧程度对支架的承载能力、稳定性及施工安全影响很大，尤其使立杆与横杆连接部位的

扣件，应确保横杆受力后不致向下滑移，否则将影响支架的正常使用。使用棘轮扳手拧紧扣件螺栓，并使用专用测力扳手进行检测。由于扣件所用的螺栓是多次重复使用的，扭力过大容易造成滑丝，所以扣件螺栓也不宜拧得过紧，应为40～50N.m,不得超过60N.m。安装扣件时应注意扣件开口的朝向。用于连接横杆的对接扣件，扣件开口应朝架子的内侧，螺栓朝上，还应避免扣件开口朝上，以防雨水进入钢管，发生锈蚀。而直角扣件开口不得朝下，以确保安全。扣件在使用过程中，应经常检查扣件是否松动，发现松动时应及时紧固。

6、搭设过程中随时检查和测量支架搭设尺寸和偏差，并注意随时予以调整。

7、立杆顶部接高低调整器（顶托），顶托上沿纵向放置弧形钢管，并用小木枋、扣件、钢管与支架联接牢固，并用测力扳手进行检测。初调完成后，应分别准确测量上下河侧每个顶托中心至起拱线实际距离，根据实际距离重新计算顶端小横杆坐标，再根据计算结果对顶端小横杆高程进行精确调整。

8、对隔板、合拢缝等局部集中荷载位置，其范围内的每排支架均设置横向剪刀撑，横杆适当加密。

9、立杆顶部的自由长度不宜超过0.5m（顶托高度包括在内），超过0.5m的要增加横向小横杆及纵向横杆。

10、在第一节段范围内，每隔1排立柱设置纵向剪刀撑，剪刀撑斜向朝拱座方向，以减小第一节段加载时产生的水平推力对支架造成的变形影响。

12、行车通道立柱每层均设置纵向横杆与拱架紧密连接，确保其稳定性。排水通道两侧的支架均用加密横杆的方法进行加固，防止出现较大变形，避免出现质量、安全事故。

13、拱架高度（拱顶）与拱架宽度比值为1:4，并通过受力验算，拱架的稳定性是满足要求的。为确保拱架的稳定性，每5排立柱设置横向剪刀撑。

14、支架搭设完成后，应对拱架进行全面检查。每排、每层、每个扣件、每个底座、每个顶托均进行仔细检查。要求排距、层距符合规范要求；要求扣件螺栓松紧程度符合规范要求；要求顶托与顶端小横杆及立柱顶部均紧密连接无松动。做好检查的详细记录。确保拱架质量满足规范和施工要求，避免出现较大位移和变形而造成质量、安全事故。

拱架安装的允许偏差

八、拱架的保护措施

支架搭设完成后，必须在支架左侧3m处架设6m高的防护栏杆，以防止暴雨从上游冲下的物体通不过支架而将其冲垮或将支架整体冲移位变形。防护栏杆采用φ48的钢管间距0.6m辅以扣件搭设，斜撑用6m和4m间距为0.6m两排钢管搭设(详防护架图)。施工通道每步铺设九夹板并用10号铁丝在小横杆上绑扎牢固。搭设完成后，要认真检查，确保安全。

九、拱架预压

1、拱架预压的目的与意义：通过预压验证现浇支架的承载能力及安全可靠性；通过预压验证按经验公式计算的现浇支架本身的弹性变形和非弹性变形值，用以施工预抬值的最终确定，确保主拱圈施工线形顺畅。

2、拱架预压方案的选择：采用砂袋预压方案。砂袋便于吊运、砌码，预压施工完成后，砂可以用于砼浇筑施工。

3、预压的控制吨位及荷载分级

按《公路桥涵施工技术规范》要求，预压系数设定为1.3，即按预压范围内结构砼重量的1.3倍进行预压配重。

预压过程中，为确保支架受力安全，应按从小到大的顺序逐级加载，加载荷载分级为：0→10％→50％→80％→100％→120％→130％。

预压完成后，应按加载顺序逐级卸载，卸载顺序为：130％→120％→100％→80％→50％→10％→0。

4、预压设备的准备