m跨拱橋拱圈施工技術(shù)

80m跨拱橋拱圈施工技術(shù)一、工程概況1、設(shè)計(jì)概況xx大橋位于xx公路K42+140～K42+305段，全長(zhǎng)165m，橋型布置為1孔30m預(yù)應(yīng)力混凝土I型組合梁+1孔凈跨80m鋼筋混凝土箱型拱+1孔30m預(yù)應(yīng)力混凝土I型組合梁，設(shè)計(jì)荷載超20級(jí)，橋面凈寬2×凈9.5m，橋梁全寬21.5m。拱橋主孔為鋼筋混凝土箱型拱結(jié)構(gòu)，主拱圈為單箱三室斷面，拱上采用透空拱形式，排架式立柱；兩岸邊孔采用L=30mI型預(yù)應(yīng)力組合梁架設(shè)。其矢跨比為1/5，拱軸系數(shù)1.347。2、地理、地形特點(diǎn)及地質(zhì)概況xx大橋縱跨xx分廠軍用品生產(chǎn)廠通道及廠房上空，且大跨度跨越溝谷。橋下為7m寬通車公路和庫房，施工中人流與車輛都從橋下通行。施工中必須保證公路暢通。橋梁xx分岸基巖零星出露，而xx岸覆蓋層厚0～15m，砂礫和亞粘土較深，開挖量較大，無地下水影響。施工中挖基土石方須運(yùn)到棄土場(chǎng)堆放。3、該橋xx年xx月開工，xx年四月通車。4、主孔圈與邊孔分別采用支架現(xiàn)澆和預(yù)制安裝的施工工藝。二、主要施工技術(shù)xx大橋80m跨拱圈施工，因其下跨公路及廠房，其現(xiàn)澆支架不得占用公路及廠房，施工干擾大，且跨度較大，決定了施工的難度，對(duì)施工技術(shù)要求高。主要施工技術(shù)：基礎(chǔ)小藥量弱爆破，現(xiàn)澆支架的計(jì)算及架設(shè)，拱圈施工預(yù)拱度的預(yù)留，拱圈施工測(cè)量監(jiān)控及拱圈混凝土施工。三、施工布置(一)施工場(chǎng)地布置拱圈施工場(chǎng)地在左幅橋下布置，為左幅橋下的一段公路外一塊空地。這部分施工場(chǎng)地位于V型山谷，兩岸山坡陡峻，場(chǎng)地狹窄，場(chǎng)地32×18m約576m2，作為鋼筋加工場(chǎng)。本橋鋼筋制作加工量約400余噸，通過這一專用鋼筋制作場(chǎng)地，建立鋼筋系統(tǒng)加工廠。拌和場(chǎng)地布置在0#、3#橋臺(tái)兩岸的主道上，長(zhǎng)50m，寬30m，共150m2，作為材料堆放場(chǎng)、預(yù)制場(chǎng)、拌和場(chǎng)以及水泥庫存、值班室、工具房等。(二)水電布置供水施工用水由xx分廠供給。在大橋0#臺(tái)1020m高程位置建一總水池，一次裝水45T左右；再在1070m高程位置設(shè)一用水池，裝水約25T左右。3#臺(tái)用水由1070m高程位置安裝鋼管引水。②供電xx大橋施工用電由xx分廠總變電房址自裝變壓器上接線，約需120KVA。橋址輸電房設(shè)橋跨下左側(cè)，xx分岸及xx岸兩邊用電均由輸電房送電，主要供應(yīng)4臺(tái)混凝土拌和機(jī)，一臺(tái)AX-500型電焊機(jī)，二臺(tái)5噸卷揚(yáng)機(jī)，振搗設(shè)備，砂石料場(chǎng)用電及照明電器用電等。(三)混凝土運(yùn)輸?shù)缆凡捎弥Ъ軐⒐叭εc3#橋臺(tái)連接起來，混凝土運(yùn)輸采用調(diào)罐加斗車運(yùn)輸。四、施工技術(shù)(一)基礎(chǔ)開挖小藥量、弱爆破施工xx大橋下跨廠房和倉庫，考慮到房屋器材的安全，基礎(chǔ)石方開挖都采用小藥量、弱爆破的施工方法即手風(fēng)鉆打孔，密眼爆破法。首先在設(shè)計(jì)的開挖線上加一排密眼，鉆眼孔距一般為眼孔直徑的3~4倍，眼孔內(nèi)不裝藥。向里在靠近密眼的一排布置減弱加密炮眼，其鉆眼孔距為正常炮眼的50%~70%左右，裝藥量采用正常裝藥量的50%左右。最內(nèi)一側(cè)為正常裝藥炮眼，孔深1m，裝藥2/3左右。施工時(shí)，三排孔同時(shí)起爆。同時(shí)，為了爆破安全，在炮眼上及四周布滿橡膠安全網(wǎng)，其上覆壓鐵絲捆綁的松枝，導(dǎo)火線從安全網(wǎng)中間小孔穿出引爆，避免爆破石塊飛出，達(dá)到安全目的。(二)現(xiàn)澆支架的計(jì)算及架設(shè)拱圈采用滿堂式鋼管支架現(xiàn)澆箱型拱施工方案。為節(jié)省周轉(zhuǎn)材料，采用單幅施工法，待左幅箱梁澆筑頂板、腹板、底板強(qiáng)度均達(dá)75%以后卸架作右幅拱圈施工，其施工工藝詳見現(xiàn)澆拱圈施工工藝流程圖。1、支架的架設(shè)鋼管采用Φ50焊管，單支架架設(shè)，縱橫間距1m，垂直間距1.5m，扣件聯(lián)接。柱基用100#砂漿漿砌片石嵌柱腳。弧度數(shù)用Φ50鋼管并列5×10木枋，＠250間距以固定底模板。底模用滿鋪式大竹模板來控制孤度數(shù)，以達(dá)到設(shè)計(jì)要求。側(cè)模、內(nèi)模都用鋼模。側(cè)模的孤度數(shù)由三角木模來調(diào)節(jié)，通過水準(zhǔn)儀來控制拱圈坐標(biāo)達(dá)到設(shè)計(jì)要求，螺桿條和兩邊鋼模聯(lián)接固定。支架的搭接方式做到橫平豎直，正對(duì)接頭位置。立桿豎直做到縱成線，橫成方，桿身垂直，縱橫桿三間接頭不在一直線。接頭位置地方有縱橫桿連接，為使接長(zhǎng)后重心在一條直線上，縱橫搭接頭，方向應(yīng)錯(cuò)開，第一個(gè)接頭在左，那么第二個(gè)接頭在右。在封頂時(shí)，將多余的桿子部分往下錯(cuò)，達(dá)到設(shè)計(jì)預(yù)留拱高度即可，2、支架的計(jì)算此拱圈現(xiàn)澆分三環(huán)七段來澆筑，先澆底板，厚500mm，待混凝土密度達(dá)到85%以上時(shí)，再進(jìn)行腹板澆筑，最后才進(jìn)行頂板澆筑厚70m。拱圈底板澆筑是先澆拱頂，然后同時(shí)澆兩拱腳，最后澆兩中間部分，由澆筑方式可知：支架承受荷載量最大是澆筑底板時(shí)的鋼筋混凝土荷載。荷載計(jì)算鋼筋自重：77036kg砼自重：2500kg/m3×538m3=1345000kg木枋、竹模鋼模自重：83000kg拱架自重：210噸=21000kg施工荷載：44.13×2×9m2×250kg/m2=198585kg總計(jì)重：1724621kg②支撐點(diǎn)強(qiáng)度每一個(gè)支撐點(diǎn)受力：N=1724621×9.8/440/2=1.92×104N鋼筋受壓標(biāo)準(zhǔn)值：[σ]=210N/mm2×4.893×102mm2=10.28×104NN＜[σ](強(qiáng)度足夠，鋼管排布過密，縱橫間距可適當(dāng)放寬。)③立桿設(shè)計(jì)強(qiáng)度計(jì)算鋼管截面特征：截面面積：An=4.893×102mm2計(jì)算截面回轉(zhuǎn)半徑：i=15.78mm計(jì)算長(zhǎng)度：Lo=mL=0.77×1500=1155mm構(gòu)件長(zhǎng)細(xì)比：λ=Lo/i=1155/15.78=73歐拉臨界應(yīng)力：σ=π2E/λ2=3.142×210000/732=388.9N/mm2n=0.3/(100i)2=0.3/(100×0.01578)2=0.12fy=170N/mm2設(shè)計(jì)荷載：=244.65×(302.78-159.89)=34834.16N=35KNN=17KN＜N設(shè)=35KN(穩(wěn)定性驗(yàn)算合格)④地基承載力驗(yàn)算根據(jù)支架的排列情況，鋼管的縱橫間距暫定為1m。查表知亞粘土的基本承載力為0.2mPa。采用100#砂漿漿砌片石。設(shè)基礎(chǔ)厚度為1.1m。F11.1m1m＜0.2Mpa持力層地基承載力小于地基承載設(shè)計(jì)值，故地基承載力驗(yàn)算合格。3.卸架設(shè)備卸架設(shè)備采用單木楔，其構(gòu)造簡(jiǎn)單，在滿布式拱架上較常使用。單木楔由兩塊坡度為1:6～1:10的斜面硬木塊組成，其構(gòu)造見圖示。卸架時(shí)，先拔掉釘子1。錘擊上面塊木楔子，使其退出去，然后再取出下面塊木楔子，使木枋和竹模松動(dòng)后，在由上到下的順序抽出竹模，再抽出木枋，將整體鋼管平移至下一幅拱圈施工。鋼管平移過程：在鋼管腳下設(shè)置滾木，通過兩臺(tái)5噸的卷揚(yáng)機(jī)水平牽引。設(shè)置滾木時(shí)，先用千斤頂將一部分鋼管腳頂起，另一部分鋼管腳向上錯(cuò)，在腳下平地鋪上木板，將1m長(zhǎng)、φ48的鋼管置于木板之上，再在鋼管上鋪一層木板，形成滾木滑道。然后就可以把千斤頂放下來，使鋼管腳落在木板上。水平牽引時(shí)，鋼管套在支架兩邊中點(diǎn)上，雙邊進(jìn)行移動(dòng)。木枋釘子1釘子鋼管單木楔構(gòu)造圖(三)拱圈施工預(yù)拱度1）拱圈施工時(shí)和卸架后會(huì)產(chǎn)生下列彈性撓度及下沉變形：拱圈由自重所產(chǎn)生的彈性撓度δ1；拱圈因溫度變化所產(chǎn)生的彈性撓度δ2；拱圈因墩臺(tái)、支座受擠和位移而產(chǎn)生的彈性撓度δ3；混凝土拱圈因混凝土硬化收縮所產(chǎn)生的撓度δ4；拱架和支架在設(shè)計(jì)荷載下的彈性及非彈性下沉δ5、δ6及由于卸拱設(shè)備的非彈性壓縮所產(chǎn)生的非彈性下沉δ7；δ2=L/5000f=80/5000×16=1/1000m=1mm。拱式拱架在設(shè)計(jì)荷載下的彈性撓度δ9和非彈性下沉δ10；7、支架基礎(chǔ)在受載后的非彈性壓縮δ8；支架基礎(chǔ)在受載后的非彈性收縮值一般可估計(jì)為枕梁在粘土上10～20mm。8、無支架吊裝時(shí)的裸肋變形，一般可預(yù)估為L(zhǎng)/1000。2）預(yù)拱度經(jīng)驗(yàn)值(拱頂)拱橋施工預(yù)拱度，可根據(jù)如下公式進(jìn)行估算L/800~L/400=80/800~80/400=0.1m~0.2m拱度大時(shí)取小值，即0.1m。設(shè)置預(yù)拱度時(shí)，在拱頂處為全部變形值，在拱腳處為零設(shè)置，其余各點(diǎn)按拱軸坐標(biāo)高度比例進(jìn)行分配。δx=δ（1-4x2/L2）δx—任意點(diǎn)的預(yù)加高度。δ—拱頂總預(yù)加高度L—拱圈跨徑X—跨中至任意點(diǎn)的水平距離。δδxXfL預(yù)拱度分配圖(三)拱圈施工測(cè)量監(jiān)控及拱圈混凝土施工拱圈施工測(cè)量監(jiān)控拱圈測(cè)量放樣時(shí)，以橋位中心線和墩臺(tái)中心線兩個(gè)基線位基準(zhǔn)，先測(cè)出上下游最外側(cè)拱架的中心線，再測(cè)出最外側(cè)兩拱架的支座中心位置，然后測(cè)出其余支座中心位置。起拱線以上部分拱架立柱的縱軸在平面內(nèi)與設(shè)計(jì)位置的偏差不超過±30mm；拱肋與橋中心線間距的偏差不超過±10mm；拱圈底模標(biāo)高誤差不大于計(jì)算跨度的1/1000且不超過30mm；拱肋底模的標(biāo)高誤差不超過+10mm或-5mm。在拱圈澆筑混凝土?xí)r，在拱圈正對(duì)面用一臺(tái)水準(zhǔn)儀監(jiān)控拱圈預(yù)拱度的變化，在拱圈軸線上架設(shè)一臺(tái)全站儀監(jiān)控拱圈的軸線偏位。拱圈混凝土澆筑完成后，拱圈軸線偏位5mm，拱圈下沉8cm。2）拱圈混凝土施工1．支模根據(jù)澆箱形拱的的澆筑方式式，分三環(huán)環(huán)七段澆筑筑,模板的外外模，由設(shè)設(shè)置在支架架上的拋撐撐支撐，先先后分三層層拼裝。第第一次澆筑筑完畢之后后，待底板板砼強(qiáng)度達(dá)達(dá)到75%%以上，再再在第一次次組裝的模模板上面立立腹板模。當(dāng)當(dāng)腹板的砼砼強(qiáng)度達(dá)到到75%以上上時(shí)再立頂頂板模。板板模之間橫橫向用鋼管管支撐，模模板內(nèi)用Φ32的鋼筋筋橫向支撐撐。拱頂板板的底板根根據(jù)設(shè)計(jì)尺尺寸用木模模拼裝而成成，每隔一一定間距設(shè)設(shè)工作縫，便便于取底模模之用。2．拱圈鋼筋的銜銜接與綁扎扎①直直徑小于225mm的的螺紋鋼筋筋或光圓鋼鋼筋均采用用綁扎搭接接，位于受受拉區(qū)的搭搭接長(zhǎng)度≥25cmm，受壓區(qū)區(qū)的搭接長(zhǎng)長(zhǎng)度不小于于20cmm。鋼筋接接頭設(shè)在內(nèi)內(nèi)力較小處處，并相互互錯(cuò)開布置置，受拉筋筋不超過受受力筋的11/4，受受壓筋不超超過受力筋筋的1/22。②采采用搭疊式式電孤妝時(shí)時(shí)，鋼筋端端部予先折折向一側(cè)，使使兩搭接筋筋在搭接范范圍內(nèi)與軸軸線一致，減減小偏心，雙雙面焊縫的的長(zhǎng)度不小小的5d，單面面焊縫的長(zhǎng)長(zhǎng)度不小110d。③拱拱圈的主鋼鋼筋須伸入入墩臺(tái)內(nèi)，在在澆筑墩臺(tái)臺(tái)砼時(shí)按設(shè)設(shè)計(jì)要求的的位置和深深度將其端端部預(yù)埋入入砼內(nèi)。為為便于予埋埋,主鋼筋端端部可截開開，須使各各根鋼筋的的接頭按規(guī)規(guī)定錯(cuò)開。④為為了防止拱拱圈在澆筑筑過程中變變形，主鋼鋼筋和鋼筋筋骨架不使使用通長(zhǎng)鋼鋼筋，在適適當(dāng)位置的的間隔縫中中設(shè)置接頭頭。最后澆澆筑的間隔隔縫則為必必設(shè)接頭之之處。⑤分環(huán)灌筑時(shí)，可可分環(huán)綁扎扎。合環(huán)綁綁扎時(shí)，各各項(xiàng)予埋鋼鋼筋應(yīng)臨時(shí)時(shí)固定，并并在砼澆筑筑前進(jìn)行檢檢查和校正正。3．箱形拱混凝土土的澆筑分環(huán)分段先澆底底板，分環(huán)環(huán)填充其間間隔縫、在在兩橋臺(tái)上上拌料、砼砼的澆筑用用3臺(tái)450攪拌拌機(jī)拌和，通通過索道運(yùn)運(yùn)輸，自己己設(shè)計(jì)一5500升料料罐盛裝，運(yùn)運(yùn)到需要位位置時(shí)，打打開開關(guān)，自自行倒出。澆澆筑方式分分三環(huán)七段段：先澆筑筑底板，然然后澆腹板板，最后澆澆頂板。采采用分環(huán)填填充間隔縫縫合攏，合合攏的環(huán)塊塊可產(chǎn)生拱拱架作用，在在澆筑上面面環(huán)層時(shí)可可減輕拱架架負(fù)荷。立支架排竹模、木枋鋼筋材料檢驗(yàn)調(diào)整強(qiáng)度鋼筋制作立側(cè)模、內(nèi)模報(bào)工程師審批用全站儀控制弧度，記