鋼筋混凝土拱橋施工-懸臂施工（橋跨結(jié)構(gòu)施工）

拱橋施工案例拱橋懸臂現(xiàn)澆施工工程實例工程概況：四川西攀高速公路攀枝花白沙溝大橋，是西部交通建設(shè)科技項目《山區(qū)大跨徑鋼筋混凝土箱形拱橋設(shè)計及施工技術(shù)研究》的依托工程，其拱圈采用掛籃節(jié)段懸臂澆注施工工藝成拱。大橋位于高低路基段內(nèi)，分左、右幅橋梁設(shè)計，孔跨布置為4×14.2m（引橋）＋150m（鋼筋混凝土箱形拱橋）+3×14.2m（引橋），橋型布置如圖所示。該橋主拱圈為等高度懸鏈線鋼筋混凝土箱形拱，凈跨徑.L0=150m，凈矢高H0=30m，凈矢跨比H0/L0=1/5，拱軸系數(shù)m=1.988，拱圈為單箱雙室截面，箱高2.7m，箱寬6m。拱腳段頂?shù)装搴穸扔?0cm（拱腳側(cè)）漸變至25cm（拱頂側(cè)），腹板厚度由拱腳的50cm漸變至30cm（外腹板）及20cm（內(nèi)腹板），排架處對應(yīng)橫隔板除1（10）號立柱采用雙25cm厚的橫隔板外，其余立柱對應(yīng)的橫隔板厚均為35cm，立柱間的橫隔板為25cm厚。拱腳段采用搭架現(xiàn)澆，其余每半跨分10個節(jié)段用掛籃懸臂澆注施工，跨中合龍段長為2m。施工技術(shù)方案：

該橋拱圈除拱腳起步段因掛籃安裝需要采取搭架現(xiàn)澆施工外，其余節(jié)段均采用掛籃懸臂澆注成型，合龍段在勁性骨架安裝完成后采用吊架法施工。其中1～4號節(jié)段扣掛錨固于交界墩蓋梁上，并通過錨固于兩岸引橋墩交換梁上的錨索1平衡交界墩蓋梁頂?shù)牟黄胶馑椒至Γ?～11號節(jié)段扣掛錨固于扣塔頂?shù)腻^箱上，并通過錨固于兩岸錨碇（兼作橋臺）的錨索2平衡扣塔頂?shù)牟黄胶馑椒至?，施工布置如下圖所示。拱圈節(jié)段施工現(xiàn)場施工工藝流程：拱腳段支架安裝→拱腳段施工并養(yǎng)護(hù)待強(qiáng)→1號扣、錨索安裝及張拉→現(xiàn)澆段支架拆除→懸澆掛籃安裝調(diào)試→節(jié)段底板、腹板、隔板鋼筋綁扎→節(jié)段內(nèi)模、側(cè)模安裝→節(jié)段頂板鋼筋綁扎→節(jié)段頂壓模安裝→節(jié)段混凝土澆注及養(yǎng)護(hù)待強(qiáng)→節(jié)段扣、錨索安裝及張拉錨固、調(diào)索→掛籃放松并前移就位→循環(huán)進(jìn)行下一節(jié)段施工至全部懸澆段施工完成→合龍段施工→扣、錨索分級拆除。節(jié)段各工序施工控制的具體時間見下表，懸澆周期為12d（288h）。序號項目時間/h1移掛藍(lán)、底模調(diào)位182底板、側(cè)板、隔板鋼筋綁扎483內(nèi)模安裝364頂板鋼筋綁扎、預(yù)埋件安裝305預(yù)壓模安裝126拱圈混凝土澆注127混凝土養(yǎng)護(hù)等強(qiáng)968扣錨索扣掛、張拉、調(diào)索36施工工藝要點(diǎn)：（1）拱腳段支架地基承載力應(yīng)滿足設(shè)計要求，支架采用剛性連接措施以減小非彈性變形，支架應(yīng)與拱座連接以平衡傾斜拱圈重力所產(chǎn)生的水平分力。（2）掛籃采用側(cè)三角桁架掛籃，掛籃安裝就位后通過底模調(diào)節(jié)螺桿調(diào)節(jié)底模高程，施工中主要控制好掛鉤支承點(diǎn)、后下橫梁反力支承點(diǎn)、掛籃抗剪柱等重要部位，掛籃行走通過在掛梁后安裝千斤頂頂推掛籃前移就位。（3）由于拱圈軸線為懸鏈線，每一節(jié)段的模板弧線均不相同，施工時模板采取以直代曲的方式，每節(jié)模板長1.2m，接頭處通過調(diào)節(jié)螺桿使接頭位置滿足設(shè)計線形要求。（4）拱圈鋼筋注意綁扎的先后順序，縱向主筋采用機(jī)械連接，因頂板鋼筋較重，施工時設(shè)置勁性骨架支承，埋設(shè)索導(dǎo)管時，盡可能地避免截割縱向主筋，否則應(yīng)補(bǔ)強(qiáng)。（5）混凝土采用拌和站集中拌和，混凝土罐車運(yùn)輸?shù)綀?，輸送泵泵送入模，混凝土坍落度?6～20cm，初凝時間約8h，確?；炷恋暮鸵仔?。（6）由于拱圈傾斜，拱箱內(nèi)模設(shè)置為全封閉式，且拱箱頂需設(shè)置壓模，為解決混凝土澆注困難，施工時縱向每間隔1m左右，在三腹板及兩個箱中位置的內(nèi)模底板及頂壓模對應(yīng)位置開孔，便于混凝土入模及振搗，確?；炷潦┕べ|(zhì)量。（7）扣、錨索在平地下料并安裝好固定端圓錨圈和P錨，安裝時用工作天線提升扣錨索并先將固定端圓錨圈放入預(yù)埋套管后安裝上錨環(huán)，之后用工作天線提升張拉端至張拉錨固點(diǎn)下端，用滑車組牽引張拉端鋼絞線入張拉端錨固墊板，安裝張拉端錨具、頂壓器、反力架、張拉千斤頂，完成扣錨索扣掛工作。（8）用240kN千斤頂單根牽引鋼絞線使每根鋼絞線初張力一致，再根據(jù)監(jiān)控指令分級進(jìn)行扣錨索張拉，張拉時保持上下游扣錨索間的平衡。（9）扣錨索張拉端采用專用可微調(diào)的低應(yīng)力夾片錨固系統(tǒng)。鋼筋混凝土拱橋的懸臂澆筑施工——拱橋懸臂澆筑施工工序一、懸臂澆筑法概述

1、適用性：懸臂澆筑施工法主要應(yīng)用到我國多高山、多深谷、地形崎嶇復(fù)雜的西部山區(qū)交通建設(shè)當(dāng)中。懸臂澆筑法2、特點(diǎn)：（1）優(yōu)點(diǎn)：發(fā)揮了其基本上不受地形條件限制、施工方便、結(jié)構(gòu)簡潔、后期維護(hù)少、維修簡便、整體性好（抗風(fēng)、抗震性能好）、不中斷橋下通航或通車、對設(shè)備的起重能力要求不高、對環(huán)境的破壞較小等的優(yōu)點(diǎn)。（2）缺點(diǎn)：懸臂澆筑施工法在施工過程中結(jié)構(gòu)要經(jīng)過多次體系轉(zhuǎn)換，結(jié)構(gòu)內(nèi)力變化較大，也加大了施工控制的難度。一、懸臂澆筑法概述

1、塔架斜拉扣掛法：國外采用最早、最多的大跨徑鋼筋混凝土拱橋無支架施工的方法。此法的施工要點(diǎn)是:在拱腳墩、臺處安裝臨時的鋼或鋼筋混凝土塔架,用斜拉索一端拉住拱圈節(jié)段,另一端繞向臺后并錨固在巖盤上,這樣逐節(jié)向河中懸臂施工,直至拱橋拱頂合龍，再進(jìn)行拱上立柱、橋面板施工。2、懸臂桁架法,也稱斜吊式懸澆法,此施工原理是:在施工過程中，主拱圈、拱上立柱和橋面板等同時向跨中施工,并與臨時斜拉索構(gòu)成變高度的懸臂桁架，此種方法每個循環(huán)工序都需要完成拱圈、立柱、橋面板施工，工序之間銜接緊密，且橋面板的設(shè)計因保證具有抗拉強(qiáng)度高的特點(diǎn)，如采用鋼梁。對設(shè)計和施工都提出較高的水平，在我國尚未有施工先例。懸臂桁架法（斜吊式懸澆法）塔架斜拉扣掛法二、懸臂澆筑法分類三、懸臂澆筑法（塔架斜拉扣法）主要工序（1）在兩岸分別設(shè)置扣錨系統(tǒng)，包括扣塔、錨碇、扣索等。（2）在兩岸拱腳處搭設(shè)支架，澆筑第一段拱圈。（3）安裝第一對扣索，分別在第一段拱圈上拼裝掛籃。（4）安裝鋼筋、模板，懸澆拱圈。（5）安裝第二對扣索，移動掛籃就位。（6）安裝鋼筋、模板，懸澆拱圈，如此循環(huán)完成全部懸澆塊件。（7）安裝勁性骨架，完成拱圈結(jié)構(gòu)合龍；采用吊架澆筑合龍段混凝土。（8）拆除扣錨索后，拆除掛籃。塔架斜拉扣法施工圖片鋼筋混凝土拱橋的懸臂澆筑施工——拱橋懸臂澆筑施工設(shè)備一、懸臂澆筑法（塔架斜拉扣法）設(shè)備組成主要由扣錨系統(tǒng)（扣塔、錨碇、扣索）、支架、掛籃等設(shè)備組成，掛籃是關(guān)鍵設(shè)備。塔架斜拉扣法主要設(shè)備二、關(guān)鍵設(shè)備：掛籃（1）掛籃的結(jié)構(gòu)形式主要有平行弦、弓弦式、菱形、三角形式、斜拉式等，菱形和三角形掛籃受力性能較好。（2）掛籃的承重形式按承重結(jié)構(gòu)在混凝土上、下分為上承式掛籃和下承式掛籃，實踐證明了下承式掛籃適合在拱圈上的施工及行走。（3）拱橋的掛籃則要解決較大坡度上的澆筑和行走問題。（4）白沙溝1＃拱橋掛籃設(shè)置實例。馬蹄河特大橋下承式倒三角掛籃掛籃行走系統(tǒng)模型圖白沙溝1＃大橋為鋼筋混凝土箱型拱橋掛籃設(shè)置圖片掛籃安裝

掛籃加載試驗掛籃前移一掛籃前移二三、扣塔扣塔是支承扣、錨索的塔架，是確保拱圈節(jié)段懸澆安全的重要組成部分。采用多肢空心鋼管做立柱組成的鋼管格構(gòu)式扣塔，扣塔固結(jié)于交界墩蓋梁上?？鬯?shù)目v向位移是通過調(diào)節(jié)扣錨索索力來達(dá)到容許位移要求。白沙溝1＃大橋為鋼筋混凝土箱型拱橋的扣塔錨碇是固定錨索的重要結(jié)構(gòu)物。實施中將錨碇與橋臺相結(jié)合，以減少工程量和節(jié)約投資，并根據(jù)地質(zhì)情況優(yōu)選，分別采用了重力式錨碇加巖孔錨、輕型錨碇加巖錨等錨碇結(jié)構(gòu)型式。四、錨碇

懸澆拱圈后未合龍前其節(jié)段須通過錨固于交界墩蓋梁或扣塔頂錨箱上的扣索及錨固于錨碇的錨索來穩(wěn)定?？?、錨索采用鋼絞線?？鬯鞯墓潭ǘ嗽诠叭?jié)段上，張拉端在交界墩蓋梁或扣塔頂?shù)腻^箱上；錨索的固定端在錨箱上，張拉端在錨碇上。五、扣、錨索及其錨固系統(tǒng)錨箱圖片扣錨索圖片錨具圖片扣錨索張拉圖片

利用懸澆用扣索的扣塔及扣索錨碇布置主索，再在主索上布置起吊牽引裝置，形成起吊重量較小的小型工作天線，方便拱圈施工中所需的結(jié)構(gòu)用鋼材及小型機(jī)具等材料設(shè)備運(yùn)輸。六、工作天線系統(tǒng)鋼筋混凝土拱橋的懸臂澆筑施工——拱圈澆筑及合龍工藝一、鋼筋運(yùn)輸及材料堆放

1、鋼筋可在加工場內(nèi)制作成型，通過便道運(yùn)至拱座旁，通過纜索吊機(jī)運(yùn)輸至安裝位置。2、焊機(jī)和氧割設(shè)備等必須放置在拱背上的臨時平臺上，不得放在掛籃或工作吊籃上。二、鋼筋安裝順序1、鋼筋安裝順序：底板鋼筋腹板鋼筋內(nèi)模和側(cè)模頂板鋼筋2、鋼筋安裝時注意事項：（1）應(yīng)注意拱圈底面弧長和頂面弧長的差距，并保證箍筋安裝后為徑向方向。（2）縱向鋼筋連接和箍筋連接應(yīng)符合規(guī)范。三、拱圈的鋼筋定位拱圈的鋼筋定位可以以底模為基準(zhǔn)，在拱圈的底板、腹板、頂板上都必須設(shè)置混凝土保護(hù)墊塊，必要時可設(shè)置定位角鋼，以確保幾何尺寸的正確。四、預(yù)埋件的設(shè)置1、拱上立柱的預(yù)埋鋼筋：拱上立柱的預(yù)埋鋼筋較多，應(yīng)準(zhǔn)確埋設(shè)。該處的拱背壓模應(yīng)專門制作。2、掛籃抗剪盒的預(yù)埋：為克服掛籃的下滑力，在拱圈上必須預(yù)埋抗剪盒，以便掛籃的抗剪塊插入。3、走行軌道的預(yù)埋錨筋：為固定走行軌道，必須在拱背上間隔一定距離預(yù)埋錨筋。4、拱圈頂板上預(yù)埋扣索導(dǎo)管：注意位置和傾角必須準(zhǔn)確。五、模板安裝1、第一次安裝模板時，采用纜索吊點(diǎn)直接將模板吊至掛籃上，并固定底模和側(cè)模。以后側(cè)模和底模就隨著掛籃整體前移。2、每次模板在安裝就位前，必須對表面和接縫等部位進(jìn)行清理，表面殘留的混凝土渣等必須鏟除干凈。3、為防止混凝土流淌，必須在拱背上安裝壓模。六、混凝土澆筑1、各拱段澆筑方法：一次性連續(xù)澆筑成型法，澆筑時應(yīng)左右對稱等高澆筑。2、澆筑順序：底板腹板頂板，澆筑時，頂板和底板均設(shè)置壓模，防止混凝土流淌。振搗，底板插入式振搗器；腹板，附著式振搗器與插入式振搗器；頂板，平板式式振搗器與插入式振搗器，振搗時應(yīng)避免振搗棒接觸模板和索管道。3、澆筑過程中，應(yīng)注意的檢查工作（1）檢查扣索、扣塔、扣錨是否正常。（2）檢查掛籃錨固情況是否正常。（3）觀測檢查模板與掛籃變形情況，發(fā)現(xiàn)問題及時處理。（4）檢查混凝土澆筑的對稱進(jìn)度，包括兩個掛籃的同步和一個掛籃的左右同步。七、混凝土養(yǎng)護(hù)1、夏季覆蓋麻袋淋水保濕養(yǎng)護(hù)2、冬季灑水后覆蓋麻袋、塑料薄膜養(yǎng)護(hù)，氣溫低于50C時，以帆布覆蓋后蒸汽養(yǎng)護(hù)。3、養(yǎng)護(hù)時間不少于7d。八、掛籃行走1、掛籃行走的前提：懸澆段混凝土達(dá)到強(qiáng)度、扣索索力調(diào)整完成后。2、掛籃行走的步驟：（1）在拱背安裝軌道，軌道用預(yù)埋件固定；（2）在軌道上涂抹黃油或硅脂（以減小摩擦力）；（3）設(shè)一支架固定于拱圈前端，安裝好牽引千斤頂或牽引桿；（4）解除掛籃與拱圈之間的約束，整體移動掛籃至下一節(jié)段施工地點(diǎn)；（5）安裝好固定裝置進(jìn)行下一節(jié)段施工。九、合龍工藝1、懸臂澆筑最后一個節(jié)段后，配合監(jiān)控確定是否對索力進(jìn)行調(diào)整或用拱頂千斤頂頂推法調(diào)整拱圈內(nèi)力。2、拱圈合龍前，應(yīng)至少進(jìn)行24h的溫度影響觀測，繪制“溫度—懸臂端點(diǎn)撓度”關(guān)系曲線，為拱圈合龍?zhí)峁囟刃拚罁?jù)。3、拱圈合龍段不便直接利用掛籃時，可專門設(shè)計吊架，注意避免吊架與掛籃之間的相互干擾。4、合龍段混凝土應(yīng)在當(dāng)天最低溫度時段內(nèi)進(jìn)行。5、松扣時間應(yīng)安排在混凝土強(qiáng)度達(dá)到100%設(shè)計強(qiáng)度且齡期大于96h