箱型拱桥主拱圈悬拼拱架现浇施工关键技术研究

向海涛

巴东县厚德开发有限公司

箱型拱桥主拱圈悬拼拱架现浇施工关键技术研究

向海涛

巴东县厚德开发有限公司

山岭重丘区地形起伏大，路线多跨越深谷、河流，在同类桥型中换桥具有自身结构优势而被广泛运用。但是，由于沟谷较深或流水湍急，给主拱圏施工设置了天然障碍，导致常规落地式满堂支架施工工艺已不适用，悬拼拱架施工技术应运而生。根据拱圏结构形式选择悬拼换架结构形式及材料组成，合理设计拱架悬拼扣挂系统，准确控制悬拼拱架的轴线，快速、安全地完成拱架拼装是悬浇拱團施工的关键。

拱桥；主拱圏；悬拼换架；浇施工关键技术

1 钢拱架悬臂拼装过程施工控制

1.1 节段拼装施工过程

节段吊装步骤：1)钢拱架移到起吊位置进行拱架组拼。2)缆索吊起吊已拼装好的节段，扣好扣索和缆风索，利用缆吊将节段调整就位。3)安装拱架下弦铰接头销轴、上弦法兰钢板螺丝，然后松开起吊点，将节段受力传递给扣索。4)安装横向缆风索，并利用它进行横向偏位调节，增强钢拱架吊装过程中的横向稳定性。缆风索在主拱圈浇筑完成后卸除。5)按计算扣索索力调整各扣索索力，使钢拱架的空间位置尽量达到设计预抬位置。6)复测拱架位置，有偏差及时调整；复测上下游两侧的扣索索力，尽量保证扣索力相近；锚固好扣索后锚。

1.2 钢拱架拼装过程施工过程模拟

采用斜拉扣挂施工钢拱架，并对钢拱架拼装进行计算，其中扣索索力和每节段预抬量为计算核心。

采用弹性连接－刚性支撑即斜拉扣索“一次张拉”的方法，通过计算确定初张索力和预抬量，避免索力和标高的反复调整，降低拱架悬拼施工风险。钢拱架弦杆、竖杆、斜杆均采用空间梁单元模拟，扣索采用桁架单元模拟，上弦法兰钢板连接采用同节点刚性连接模拟，下弦销轴采用梁单元并释放杆端弯矩模拟。

1.3 钢拱架拼装过程施工过程监测

(1)应力监测。在钢拱架吊装、预压、箱拱浇注施工过程中，为考察钢拱架的受力情况，对拱架控制截面的应力进行监测。

(2)变形监测。施工前，在钢拱架前段焊接配套螺帽，每个节段端头位置布设小棱镜，使用全站仪对钢拱架线形进行实时监测，并在拱架关键位置固定棱镜，吊装过程中不间断地对拱圈固定位置进行竖向和横向变形监测。遇到钢拱架线形偏离理论线形时，通过调整扣索索力、张拉缆风索等手段，配合应力监测，调整钢拱架线形，以达到理论线形。

(3)主塔偏位监测。该桥采用斜拉扣挂施工方法，扣塔和吊塔合于一塔，主塔的偏位监测非常重要，不仅关系到结构安全，也关系到钢拱架拼装线形。在主塔顶部设置4个棱镜，跟踪施工过程中，检测主塔纵桥向偏位和整体受扭状态，并及时进行调整，保证主塔偏位在控制范围内，同时保证钢拱架线形质量和施工安全。

1.4 加载试压

为了解拱架在外界荷载作用下的应力、形变与位移状况，需在底模安装前开展加载试压，试压与设计施工加载的程序应保持一致。试压加载共分为三期，一期试压加载重量等于底板重量和20%肋板重量的总和，二期试压加载重量为底板重量和20%肋板重量的10%，三期试压加载重量为底板重量和20%肋板重量的10%。一期加载后持续监测一昼夜；过后实施二期加载，同样监测一昼夜；三期加载与二期加载相同。虽然试压加载分三期进行，但实际情况中需对试压的结果进行不间断监测，尤其是在荷载超出50%之后，对监测得到的数据进行分析和处理，以此验证实测数据是否与理论值相符。

1.5 拱圈现浇模板安装

加载试压完成且合格后，拆除所有临时支架。然后铺设木方作为模板的底梁，再敷设黑板作为模板的底模。由于通过试压，拱架充分变形，非弹性形变已经完全消除，又因临时支架较轻，所以此时可直接忽略变形造成的影响。因此，可根据卸载至一期荷载时的支架挠度观测值对预抬标高进行控制。

2 浇筑施工与加固

2.1 混凝土的浇筑

由于加固部分截面较小，为保证混凝土的质量，施工过程中应加强振捣。在下料时，应用铁锤轻敲模板外壁，以使混凝土在中间不被隔断，并且以此方法检查已浇筑混凝土部分是否饱满。振捣时以小直径插入式振捣棒振捣为主，对于拱脚段整体模板底面采用高频附着式震动器振捣。

2.2 拱上立柱盖梁、跨中段拱腹粘贴钢板加固

在粘贴钢板加固前，用角磨机打磨粘贴钢板区域混凝土表面2～5mm厚的表面砂浆，露出结构坚实的混凝土，并形成平整的粗糙面。当表面不平整时，应用整角磨机打磨平，再用钢丝刷刷毛，剔出表面疏松物；对盖梁侧边及拱肋混凝土崩边、剥落等表面缺陷，清除表层疏松层，用丙酮或酒精清洗干净之后，用环氧砂浆修补找平。

按照放线定位→钻孔→清孔→注胶→植埋钢筋(螺杆)工序进行施工。放线定位需根据图纸准确定位钻孔，确保孔中心位置符合设计要求，如果孔位与原结构钢筋位置重合，可将钻孔位置在5cm范围内稍作移动；钻孔应根据设计孔径选择钻头并在定位标记处钻孔，孔深须满足设计要求，施工中应防止孔洞偏斜，保持钻杆与基面垂直；清孔用硬鬃毛刷清理，再用高压干燥空气吹孔底，分三次进行，使孔位清洁干净并用有机溶剂对孔眼进行清洗，确保孔内的干净、干燥；将锚固胶的A、B组分按4：1(重量比)的比例调配均匀，根据实际施工情况确定用胶量的大小，一次调配量宜≤1000g。植埋钢筋(螺杆)前应对钢筋(螺杆)表面除锈，将螺杆插入孔内并旋转，用油灰刀拾尽孔口外流的胶液，固定螺杆并使螺杆垂直于梁底，严禁敲打调直。

野三关大桥结构稳定，质量可靠，对于悬拼拱架技术的运用十分到位，工程也因此收获了良好的社会与经济效益。从缆吊安装、钢拱架拱座、拼装钢拱架等环节深入剖析了悬拼拱架技术的要点，为类似工程提供可靠的参考和借鉴。

[1] 左卿.箱型拱桥主拱圈悬拼拱架现浇施工关键技术研究[J].交通建设与管理，2015(Z2)：151-152，155.

[2] 杨杰.悬拼钢拱架现浇大跨度拱圈施工实例探讨[J].交[3]通建设与管理，2014(20)：83-85.