上承式连拱拱桥施工技术

张 子 杰

(中铁十四局集团第一工程发展有限公司，山东 日照　276826)

1　工程概况

新泰市滨湖新区榆山路桥桥长348 m，桥宽38.0 m。其中主桥上部结构为五跨连续的上承式拱桥，跨径组合为28 m+42 m+50 m+42 m+28 m，总长190 m。主桥纵向主体结构由两个曲杆梁和三个连续的拱圈组成，拱圈为钢筋混凝土结构的板拱，曲杆梁采用预应力混凝土结构的板式断面；拱圈及曲杆梁上设置立柱，立柱为钢筋混凝土墙式结构；立柱顶面设置30 cm厚的整体现浇桥面板。主桥P5,P6墩采用群桩基础，P4,P7墩采用扩大基础。拱桥立面布置图见图1。

2　设计思路

考虑榆山路桥的景观效果，主桥设计采用了五跨连续的上承式拱桥，中间三跨为混凝土连拱结构，两侧半拱(曲杆梁)为预应力构件，通过预应力在曲杆梁体内产生较大轴力，平衡中跨的水平推力，使其满足受力要求。

3　拱桥施工重难点

3.1　深基坑施工

P4，P7墩为平衡水平推力设计采用扩大基础，基底设置为倾斜面，坑底面积为23.0 m×38.0 m，长方形布置，开挖深度在7.80 m～10.20 m，且处于以前的老河床上，开挖前要充分考虑降水防护方案，大体积混凝土的浇筑方案要考虑水化热的影响，浇筑后养护方案。

3.2　拱桥上部结构施工

上承式连拱拱桥结构新颖，要研究确定拱圈的施工方案；合龙段浇筑前后拱圈稳定性；拱圈立柱施工方案；支架拆除方案。拱桥施工工艺流程图见图2。

4　重难点工序实施

4.1　P4,P7深基坑施工要点

4.1.1基坑降水

P4,P7桥墩基坑地下水位丰富，开挖深度大，为有效降压降水，建立独立管井降水系统。基坑周边布置降水井14眼，井径0.25 m，井间距为12 m左右，井深15 m。

4.1.2基坑开挖防护

根据地质勘察报告资料，地层自上而下为：①层杂填土0.5 m;②层粗砂5.5 m～5.7 m;③层全风化花岗岩0.40 m～1.40 m;④层强风化花岗岩0.30 m～10.0 m;⑤中风化花岗岩;⑥微风化花岗岩。根据《公路桥梁施工技术规范》基坑坑壁坡度[1]，基坑开挖分区分段防护，“横挖法”施工，每层开挖深度不大于3 m，每3 m设置一个1 m宽的平台，如此交替进行，直至基坑开挖完毕。

4.1.3扩大基础混凝土浇筑

榆山路桥P4,P7扩大基础C30混凝土方量分别为7 866 m3,6 292 m3。大体积混凝土容易产生裂缝，从原材料的选择，混凝土的施工配合比的设计，浇筑方案的选择等方面考虑，确定P4扩大基础分四次浇筑，P7扩大基础分三次浇筑，每层大约2 000 m3。

浇筑完成后立即对混凝土采取蓄水保温。蓄水保温时，混凝土内部的最高温度不宜高于75 ℃，养护温度与混凝土表面温度的差值不大于15 ℃，根据埋设的测温管测设的温度，混凝土内部最高温度47 ℃，养护温度与混凝土表面温度的差值12 ℃，两个指标均在范围内[1]。

4.2　拱圈的施工

4.2.1跨平阳河处2号拱圈地基处理

2号拱圈跨平阳河，又处于雨季施工，上游金斗水库会不定期进行泄洪，根据河流的流量及底部地质情况，对跨平阳河2号拱圈地基采用组合支架的方法，下部布设钢筋混凝土板墙8道，中间敷设H型钢，上部用碗扣支架布置，既保证了基础的稳定性，又满足了排水问题。

4.2.2拱圈混凝土的浇筑方案

按《公路桥涵施工技术规范》要求[1]，拱跨较小的拱圈或拱肋，应按拱圈的全宽从拱脚向拱顶对称地连续浇筑混凝土，并在拱脚混凝土初凝前全部完成。跨径较大的拱圈或拱肋，应沿拱跨方向分段对称浇筑，分段位置以拱架受力对称、均衡和变形小为原则，分段位置宜设置于拱脚处、拱圈的1/4拱跨部位及拱顶处，确定分段位置。按照同济大学设计院最初提供的拱圈施工建议共分5段浇筑，每端拱脚长度6 m左右分为1段，剩余长度分为3段。各分段点预留宽度为1 000 mm的间隔槽，各段的接缝面与拱轴线垂直。

拱圈分段浇筑示意图见图3。

浇筑的顺序为：

1)→2)→3)即：

1)浇筑中间三个节段的混凝土；

2)浇筑三个节段的间隔槽混凝土间隔槽长度为0.5 m～1.0 m；

3)浇筑拱脚处的分段混凝土。

为保证拱圈整体性，同济大学设计院对拱圈浇筑方案进行了方案优化，拱圈共分3段浇筑，分段位置设置在拱圈的1/4拱跨部位，拱顶浇筑完成后，浇筑两拱脚至1/4拱跨部位，最后浇筑预留间隔槽，优化后拱圈浇筑采用对称浇筑的方法。优化后拱圈分段浇筑示意图见图4。

拱圈预留的间隔槽施工时，间隔槽位置的钢筋焊接要在分段混凝土浇筑完毕，并达到一定的强度后进行，间隔槽的接合面要与拱轴线垂直，间隔槽的浇筑，要待拱圈分段混凝土浇筑完成，强度达到设计强度的85%，间隔槽的接合面要按照施工缝的处理方法进行，即混凝土表面凿毛冲净，再将接槎面用水湿润再涂薄薄的一层1∶1水泥砂浆。拱圈合龙温度控制在5 ℃～15 ℃之间。合龙段浇筑前后要对拱圈进行监控测量，确保拱圈的稳定性。

拱圈采用三节段的施工方法，减少了一定数量的施工节段，整体性良好，各阶段在合龙前后经过监控量测未出现位移及标高的变化，稳定性良好。

4.3　立柱的施工

为保证拱圈的稳定性及避免产生偏心受压的情况，三个连续拱圈和两个曲杆梁上的立柱同时施工，单个拱圈和曲杆梁上的立柱对称浇筑施工。首先施工拱顶立柱，然后自拱顶往两侧对称进行立柱的施工，直至拱脚立柱施工完毕。根据同济大学设计院《榆山路桥施工图设计》拱上立柱按照拱顶至拱脚的加载程序均衡、对称加载进行，如图5所示。

拱上立柱现浇施工顺序：

浇筑6号立柱；

对称浇筑3号，9号立柱；

对称浇筑4号，8号立柱；

对称浇筑2号，10号立柱；

对称浇筑5号，7号立柱；

对称浇筑1号，11号立柱。

4.4　拱圈支架的拆卸[1]

主拱圈混凝土最低强度达到设计的90%后，即进行主拱圈脱架。由于拱架设计中采用可调托撑来调整标高和落架，落架点多，落架施工技术难度大。根据计算分析，确定卸架原则：纵桥向从拱顶向拱脚对称逐排卸落，横桥向必须同时均匀卸落，最后使拱圈下底模全部脱离混凝土面为止，形成裸拱主拱圈完全受力。拱圈支架卸落的过程中，应配合施工进度随时观测拱圈、拱架及墩台的位移变化情况，并详细记录，如发现异常，应及时分析原因，采取相应措施。

4.5　桥面板的施工

桥面板采用整体现浇钢筋混凝土板。拱上立柱达到设计强度后，进行支架搭设，支架施工严格按照施工技术规范。为了保证主拱结构在现浇桥面板过程中的安全及稳定，须确保在现浇桥面板的任何阶段，主拱圈的任何截面不出现大偏心受拉应力。现浇桥面板时纵向上要求以拱顶为对称轴，分左、右半跨对称进行施工；横向上要求以拱的纵向中心线为对称轴进行对称施工。

5　结语

新泰市滨湖新区榆山路桥主桥已经顺利完成并通车运营。在施工过程中请教相关专家、积极探索、勇于创新、经验积累，对上承式连拱拱桥的施工技术形成了一套完整的施工体系，能够为以后类似的拱桥施工起到借鉴的作用。