大桥主拱圈悬拼拱架预压施工方案

徐 虎

(贵州虎峰交通建设工程有限公司，贵州 贵阳 550000)

1 基本情况

大桥工程施工法如果按照支架类型一共有三种，分别为少支架施工、无支架施工和有支架施工。其中无支架施工主要是用缆索来装吊因为缆索吊机的吊重是有限制的，通常需要先把拱圈分段分箱的安装吊起，但是这样操作不容易对钢材拱圈的线型进行操控，在拱圈吊起之后，需要对钢板的接头部位进行焊接施工来完成连接合拢，钢材拱圈上产生很多纵向现浇湿的连接缝隙，这样以来，不能保证拱圈的整体性、受力性以及持久性。

2 工程概述

整个桥梁全长168 m，主桥为1×125 m的混凝土钢筋土箱型拱桥，其主桥主拱圈宽为7.1 m，高度为2.2 m，矢跨比1/6，净矢高23 m，单箱双室断面，悬链线作为拱轴线，拱轴系数为1.856。整个大桥采用悬拼拱架工艺施工，进行主圈建造。在施工过程中一定要采用对拱架进行预压，这样做为了保证整个大桥框架建立后的质量和持久性，预压可以检测其质量是否合格，通过预压数据可以获取预拱度的参数设置，预压是保证施工顺利进行和安全的必要措施用以往的工程施工案例作为经验，要采用水箱预压的方式来做拱架预压施工。此次大桥利用悬拼拱架进行主圈混凝土浇灌施工，对拱架预压施工在正式为主拱圈浇灌混凝土之前，为验证大桥悬拼拱架工程性能，在实际施工操作时采用水箱作为预压工程的操作方式。

计算方式遵循以下计算原则：(1)在纵向桥面平面内计算结构浓缩，横向分配模拟系数来均衡横向不均的情况。(2)小结构变形，材料线有弹性。(3)其钢管的支架不负责参与工程的操作，仅仅是作为荷载，受力体仅是贝雷拱架，贝雷接头视为铰接的梁元，所有杆件也都作为梁单元。再根据计算拱架长细比和回转的半径，从而分析出拱架整体稳定性。

3 水箱的构造

构造水箱：利用竹胶板安装在水箱的侧面和地面，外面利用安装钢材支架来加固水箱，用彩色软布黏贴在水箱的内部，连接的宽度是35 cm，用封口胶粘劳接口，用6 cm的木方固定水箱连接缝隙。水箱的横向的尺寸是7.34 cm，水箱加厚段如拱脚板位置纵向的尺寸是2.45 m，一共4个，其余位置水箱纵向的尺寸是3.74 m，一共28个，根据预压的需求的压力重量来调整水箱的储水深度。

确保预压工程实施的可靠性和安全性，要严格按照预压计算规定实施，才能操作加压和卸载。把水箱明显位置进行编号处理来保证加载程序的正确开展。

4 预压荷载集度分析

根据预压计算规定，拱圈地板6%超方，混凝土是831 t的重量，荷载预压按此重量1.3倍计算，则预压需重量：831×1.3=1 080.3 t，所以荷载预压为1 080 KN。

5 预压加载

在铺设拱圈圈底之前进行拱架加载预压，这样确保安全的浇筑拱圈，掌握准确的贝雷拱架所受的温度及荷载应该下产生的应力和变形情况，要均匀加载进行程序开展，第一次加载重量环浇筑量120%，在不同的区域浇灌工程的荷载重量也不相同，要根据各个部位不同的荷载重量进行浇灌。一层至二层的区域为加载区域横桥跟拱圈的宽度应该要一样。在加载的过程中要实时记录并检测形交和应力，在加载全部完成之后保持荷载一昼夜，观察情况，没有偏差问题确保大桥承重合格，然后进行卸载施工。

在加载完成之后，保持荷载48 h，如果没有发生异常就可以作好记录并开始卸载操作，注意卸载的顺序跟装载刚好相反，卸载时应注意记录好卸载时拱架应力的变化数据。

加载过程中，在施工过程中对加载的每个阶段都要进行观察和记录，拱架的各阶段控制及特征描述记录好，中途也可以短暂停止加载进行记录。监控并记录其应变数据和应力。

两侧的拱脚要进行标记，3L/8、L/4、L/4、L/2等点要准确做出标记及放样。

6 保障安全的措施

6.1 保障安全的制度

在预压工程施工时，要严格遵守其工程的相关制度和法规，这样可以把施工过程中发生安全事故的概率降到最低，并依据相关规定，要制定出明确的施工标准，专人负责执行制度监管。并且在工程施工操作中严格规范且执行以上规程和制度。

6.2 技术保障

(1)在加载施压的施工操作中，要时刻观察监测拱架的轴线偏移以及高程的变化。

(2)在实施预压工程时，要严格遵守计算规程，时刻观察数据，并与其设计数据进行比较，如果产生了较大的数据偏差要及时发现原因并解决，要停止继续加载，待问题查清楚之后并妥善处理才能够就加载施工。

(3)在预压施工的各个阶段都离不开现场工作人员、工程师、监督人员的紧密配合，相互协作进行数据测算、记录才能随时了解拱圈应力的变化周期。

(4)在预压施工现场的工人和工程师都要经过开工前的培训，进行技术交底，要保证所有工程施工的操作人员都清楚了解预压操作的流程和施工注意事项。

6.3 其他保障

在预压时要尽量模拟出实际施工时浇筑混凝土的速度实施加载操作；

严格控制预压施工时的操作人数，尽量控制三人以下，严禁与预压施工操作无关的人员靠近现场上拱架；

要做好预防水箱爆裂、漏水等意外发生的措施，为了保证预压操作的顺利进行，做好加固水箱的措施，完善工程质量，为大桥建造做好基础参考。

进行预压施工过程要保证施工操作现场以及人员环境的安全，一切施工都要以安全为前提，施工之前检查好所有防护绳索，一些施工设备都要按照规程实行，安全钢丝绳不与拱架锁扣浪封锁发生任何结联，同时安排专人负责观察拱架两侧风索安全情况。

在地形复杂区域，岩性交错地带，要准确专业的判断岩性级别，做出相应措施。在裂缝发育地带，要准确分辨出裂缝水丰富的区域，准确定位水量位置和大小。在进行数据采集时，受影响因素比较多，例如灌水程度、要量的多少和炮孔施钻的位置、角度等都会对采集数据的精确度有着或大或小的影响，要做好预期。在最后施工结束后要分析当地地质资料获取一些资料进行对比分析，这样才能够取得更准确的地质资料数据。

7 结束语

大桥拱架水箱预压加载在2019年06月28日上午10∶00开始施工，2019年07月02日早05∶20分完成加载施工。加载过程中，6月30日08∶00因大雾天气暂停施工加载，加载总时长91.40 h，持续荷载35 h之后开始施工卸载。在预压施工过程中，拱顶的最大降值是11.5 cm，其最大的横向偏位是4.9 cm，横向偏位是0.4 cm。此次预压施工达到了预期目的，验证了大桥拱架的承受力性能，消除了拱架因非弹性变形，获取了拱架预拱度的设置数值。整体预压施工成功。工程施工证明，大桥拱架的横向稳定性以及自身强度性能都能够满足此次施工的需要，并且其刚度比较大，在浇灌主拱圈混凝土生成强度的过程时，没有对主拱圈混凝土有太大的扰动，这样利于建立有强度的主拱圈混凝土。一次成功的施工操作，离不开各部门的紧密配合以及各个规章制度的严禁制定，其所有参与施工人员要严格遵守法规法律，按照施工规范施工，这样才能把工程施工过程中存在的风险降到最低，保证施工成功完美并且施工安全。