缆索扣挂悬臂浇筑主拱圈施工工艺及适用范围分析

袁华强

摘 要： 结合工程实例，对缆索扣挂悬臂浇筑主拱圈施工工艺进行了总结与分析，包括圈的砌筑施工、缆索吊装系统施工、拱架构造、拱架拼装等方面，提出了缆索扣挂悬臂浇筑的适用范围，确保桥梁工程的施工质量，提高桥梁的使用寿命。

关键词： 缆索扣挂;悬臂浇筑主拱圈;施工工艺;适用范围

【中图分类号】U445.466     【文献标识码】A     【DOI】10.12215/j.issn.1674-3733.2020.33.103

1 工程概况

谋跨河桥梁工程为圆弧线拱式连拱拱桥（5跨双幅，桥梁全长52.50m，宽28.90m）。该拱桥线形简单，施工方便，其上部结构采用圆弧无铰板拱，拱圈为C30钢筋混凝土结构，拱轴线为圆弧线。拱圈厚度（等截面）40cm，边孔内半径2.61m，拱圈夹角123.9o，净矢高1.38m，第二孔内半径4.25m，拱圈夹角123.9o，净矢高1.38m，中孔内半径6.8m，拱圈夹角123.9o，净矢高3.60m。下部结构桥墩采用承台，桥台采用重力式桥台，基础为钻孔灌注桩，桩径均为1.0m。

2 施工特点

首先是施工的方法的选择。本工程的施工方法较为简单，并且有良好的稳定性，能够满足工程安全施工的要求;其次是施工中使用到的材料和设备比较常见，一般情况下很容易买到，并且施工期间可以很方便的安装和拆卸拱架。最后，施工期间采用分部和分时段的方式进行五跨拱圈的施工。这样可以减少施工中的设备投入，让钢筋混凝土顺利完成结合。同时，这样还能让施工中的各个工序顺利地衔接在一起，可以实现多个平面同时施工，从而完成减小施工的成本。

3 缆索扣挂悬臂浇筑主拱圈施工工艺

3.1 拱圈的砌筑施工

在支架上砌筑或就地浇筑施工上承式拱桥一般分三个阶段进行。第一阶段施工拱圈或拱肋混凝土 ，第二阶段施工拱上建筑，第三阶段施工桥面系。在拱架上砌筑的拱桥主要有石拱桥和混凝土预制块拱桥。石拱桥按其材料规格分有粗料石拱、块石拱和浆砌片石拱等。拱圈放样与备料。粗料石拱圈的拱石要按照拱圈的设计尺寸进行加工。为了能合理划分拱石，保证结构尺寸准确，通常需要在样台上将拱圈按1：1的比例放出大样，然后，用木板或锌铁皮在样台上按分块大小制成样板，进行编号，以利加工。在划分拱石时需注意：左右两批拱石间的砌缝横贯拱圈全部宽度，并垂直于拱圈中轴，成为贯通的辐射缝。上下两层拱石的砌缝为断续的弧形缝，其前后拱石间的砌缝则为断续的、与拱圈纵轴平行的平面缝。两相邻拱石的砌缝必须错开，其距离应不小于100m，以利于拱圈传力和具有较好的整体性。拱圈的砌筑。跨径小于16m的拱桥，当采用满布式拱架施工时，可以从两拱脚同时向拱顶一次按顺序砌筑，在拱顶合龙;跨径小于10m的拱桥，预加压力砌筑是在砌筑前在拱架上预压一定重力，以防止或减少拱架弹性和非弹性下沉的砌筑方法。它可以有效地预防拱圈产生不正常的变形和开裂。预压物可采用拱石，随撤随砌，也可采用砂袋等其他材料。砌筑拱圈时，常在拱顶须留一龙口，最后在拱顶合龙。为防止拱圈因温度变化而产生过大的附加应力，拱圈合龙应在设计要求的温度范围内进行。

3.2 缆索吊装系统施工

缆索吊装系统，是本桥进行拱架拼装的关键设备。缆索吊装系统设计跨径140.48m，跨中最大吊重垂度8.75m，安装垂度3.5m，设计吊装重量20.5吨;主索选用φ52（6×37）的钢丝绳，起重索采用φ21.5（6×37）钢丝绳，走四线;牵引索采用φ24（6×37）钢丝绳，公称抗拉强度为1870Mpa。缆索吊装系统按照常规吊装方法施工。

3.3 拱架构造

贝雷梁拱架由贝雷梁、异型贝雷梁、小支撑架、大支撑架、平面联系、拱脚节段（端桁架）、拱铰、临时拱座组成。异型贝雷梁是为了适应拱圈的曲线，在贝雷梁节段之间采用上大下小的异型贝雷梁，实现贝雷梁由直线向曲线变化，其材质和加工工艺与标准贝雷梁相同。

拱脚节段是贝雷梁拱架的起步节段，其加工的长短是根据贝雷梁拱架的拼装长度确定，为一次性构件，拱脚节段一端与贝雷梁拱架连接，另外一端与拱铰进行焊接，由于拱脚节段处在拱架的端头，也称端桁架。拱铰采用钢管，在钢管内灌注混凝土，在拱架拼装的时候，悬拼的贝雷梁拱架通过拱铰沿着铰槽发生转动，拱架拼装合拢后，把端桁架上下弦与预埋的型钢构件连接，拱架也由拼装阶段的两铰拱变成无铰拱。临时拱座为拱架的支撑结构，采用和永久拱座同样的混凝土标号，并一起浇筑完成。

3.4 拱架拼装

拱架采用悬臂拼装的方式进行，用缆索吊吊装贝雷梁节段或者异性贝雷梁，在端桁架的基础上，不断向前拼装，拼装过程中采用临时扣索对已拼装节段进行扣挂，直至拱架合拢;扣索采用直径为21.5的钢丝绳;扣索绕过索塔顶端锚固在锚碇上。安装端桁架。端桁架作为拱架拼装的起步段，它的定位是否准确稳固对拱架能否成功拼装有至关重要的影响;首先端桁架在施工现场与拱铰的钢管进行焊接，上好横断面以及顶底平面的横向联系，用缆索吊通过扁担梁整体提升放入临时拱座上的铰槽内，扣挂临时扣索;其他节段的拼装。将首节段安装就位后，随即安装以后节段，起吊后，用浪风绳调整半幅拱架的横向位置，与前面节段进行销接，并张拉扣索（或临时扣索），在安装下一拱架节段前，前一拱架节段需安装完成，并上好顶底面的横向联系及支撑架;在拼装过程中两岸对称进行;合拢段安装。在拱架拼装过程中，由于受扣绳弹性模量、新旧程度、松紧程度的不一致，以及构件的安装误差、加工误差等多种复杂因素的影响，拱架合拢时，难免与施工设计图有一定误差，那么合拢口的尺寸和异型贝雷梁尺寸存在差异，因此拱顶合拢段的异型贝雷梁需要根据合拢口的尺寸进行现场焊接。合拢时请有资质的加工厂家到现场加工以保证合拢效果。

4 适用范围

在施工跨越山谷或者跨越水道的拱桥时，采用传统的支架施工法存在很多不便之处，例如基底情况不明，施工支架基础困难，支架过高风险大等，而贝雷梁拱架法本身为无支架法施工，不良地质或桥高等问题不能制约这种施工方法，适用范围非常大。因此，在施工类似地形地貌的混凝土拱桥时，贝雷梁拱架法非常适用。

5 结语

通过对主拱圈的施工工艺及适用范围进行分析，對于拱桥的施工比较方便，能够有效提高桥梁主拱圈的施工质量，提升桥梁的整体刚度，并避免了预制安装形成的接缝等问题，促进我国桥梁工程的发展。

参考文献

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