混凝土拱桥施工技术要点分析

2022-12-12李变晓

交通世界 2022年28期

李变晓

（中建路桥集团有限公司，河北石家庄 050000）

0 引言

混凝土拱桥是一种应用较为广泛的桥梁结构，与箱梁桥相比，拱桥施工的复杂程度更高。为确保混凝土拱桥的整体质量，应了解并掌握相关的施工技术要点，并合理运用于实际工程当中，从而确保混凝土拱桥能够按质、按量、按时完成。本文对混凝土拱桥施工技术要点进行分析论述。

1 工程概况

某桥梁工程总体长度为55m，桥面宽度为10.5m，采用预应力肋板梁，6～10#桥墩支承在箱形拱上，该箱形拱采用的是单箱双室结构。拱座处桩基的桩径均为1 500mm，墩柱为空心薄壁墩。

2 混凝土拱桥施工技术要点

2.1 围堰施工

本工程中，围堰采用内外搭设钢管架的方法施工，为使围堰的作用得以充分发挥，要确保钢管架的整体质量。具体的施工要点如下：

（1）钢管的底端要作用于持力层上，并保证钢管竖直，当钢管架形成整体后方可围堰，在搭设好的钢管架内外两排间填充袋装黏土。

（2）围堰分为两次，第一次在中间部位，施工完毕后，可对第二排钢管柱施工，第一次围堰的拆除必须在第二排钢管柱施工完毕后进行，将沿着拱桥纵向的堰体拆除即可，不需要拆除沿拱桥横向的堰体，可将之作为第二次围堰的堰体使用。

（3）当第二次围堰抽水后，可对第一排和第三排钢管柱施工，在围堰施工过程中，若出现渗漏的问题要及时补漏，避免对施工造成不利影响。

2.2 基础与承台施工

2.2.1 开挖基坑

在基坑开挖的过程中，针对覆盖层相对较浅的基础，用挖掘机将表土和风化层全部挖除。覆盖层厚度达到10m以上的基坑，采用分台阶的方法开挖并放坡，台阶按5.0m一阶设置[1]。

2.2.2 基础混凝土

（1）本工程中，基础混凝土一次性完成浇筑，施工中水泥会产生出较高的水化热，为防止混凝土早期开裂，依据水化热的计算结果，布设散热管，浇筑过程中向散热管内注入冷水，以此来达到降温的效果。

（2）基础混凝土施工要保证连续不间断，采用分层的方法浇筑，在钢筋网内设置人孔，以插入式振捣棒对混凝土振捣密实。

2.3 拱座施工

2.3.1 模板与钢筋

（1）拱座模板可以采用定型钢模，按照设计要求制作加工，保证拼接缝的严密，防止漏浆。使用前，将脱模剂均匀涂刷在模板与混凝土的接触面上，清理基层表面，去除各种杂物，准确测放出轴线和模板边线，以及水平控制标高，并用水泥砂浆对模板底口找平。按顺序将模板就位并牢靠固定，安装好纵横龙骨及支撑体系，清理模板内部的杂物，随后将清理口封闭。

（2）受力钢筋以焊接的方式连接，也可搭接绑扎，确保搭接长度与规范要求相符，接头部位要相互错开，将钢筋固定，避免混凝土浇筑时，钢筋移位[2]。拱座与拱肋接触部位的预埋钢筋，要通过测量精确定位，由于拱脚预埋钢筋为悬空状态，所以在绑扎拱座钢筋时，要先设置支撑骨架。为避免混凝土浇筑时骨架变形，应确保其具备足够的刚度和强度。

2.3.2 灌注混凝土

（1）灌注拱座混凝土前，要对预埋钢筋的位置加以复核，看是否准确。检查模板的尺寸，看是否与设计要求相符，拉杆锚固是否可靠，确认无任何问题后，便可开始灌注。

（2）本工程中，拱座采用的是强度等级为C40的混凝土，因混凝土面积较大，所以需要按大体积混凝土的施工技术要求操作，拌制混凝土时，加大粉煤灰掺入量，减少水泥用量，达到降低水化热的目的。

（3）以分层的方法浇筑拱座混凝土，每层的浇筑厚度控制在30cm以内，通过插入式振捣棒振捣密实，振捣棒的移动间距为作用半径的1.5倍，不得超出，单点的振捣时间以30s左右为宜，快插慢拔，避免碰触钢筋和模板[3]。因拱座混凝土的面积比较大，所以要保证混凝土的生产速度达到要求，确保拱座内的混凝土布料均匀，防止出现侧压力损坏预埋件。

（4）拱座大体积混凝土施工中，为确保质量达标，可采取如下措施：对混凝土的配合比优化设计，准确计算出粉煤灰的掺入量，并掺加适量的缓凝剂，在减少水泥用量的前提下，降低水化热，防止早期开裂；在结构内布设冷却水管，通入循环水降温；浇筑后及时养护，采用覆盖加洒水的养护方法。

2.4 拱上立柱施工

（1）由专业的测量小组，依据图纸在现场准确测放出墩柱的中心线，随后对桩底标高加以复测，并完成墩柱施工支架的搭设；在桩顶预留的钢筋上套好箍筋，以焊接的方式相连接，接头部位要错开布设，墩柱竖筋的上端与施工支架临时固定，检测竖筋的垂直度，看偏差是否在规范标准的允许范围内，若是超出，则应采取相应的措施纠偏，确保垂直度合格；以施工图纸为依据，在竖筋上将箍筋的绑扎位置准确标出，绑扎过程中，每一圈箍筋应取8等分点，随后将箍筋与墩柱竖筋牢固绑扎到一起；按从上向上的顺序，将箍筋与竖筋绑扎固定，绑扎箍筋时，可在竖筋外侧设置垫块，以此来确保钢筋保护层的厚度达标。

（2）为使墩柱的外观质量达到规定要求，在施工过程中，选用定型钢膜，依据模数设计墩台模板，以便组合成适用于不同墩柱形状的模板。加工制作好的模板，在拼装前要对质量严格检验，确认合格后，方可按照图纸要求现场拼装。为确保支撑牢固可靠，选用钢支撑，通过顶拉相结合的方式对模板加固，要在内模与外模之间设置支撑，以此来确保墩身壁厚达到设计要求。支立模板前，可先将脱模剂均匀涂刷于模板内侧，涂刷完毕后，应检查有无漏刷的部位，如果有，则应及时补刷。按之前测放好的墩柱中心线和墩底标高，将模板支立到设计墩高，支立完毕后，检查轴心，看偏差是否在允许范围内，若是超出，则应及时调整，以免影响墩柱的质量。为避免混凝土浇筑过程中，模板出现倾斜的现象，可以用钢缆将模板拉住。

（3）当钢筋及模板施工完毕后，经现场监理工程师检查验收，确认质量合格，便可进入混凝土浇筑环节。正式开始浇筑前，要先将施工机械设备布设在支架的工作台面上，向基础顶或是拱座顶的混凝土表面洒水润湿，控制好洒水量，不宜过多，以免造成积水。混凝土浇筑的过程中，为降低下落速度，可采用导管或串筒，以有效防止混凝土离析。通过导管浇筑时，要控制好堆积高度，不宜超过100cm，以人工入模的方式辅助混凝土浇筑，加快施工速度，提高浇筑质量。浇筑立柱混凝土时，应一次性完成，不留施工缝，较高的墩柱可以采用分段浇筑的方法，每次的浇筑高度控制在10m以内，按设计加载要求，对拱上立柱的分节段浇筑高度合理确定。

（4）在对拱上立柱施工时，由于是高空作业，加之拱肋本身存在一定的坡度，应保证施工支架的结构稳定性，并在拱肋施工时埋设好用于支架固定的构件，采用均衡布置的方法搭设支架，确保支架上所有的支点均匀受力。支架下端作用于拱肋的预埋件上，以剪刀撑连接支架，提升整体性。

2.5 盖梁施工

（1）钢筋加工的过程中，应严格按照图纸中给出的钢筋型号、直径、级别、数量以及长度等指标加工，做到长短搭配，减少接头，避免造成钢材浪费；钢筋采用双面搭接焊的方法连接时，焊缝的长度应符合规范要求。在焊接作业正式开始前，要先试焊，确认合格后，按试焊时的工艺参数开展焊接作业。箍筋采用点焊的方法连接，受力钢筋的接头设置在内力较小的位置处，错开布设，接头的间距不小于搭接长度的1.3倍，处于同一截面内的受拉钢筋接头，截面应小于配筋总面积的50%[4]。

（2）盖梁模板为胶合板，在侧模上设置对拉螺栓固定，螺栓的纵横向间距均为0.5m，每隔1.5m设置钢管斜撑，要保证支点牢固可靠，斜撑均设置在承重支架上；盖梁的底模设置两道木板格栅。模板与钢筋按一定间距设置混凝土垫块，确保主筋保护层的厚度达到设计要求；模板分为两个阶段拆除，先拆除侧模，当混凝土达到100%的设计强度，并在张拉和孔道压浆完毕后，再拆除底模。

（3）盖梁混凝土选用的是商品混凝土，运至现场后，以泵送的方式入模。为减少气泡的产生，在混凝土制备时，可掺入适量的外加剂，以改善混凝土的性能；选择原材料时，要保证砂石的产地相同，水泥的规格一致，按整体一次性完成盖梁浇筑，不设置施工缝。浇筑过程中，从盖梁两侧悬臂段向中间位置处进行，防止混凝土离析。

2.6 台身台帽施工

为减少施工接缝的数量，使桥台的外形更加美观，在本工程中，对台身及台帽施工时，采用一次浇筑成型的施工工艺，模板一次性安装到位，混凝土灌注至台身顶面，整体吊装台帽钢筋骨架，完成台帽混凝土浇筑，具体的施工要点如下：

（1）选用喷塑板木模，加工时，对精度严格控制，增大模板的刚度，用钢管作脚手架；钢筋在车间下料，按设计要求加工制作，运至现场后绑扎成型。台帽钢筋整体绑扎、吊装。

（2）混凝土分层灌注，分层振捣，每层厚度不超过30cm，用插入式振捣棒振捣密实，振捣完毕后，达到内部密实、外部光滑的效果[5]。施工台帽时，按设计要求布设预埋件，对标高、尺寸严格控制。

2.7 拱肋施工

（1）拱肋施工前，先平整场地，并对地基基础加以处理，具体要求如下：按拱肋支架设计图，对布设范围内的场地平整压实，支架采用扩大基础，下设木桩，按50cm的间距布设，因钢管柱基础为受力构件，所以要按照主体工程的质量标准施工，保证承载力符合规范要求[6]。

（2）在平整后的地面上，准确测放出单条拱肋的中心线，随后沿着顺桥轴线方向，拼装钢管支架，间距控制在60cm，并在纵桥向路面布设斜向加固杆，底部与顶部分别设置一道水平杆。

（3）在支架顶部铺设拱肋底模前，将跨中预抬升90mm，不对拱肋支架预压，这是由于拱式结构与梁式结构存在差异，支架只要有足够的强度即可，是否变形并不会影响到拱肋的质量及受力情况[7]。在本工程中，拱肋混凝土分两次浇筑，以减轻支架承受的荷载，首次浇筑完毕后，当混凝土达到一定强度时自身便可受力，能够减轻支架的负担。

（4）拱肋混凝土按规范要求操作，当抗压强度达到2.5MPa时，便可将侧模拆除，操作时，不得硬撬，防止对混凝土造成损伤[8]。