现浇混凝土拱桥主拱圈浇筑施工方法优化

左军海

（中国十七冶集团有限公司，安徽 马鞍山 243000）

0 引言

随着城市化进程的加速，桥梁建设成为现代城市建设不可或缺的一部分。现浇混凝土拱桥作为一种常见的桥梁类型，其主拱圈浇筑施工方法一直是桥梁建设中的难点和瓶颈。主拱圈浇筑施工是整个拱桥施工的核心环节，直接关系到桥梁的安全和质量。然而，目前主拱圈浇筑施工存在施工难度大、施工效率低、施工质量不稳定等问题，严重制约了现浇混凝土拱桥的建设和发展。因此，对现浇混凝土拱桥主拱圈浇筑施工方法进行优化，提高施工效率、降低施工难度、保障施工质量，具有重要的背景和意义[1]。

1 拱桥主拱圈浇筑施工工艺

针对连续多跨现浇拱桥的施工方法优化，采用钢管贝雷支架加满堂支架的形式是一种常见的做法。下面将详细介绍这种施工方法的步骤和优势。

1.1 钢管贝雷支架和满堂支架概述

钢管贝雷支架是用于支撑拱圈模板和混凝土浇筑的一种结构。在连续多跨现浇拱桥中，可以使用钢管搭建贝雷支架的方式，将其安装在桥墩上方，形成一个连续的支撑体系。

满堂支架是贝雷支架的延伸，它是由主拱圈两侧的临时拱脚架、横向横梁、纵向拉杆等组成的。满堂支架的作用是为了提供更好的支撑和稳定度，在混凝土浇筑时能够保证较好的施工质量[2]。钢管贝雷支架＋满堂支架如图1 所示。

图1 钢管贝雷支架+满堂支架

1.2 施工工艺流程

1.2.1 安装钢管贝雷支架

安装钢管贝雷支架是连续多跨现浇拱桥施工方法中的重要步骤之一。下面将详细阐述安装钢管贝雷支架的过程。

（1）在进行钢管贝雷支架的安装前，需要根据设计要求和规范进行方案制定和预先准备。确保在安装过程中能够保持良好的稳定性和准确度。

（2）材料准备。准备好所需的钢管、连接件、支撑件等材料，并进行检查，确保其符合相关标准和规范要求。对于钢管，要检查其外观质量和强度，并对连接件和支撑件进行检查，确保其完整和可靠。

（3）建立基准线。在桥墩上方，确定好贝雷支架的安装位置。可以使用激光测量仪、水平仪等工具来确定水平基准线，并根据设计要求和计算结果确定垂直基准线。确保基准线的准确性和一致性。

（4）安装支柱。根据基准线的位置，在桥墩上方安装支柱。支柱可以使用调整螺母、千斤顶等方式来进行精确定位和调整。确保支柱与基准线垂直，并具有足够的稳定性和承载能力[3]。

（5）安装水平横梁。在安装好支柱后，根据设计要求，沿着桥墩上方的位置安装水平横梁。水平横梁可以使用连接件将其与支柱连接起来，并进行调整，确保水平度符合要求。

（6）安装纵向横梁。在安装好水平横梁后，根据设计要求，安装纵向横梁。纵向横梁需要连接到水平横梁和支柱上，形成一个稳固的结构。确保纵向横梁的位置和高度符合要求。

（7）安装钢管。在安装好支柱和横梁后，根据设计要求和间距要求，在横梁上安装钢管。钢管需要通过连接件和横梁进行连接，并进行调整，确保其位置和水平度满足要求。

（8）检查和调整。在安装过程中，需要不断进行检查和调整，确保钢管贝雷支架各个部分的位置、水平度和垂直度达到设计要求。如果发现问题或偏差，需及时进行调整和修正。

1.2.2 安装满堂支架

安装满堂支架是在钢管贝雷支架的基础上，根据主拱圈的形状和尺寸进行安装，以提供更牢固的支撑。下面将详细阐述安装满堂支架的具体过程。

（1）方案制定。根据主拱圈的形状和尺寸特点，制定满堂支架的具体安装方案。包括满堂支架的位置、数量、材料等细节，并与贝雷支架相结合，确保整个支撑系统的协调一致。

（2）建立基准线。在贝雷支架上方确定满堂支架的安装位置，并建立垂直和水平的基准线。可以使用激光测量仪、水平仪等工具来保证基准线的准确性。

（3）安装支柱。根据基准线的位置，在贝雷支架上方安装支柱。支柱需要与贝雷支架的支柱相连接，并进行合理调整，确保与主拱圈的形状和尺寸相吻合。

（4）安装水平横梁。在支柱之间，沿着主拱圈的形状安装水平横梁。水平横梁需要与支柱进行连接，并通过调整来保持水平度和稳定性。

（5）连接支撑件。根据设计要求，在支柱和水平横梁之间安装连接件，对满堂支架进行加固。确保连接件符合标准要求，并进行牢固的连接。

（6）确认安装质量。确保满堂支架的安装质量符合相关标准和规范要求，为后续的主拱圈施工提供坚固可靠的支撑。

1.2.3 浇筑混凝土

完成贝雷支架和满堂支架的安装后，开始进行混凝土的浇筑工作。具体步骤如下。①在开始浇筑混凝土之前，需要进行一系列的准备工作。首先，清理施工区域，确保没有杂物和障碍物。然后，妥善安装和调整模板，确保其位置和尺寸符合设计要求。此外，还需要准备好混凝土材料和相应的浇筑工具，如搅拌机、输送泵、振捣器等。②在开始浇筑混凝土之前，需要制定合理的浇筑计划。根据工程要求和混凝土特性，控制浇筑速度和均匀性至关重要。可以通过设置合适的浇筑口和使用配重管等辅助措施来实现均匀浇筑。同时，要确保混凝土充分填满模板，排除空隙和气泡。③将预先准备好的混凝土材料投入搅拌机进行充分混合，确保混凝土的均匀性和质量。然后，使用输送泵将混凝土输送到浇筑现场。在输送过程中，要注意控制混凝土的流速和流量，保持稳定且连续的供料。④在混凝土浇筑完成后，需要使用振捣器对混凝土进行振捣作业。振捣可以排除混凝土中的空气和气泡，提高混凝土的密实度和强度。注意振捣的时间、频率和力度，确保混凝土的振捣效果良好。⑤在混凝土初凝后，可以进行表面处理，如抹光、打磨等。这有助于提高混凝土的外观质量和光洁度，并延长混凝土的使用寿命。

1.2.4 等待混凝土硬化

等待混凝土硬化是一个关键的工程步骤，在此期间需要给予足够的时间和条件供混凝土进行充分的水化反应。一般而言，混凝土的初凝时间为几小时，完全硬化可能需要几天到几周的时间，具体时间取决于混凝土配方、环境温度和湿度等因素。在等待混凝土硬化的过程中，需注意以下事项。①养护保湿：为了避免混凝土过早失去水分，应对浇筑部位进行养护保湿。可以使用喷水、覆盖湿布或喷涂保湿剂等方法，确保混凝土表面不会过快干燥。湿润环境有助于混凝土充分水化反应和提高强度。②控制外界条件：在混凝土硬化期间，应尽量避免暴露在极端高温或低温环境中，以防止混凝土的质量受到不利影响。在高温天气中，可以采取遮阳措施，如遮挡物或遮阳网，以降低混凝土表面的温度。在低温环境中，应采取保温措施，如使用保温毯等。③忌讳负荷受力：在混凝土还未完全硬化之前，应避免在其上施加额外的负荷或机械力，以免影响混凝土的强度发展。如果必须施工或行走在混凝土表面上，应该采取适当的保护措施，如铺设临时木板或搭设人行道。④检查和测试：在等待混凝土硬化期间，可以进行定期的检查和测试来评估混凝土的硬化程度和强度发展情况。例如，可以使用钻孔取样进行强度试验，或使用超声波仪器进行非破坏性检测。

1.2.5 拆除支撑

拆除支撑是混凝土拱桥主拱圈浇筑施工的最后一步。在混凝土达到足够强度后，支撑可以被拆除。然而，在拆除过程中需要格外注意安全，以避免对桥梁结构造成任何损坏。首先，需要确保混凝土已经完全干燥和固化。通常，根据混凝土的配方和环境条件，需要等待一段时间以确保足够的强度。在拆除之前，可以进行简单的测试来确定混凝土的强度是否达到要求。其次，在拆除过程中应使用适当的工具和设备。这包括起重机、手动工具和防护设备等。确保拆除过程中的安全性是至关重要的，因此需要遵循施工安全规范和操作程序。在拆除支撑之前，需要仔细评估支撑的位置和连接方式。确保支撑已经完全松开，并且没有任何损坏或缺陷。如果有任何问题，应及时修复或更换支撑。最后，需要谨慎地拆除支撑。根据支撑的类型和设计，可以使用适当的方法进行拆除。这可能涉及松开螺栓、剪断连接件或者使用起重机进行拆除。在拆除过程中，需要确保支撑平稳地移动，并且没有任何冲击或振动。

2 优化方案设计

2.1 施工工艺设计

在施工工艺设计中，需要综合考虑多种因素，如施工条件、材料特性、工艺要求等，以确保施工过程中的顺利进行。具体阐述如下。

首先，施工前需要进行充分的准备工作。包括确定拱桥的设计参数、材料质量和施工工艺要求等，并进行现场勘测和测量，以确定拱圈的几何形状和大小。同时，需要根据现场条件和施工要求，制定详细的施工计划和施工方案，明确每个施工环节的具体要求和步骤，以确保施工过程中的顺利进行。

其次，需要根据浇筑施工方案，确定适合的施工工艺。具体来说，包括浇筑速度、浇筑顺序、浇筑方式等。一般来说，浇筑速度需要控制在适当范围内，以避免混凝土流动过快或过慢，影响拱圈的质量和稳定性。浇筑顺序需要根据拱桥的几何形状和大小，合理安排浇筑的先后顺序，以保证浇筑的连续性和稳定性。浇筑方式需要根据浇筑施工方案和材料特性等因素进行选择，如采用自流平混凝土、振捣混凝土等。

最后，需要定期进行施工质量检查和维护。通过检查拱圈的几何形状和大小、混凝土的强度和密实度等指标，确保拱圈浇筑的质量和稳定性。同时，需要定期检查和维护挂篮、模板等辅助部件，以保证施工工艺的顺利进行。

2.2 施工措施设计

在施工措施设计中，需要对施工过程中可能出现的问题进行全面分析，并采取相应的措施，以确保施工过程中的顺利进行。具体阐述如下。

首先，需要对施工过程中可能出现的问题进行全面分析。比如，由于拱桥主拱圈的形状和重量等因素，拱圈浇筑时容易出现变形或者不均匀的情况，同时，拱圈浇筑的施工难度较大，需要采取一些特殊的措施来确保施工质量。

其次，需要采取相应的措施来应对这些问题。比如，可以通过控制浇筑速度、采用弹性支架、预应力技术等方式来降低拱圈浇筑时可能出现的变形和不均匀问题。同时，为了保证拱圈浇筑的安全，需要合理安排挂篮的数量和位置，并定期检查和维护挂篮及其他辅助部件。

再次，还需要采用适当的浇筑方法和工艺。例如，在拱圈浇筑过程中，可以采用分段浇筑的方式，将拱圈划分为多个小节，分别进行浇筑，以确保拱圈浇筑的均匀和稳定。同时，需要合理控制水泥的含水量和配比，以保证混凝土的强度和耐久性。

最后，需要对施工过程进行全面的监控和检测。例如，可以设置多个监测点，对拱圈浇筑过程中的变形和压力等因素进行实时监测，以及时发现和解决问题。同时，需要对施工过程进行全面记录和整理，以便后续的改进和总结[4]。

2.3 施工管理设计

在施工管理设计中，需要对施工过程中的各个环节进行全面规划和管理，以确保施工过程中的顺利进行。

首先，需要建立完善的施工管理体系。包括制定详细的施工计划和施工方案，明确每个施工环节的具体要求和步骤，制定相应的施工标准和质量控制要求等。同时，还需要建立健全的安全保障措施和应急预案，以应对突发情况的发生。

其次，需要加强现场管理和监督。对施工现场进行全面监控和管理，确保施工过程中各项工作的顺利进行，及时对问题进行发现和处理，防止问题扩大影响。同时，还需要对施工现场进行定期检查和维护，确保施工过程中的安全和质量。

再次，还需要加强人员管理和培训。对施工人员进行全面培训和管理，确保每个人员都熟悉施工方案和要求，了解安全操作规程，增强安全意识和质量意识，确保施工过程中的安全和质量[5]。

最后，需要加强与监理单位和业主单位的沟通和协调。及时向监理单位和业主单位汇报施工情况和质量问题，积极配合监理单位和业主单位的工作，确保施工过程中各项工作的顺利进行，并及时处理好各种问题和矛盾。

3 结语

综上，通过对现浇混凝土拱桥主拱圈浇筑施工方法的优化研究，发现只有在施工过程中不断探索和创新，才能不断提高施工质量和效率，确保工程的成功完成。因此，未来需要更加注重施工方法的研究和优化，建立完善的施工管理体系，加强施工质量和安全管理，增强工人的专业技能和安全意识，共同推动工程建设的可持续发展。