景观拱桥综合成套施工工法

曲伟

广州市第三市政工程有限公司 广东 广州 510000

1 引言

本文依托高栏港平沙新城二期工程二标段景观拱桥施工项目中，系统介绍了拱圈钢筋连接、侧墙石材施工的一整套施工工艺，为日后提高侧墙石材外观质量、提高质量持久性及施工精细化起到了积极的影响和借鉴性作用。

2 项目研究背景

珠海市高栏港经济区平沙新城起步区二期二标属于新建市政道路工程项目，其位于温泉路六号围码头至海泉弯温泉泵站沿线区域，场地原始地貌单元为滨海堆积地貌。地形上主要表现为鱼塘及河涌。工程总造价为约为1.52亿元。

本项目平海路一期设有景观拱桥一座，采用11孔不等跨椭圆形拱，桥长94.07m。桥宽28m，双向4车道设计。

侧墙外侧采用福寿红色花岗岩石材砌筑。石材尺寸30x100x18cm和30x50x30cm。

本工程为一座景观拱桥工程。由于石材厚度不一，全桥侧墙与石材接触面非一个平面设计，若石材采用传统干挂法砌筑，将大大增加侧墙模板施工难度，同时浇筑时增大了施工作业的危险系数，尺寸精度不宜控制。老式干挂使用主副龙骨，烧焊施工方式，难以调整平整度及尺寸的偏差，有焊点易氧化，产生锈蚀；老式干挂4点固定，离墙距离大，石材厚度大，荷载重量大,占用空间大，施工繁琐，时间长，用胶量大，对气候要求比较高。

3 项目研究成果

本研究课题项目研究的内容包括钢筋间距优化法、控制BIM建模优化配砖配模法、石材模板加固系统、石材侧墙逆作法的施工工艺的整个过程，并形成整套施工技术。

目前，国内大部分城市桥梁的侧墙外模板与内模采用刚性骨架装配式木模板或组合式钢内模板。对于外侧模板，针对本项目，由于侧墙石材存在两种规格，石材厚度非一个平面，若外模板用弓字形安装，倒混凝土阶段容易发生漏浆，质量不易控制，若采用平面模板倒混凝土后切割的方式，则需对成型后的侧墙进行切割，成本较高。

若采用砌石+内刚性骨架装配式内模板，可省去外模板，则能不光在施工难度上有所降低，而且更容易保证现场施工的质量，安全风险显著减小，对于类似景观拱桥的施工应用前景广泛。

同时在施工前利用BIM技术建立模型，优化配砖和配模，利用模型进行安全技术交底更为直观，在施工过程中利用模型进行砌石和模板安装。

本项目的研究成果主要包括石材模板加固系统的建立、BIM模型施工指导、钢圈钢筋间距控制技术运用。

4 研究的创新点

4.1 技术创新

利用BIM技术建立景观拱桥模型，利用侧墙石材与内模板模型进行现场配砖配膜，更为直观。在内模板控制方面采用BIM模型进行控制，模板制作安装过程中利用模型上非标准模板的尺寸，现场进行切割，保证模板安装的准确到位。

4.2 工艺创新

在施工工艺方面，巧妙的将石材代替外模板的作用，同时结合BIM模型进行辅助控制，保证石材施工的质量和降低了材料成本。

在钢筋间距控制法中，通过用钢筋间距活动卡槽进行钢筋卡位，让钢筋间距更精准，且减少了固定卡槽的损耗，体现其环保性。

5 工艺原理

本工法研究的内容包括钢筋间距优化法、控制BIM建模优化配砖配模法、石材模板加固系统、石材侧墙逆作法的施工工艺的整个过程，并形成整套施工技术。

目前，国内大部分城市桥梁的侧墙外模板与内模采用刚性骨架装配式木模板或组合式钢内模板[1]。对于外侧模板，针对本项目，由于侧墙石材存在两种规格，石材厚度非一个平面，若外模板用弓字形安装，倒混凝土阶段容易发生漏浆，质量不易控制，若采用平面模板倒混凝土后切割的方式，则需对成型后的侧墙进行切割，成本较高。

若采用砌石+内刚性骨架装配式内模板，可省去外模板，则能不光在施工难度上有所降低，而且更容易保证现场施工的质量，安全风险显著减小，对于类似景观拱桥的施工应用前景广泛。

同时在施工前利用BIM技术建立模型，优化配砖和配模，利用模型进行安全技术交底更为直观，在施工过程中利用模型进行砌石和模板安装。

本项目的研究成果主要包括石材模板加固系统的建立、BIM模型施工指导、钢圈钢筋间距控制技术运用。

6 景观拱桥成套施工

6.1 BIM优化配模、配砖法

侧墙石材施工前，根据施工的内容熟悉施工图纸，对进场材料及设备进行验收，根据施工要求按需定岗，并对施工管理人员及现场施工班组进行技术交底；提前确定施工的重点难点，将模板安装，钢筋安装及石材砌筑作为侧墙石材施工的重点[2]。

侧墙石材及支内模阶段前，利用REVIT软件进行景观拱桥侧墙石材及模板的建立，针对单个模型进行编号，对于非标准砌块及模板进行预加工，并统一进行砌筑及安装。另一方面在技术交底时更为直观，可提前确定施工的重点，难点，提高施工时的效率。

图1 用BIM进行建模

图2 单块内模板示意图

6.2 钢筋优化控制法

为了加快景观拱桥侧墙的施工速度，要求侧墙钢筋安装快捷，同时能保证安装的准确到位，减少返工概率，指导现场钢筋施工，侧墙钢筋绑扎阶段，对钢筋卡槽进行优化，采用新型的活动钢筋卡槽，针对图纸不同的钢筋间距进行调节并达到对钢筋的固定。具体包括以下步骤：

6.2.1 确认钢筋安装顺序

根据碰撞分析结果，确定顺序为：常受力钢筋N3，N4，N5。

6.2.2 现场安装

根据前期确定的方案在现场进行钢筋安装，钢筋安装的过程中，为保证钢筋的准确到位，采用活动钢筋卡槽，如图3所示。

图3 活动钢筋卡槽大样图

6.3 石材模板加固系统

提前对石材进行植筋，钢筋与石材连接处打结构胶，石材植入钢筋在砌筑过程与侧墙钢筋连接加固。在石材砌筑与内模板安装同步进行的同时，石材间打入对拉螺杆与侧墙对面模板进行加固，实现双加固的形式。

施工步骤如下：

1）编制砌筑排砖图，并明确交底；2）现场采用激光水平仪测量水平和垂直度；3）砌石植入钢筋，注入结构胶。4）运用“三一砌筑法”即使用大铲，一块石、一铲灰、一挤揉，一丁一顺砌筑，确保质量满足图纸及规范的各项要求。

随后在内模板安装阶段，需由工人进行木塑模板安装，保证模板安装到位。内模与石材由连接杆相连，与背面木方组成加固体系，同时安装完成后及时检查拼缝情况，密封条粘结情况等。

7 效益分析

7.1 经济效益

7.1.1 各项施工质量符合设计要求

管桩施工过程中严格按照规范及设计要求进行，各项原材料符合质量要求，低应变检测均符合规范及设计质量要求。

7.1.2 管理成本效益

前期BIM建模人员及施工图深化员2名，其中 1 名负责建模，1 名负责校核，测量员1名，焊工2名，模板安装工人为10人，钢筋工6人，施工员2名，砌砖工8人。

在拱桥侧墙施工过程中，1名测量人员将侧墙钢筋的起始坐标放出，随后由6名钢筋工进行钢筋绑扎施工根据钢筋间距采用活动钢筋卡槽进行控制钢筋间距。后续侧墙石材及内模板施工前，BIM建模人员通过建立的模型内的砌块、模板模型进行编号，并供应给生产厂家进行预加工，待生产厂家将预加工好的非标砌块和模板运至施工现场后，由施工员和监理进行清点校核，随后由10名模板安装工和8名砌砖工同时进行砌砖和模板安装。最后有施工员进行指挥泵送侧墙混凝土。

7.1.3 经济成本分析

运用了景观拱桥综合成套施工技术研究，该技术采用钢筋间距优化法、控制BIM建模优化配砖法、BIM建模优化配模法、石材模板加固系统、石材侧墙逆作法的施工工艺及在施工过程中的关键技术，前期结构分析过程中利用BIM技术进行施工指导，提高了施工效率，该技术为日后提高景观拱桥外观质量、提高质量持久性及施工精细化起到了积极的影响和借鉴性作用[3]。

经济效益对比分析表，见表1。

表1 景观拱桥综合成套法与传统工艺的效益对比分析表

7.2 社会效益

7.2.1 该项目业主监理的评价

本施工的研究在高栏港平沙新城二期二标的施工应用，相比以往景观拱桥工程，不但提高了施工质量，降低了安全隐患，加快了施工进度，减少了因返工造成的费用，本施工技术的应用得到了监理及业主的一致好评，为今后类似工程起到了借鉴作用，具有较大的社会效益。

7.2.2 社会影响

在景观拱桥施工期间开展的“景观拱桥施工质量”QC活动，QC小组获得2018年全国市政工程建设优秀质量管理小组二等奖，同时对于景观拱桥施工方法，已申请国家实用新型专利，社会效益良好。

8 结束语

景观拱桥综合成套施工技术的成功应用，使得景观拱桥侧墙石材及钢筋施工质量得到了保证，同时也能节省材料，进而提高工程的经济效益。通过本项目景观拱桥综合成套施工技术研究，包括石材模板加固系统的建立、BIM模型施工指导、钢圈钢筋间距控制等技术运用，系统总结了景观拱桥侧墙施工过程中的技术要点，为以后类似工程施工提供参考依据和试验数据。