眉太公路刚架拱大桥施工
2017-10-17
1、概况
眉太公路为山岭重丘区二级公路。K21＋932大桥位于秦岭山地太白县境北边，桥跨下为陡峭的冲沟和石头河水库，跨东为原眉太旧路及陡峭的山坡。设计桥面宽8.5m，主体结构为上承式1-45m钢筋混凝土刚架拱，矢跨比为1／8，下部为重力式桥台。
施工难点：施工工期紧、地质条件差、无施工场地、环保要求高、且不中断交通。
2、变更设计
原设计方案为：刚架拱由4片拱片(拱片由拱腿、实腹段、弦杆、斜撑组成)构成。构件全部预制，吊装后现浇接头或通过钢板焊接连接，形成拱片。拱片间用横系梁联结，在拱片上安放肋腋板、悬臂梁，现浇填平层及混凝土桥面。
受交通保畅、地形陡峭和场地局促的影响与限制，没有大吊机的适宜停放吊装位置，没有预制场地。经过现场的充分调查和图纸的反复分析，考虑到施工的经济性和安全性，将原设计两段实腹段预制，在跨中通过钢板焊接形成整体，变更为用通长主筋取代钢板焊接，整个实腹段现浇成型，在拱顶焊接钢板接头变更为满堂支架上整体一次现浇成型实腹段；将原设计的先安装拱腿、实腹段及成型裸肋的横系梁，再安装斜撑，接着安装弦杆及该部分的横系梁，最后松动拆除支架、安放肋腋板和悬臂板的由下而上的安装成桥方法，变更为先在支架上安装预制构件(拱腿、斜撑、弦杆及该部分的横系梁)，然后一次现浇实腹段成拱，接着安装实腹段的横系梁形成骨架桥体，最后再安装肋腋板和悬臂板、拆除满堂支架的由桥台两端向跨中的预制与现浇相结合的安装成桥方法。
3、吊装
桥下陡坡增加反拱形浆砌片石挡土墙，墙后回填桥台的挖弃方，形成满堂支架搭设平台。为防止雨水浸泡，硬化了支架平台。
桥台基础开挖的同时，利用路堑抢挖通车后的4段旧路面做预制构件场和拌和站场地，预制肋腋板、横系梁、斜撑、拱腿和弦杆等构件。
全桥施工的重点就是采用50t汽车吊吊装预制的拱腿、斜撑和弦杆。
3.1满堂支架的搭设：在吊装前须先搭设好满堂支架。支架用碗扣式φ48mm×3.Smm钢管搭设，纵向间距5m加剪刀撑，横向在支架靠水库侧的横杆上，用钢丝绳与桥台上预留锚栓孔连接。在对应跨中的山体上埋设2个地锚，用钢丝绳与靠水库侧的外排钢管支架相连，以进一步加强水平向的稳定性。杆件下托底放杂木板，上托对应实腹段的模板下，采用大方木支撑。
3.2安装拱腿：拱腿起吊后，两端分别支撑在拱腿支架和桥台拱座内，拱座内必须座浆，拱腿伸人拱座30cm。安装拱腿后，必须在灌装槽下向支座预留槽底部灌入高标号水泥砂浆。此时，在拱腿两侧楔人硬木，待全桥完成，松动满堂支架后，再拆除木楔，在拱腿两侧灌浆，达到由铰结到固结目的。
拱腿支架受力点在对应有横系梁安装的位置和吊装环预埋的位置。对应拱腿、弦杆和实腹段的衔接处，在架管顶用136212字钢支撑，以严格控制好衔接部分的标高，并保证足够支撑强度。
3.3安装斜撑：斜撑起吊后，分别支撑于斜撑槽座(斜撑底必须座浆)和斜撑支架上，斜撑槽座只需在预留凹槽下铺垫砂浆，使斜撑底部与槽座结合密实，侧面不需灌浆。斜撑支架设置在小节点接头处。
3.4安装弦杆：弦杆吊装前，先在桥台上安放板式橡胶支座。弦杆起吊后，分别支撑于弦杆支座和大节点上，弦杆部分不需设临时支撑。调整弦杆与斜撑，弦杆与实腹段的接头位置，直至满足设计和规范要求。
重点是弦杆与拱腿接茬的钢板焊接、弦杆与斜撑接茬的钢筋焊接。
3.5现浇实腹段：在满堂支架上，对应拱片位置铺设标准钢模底模。底模固定好后，用砂袋预压。侧模以底包帮的形式立设；实腹段的钢筋施工，须确保和弦杆的预留主筋焊接牢固。模板、钢筋检查合格后，开始由拱腿接头部分向跨中对称浇筑C30混凝土。立模时，要严格放线、抄平，确保拱底各控制点的预拱度。浇筑混凝土时，要严格控制混凝土的坍落度在60－80mm，且振捣必须到位。
3.6安放横系梁：待全部4个实腹段浇筑完成，且达到设计强度的70％后，即可安装拱腿、斜撑和实腹段的横系梁。横系梁由35t的汽车吊在两端桥台上吊装就位。横系梁上伸出的[型钢与预埋在拱片的[型钢焊接，并浇筑C35接头混凝土。横系梁接头部位混凝土达到设计强度70％后，开始安装斜撑。
3.7松动支架：所有部位的横系梁安装完毕，且所有接头混凝土达到设计强度的70％后，开始松动满堂支架。松动时，采用对称、均匀、分级进行，保证支撑上托完全松动，脱离被支撑体，桥体完全靠自身承受荷载。先对称松动斜撑的支撑杆件，再由跨中实腹段逐次同时向两端拱脚对称松动满堂支架。
3.8安装肋腋板和悬臂板：肋腋板采用35t荷8t的汽车吊配合吊装。对称靠近桥台的由35t直接吊装安放；跨中位置，由8t汽车吊支在两端已安放好的肋腋板上，再中转吊装。安装前，在实腹段及弦杆上标出肋腋板及悬臂板的分块位置，并对应在横系梁和实腹段上铺抹M10水泥砂浆，以保证肋腋板和实腹段、横系梁间的粘接；并在横系梁和安装时，从两端桥台向跨中对称安放，板间砌缝均为lcm。
悬臂板安装要先搭设支架，保证设计标高后，与实腹段和弦杆上的预埋钢筋焊接牢固。
肋腋板间、悬臂板间纵缝和横缝都采用C30细石混凝土灌缝。
4、注意事项
4.1干接头(实腹段与拱腿、弦杆与拱腿接头以及裸肋与横系梁接头采用钢板焊接接头)施工时要注意：检测两对钢板有无缝隙、错位.是否牢固；焊接方法采用跳焊法，分段、对称交错焊接。既防止混凝土被烧坏，也可避免钢板局部过热变形。
4.2湿接头(弦杆与斜撑以及弦杆与实腹段接头采用现浇混凝土接头).施工时要注意：对于弦杆与实腹段的接头，尤其要注意中线和预拱度的设置，保证满足设计标高的要求。接头C35混凝土浇筑模板采用竹胶板，对于弦杆和斜撑的接缝，必须用捣固铲捣固。底模必须在混凝土强度达到70％以后方可拆除.养生须到位。
4.3桥位中线.跨径，墩台高程，弦杆支座位置、高程要满足设计要求，校核无误后方可吊装。刚架拱实腹段下满堂支架松动时，要严格监测，检查拱片在预拱度的范围内下沉情况。
4.4吊装前，技术人员提前将支座的轴线作好，以保支座的准确安装，弦杆吊装时施工人员配合随时调整支座，确保支座始终水平，轴线位置正确。接头钢板、湿接头钢筋要检测、整型.使其位置、尺寸准确，同时要除锈蚀和污溃。构件凸出部分表面及构件湿接头表面必须凿毛。
4.5拱腿及斜撑伸人桥台基础预留凹槽座30cm。在凹槽座内须留深6cm，宽8cm的灌浆槽，吊装前，要认真检查，清除凹槽内的杂物。
4.6吊装前，两侧桥台台背填方完成分层夯填，并填至台帽之上，以保证桥台受力时安全。
4.7全桥安装完成后，对应在每个拱片的桥台基础预留凹槽座边用电钻打上、下两个注浆孔，从下孔高压注入环氧树脂浆液，待浆液从上面注浆孔流出，表示凹槽内拱腿、斜撑和桥台问再无空隙，方可终止注浆。
5、结束语
刚架拱的经济高效的完成，顺利实现了眉太公路Ⅱ期B、c两标段的接通，通过该桥因地制宜、经济合理的做方案变更设计调整的施工实践，我们基本掌握了一套刚架拱桥的施工技术，积累了宝贵的施工经验。
