簡述南岳1號大橋主拱圈施工方案

摘 要：主要介紹南岳1號大橋主拱圈施工方案，包括工程概況、施工方法、施工控制、適用范圍等內容。

關鍵詞：主拱圈；懸拼拱架；施工

1 前言

南岳1號大橋為2×55m+2×16m鋼筋混凝土“葵型”拱橋，主拱圈采用懸拼貝雷梁拱架現澆的施工方法，此方法可克服不良地形限制，適用于跨水拱橋施工。

2 工程概況

大橋主拱為懸鏈線箱型無鉸拱，凈跨度為55m，凈矢高為11m，，凈矢跨比1/5，拱軸系數m=4.324，每幅單箱三室鋼筋混凝土箱形結構，每箱寬3.31m，總寬11.13m，拱圈高度1.4m。擬采用貝雷梁拱架進行拱圈施工。

3 施工方法

3.1 纜索吊裝系統施工

纜索吊裝系統，是本橋進行拱架拼裝的關鍵設備。纜索吊裝系統設計跨徑140.48m，跨中最大吊重垂度8.75m，安裝垂度3.5m，設計吊裝重量20.5噸；主索選用φ52（6×37）的鋼絲繩，起重索采用φ21.5（6×37）鋼絲繩，走四線；牽引索采用φ24（6×37）鋼絲繩，公稱抗拉強度為1870Mpa。纜索吊裝系統按照常規吊裝方法施工。

3.2 拱架構造

貝雷梁拱架由貝雷梁、異型貝雷梁、小支撐架、大支撐架、平面聯系、拱腳節段（端桁架）、拱鉸、臨時拱座組成。

異型貝雷梁是為了適應拱圈的曲線，在貝雷梁節段之間采用上大下小的異型貝雷梁，實現貝雷梁由直線向曲線變化，其材質和加工工藝與標準貝雷梁相同。

拱腳節段是貝雷梁拱架的起步節段，其加工的長短是根據貝雷梁拱架的拼裝長度確定，為一次性構件，拱腳節段一端與貝雷梁拱架連接，另外一端與拱鉸進行焊接，由于拱腳節段處在拱架的端頭，也稱端桁架。

拱鉸采用鋼管，在鋼管內灌注混凝土，在拱架拼裝的時候，懸拼的貝雷梁拱架通過拱鉸沿著鉸槽發生轉動，拱架拼裝合攏后，把端桁架上下弦與預埋的型鋼構件連接，拱架也由拼裝階段的兩鉸拱變成無鉸拱。

臨時拱座為拱架的支撐結構，采用和永久拱座同樣的混凝土標號，并一起澆筑完成。

3.3 拱架拼裝

拱架采用懸臂拼裝的方式進行，用纜索吊吊裝貝雷梁節段或者異性貝雷梁，在端桁架的基礎上，不斷向前拼裝，拼裝過程中采用臨時扣索對已拼裝節段進行扣掛，直至拱架合攏；扣索采用直徑為21.5的鋼絲繩；扣索繞過索塔頂端錨固在錨碇上。

3.3.1 安裝端桁架

端桁架作為拱架拼裝的起步段，它的定位是否準確穩固對拱架能否成功拼裝有至關重要的影響；首先端桁架在施工現場與拱鉸的鋼管進行焊接，上好橫斷面以及頂底平面的橫向聯系，用纜索吊通過扁擔梁整體提升放入臨時拱座上的鉸槽內，扣掛臨時扣索。

3.3.2 其他節段的拼裝

將首節段安裝就位后，隨即安裝以后節段，起吊后，用浪風繩調整半幅拱架的橫向位置，與前面節段進行銷接，并張拉扣索（或臨時扣索），在安裝下一拱架節段前，前一拱架節段需安裝完成，并上好頂底面的橫向聯系及支撐架；在拼裝過程中兩岸對稱進行。

3.3.3 合攏段安裝

在拱架拼裝過程中，由于受扣繩彈性模量、新舊程度、松緊程度的不一致，以及構件的安裝誤差、加工誤差等多種復雜因素的影響，拱架合攏時，難免與施工設計圖有一定誤差，那么合攏口的尺寸和異型貝雷梁尺寸存在差異，因此拱頂合攏段的異型貝雷梁需要根據合攏口的尺寸進行現場焊接。合攏時請有資質的加工廠家到現場加工以保證合攏效果。

3.4 拱架的加載

預壓加載根據實際情況采用水箱法。預壓時加載順序模擬拱圈混凝土的澆筑過程，即先拱腳，再拱頂，最后拱腰，每個部位的加載長度根據計算確定，支架預壓時要注意加載的勻速、對稱、平衡，在加載時要時時監控，如發現異常情況，應及時停止，查清原因后并處理后方可繼續進行。

3.5 拱圈混凝土施工

為了施工安全，考慮貝雷梁拱架受荷載及溫度等因素影響下的應力、應變和位移情況，確保安全順利地澆筑拱圈，將箱形截面拱圈采用分環澆筑，施工澆筑程序為（分四次）：第一次先澆底板；第二次澆中間兩道腹板以及對應的橫隔板；第三次澆筑最外側的兩道腹板及相對應的隔板，第四次澆筑頂板。以上澆筑程序由先拱腳，再拱頂，最后拱腰，并且對稱進行澆筑，使拱架變形均勻，在拱圈施工全過程中必須加強對各監控點的觀測。拱圈成型后測量各高程控制點及拱座標高，掌握拱架、拱圈變形量。

3.6 施工過程的測量控制

拱架拼裝完成后，應根據設計拱圈施工坐標圖和加載后取得的預抬高值，精確測出拱架各節點的實際坐標，如實際各節點標高與設計和放樣圖有出入，應以弧形木和墊木進行調整，使模板弧形符合設計拱圈內弧曲線形狀要求。貝雷梁上各桿件和組件位置的測量，都應以橋中心線和墩臺中心線兩個方向的基線為基準進行引測；應使用標準的或統一的鋼尺丈量。

4 施工控制

4.1 施工控制的目的和意義

貝雷梁拱架采用纜索吊裝法施工，拱架拼裝、拱圈混凝土的澆筑的施工過程安全以及拱圈線形控制是施工成敗的關鍵之一。施工控制的目的就在于通過對索塔的位移變化監測、拱架的位移測量、加載及澆筑過程中的拱架的變形測量及應力測試、主拱圈各斷面的應力測量等，使施工全過程的臨時結構以及永久結構都在可控的范圍內，確保施工過程中的安全。

4.2 施工控制的主要工作內容

拱架懸拼施工，作業的先后順序為：索塔拼裝→主纜安裝→拱架懸拼→拱圈混凝土施工。而拱架的拼裝及拱圈混凝土的澆筑是施工的關鍵環節。施工監控主要有以下幾方面工作。

4.2.1 對索塔及扣塔的施工控制

因為索塔受力情況比較復雜，索塔在拼裝過程中，特別注意索塔的偏移，用垂球和全站儀配合測量。在安裝主索、吊裝貝雷片和扣掛扣索的過程中，都要用全站儀進行觀測，注意索塔的偏移，并通過收放索塔纜風索及時糾偏，以確保索塔垂直受力；索塔及扣塔的塔頂位移控制在5cm以內。

4.2.2 貝雷拱架拼裝過程的控制

貝雷拱架在拼裝過程中，要按照拱架施工坐標圖進行，要用全站儀與水平儀嚴格控制高程及精度。以基線標尺法測量貝雷拱架各扣點高程、軸線偏位情況，用索力計測試各扣索的索力狀況；在過程中應派專人對系統的各關鍵點進行巡查，主要包括：后錨、拱架節段接頭位置、拱架支撐片的連接、鋼絲繩的磨損、繩卡的松緊等等，發現異常情況即時匯報，及時處理。

4.2.3 拱架加載和拱圈混凝土澆筑過程的控制

在拱架加載及拱圈混凝土澆筑過程中，應對以下幾個方面進行監控：

A、拱架的軸線偏位情況。B、L/8、L/4以及跨中的高程變化，加載過程、混凝土澆筑過程的沉降值和計算結果進行比較，及時對結果做出正確的分析和判斷。C、各控制關鍵點的應力測試。D、在混凝土澆筑過程中還嚴格控制拱板厚度。

5 適用范圍

在施工跨越山谷或者跨越水道的拱橋時，采用傳統的支架施工法存在很多不便之處，例如基底情況不明，施工支架基礎困難，支架過高風險大等，而貝雷梁拱架法本身為無支架法施工，不良地質或橋高等問題不能制約這種施工方法，適用范圍非常大。因此，在施工類似地形地貌的混凝土拱橋時，貝雷梁拱架法非常適用。

6 結束語

特殊地形下拱橋采用支架法施工存在諸多限制，而貝雷梁拱架施工法可有效突破這些限制，可作為同類型橋梁施工方法的參考。

參考文獻

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