鋼筋混凝土拱圈支撐系統施工技術

孟憲禮+張娜

摘 要：從鋼筋混凝土拱圈支撐系統施工工藝原理入手，分析了多個操作要點，并結合工程實例，探討了鋼筋混凝土拱圈支撐系統施工技術的應用。

關鍵詞：鋼筋混凝土；拱圈支撐系統；高程監測；模殼安裝

中圖分類號：U445.33 文獻標識碼：A DOI：10.15913/j.cnki.kjycx.2016.10.146

拱橋是一種歷史悠久的橋梁形式，以其承載能力強、工程造價低、養護維修費用少、橋型宏偉壯觀等特點而長盛不衰。現代的鋼筋混凝土拱橋形式多樣，跨越能力強，多位于大跨度深河峽谷之上。為減輕拱圈自重，降低工程造價，多數鋼筋混凝土拱橋采用了密肋梁板拱圈。采用該結構形式需要控制拱圈的成型質量，而確保拱圈成型后線型準確度的關鍵點在于下部的支撐系統。

1 工藝原理

采用鋼筋混凝土拱圈支撐系統施工技術對某一跨的架體預壓，能夠消除基礎與架體、架體與架體、架體與方木、方木與模板之間的非彈性變形，算出支撐系統的彈性變形值，調整支撐系統的高程，從而保證拱圈成型質量；根據該跨支撐系統的非彈性形變和彈性變形值計算出其余跨的預拋度，然后控制其余跨支撐系統的支設，以保證支撐系統的準確度。

2 操作要點

2.1 施工準備

根據設計拱底軸線，綜合考慮密肋T形梁截面的不同、澆筑混凝土時的動荷載、混凝土自重、模板方木材料自重等因素，計算拱圈滿堂腳手架、密肋T形梁異形模殼尺寸，確定腳手架立柱間距、高程、橫桿間距、模殼尺寸。

2.2 腳手架基礎施工

根據支撐系統及上部的荷載（動荷載、活荷載等）計算出腳手架基礎厚度。

2.3 搭設滿堂腳手架（第一跨）

將拱圈密肋梁投影至支撐系統混凝土基礎上放線，根據投影線扎設腳手架。腳手架立桿縱、橫間距設計為1/3梁寬，且不大于900 mm。工程架體構造荷載在立桿不同高度軸力變化不大，采用等步距設置。

腳手架采用碗扣式腳手架，在施工過程中，嚴格按照操作規范和放線位置搭設滿堂腳手架，腳手架立桿底端墊80 mm×80 mm×20 mm鋼板一塊。

在扎設的過程中滿布剪刀撐，使其具有較大剛度和變形約束的空間結構層。支架四周外立面應滿足立面滿設剪刀撐要求，剪刀撐與立桿、橫桿相交的部位均用扣件緊密連接。在任何情況下，高支撐架的頂部和底部（掃地桿的設置層）都必須設水平加強層。

在設計頂部支撐點時，需注意以下幾點：①在立桿頂部設置可調絲杠，它的距離支架頂層橫桿的高度不宜大于400 mm。②當頂部支撐點位于頂層橫桿時，應靠近立桿，且間距不宜大于200 mm。③應對支撐橫桿與立桿的連接扣件進行抗滑驗算。當設計荷載N≤12 kN時，可用雙扣件；當N>12 kN時，采用頂托方式。④立桿頂部橫向均用兩根鋼管作為橫梁，并且為防止橫梁及頂托發生位移，各道橫梁用直徑為20 mm的鋼筋點焊連接（鋼筋長度沿拱圈底軸線長度布設），使橫梁和頂托結構穩固，鋼筋間距為600 mm。之后，沿橋梁縱向滿鋪方木，為鋪設模板作準備。

2.4 支設拱圈密肋梁底模

順拱方向鋪設規格為50 mm×80 mm的方木（間距為50 mm）形成工作面，利用全站儀將密肋梁的位置準確定位到方木上，然后支設密肋梁底模板，施工完畢后再復核模板頂標高。如果有偏差，調整螺栓的外露長度。

2.5 準確安裝模殼結構

根據模型計算出每一個模殼模板尺寸，以確保在制作時準確加工。在加工模殼時，采用新模板，并根據需要將拼縫處兩邊的模板做成斜角，從而減小縫隙。拼縫處要用膠帶黏結，以免在澆筑混凝土時因漏漿造成咬模。

2.6 架體及模板預壓

架體及模板預壓步驟分為以下幾步：①在拱圈密肋梁底模上布置測點。將測點布置在縱橫梁底模兩側，每一道縱梁共設7點，均勻分布在拱圈上，并在方木上釘好鋼釘作為觀測點；地下設測站，對鋼釘進行高程測量，測出各鋼釘的初始標高值H1，并記錄在表格中。②加載計算。根據密肋梁板的自重和動載計算出架體每平方米上的加載量，用噸袋裝砂礫石，每袋重1 t。加載采用分級對稱加載，從拱腳開始向拱頂進行。在每一分級加載的過程中，2 h測量一次，記錄每一次的測量結果。加載時，先將試壓袋全部均勻加載至模板上，然后將試壓袋放置在縱橫梁上加載。③測量加載后各測量點的高程值H2.布載結束后，立即測量各測量點的高程值H2，并做好相應的記錄。④測量卸載前各測量點高程值H3.在布載1 h后、卸載前測量各測量點高程值H3. ⑤卸載。卸載的操作順序與加載相反。⑥測量卸載后各測量點高程H4.

根據該彈性變形值，在底模上設置預拋高度δ2，使支架變形后梁體線型滿足設計要求。將計算出的數據應用于其他跨的架體扎設及模板支設上，可簡化加載和卸載工序。

2.7 其他跨支撐系統施工

其他跨支撐系統施工參照第一跨支撐系統施工流程，免去預壓工序，簡化加載和卸載過程。

3 工程實例

四川省北川新縣城西羌北橋工程位于安昌河上，是進出北川新縣城的主要通道。橋型為五跨鋼筋混凝土空腹拱橋，跨徑組合為5.0 m×32.0 m，拱圈拱腳截面為800 mm×900 mm，拱頂截面為800 mm×700 mm。拱圈采用密肋梁板結構，拱圈為變截面拱圈，拱軸線采用的是懸鏈線，施工中通過建立工程模型準確計算出拱底每一個位置的高程，并通過嚴格控制支撐系統的每一步提升滿堂腳手架的扎設質量，通過模板的支設及鋼筋的綁扎提升高程及位置的準確性，從而保證扎設架體的牢固性，提高模板的支設質量；通過對單跨拱圈架體預壓，計算出架體與基礎、架體與架體、架體與方木、方木與方木、方木與模板之間的非彈性變形及整個支撐系統的彈性變形，使拱圈成型更加準確。鋼筋混凝土拱圈支撐系統施工技術應用于其他跨上，不僅提高了支撐架體的牢固性，還縮短了施工工期，降低了工程造價。

〔編輯：劉曉芳〕