淺論拱橋的施工技術

宋 甲 奇

(太原市政建設集團有限公司，山西 太原 030002)

1 工程概況

1.1 主體結構

橋梁結構形式采用三孔等截面圓弧鋼筋混凝土板拱。兩邊孔拱為半圓拱結構，拱軸線半徑2.215 m，拱圈厚度0.45 m；中孔拱為圓弧拱，拱中心線半徑10.5 m，圓心角為140.5°，拱圈厚度0.6 m，橋梁兩側做U槽與兩側道路順接。

1.2 拱上建筑

在拱上需要設置護拱，采用C20片石混凝土。在護拱根部設有10 PVC泄水管，其橫橋向間距2 m。拱圈上緣布設柔性防水層，采用2 mm厚單層反應自粘型橡膠防水卷材。拱圈上設置俯斜式C槽內填料采用天然砂礫，天然砂礫壓實度不低于96%。

2 施工前準備工作

2.1 施工工藝流程

準備工作→地基承載力檢驗及處理→支架的安裝→拱圈底模支設、預壓→拱橋側模制作安裝→鋼筋綁扎→混凝土澆筑→卸落拱架。

2.2 施工方法應注意的問題

在拱架施工前需對地基進行處理，如地基滿足施工要求，需進行換填保證地基承載力達到150 kPa以上，在拱圈澆筑前應對拱橋相應部位預埋件、鋼筋位置及標高拱圈頂板底模、拱上墊梁放樣及高程測量進行檢測及放樣；對基礎墊層混凝土標高嚴格控制，保證地面平整不存積水。

在澆筑好的基礎上按照支架排距、行距的尺寸，以及拱軸線的高程漸變均應做出準確詳細的標注；在底模上進行對拱圈底模高程、平面位置進行控制；對拱架進行預壓并做詳細的記錄，在拱圈澆筑過程及拱架卸落時應進行監測。

2.3 地基處理

本橋橋下有河水常年不斷流，受河水的侵蝕。橋下地基承載力不足，在主拱圈施工時應對橋下地基進行軟基處理，并對河水引流入管。

1)對河水引流入管。在橋下水平投影邊線以外20 m開始，從上游至下游挖排水溝，鋪設直徑800鋼筋混凝土承插管，長度合計48 m，管周圍再用混凝土大包加固，然后將河水引入管內。

2)橋下地基的處理。測量橋下地基標高，挖除濕軟的河床土方。處理厚度60 cm，橋下投影邊線以外回填級配砂礫，10 m開始，寬度28 m。振動壓路機分層碾壓、密實。表面抹平然后澆筑20 cm C20混凝土墊層：40×28×0.2=224 m3，砂礫：0.6×40×48=1 152 m3。

3 拱架搭設及預壓

3.1 拱架搭設

本拱架采用碗扣式腳手架桿件拼裝而成。該拱架立桿順橋向間距為0.60 m，橫橋向間距為0.60 m；水平層距為1.2 m。拱架在搭設過程中應隨時檢查高程，平面位置，扣件之間需緊密連接。

立桿頂部頂托上沿縱向放置弧形方木，與支架緊密連接，將拱形大致調出。初部調整后，按支架距設計拱軸線理論距離檢測各支架頂端的誤差后，根據結果進行精確調整。

拱架搭設完成后需對各個部位、各個節點進行全面檢查并做好檢查的詳細記錄。要求支架穩固，安全性能滿足要求，各部位間連接緊密，不得發生脫扣，松動，步距偏大，頂托外露長度超出規范要求等可能引起支架坍塌，實際形成拱軸線與設計拱軸線不符，引起受力變化等病害的發生。底模鋪設在拱架搭設完成后進行。在拱架頂托上沿拱圈縱向鋪設10 cm×20 cm弧形方木粗調拱圈線形，弧形方木長度同拱圈內弧長，縱向弧形方木鋪設好后，鋪設橫向10 cm×10 cm方木作為龍骨，在方木與頂托的空隙間用木楔填塞緊密。底模厚度為δ=15 mm，平面尺寸為1.22 m×2.44 m的竹膠板)直接用鐵釘釘在方木上。

3.2 拱架的保護措施

為保證支架的整體橫向穩定性，在跨徑3/8L和1/4L處設置浪風索，捆綁點應上下游對稱交叉設置，且應對等拉緊，整個支架在施工期間應避免雨季水量增大，管道無法全部排除后，河道內水流的沖擊和漂浮物的撞擊，以保證整個施工期間的支架安全。

在河道上游設置緩沖池，用以減慢水的流速，同時可將部分漂浮物進行沉淀隔離。

3.3 拱架預壓

拱架預壓采用沙袋進行，預壓完成后所余沙也可用于其他部位地基換填處理等的施工。

1)按照支架所受全部荷載的重量準備預壓材料，預壓材料應本著施工裝卸方便，便于計量的原則選用，本工程擬用袋裝沙，按不同重量分別備用，設專人稱量、專人記錄。準備好的沙袋應保持干燥，以免造成預壓重量的變化，向拱架上加載時應采用吊車進行吊裝。

2)預壓施工前在拱架上布置好控制點，應按照施工順序對支架逐漸加載，通過加載過程中觀察數據與原始數據的變化做出適當調整，保證拱架預壓過程中受力均勻。每次預壓荷載施加完畢后暫停20 min，對拱架進行測量，觀察其受力變形情況，確保安全后再進行下一級預壓加載。待全部加載后觀察24 h，再按照加載的逆順序逐級卸載、逐級測量并詳細記錄。一旦發現異常，立即停止加載，分析原因，及時進行補救處理。

4 拱圈底、側模的支設

拱圈底、側模均采用竹膠板，由于拱圈弧度的原因，在鋪設完成后，竹膠板與鋼管之間存在一定的空隙。因此，在加載后，需及時測量支架的變形及下沉數據，重新計算確定預拱度，按拱軸線線型確定各節點的預拱度值，用以保證設計拱軸線的線型準確，控制非彈性變形引起的拱軸線偏位。

模板安裝前應嚴格檢查其尺寸，同時涂刷脫模劑，在調緊對拉螺栓前應對模板整體線型及高程進行檢驗，如有偏差應及時調整，對拉螺桿間距按照60 cm設置，考慮到澆筑時對模板沖擊力較大，故對下側2層對拉桿選用雙螺帽進行擰緊，對模板間的縫隙采用雙面膠進行封堵，模板接頭處均設置為企口縫，在模板頂面設置定位方木，保證接縫平順，線型美觀。

拱肋側面模板一定要按樣板分段制作，然后拼裝在底模上，模板在適當長度內應設置變形縫，寬度2 mm，以免拱架沉降時模板頂死，拱圈拱頂處應設置活動模板以免清除雜物，在拱軸線與水平角傾角較大的區段，應設置頂面蓋板，以防止混凝土溢流。

5 混凝土澆筑

拱圈應該從拱腳向拱頂順序依次澆筑，最后拱頂處合龍。由于拱架位置較高，需采用車載泵進行混凝土澆筑，施工中應控制好混凝土下落高度，減小支架處動載的增大，造成底模變形，使支架的安全穩定性受到影響。

澆筑順序應按拱圈全寬度，由拱腳處向拱頂對稱澆筑，并且應該在兩側拱腳混凝土初凝前全部完成整個拱圈的澆筑，若由于現場原因不能在限定的時間范圍內完成拱圈澆筑，則需在拱腳處預留隔縫，并在最后澆筑隔縫混凝土，該縫寬度設為0.5 m，混凝土標號高于拱圈混凝土一個標號，同時該縫應與拱軸線垂直。

若在澆筑過程中出現跑模、漏漿或支架發生較大變形時，應停止澆筑待處理后再行施工。由于混凝土厚度及澆筑面積較大，故按大體積混凝土施工規范進行混凝土施工，分層澆筑厚度不大于30 cm。混凝土澆筑完成后，及時收面，避免出現平整度差、表面裂縫等質量問題的發生，待二次抹面完成后盡快予以覆蓋和灑水養護，養護時間為7 d。

6 拱架卸落

為使原由拱架承擔的橋跨結構的重量逐漸向拱圈自身轉移，故拱架卸落需按一定的順序均勻卸架。拆架順序：先拆除邊跨1/4L～3/4L處支架，再拆除中跨1/4L～3/4L；接著拆除0～1/4L處支架，最后拆除中跨0～1/4L。

卸落量開始宜小，以后逐漸增大，縱向應對稱均衡卸落，而沿橫向則應同時卸落，卸落前應在卸落設備上做好擬卸落的數量標記，拆卸拱架時應對拱圈的混凝土強度質量，拱圈拱軸線的坐標位置，卸架設備的準備情況，氣溫的變化情況，臺背填土的情況進行全面了解核查，均滿足設計要求后方可落架。

應安排專業測量人員嚴格檢測卸落過程中各工程部位的變化情況，避免因位移變形而產生拱圈的裂縫。卸架的施工時間宜在白天氣溫較高時進行，這樣便于觀察，便于保證施工時人員及機械的安全，減少安全事故的發生。

7 結語

拱橋施工中，拱圈的施工是最重要的施工部位，一定要做好支架地基的處理，支架變形的消除，混凝土澆筑的順序、拱架的卸落順序等，只有在施工前對方案進行可行性的研究，施工中加強各項工序的檢測頻率，做好數據的整理和分析，保證拱圈的拱軸線線型準確，才能高質量的完成拱橋的施工。