上承式連拱拱橋施工技術

張 子 杰

(中鐵十四局集團第一工程發展有限公司，山東 日照　276826)

1　工程概況

新泰市濱湖新區榆山路橋橋長348 m，橋寬38.0 m。其中主橋上部結構為五跨連續的上承式拱橋，跨徑組合為28 m+42 m+50 m+42 m+28 m，總長190 m。主橋縱向主體結構由兩個曲桿梁和三個連續的拱圈組成，拱圈為鋼筋混凝土結構的板拱，曲桿梁采用預應力混凝土結構的板式斷面；拱圈及曲桿梁上設置立柱，立柱為鋼筋混凝土墻式結構；立柱頂面設置30 cm厚的整體現澆橋面板。主橋P5,P6墩采用群樁基礎，P4,P7墩采用擴大基礎。拱橋立面布置圖見圖1。

2　設計思路

考慮榆山路橋的景觀效果，主橋設計采用了五跨連續的上承式拱橋，中間三跨為混凝土連拱結構，兩側半拱(曲桿梁)為預應力構件，通過預應力在曲桿梁體內產生較大軸力，平衡中跨的水平推力，使其滿足受力要求。

3　拱橋施工重難點

3.1　深基坑施工

P4，P7墩為平衡水平推力設計采用擴大基礎，基底設置為傾斜面，坑底面積為23.0 m×38.0 m，長方形布置，開挖深度在7.80 m～10.20 m，且處于以前的老河床上，開挖前要充分考慮降水防護方案，大體積混凝土的澆筑方案要考慮水化熱的影響，澆筑后養護方案。

3.2　拱橋上部結構施工

上承式連拱拱橋結構新穎，要研究確定拱圈的施工方案；合龍段澆筑前后拱圈穩定性；拱圈立柱施工方案；支架拆除方案。拱橋施工工藝流程圖見圖2。

4　重難點工序實施

4.1　P4,P7深基坑施工要點

4.1.1基坑降水

P4,P7橋墩基坑地下水位豐富，開挖深度大，為有效降壓降水，建立獨立管井降水系統。基坑周邊布置降水井14眼，井徑0.25 m，井間距為12 m左右，井深15 m。

4.1.2基坑開挖防護

根據地質勘察報告資料，地層自上而下為：①層雜填土0.5 m;②層粗砂5.5 m～5.7 m;③層全風化花崗巖0.40 m～1.40 m;④層強風化花崗巖0.30 m～10.0 m;⑤中風化花崗巖;⑥微風化花崗巖。根據《公路橋梁施工技術規范》基坑坑壁坡度[1]，基坑開挖分區分段防護，“橫挖法”施工，每層開挖深度不大于3 m，每3 m設置一個1 m寬的平臺，如此交替進行，直至基坑開挖完畢。

4.1.3擴大基礎混凝土澆筑

榆山路橋P4,P7擴大基礎C30混凝土方量分別為7 866 m3,6 292 m3。大體積混凝土容易產生裂縫，從原材料的選擇，混凝土的施工配合比的設計，澆筑方案的選擇等方面考慮，確定P4擴大基礎分四次澆筑，P7擴大基礎分三次澆筑，每層大約2 000 m3。

澆筑完成后立即對混凝土采取蓄水保溫。蓄水保溫時，混凝土內部的最高溫度不宜高于75 ℃，養護溫度與混凝土表面溫度的差值不大于15 ℃，根據埋設的測溫管測設的溫度，混凝土內部最高溫度47 ℃，養護溫度與混凝土表面溫度的差值12 ℃，兩個指標均在范圍內[1]。

4.2　拱圈的施工

4.2.1跨平陽河處2號拱圈地基處理

2號拱圈跨平陽河，又處于雨季施工，上游金斗水庫會不定期進行泄洪，根據河流的流量及底部地質情況，對跨平陽河2號拱圈地基采用組合支架的方法，下部布設鋼筋混凝土板墻8道，中間敷設H型鋼，上部用碗扣支架布置，既保證了基礎的穩定性，又滿足了排水問題。

4.2.2拱圈混凝土的澆筑方案

按《公路橋涵施工技術規范》要求[1]，拱跨較小的拱圈或拱肋，應按拱圈的全寬從拱腳向拱頂對稱地連續澆筑混凝土，并在拱腳混凝土初凝前全部完成。跨徑較大的拱圈或拱肋，應沿拱跨方向分段對稱澆筑，分段位置以拱架受力對稱、均衡和變形小為原則，分段位置宜設置于拱腳處、拱圈的1/4拱跨部位及拱頂處，確定分段位置。按照同濟大學設計院最初提供的拱圈施工建議共分5段澆筑，每端拱腳長度6 m左右分為1段，剩余長度分為3段。各分段點預留寬度為1 000 mm的間隔槽，各段的接縫面與拱軸線垂直。

拱圈分段澆筑示意圖見圖3。

澆筑的順序為：

1)→2)→3)即：

1)澆筑中間三個節段的混凝土；

2)澆筑三個節段的間隔槽混凝土間隔槽長度為0.5 m～1.0 m；

3)澆筑拱腳處的分段混凝土。

為保證拱圈整體性，同濟大學設計院對拱圈澆筑方案進行了方案優化，拱圈共分3段澆筑，分段位置設置在拱圈的1/4拱跨部位，拱頂澆筑完成后，澆筑兩拱腳至1/4拱跨部位，最后澆筑預留間隔槽，優化后拱圈澆筑采用對稱澆筑的方法。優化后拱圈分段澆筑示意圖見圖4。

拱圈預留的間隔槽施工時，間隔槽位置的鋼筋焊接要在分段混凝土澆筑完畢，并達到一定的強度后進行，間隔槽的接合面要與拱軸線垂直，間隔槽的澆筑，要待拱圈分段混凝土澆筑完成，強度達到設計強度的85%，間隔槽的接合面要按照施工縫的處理方法進行，即混凝土表面鑿毛沖凈，再將接槎面用水濕潤再涂薄薄的一層1∶1水泥砂漿。拱圈合龍溫度控制在5 ℃～15 ℃之間。合龍段澆筑前后要對拱圈進行監控測量，確保拱圈的穩定性。

拱圈采用三節段的施工方法，減少了一定數量的施工節段，整體性良好，各階段在合龍前后經過監控量測未出現位移及標高的變化，穩定性良好。

4.3　立柱的施工

為保證拱圈的穩定性及避免產生偏心受壓的情況，三個連續拱圈和兩個曲桿梁上的立柱同時施工，單個拱圈和曲桿梁上的立柱對稱澆筑施工。首先施工拱頂立柱，然后自拱頂往兩側對稱進行立柱的施工，直至拱腳立柱施工完畢。根據同濟大學設計院《榆山路橋施工圖設計》拱上立柱按照拱頂至拱腳的加載程序均衡、對稱加載進行，如圖5所示。

拱上立柱現澆施工順序：

澆筑6號立柱；

對稱澆筑3號，9號立柱；

對稱澆筑4號，8號立柱；

對稱澆筑2號，10號立柱；

對稱澆筑5號，7號立柱；

對稱澆筑1號，11號立柱。

4.4　拱圈支架的拆卸[1]

主拱圈混凝土最低強度達到設計的90%后，即進行主拱圈脫架。由于拱架設計中采用可調托撐來調整標高和落架，落架點多，落架施工技術難度大。根據計算分析，確定卸架原則：縱橋向從拱頂向拱腳對稱逐排卸落，橫橋向必須同時均勻卸落，最后使拱圈下底模全部脫離混凝土面為止，形成裸拱主拱圈完全受力。拱圈支架卸落的過程中，應配合施工進度隨時觀測拱圈、拱架及墩臺的位移變化情況，并詳細記錄，如發現異常，應及時分析原因，采取相應措施。

4.5　橋面板的施工

橋面板采用整體現澆鋼筋混凝土板。拱上立柱達到設計強度后，進行支架搭設，支架施工嚴格按照施工技術規范。為了保證主拱結構在現澆橋面板過程中的安全及穩定，須確保在現澆橋面板的任何階段，主拱圈的任何截面不出現大偏心受拉應力。現澆橋面板時縱向上要求以拱頂為對稱軸，分左、右半跨對稱進行施工；橫向上要求以拱的縱向中心線為對稱軸進行對稱施工。

5　結語

新泰市濱湖新區榆山路橋主橋已經順利完成并通車運營。在施工過程中請教相關專家、積極探索、勇于創新、經驗積累，對上承式連拱拱橋的施工技術形成了一套完整的施工體系，能夠為以后類似的拱橋施工起到借鑒的作用。