大橋主拱圈懸拼拱架預壓施工方案

徐 虎

(貴州虎峰交通建設工程有限公司，貴州 貴陽 550000)

1 基本情況

大橋工程施工法如果按照支架類型一共有三種，分別為少支架施工、無支架施工和有支架施工。其中無支架施工主要是用纜索來裝吊因為纜索吊機的吊重是有限制的，通常需要先把拱圈分段分箱的安裝吊起，但是這樣操作不容易對鋼材拱圈的線型進行操控，在拱圈吊起之后，需要對鋼板的接頭部位進行焊接施工來完成連接合攏，鋼材拱圈上產生很多縱向現澆濕的連接縫隙，這樣以來，不能保證拱圈的整體性、受力性以及持久性。

2 工程概述

整個橋梁全長168 m，主橋為1×125 m的混凝土鋼筋土箱型拱橋，其主橋主拱圈寬為7.1 m，高度為2.2 m，矢跨比1/6，凈矢高23 m，單箱雙室斷面，懸鏈線作為拱軸線，拱軸系數為1.856。整個大橋采用懸拼拱架工藝施工，進行主圈建造。在施工過程中一定要采用對拱架進行預壓，這樣做為了保證整個大橋框架建立后的質量和持久性，預壓可以檢測其質量是否合格，通過預壓數據可以獲取預拱度的參數設置，預壓是保證施工順利進行和安全的必要措施用以往的工程施工案例作為經驗，要采用水箱預壓的方式來做拱架預壓施工。此次大橋利用懸拼拱架進行主圈混凝土澆灌施工，對拱架預壓施工在正式為主拱圈澆灌混凝土之前，為驗證大橋懸拼拱架工程性能，在實際施工操作時采用水箱作為預壓工程的操作方式。

計算方式遵循以下計算原則：(1)在縱向橋面平面內計算結構濃縮，橫向分配模擬系數來均衡橫向不均的情況。(2)小結構變形，材料線有彈性。(3)其鋼管的支架不負責參與工程的操作，僅僅是作為荷載，受力體僅是貝雷拱架，貝雷接頭視為鉸接的梁元，所有桿件也都作為梁單元。再根據計算拱架長細比和回轉的半徑，從而分析出拱架整體穩定性。

3 水箱的構造

構造水箱：利用竹膠板安裝在水箱的側面和地面，外面利用安裝鋼材支架來加固水箱，用彩色軟布黏貼在水箱的內部，連接的寬度是35 cm，用封口膠粘勞接口，用6 cm的木方固定水箱連接縫隙。水箱的橫向的尺寸是7.34 cm，水箱加厚段如拱腳板位置縱向的尺寸是2.45 m，一共4個，其余位置水箱縱向的尺寸是3.74 m，一共28個，根據預壓的需求的壓力重量來調整水箱的儲水深度。

確保預壓工程實施的可靠性和安全性，要嚴格按照預壓計算規定實施，才能操作加壓和卸載。把水箱明顯位置進行編號處理來保證加載程序的正確開展。

4 預壓荷載集度分析

根據預壓計算規定，拱圈地板6%超方，混凝土是831 t的重量，荷載預壓按此重量1.3倍計算，則預壓需重量：831×1.3=1 080.3 t，所以荷載預壓為1 080 KN。

5 預壓加載

在鋪設拱圈圈底之前進行拱架加載預壓，這樣確保安全的澆筑拱圈，掌握準確的貝雷拱架所受的溫度及荷載應該下產生的應力和變形情況，要均勻加載進行程序開展，第一次加載重量環澆筑量120%，在不同的區域澆灌工程的荷載重量也不相同，要根據各個部位不同的荷載重量進行澆灌。一層至二層的區域為加載區域橫橋跟拱圈的寬度應該要一樣。在加載的過程中要實時記錄并檢測形交和應力，在加載全部完成之后保持荷載一晝夜，觀察情況，沒有偏差問題確保大橋承重合格，然后進行卸載施工。

在加載完成之后，保持荷載48 h，如果沒有發生異常就可以作好記錄并開始卸載操作，注意卸載的順序跟裝載剛好相反，卸載時應注意記錄好卸載時拱架應力的變化數據。

加載過程中，在施工過程中對加載的每個階段都要進行觀察和記錄，拱架的各階段控制及特征描述記錄好，中途也可以短暫停止加載進行記錄。監控并記錄其應變數據和應力。

兩側的拱腳要進行標記，3L/8、L/4、L/4、L/2等點要準確做出標記及放樣。

6 保障安全的措施

6.1 保障安全的制度

在預壓工程施工時，要嚴格遵守其工程的相關制度和法規，這樣可以把施工過程中發生安全事故的概率降到最低，并依據相關規定，要制定出明確的施工標準，專人負責執行制度監管。并且在工程施工操作中嚴格規范且執行以上規程和制度。

6.2 技術保障

(1)在加載施壓的施工操作中，要時刻觀察監測拱架的軸線偏移以及高程的變化。

(2)在實施預壓工程時，要嚴格遵守計算規程，時刻觀察數據，并與其設計數據進行比較，如果產生了較大的數據偏差要及時發現原因并解決，要停止繼續加載，待問題查清楚之后并妥善處理才能夠就加載施工。

(3)在預壓施工的各個階段都離不開現場工作人員、工程師、監督人員的緊密配合，相互協作進行數據測算、記錄才能隨時了解拱圈應力的變化周期。

(4)在預壓施工現場的工人和工程師都要經過開工前的培訓，進行技術交底，要保證所有工程施工的操作人員都清楚了解預壓操作的流程和施工注意事項。

6.3 其他保障

在預壓時要盡量模擬出實際施工時澆筑混凝土的速度實施加載操作；

嚴格控制預壓施工時的操作人數，盡量控制三人以下，嚴禁與預壓施工操作無關的人員靠近現場上拱架；

要做好預防水箱爆裂、漏水等意外發生的措施，為了保證預壓操作的順利進行，做好加固水箱的措施，完善工程質量，為大橋建造做好基礎參考。

進行預壓施工過程要保證施工操作現場以及人員環境的安全，一切施工都要以安全為前提，施工之前檢查好所有防護繩索，一些施工設備都要按照規程實行，安全鋼絲繩不與拱架鎖扣浪封鎖發生任何結聯，同時安排專人負責觀察拱架兩側風索安全情況。

在地形復雜區域，巖性交錯地帶，要準確專業的判斷巖性級別，做出相應措施。在裂縫發育地帶，要準確分辨出裂縫水豐富的區域，準確定位水量位置和大小。在進行數據采集時，受影響因素比較多，例如灌水程度、要量的多少和炮孔施鉆的位置、角度等都會對采集數據的精確度有著或大或小的影響，要做好預期。在最后施工結束后要分析當地地質資料獲取一些資料進行對比分析，這樣才能夠取得更準確的地質資料數據。

7 結束語

大橋拱架水箱預壓加載在2019年06月28日上午10∶00開始施工，2019年07月02日早05∶20分完成加載施工。加載過程中，6月30日08∶00因大霧天氣暫停施工加載，加載總時長91.40 h，持續荷載35 h之后開始施工卸載。在預壓施工過程中，拱頂的最大降值是11.5 cm，其最大的橫向偏位是4.9 cm，橫向偏位是0.4 cm。此次預壓施工達到了預期目的，驗證了大橋拱架的承受力性能，消除了拱架因非彈性變形，獲取了拱架預拱度的設置數值。整體預壓施工成功。工程施工證明，大橋拱架的橫向穩定性以及自身強度性能都能夠滿足此次施工的需要，并且其剛度比較大，在澆灌主拱圈混凝土生成強度的過程時，沒有對主拱圈混凝土有太大的擾動，這樣利于建立有強度的主拱圈混凝土。一次成功的施工操作，離不開各部門的緊密配合以及各個規章制度的嚴禁制定，其所有參與施工人員要嚴格遵守法規法律，按照施工規范施工，這樣才能把工程施工過程中存在的風險降到最低，保證施工成功完美并且施工安全。