預制鋼管龍骨現澆連拱橋拱圈施工工法

摘要：文章從工法特點、適用范圍、工藝原理等方面介紹了預制鋼管龍骨現澆連拱橋拱圈施工方法，提出了龍骨鋼管設計、加工、安裝，支架預壓與安裝、混凝土澆筑及養生等操作要點，并依托實際工程，采用傳統的以直帶曲+直拼模板的施工工藝與預制鋼管龍骨現澆連拱橋拱圈施工方法進行對比。結果表明：預制鋼管龍骨通過對支架鋼管的預處理，分階段加工，再運輸到現場安裝，將部分支架搭設的時間在加工場內提前完成，大幅削減了工期；同時鋼管在場內預加工，更容易調節弧度，節省了現場線形調整工序，大幅減少人工投入。

關鍵詞：預制鋼管龍骨；現澆連拱橋；拱圈；施工技術

中圖分類號：U445.57 A 33 111 4

0 引言

近年來，連拱橋以造型優美、造價經濟和結構獨特等優勢在世界各地橋梁工程中廣泛應用，其具有耐久性好、服務壽命長的優點。由于連拱橋具有極佳的景觀效果，多在具有景觀要求的市政道路或風景園林園區推廣建造。但是，支架現澆的連拱橋拱圈多采用木模板以直代曲的方式，在拱圈成型后，拱底線形出現折點，線形不圓順，若拱橋半徑偏小則折線更為明顯。若采用定制鋼模板，雖能保證線形圓順，但是造價高且材料二次利用率低。因此，為保證連拱橋的拱圈線形，通過采用預彎處理鋼管構件作為模板龍骨，可以更為精確地控制連拱橋拱圈的線形，有效消除現澆混凝土連拱橋拱圈的折角。這種模板拼裝形式，相比原有的直線模板固定方法，組成更復雜、施工難度更高，為保證拱圈線形并節約施工時間、人工等成本，需要探索新的施工方法。基于為施工安全提供保證、提高骨架安裝精度、提高施工效率確保工期的目的，本文對預制鋼管龍骨現澆連拱橋拱圈施工工法進行探討。

1 工法特點

（1）采用現澆連拱橋拱圈預彎鋼管施工工法，施工工序以及吊裝作業次數較少，安裝方便，有效節省工期。

（2）采用現澆連拱橋拱圈預彎鋼管施工工法僅需要根據拱圈尺寸定制鋼管龍骨構件，模板利用竹膠板自身柔性進行彎曲，較傳統定制鋼模板的施工方法，材料使用量大幅度減少。

（3）采用彎管機加工48.3 mm×3.6 mm鋼管，根據計算設計的拱圈線形進行彎曲處理，作為支架上層分配梁，較傳統的施工方法能夠更好地保障包括拱圈半徑、凈跨徑以及矢高在內的與拱圈線形有關的技術指標。

2 適用范圍

由于受模板龍骨預彎鋼管6 m的單根長度以及2 m的搭接長度所限，本工法適用于跨徑≤20 m的景觀拱橋或連拱橋。

3 工藝原理

3.1 工程概況

人高路二期道路工程建設場地位于重慶龍興片區，采用城市主干道標準，設計時速為60 km/h，標準路幅寬度為64 m，采用主線雙向六車道，輔道雙向四車道。

設計有七連拱橋一座，起訖點樁號為K0+746.500～K0+857.500，橋面寬度為16.5～20 m，跨度布置為7×13 m=91 m，采用普通鋼筋混凝土現澆，拱圈凈跨為11.5 m，矢高為3.5 m。

3.2 工藝原理介紹

拱圈采用支架現澆澆筑時，支架頂托上方首層龍骨橫向布置方木，間距與立桿縱距相同。頂層模板龍骨采用根據拱圈線形進行加工預制的48.3 mm×3.6 mm鋼管，上層鋪設15 mm厚竹膠板，完成支架搭設后每一跨拱圈自拱腳至拱頂進行混凝土澆筑。如圖1所示。

4 施工工藝流程及操作要點

4.1 施工工藝流程（圖2）

4.2 操作要點

4.2.1 施工準備

（1）前期準備。施工前對圖紙進行審核，并對項目管理人員及施工班組進行交底，加強全體員工的崗前培訓和質量教育，提高全體人員的質量意識。現場按施工要求組織施工機械設備、材料等進場。

（2）地基處理。對需要搭設支架的連拱橋橋跨段下方場地進行地基整平處理。

（3）支架搭設。按照現澆連拱橋拱圈支架方案搭設支架，安裝前檢查支架有無彎曲、接頭開焊、斷裂等現象，無誤后可實施支架體系的拼裝。

4.2.2 龍骨鋼管設計

龍骨鋼管采用48.3 mm×3.6 mm鋼管進行加工，加工前需根據拱圈尺寸確認龍骨鋼管的定制尺寸。

（1）龍骨鋼管半徑的確認。由于龍骨鋼管上方安裝的模板為底模，因此龍骨尺寸的確認應參考拱圈底部半徑以及鋼管的圓心位置，如圖3所示。

（2）定制長度的確認。龍骨鋼管加工長度按照市面上標準48.3 mm×3.6 mm鋼管的6 m長度定制即可。

（3）龍骨鋼管定制的數量，需保證全跨拱橋的使用要求。

4.2.3 龍骨鋼管加工

龍骨鋼管采用彎管機進行加工。彎管機工作原理為：電動油泵輸出的高壓油，經高壓油管送入工作油缸內，高壓油推動工作油缸內柱塞，產生推力，通過彎管部件彎曲管子。彎管機為全自動數控，操作人員可據彎管確認的尺寸進行龍骨鋼管的加工（如圖4所示）。

4.2.4 龍骨鋼管安裝

模板龍骨進場后需在現場進行試拼，搭接長度按照2 m進行控制，試拼完成后測量凈跨徑與矢高是否滿足拱橋尺寸要求。如圖5所示。

通過試拼確認鋼管線形與拱圈線形一致后即可安裝模板龍骨。模板龍骨安裝間距及數量需根據計算確定，保證混凝土澆筑期間支架穩定性。在橫向Ⅰ10工字鋼分配梁上方根據拱圈線形放置木楔，與工字鋼采用鐵絲綁扎，確保混凝土澆筑期間應力有效傳遞，防止工字鋼分配梁在混凝土澆筑期間在水平力作用下傾覆。

4.2.5 龍骨加固

完成龍骨鋼管的安裝后，模板整體龍骨安裝完成。由于混凝土澆筑期間對模板龍骨及支架會產生向內側的水平力，因此下層橫向分配梁需增設橫向鋼管與支架立桿扣接進行加固。

4.2.6 模板安裝

完成模板龍骨安裝后，即進行拱圈模板與鋼筋的安裝。拱圈模板安裝前，根據模板尺寸安裝兩層10 cm×2.5 cm方木，用于釘緊模板。

安裝好用于釘板的方木后，即可安裝拱圈模板。為防止拱圈混凝土澆筑施工期間由于水平推力造成拱頂隆起，拱頂處預留2 cm左右的模板拼縫，以允許澆筑期間模板水平方向的位移。

4.2.7 支架預壓與鋼筋安裝

完成支架、模板安裝后，進行模板支架的預壓，加載時要盡量符合澆筑混凝土的狀態，連拱橋施工即按照澆筑順序自拱底至拱腳加載。按每級加載進行底模變形觀測，并作詳細記錄。分60%、100%、110%三級加載。

鋼筋加工安裝前，需全面核對施工圖紙，確定各種預制構件的鋼筋種類是否正確，認真核對鋼筋型號、尺寸及數量，避免錯誤下料。

4.2.8 混凝土澆筑及養生

采用兩臺泵車自兩側拱腳向拱頂澆筑，縱橋向澆筑如圖6所示，橫橋向澆筑如圖7所示。

混凝土澆筑完成后，及時覆蓋薄膜進行灑水養護，待強度達到90%后即可拆除支架［1］。

5 材料與設備

現澆連拱橋拱圈預彎鋼管施工主要機具設備見表1。

6 質量控制及對比分析

6.1 控制標準

嚴格貫徹執行《ISO9000質量管理體系》，遵照《公路橋涵施工技術規范》（JTG/T 3650）、《城市橋梁工程施工與質量驗收規范》（CJJ 2-2008）、《鋼筋焊接及驗收規程》（JGJ 18-2012）、《建筑施工承插型盤扣式鋼管支架安全技術標準》（JGJ 231-2021）等有關規定［2］。

6.2 分析對比

對比項目為依托項目同業主的某工程三標段下的現澆三連拱橋，拱橋設計參數為3×14 m，橋面寬度為17 m，采用傳統的以直帶曲+直拼模板的施工工藝。從工法特點、節約工期和整體線型曲線圓滑美觀進行對比，依據現場實際情況和工程驗收評分為標準。

三標段項目拱橋為三連拱橋，拱圈澆筑總工期為77 d，平均單跨澆筑日期約為26 d；工程驗收外在觀感評分為85，橋梁拱圈折角明顯、表面混凝土開裂均有扣分［3］。

依托項目為七連拱橋，拱圈澆筑總工期為93 d，平均單跨澆筑日期約為14 d；工程驗收外在觀感評分為98，橋梁拱圈線型、混凝土外觀質量無扣分。

對比發現，在平均單跨工期上，依托項目平均每跨節約了12 d；線型外觀上無任何扣分，工程總體質量提升。

7 安全措施

（1）遵照《市政工程施工安全檢查標準》（CJJ/T 275-2018）、《施工現場臨時用電安全技術規范》（JGJ 46-2005）、《建筑施工高處作業安全技術規范》（JGJ 80-2016）等有關規定。

（2）在施工前做好安全技術交底工作，成立安全管理領導小組，實行安全生產責任制度［4］。

（3）編制專項安全保證措施方案和生產安全事故緊急預案。

（4）具體措施：

①施工現場按符合防火、防風、防雷、防觸電等安全規定及安全施工要求進行布置，并完善布置各種安全標識及防護措施。

②施工現場的臨時用電嚴格按照《施工現場臨時用電安全技術規范》（JGJ 46-2005）的有關規定執行。

③吊車司機操作必須嚴格遵循起重吊裝操作規程，不準違章作業，操作前必須有安全技術交底記錄，并履行簽字手續。

④各種機、索具和材料在使用前應認真檢查，清除發現的缺陷和隱患。

⑤臨邊、高空作業必須正確佩戴安全帶，按規定穿戴防護用品，如穿軟底鞋、戴安全帽，不能穿皮鞋或塑料硬底鞋作業，電焊工配備電焊手套和焊接面罩。

⑥進行高處作業時，所有器具必須袋裝吊運，嚴禁拋扔。高處作業下方警戒區設置應符合現行有關規定。

8 環保措施

（1）嚴格貫徹執行“三標一體化”管理體系，遵照《建設工程施工現場管理規定》有關規定。

（2）制定施工期間環境保護措施，做到統籌規劃、合理布置、綜合治理、化害為利。

（3）生產生活垃圾、廢水集中處理，并加強施工人員環保意識培養。

（4）采取有力措施防止施工中的鐵銹、廢料和垃圾等有害物質對植被、河流的污染。

9 結語

相比傳統的以直代曲、直拼模板+拉桿固定的形式，預制鋼管龍骨通過對支架鋼管的預處理，分階段加工，再運輸到現場安裝，將部分支架搭設的時間在加工場內提前完成，大幅削減了工期；同時鋼管在場內預加工，更容易調節弧度，節省了現場線形調整工序，大幅減少了人工投入。

通過預彎處理鋼管構件作為模板龍骨，將橋梁的曲線完美復刻到現場，能夠更為精確地控制連拱橋拱圈的線形。下層鋼管作為拱圈底部線形控制線，配合工字鋼形成分配梁，有效消除了現澆混凝土連拱橋拱圈的折角，拱橋澆筑成型后的曲線圓滑、順暢。

綜上所述，本文制定的工法減少了施工工期，保證了現澆連拱橋拱圈施工的線形，消除了轉角折點，有利于現澆連拱橋的美觀和結構耐久性。

參考文獻

［1］JGJ/T 231-2021，建筑施工承插型盤扣式鋼管腳手架安全技術標準［S］.

［2］CJJ 2-2008，城市橋梁工程施工與質量驗收規范［S］.

［3］GB 50204-2015，混凝土結構工程施工質量驗收規范［S］.

［4］JGJ 300-2013，建筑施工臨時支撐結構技術規范［S］.

收稿日期：2022-10-26