□文/于建起

現(xiàn)澆混凝土拱橋主拱圈線型控制

□文/于建起

文章通過工程實例，對鋼筋混凝土拱橋支架施工的拱軸線線型控制進行了闡述。

混凝土拱橋；主拱圈；線型控制

1 工程概況

綿陽市南河大橋建于1989年，橋梁全長412.608m，其中主橋長327.108m，主橋為5×52m+30m拱橋，引橋為10×8m簡支梁橋。其中30m跨為石拱橋，其余為鋼筋混凝土拱橋。52m拱橋矢跨比1/7，拱軸系數m=2.24；30m拱橋矢跨比1/5，拱軸系數m=3.142；主橋設1.5%縱坡，坡度采用正橋斜置形式，引橋為3%縱坡。橋面寬度為 2.5m（人行道）+12m（車行道）+2.5m（人行道），設計荷載等級為汽車-20，掛車-100。拱上建筑為拱上橫墻、腹拱及拱上填料。

2 工程特點

綿陽南河大橋受5.12汶川大地震的影響，加之多年使用，橋面鋪裝損壞嚴重，在安全橋范圍內均存在裂縫、坑槽、斷板和橫向裂縫并伴有滲水；工程是對原橋進行加固，荷載設計等級提高到公路Ⅰ級，按現(xiàn)行抗震烈度標準設防，在上游新建一座寬度為7m的副橋。舊橋的線型性經過多年沉降及變形發(fā)生了較大變化，新橋原則上還要考慮線型上的盡可能一致。

3 線型預控的技術措施

3.1 消除基礎沉降變形

支架基礎采用連砂石硬化處理，現(xiàn)場淤泥較深，需大范圍清淤。清淤完畢全部采用連砂石回填作為支架基礎?；靥罡叨葹榉潘蠛铀嫔?m?；靥钔戤吅笥脡郝窓C壓實，經檢測需達到100kPa的承載力方可作為支架基礎。支架四周須做排水溝，防止雨水浸泡支架基礎。橋位部分局部松軟的部位采用混凝土作基礎處理。

3.2 消除施工支架的彈性和非彈性變形

1）為保證拱軸線型在允許范圍內，對施工方案進行可行性分析，確定施工方案為滿堂式支架施工。支架布置縱向為120cm間距，步距為120cm。用φ48mm×3mm鋼管將整個支架連成整體。支撐架四周從底到頂連續(xù)設置豎向剪刀撐；中間縱橫向由底至頂連續(xù)設置豎向剪刀撐，其間距應≤4.5m。剪刀撐的斜桿與地面夾角應在45°～60°之間，斜桿應每步與立桿扣接。當模板支撐架高度＞4.8m時，頂端和底部必須設置水平剪刀撐，中間水平剪刀撐設置間距應≤4.8m。支架底腳沿橫橋向鋪設15cm×15cm方木，以使支架整體均勻受力。針對支架頂木條可能受力不均勻，在順橋向1.2m間距加密一道立桿作為木條的輔助支撐，立桿下端用扣件鎖定在橫桿上。其頂端設可調托撐，以調整標高確定拱形和落架用。標高調整到位后，在可調絲口部分（盡量靠上）加順橋、橫橋向通長鋼管，增強其剛度，減小加載后的變形，見圖1和圖2。

圖1 支架搭設橫斷面

圖2 支架搭設縱斷面

2）布設應力監(jiān)測網，監(jiān)測桿件內力變化情況，以采取措施消除支架彈性變形，確保支架的穩(wěn)定。監(jiān)測表明，由于施工支架設計的合理性，支架各桿件內力儲備較大，結構安全，支架整體穩(wěn)定性和剛度能夠滿足施工要求。

3）預壓處理。施工支架各連接的彈性和非彈性變形，隨主拱的分段澆筑而發(fā)生變化。對拱圈和支架來說，其結構內力、變形將經過多次調整，其實際變化與理論分析值也會存在一定差距。為此，在拱圈施工前，對支架進行預壓，預壓采用砂袋，預壓重量為拱箱重量的100%。選擇利于觀測的位置進行觀測，在預壓過程中不得碰撞、擾動。在拱圈的投影中線上設觀測點，縱向每跨設一排觀測點。觀測點用鐵絲懸掛一根40cmφ28mm鋼筋于底模上，上刻標記，預壓過程中不得碰撞、移動觀測點。

預壓前觀測值為△1；每隔4h觀測一次，記錄觀測值，待沉降穩(wěn)定后（連續(xù)48h觀測沉降不超過2mm）的觀測值為△2；卸載后的觀測值為△3。支架變形分為彈性變形和非彈性變形，非彈性變形為△1-△3，彈性變形為△3-△2，卸載后重新調整高程設置預拱度。預壓根據設計要求進行，預壓時間根據地質情況、梁體重量、支架類型等進行現(xiàn)場預壓試驗后確定。通過預壓消除臨時結構由于各種不利因素造成的非彈性構造變形；而且經過施加仿真荷載，得出鋼筋混凝土施工過程中臨時結構的彈性變形量，以方便拱圈立模時預設上拱度而確保主拱線型。

3.3 預拱度的設置

根據預壓試驗及測量觀測數據等現(xiàn)場收集到的資料，及時對拱軸線進行調整并設置預拱度。預拱度的設置包括：結構變形量；支架各連接處彈性、非彈性變形值；碗扣立桿的彈性、非彈性變形值；設計預拱度按水平推力影響線的分配；計入施工預拱度后標高的確定。

4 線型控制的操作工藝及過程監(jiān)控

4.1 線型控制工藝流程

滿堂紅支架的初步搭設、支架頂托高度的初步調整、方木的調整、模板的鋪設、拱軸線標高調整、鋼筋混凝土施工、澆筑后的線型復測及分析。

4.2 線型的測設

拱軸線線型為懸鏈線，放線前先做好內業(yè)的計算，先確定拱軸線的計算跨徑，由于該橋是在老橋的一側加寬7m，線型要保持與老橋的一致，所以計算跨徑采用老橋現(xiàn)場實際測量的計算跨徑為新橋的計算跨徑。計算出以計算跨徑軸線為X軸，垂直于計算跨徑的方向為Y軸的坐標，然后用全站儀把坐標點放樣到每根豎直的腳手架上，同時加上相應每個點的預拱度值。

4.3 線型的精整

底模的調整是整個線型控制的關鍵；控制好底模就可以很好地控制住拱圈成型后的整體線型。在底模鋪設時，先在上方木的斜角方木上定出中線，然后向兩邊鋪設，每邊留30cm用于偏位時調整。底模鋪完一段，即用全站儀每3排立桿(即3.6m)放一中線點和兩邊線點進行校正，然后用水準儀測量其標高，做出精確調整。

5 澆筑程序對線型控制的影響

按以上方法調整控制好底模后，就可以開始綁扎鋼筋，立模，澆筑混凝土了。在混凝土澆筑加載過程中的實時監(jiān)控尤其重要。在每澆筑段均布置測點，對各工況進行觀測。各工況包括：支架預壓前按理論預拱度調整的拱軸線型，預壓后的線型值，每一澆筑段加載前后的線型值等。通過對各工況線型的觀測并與理滄值對比分析，結果表明拱圈澆筑程序也直接影響到拱箱的線型變化。為消除其影響，及時調整了預拱度，以確保線型滿足設計要求。

6 結語

在拱橋施工過程中，控制拱軸線型在設計和規(guī)范允許范圍內，以確保結構受力應力狀態(tài)滿足設計要求，是拱橋施工成敗的關鍵，也是拱橋施工的一大難點。在鋼筋混凝土懸鏈線箱型無鉸拱鋼筋混凝土拱橋施工過程中，采用有支架施工，只要建立反映工程實際受力情況的結構模型，認真分析，精心設計，科學組織施工，加強線型監(jiān)測，及時收集施工過程中拱圈的受力變形數據，合理調整澆筑程序，采取有力措施消除支架彈性和非彈性變形，就能保證拱箱線型控制符合設計和規(guī)范要求。

U448.34

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1008-3197（2011）04-45-02

2011-06-12

于建起/男，1964年出生，高級工程師，天津路橋建設工程有限公司，從事施工技術質量管理工。