钢筋混凝土箱型拱桥主拱圈有支架施工
摘要：结合重庆黔江至湖北咸丰二级公路上的黔江区正舟大桥的施工，介绍100m跨钢筋混凝土箱型拱桥采用常备式钢拱架作为支架、塔式起重机组装浇筑的有支架施工技术。
关键词：二级公路，钢筋混凝土箱型拱桥，有支架施工
1 工程概况
黔江区正舟大桥桥址区属中、低山峡谷地貌，横跨黔江，沟心距离桥面最高约84米,采用1孔100米钢筋混凝土箱形拱桥。
桥梁主拱采用1-100m钢筋混凝土等截面悬链线箱板拱，矢跨比为1/6，拱轴系数m=2.514，主拱采用单箱7室截面，拱圈厚1.6m。
横隔板采用预制组装。
拱上构造由拱上横墙、腹拱、侧墙及桥面构造组成。
2 施工方案
考虑到实际条件，经过多个方案比选，最后确定采用有支架施工，即塔式起重机吊装，常备式钢拱架作为支架的施工方案。
具体的施工程序为：砌筑拱台、钢塔架承台，预制横隔板—砌筑临时立柱、拱座、扣锁锚定—安装塔式起重机—安装砂筒—拼装钢拱架—安装垫木、弓形木、横木—拼装底模—安装横隔板—浇筑组装接头—浇筑底板—浇筑腹板—浇筑顶板—落架、拆模及卸架—拱上结构施工。
2.1钢塔架及扣绳锚锭布置
（1）采用租用常备式钢拱架基本三角组合成钢桁架，不于计算内力，只考虑钢塔架的倾覆稳定，应对称设置抗风维持钢塔稳定即可。
塔顶用φ80mm优质钢棒连接左右两片杆塔作吊扣承重杆，钢塔顶前后端用不等边角钢（B=100mm，b=80mm，d=10mm）横向连接。
钢塔倾向河心。
只拉锚锭抗风和横向稳定抗风。
（2）考虑到基底土壤成分，计算容许土压力及侧压力，拟定锚锭尺寸为宽4米，长4.5米，按横重式设计，锚头按双头设置，锚头高度为0.8米，直径0.8米，重心位置为0.4米，采用C30混凝土。
其中倾覆稳定系数k1=1.49>1.4，滑动稳定系数k2=3.53>1.4。
按固端悬臂计算配筋，锚锭设置底板钢筋，四周设置构造钢筋。
2.2拱架布置及安装
（1）经计算，该桥选用8榀钢拱架就能满足要求，但从安全方面考虑到钢拱架多次使用后产生疲劳受力，考虑折减30%，最后按12榀钢拱架布置，两榀拱架间隔1米。
钢拱架通过砂筒支承于临时支墩的拱座上。
钢拱架由端三角、基本三角、长弦杆、短弦杆、短弦杆及钢销等组成，通过长弦杆、短弦杆的数量及分布位置和钢拱架拱脚支点来实现其上轮廓线与主拱圈下弧的吻合。
全桥分五段拼装拱架合笼，即两岸对称安装各二段，拱顶合笼一段。
在每一拱段吊装到位后横向用ф17.5mm钢丝绳做抗风同时每安1榀后用ф23.5mm钢丝绳做扣绳。
同时通过横向连接将各榀钢拱架连接成一个比较稳定的整体。
钢拱架拼装及横向连接布置见图1、图2。
注：图中尺寸以米计
图 1 钢拱架拼装布置图
注：图中尺寸以厘米计
图 2 钢拱架横向连接布置图
钢拱架全部安装完毕后，进行一次全面的安装质量检查并测量复核标高，检查各杆件位置是否合符要求，并调整到位。
（2）砂筒选用φ30cm、壁厚8mm、有效行程20cm的钢砂筒，筒芯用C30混凝土预制。
（3）预压
按设计要求拱架安毕后，要进行预压荷载，以检验拱架的承载能力并消除拱架的非弹性变形引起的下沉。
本桥预压荷载重量为第一环浇筑主拱圈重量超压20%，即645*1.2=774吨。
预压材料采用预制的混凝土横隔板块件和袋装砂石预压。
加载程序仍按设计规定的纵，横向顺序对称进行，预压时间按48小时进行，48小时后将砂袋吊回岸上，横隔板可留部份于拱架上，以便第一环拱圈浇筑时组装。
预压每次吊重10吨，先拱脚，次拱顶，再1/4跨。
预压时注意对拱架的观测。
2.3主拱圈施工
（1）安装弓形木并且拼装底模
弓形木采用18cm×18cm方木制作，以钢拱架的三角形长度为单位，根据1:1放大样情况确定弓形木的弧形尺寸。
弓形木上密铺3cm厚木板作为摸版。
弓形木由垫木支撑在钢拱架的上弦杆上，垫木的高低由弓形木与钢拱架上弦之间的间距确定。
拱圈模板顶面应保证线型平滑圆顺，控制点的高程应计入相应的预拱度。
（2）主拱圈浇筑
主拱圈的预制横隔板的组装以确保钢拱架受力最小为原则。
组装完后，复验轴线，并通过拱架两侧风揽调整轴线至达到施工规范要求，在浇筑组装接头混凝土。
为了节省支架，采用分环分段现浇拱圈混凝土。
工艺流程及施工要点大致为：主拱圈分四环浇筑。
在浇筑1～4环拱圈砼之前，先将全桥预制横隔板安装到位，并将底板和部份腹板钢筋安装到位并在工作缝处将纵向钢筋全部截断，留足搭接电焊长度即可。
2.4落架、卸架
主拱圈混凝土强度达到设计强度的100%后，即可落架。
落架通过砂筒排砂进行，砂筒底部排砂孔排砂量控制钢拱架的下落量。
为使拱架脱离主拱圈，钢拱架需要的降落高度为
H=y+δ+c
主拱圈受自重作用在拱顶出下沉挠度最大，钢拱架下落减载后在拱顶出反弹位移也最大，故取此处计算。
根据设计文件，裸拱圈在自重作用下的拱顶挠度y=1.281cm。
根据《常备式钢拱架使用手册》，钢拱架拱顶处的反弹位移δ=10.98cm；拆除钢拱架所需净空c，经验值为3-15cm，取6cm。
则有h=18.261cm，实际砂筒可降高度H=20cm>h=18.261cm，砂筒行程20cm满足落架需要。
2.5主拱圈加载
拱上结构的施工过程对主拱圈来说就是主拱圈加载过程，加载过程应确保主拱圈的结构安全。
(1)从主拱圈支架拆除到桥面系施工完成都是对主拱圈加载的过程。
(2)主拱圈拱上结构应按设计规定的加载程序和顺序施工，使主拱圈受力对称和均衡。
(3)各个阶段的施工加载，应力求做到横向两侧对称，纵向左右半拱对称地
均衡加载，尽量使主拱圈受力最小。
(4)主拱圈施工加载过程中应加强变形观测，以便及时发现问题，调整施工加载程序。
2.6主拱圈的线型控制
预拱度设置：拱顶总预拱度△=L/600=0.1687m，沿跨度按拱脚水平推力影响线坐标的比例分配。
拱圈施工坐标：坐标系统以拱架脚界面的中心为远点，横方向按计算跨径等分为48点，计算列出计入预拱度的拱轴线、拱腹内弧和拱背外弧的横坐标和纵坐标，施工中严格遵照执行。
3结语
以钢拱架作为组装浇筑支架施工是针对山区深沟峡谷而设计的一种桥梁施工方法。
它具有运输方便、适用广泛、组装便捷、受力合理、安全可靠、不受洪水威胁（安装位置高）等优点。
此技术可以广泛应用于钢筋混凝土拱桥、石拱桥和钢管混凝土拱桥，是拱桥有支架施工的较佳方案。
