轻型钢拱架在拱桥中的应用研究.docx

    轻型钢拱架在拱桥中的应用研究    陈五四摘 要 本文主要简述在长江河道，山陡、狭窄、水深、地处湖北省宜昌市西陵区境三游洞国家级旅游景区为工程背景，重点阐述新型钢拱架在大跨径箱型拱桥施工中关的技术应用以及实现总体安全、质量、进度等目标的措施，结合有限元软件进行结构计算，为类似的工程提供相关借鉴与应用关键词 新型钢拱架;箱型拱桥;主拱圈引言在我国公路桥梁系列中，拱桥作为一种古老的桥式以其跨越能力大、承载能力高并且长盛不衰，不断发展的桥梁形式它外形宏伟壮观，且经久耐用钢筋砼箱型拱桥结构受力明确、跨越能力大、工程造价低、易于养护、耐久性好，并且外观上具有浓郁的民族特色，因此在山区跨越较大的河流、沟谷时，钢筋混凝土箱型拱往往是首选桥型方案，本文主要研究轻型钢拱架在此类拱桥施工中的应用1工程概述新建下牢溪桥型为上承式箱型拱桥，左幅桥梁全长149.08m;右幅桥梁全长129.188m新建桥梁为主跨90m上承式箱型拱桥，计算矢跨比为1/5.233，主拱轴线为悬链线，拱轴系数m=1.5，无铰拱体系主桥拱圈采用轻型拱架施工工艺，箱型主拱圈在已安装好的拱架上现场浇筑成型[1]2主拱圈施工方案结合现场地形条件、施工场地、从安全、质量、工期和技术经济指标及施工经验等多方面综合考虑，确定适合下牢溪桥主拱圈的总体施工思路：左、右幅拱圈采用流水作业方式，投入一套拱架，用悬拼钢拱架现浇主跨90米的钢筋混凝土拱圈。

具体施工方案如下：2.1 设置缆索吊考虑到本桥地形、交通状况、环境要求施工工艺及吊装重量，桥梁主拱圈及拱上结构物均施工采缆索吊施工，缆索吊作为本桥专用钢拱架安、拆吊装施工设备，同时兼作拱架安装时临时扣索索塔，还兼用于拱圈施工周材、拱上排架施工、行车道板安装等，吊装系统由主索、索鞍、跑车、起重滑车组、牵引索卷扬机、锚锭等组成2.2 拱架施工拱架是支撑拱圈、拱上结构物及施工荷载主要体系拱座作为钢拱架铰座的铰支点，铰座承受巨大水平力及竖向力，水平力传递给拱座背墙、竖向力传递给拱座底座2.3 钢拱架安装钢拱架采用悬链线，两拱脚铰中心的跨径L=9000cm，相应矢高f=1720cm钢拱架包括基本节段和联结系，拱架横断面由5道基本节段及4组联结系组成拱架脚节段可采用钢管脚手架进行固定和定位也可以采用扣索来进行调整和定位为防止拱架脚节段在以后节段的拼装过程中发生脱铰，在脚节段安装就位后，立即采用拱铰压板固定拱铰[2]拱架合拢采用现场合拢，即拱架各节段安装符合设计高程后，现场量取合拢段长度，再在合拢调节节段的联结钢板上精确度套孔，确保拱架完全合拢2.4 解除临时扣索拱架完全合拢后方可拆除临时扣索为缓和拱架上下弦杆内力的突然增大，拆除前应先逐步松驰临时扣索的拉力，首先拆除拱顶位置的扣索，再根据测量拱架高程的变化，再确定放松哪组扣索，两岸扣索必须保证同步放松。

2.5 拱架预压加载支架预压荷载总荷载值为：按规范规定为主拱圈总重量×1.2，但考虑主拱圈分为三层浇筑，且上层浇注必须待下层砼强度达到80%以上才进行，因此，预压时加载重量按主拱圈底板+腹板重量的1.2倍考虑加载顺序与主拱圈澆筑施工顺序相同，预压荷载按加载重量的50%、100%二级加载，即每次按对称的方式对拱架上加载，每级加载后均要对支架的沉降和稳定性进行详细的观测和记录卸载按照逆序对称、分层、分级作业[3]根据本拱桥现场实际情况，主拱架预压加载采用水箱注水法实现，水箱采用竹胶板现场制作，并标注各级加载重量水位标识;加载用水水泵直接从下牢溪河中抽取加载过程中有专人全程监测支架变形监测点布置，选取顺桥向拱跨两端、间隔1/4长度位置及两侧支架与中间部分交界点七个断面，横桥向在每个断面梁中心线及隔板、箱室中心位置布置7个监测点2.6 拱圈混凝土浇筑混凝土浇筑顺序拱圈砼浇筑按竖向分环、纵向分段的方式进行，并遵循纵向、横向对称、均衡的原则进行施工每段浇筑的高度必须经过抽样承重后计算砼浇筑的顺序与预压的顺序完全一致，即第一次浇筑两拱脚处的19.66m段，第二次浇筑拱顶段19.66m段，第三次浇筑两侧拱脚与拱顶间19.66m段。

拱圈竖向分为三环：第1环为现浇底板和下马蹄;第2环为现浇腹板和横隔板;第3环为现浇顶板和上马蹄实际施工中分五个步骤完成：现浇底板和下马蹄;现浇三道中腹板和部分横隔板;现浇两道边腹板和部分横隔板;现浇余下的所有横隔板;现浇上马蹄和顶板当第1环混凝土达到95%设计强度后，方可进行第2环混凝土浇筑，第2环混凝土达到90%后方可进行第3环混凝土浇筑[4]2.7 钢拱架的拆除本项目拱架拆除时，拱架所处位置于右幅拱圈正下方当右幅主拱圈全部施工完成以后，待拱圈顶板混凝土强度达到设计强度时，可考虑拱架拆除;也可在拱上排架及行车道板施工完成后拆除拱架当右幅拱圈底板浇筑时，把拱架每节段作为一个拆除单元，在每节段横向左右内侧第二肋中点预留直径5cm的空洞，利用精轧螺纹钢将拆除单元锁定在拱圈底板上，利用拱圈反抱拱架的每一个拆除单元[5]3结束语根据水箱预压加载所取得的应力和测量数据，可以得出结论，该新型钢拱架使用安全、拼装便利，且可以反复使用该新型钢拱架充分发挥了自身建桥经验和技术特长，推广成熟的施工工艺，开发新技术、新工艺的成果，使大跨径钢筋砼箱型拱桥关键工序主拱圈施工得到了安全、质量、经济、迅速等保障，值得推广应用。

参考文献[1] 公路桥涵施工技术规范：JTGTF50-2011[S].北京：人民交通出版社，2011.[2] 钢结构设计规范：GB50017-2003[S].北京：中国标准出版社，2003.[3] 公路桥涵设计通用规范：JTGD60-2015[S].北京：中国标准出版社，2015.[4] 公路桥涵地基与基础设计规范：JTGD63-2007[S].北京：中国标准出版社，2007.[5] 周水兴，何兆益，邹毅松.路桥施工计算手册[M].北京：人民交通出版社，2001：151.建筑与装饰2020年11期建筑与装饰的其它文章建筑工程土建施工现场管理的优化策略探讨道路桥梁施工防水路基面的处理措施探讨浅议建筑施工进度控制的必要性、影响因素与技术措施浅谈房地产建筑施工技术管理道路桥梁施工管理中的问题控制及解决方法探究关于绿化工程结算审价的几点策略  -全文完-。