复合体系支架在现浇混凝土拱桥中的应用

曹 宇，郑一峰，王媛媛

（吉林大学建设工程学院，长春130026）

0 引言

现浇混凝土桥梁作为一种常见桥型在我国已建桥梁中占有很大比例，在未来相当长的一段时期内，当预制场地受限制时，采用支架现浇的施工方法注定将会被施工方经常采用。碗扣架与梁柱式结构复合体系支架是一种结构简单，受力稳定可靠的支撑构造，在桥梁施工建设中占重要地位。复合体系支架的设计与搭设对现浇施工桥梁结构至关重要，直接影响到桥梁成桥线形、结构内力甚至是施工安全，因此，对支架设计方案和施工技术措施的分析研究具有现实意义。

1 工程概况

长白山国际旅游度假区北区2#桥位于长白山西坡，桥长为210m（两桥台耳墙端点之间的距离），桥梁起点桩号为K1＋055.148，坐标X＝4 675 878.271，Y＝620 133.758；桥梁终点桩号为 K1＋265.148，坐标为X＝4 675 872.395，Y＝620 343.676。桥梁横断面宽度为12.6m，0.3m（栏杆基础）＋2.0m（人行道）＋8.0m行车道＋2.0m（人行道）＋0.3m（栏杆基础）；双侧横坡为1.5%，坡度由内向外；在满足桥梁防洪的前提下，桥梁纵断坡度为0.493%。主桥为等截面上承式钢筋混凝土无铰拱桥，计算跨径120m，计算矢高24m，矢跨比为1∶5，拱轴系数m＝2.0，采用复合体系支架现浇施工方法。主拱圈为单箱三室截面，拱圈横断面如图1所示。

图1 主拱圈横断面示意图

2 碗扣式支架布置方案及施工措施

主桥现浇施工支架型式采用碗扣支架与梁柱式复合体系，其结构构成分别为明挖现浇筑混凝土临时支墩，支墩上接军用墩和万能杆件边支架，军用墩间采用万能杆件拼组的横系梁连接，墩上架设军用贝雷架，跨径布置为6×12＝72m，贝雷架与拱圈连接部分利用碗扣式支架调整成拱型，拱脚两侧采用满堂红碗扣式脚手架。拱架卸落利用碗扣式支架顶的可调托撑完成。主桥采用支架现浇施工方法，支架的安全稳定至关重要。施工单位对支架的型式、支架的施工架设以及支架在整个施工过程中的强度、刚度、稳定性等进行了论证，保证了支架结构的安全可靠性。

满堂支架施工前对基础底部进行换填碎石并压实处理，并用压路机震压，确保基底可承受压力满足设计要求，在处理好的地面上铺设厚度为20cm的C20混凝土垫层，再浇筑钢管柱结构的条形基础。

支架架设时要求设置预拱度，预拱度值包括主拱圈及拱上建筑产生的位移值、二期恒载产生的位移值、收缩徐变位移值、1／2静活载产生的位移值以及支架的弹性变形值。当拱顶截面的预拱度确定后，其余截面的预拱度用推力影响线进行分配。支架的弹性变形值应根据荷载预压时实测，而设计单位的图纸给出的预拱度值不包括这部分变形值，施工时的预拱度要根据设计给出的预拱度值再加上这部分变形值。

根据施工方案，主拱圈支架结构中贝雷梁架设于钢管柱之上，贝雷梁跨径布置为6×12＝72m，贝雷梁上布置碗扣式脚手架；拱脚两侧采用满堂红碗扣式脚手架。拱圈支架布置见图2。贝雷梁跨中及钢管柱支点分别设置监测断面。满堂红支架设置6个监测断面。主拱圈共布置19个监测断面，每个断面布置3个监测点，共计57个。监测断面布置见图3。

图2 拱圈支架立面图

图3 支架监测点位置平面示意图

3 支架预压

预压目的是检验支架及地基的强度和稳定性，消除支架整体的非弹性变形，并消除地基沉降变形，测量出支架的弹性变形；同时检查支架的安全性，确保施工安全，消除地基非弹性变形和支架非弹性变形的影响，也有利于上部桥面系线形的控制。

支架预压基本要求及注意事项：

（1）超载预压所加荷载应为现浇梁自重的1.2倍，预压加载分3次完成，各次分别加至现浇梁自重荷载的50%、100%、120%；

（2）各次加载的间隔时间为24h，每次加载结束后立即进行支架挠度观测，预压现场应有专人指挥，以对荷载均匀分布和安全操作进行有效控制，预压过程中，要随时观测支架的稳定性；

（3）预压试验持续8d，卸载持续8d，加卸载期间对各监测点位移进行了连续监测，通过记录高程监测点沉降值得到支架的弹性变形和塑性变形。变形超过预计值时，要立即停止加载，查明原因，进行相应处理。

4 底模调整

根据上述监测方法，测出预压荷载作用下支架发生的弹性变形、非弹性变形及基础下沉值，将这些数据与施工中因其他因素需要设置的预拱度叠加，得到施工时应设置的支架预拱度，并按计算出的预拱度调整底模标高，见表1。

表1 拱底立模标高

5 结语

随着现浇混凝土结构桥梁越来越多地应用在实际施工中，复合体系支架在桥梁工程中的重要地位势必愈加凸显。通过分析介绍碗扣架与梁柱结构复合体系支架的结构形式与设计方案，阐述了该结构体系的具体施工措施及重要环节，为今后同类问题的研究打下一定基础。

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