清水江大桥主拱圈施工技术探析

欧 军

(贵州路桥集团有限公司)

清水江大桥主拱圈施工技术探析

欧 军

(贵州路桥集团有限公司)

简要阐述了贵州省凯里市永丰西路清水江大桥主拱圈的施工技术措施，针对拱架方案的设计、拼装，支架的搭设、拱架的预压，以及混凝土的施工技术进行了相应的探析;供同行借鉴。

大桥;主拱圈;设计;施工技术;探析

0 引言

清水江大桥位于贵州省凯里市永丰西路，起止里程桩号为 K0+986.373 ～ K1+363.373，桥梁全长 377 m，为连接涤纶厂片区和玻璃厂片区的主要通道。清水江大桥与清水江主河槽成63°左右交角，桥型布置为3×22 m(连续箱梁)+1×150 m(悬链线无铰拱)+两联3×22 m(连续箱梁)，主跨为钢筋混凝土悬链线箱形无铰拱，净跨度150 m、净矢高30 m、净矢跨比1/5，引桥为3×22 m连续箱梁，拱上建筑采用排架柱、横墙、4×15.9 m连续箱梁及3×15.9 m连续箱梁。拱座为明挖扩大基础，挖方13 706 m3、填方1 931 m3、混凝土方量10 116 m3;桥台采用U型重力式桥台，明挖扩大基础，分左右两幅，中间设2 cm断缝，台后各设8 m桥台搭板;桥墩下部结构为双柱式，桩径为1.5 m。

1 主拱圈拱架方案的设计

主拱圈采用分环施工，即底板、腹板及顶板各为一环，且必须是前一环混凝土合拢并达到设计强度的80%以后，再进行下一环的施工。由此可知，荷载主要集中在第一环和第二环上，第二环施工时的荷载由第一环混凝土及支架共同承担，第三环施工时的荷载则由第一、二环混凝土形成的开口箱承担，因此主拱架设计时，主要考虑承受钢管支架及主拱圈第一、二环施工时的模板和钢筋混凝土重量。

由于本桥距河面较低(约35 m)，根据现场实际地形及水文地质情况，结合我公司以往施工的成功经验，经认真分析比较后，清水江大桥主拱圈决定采取三种不同的支架形式现浇施工。

(1)支架形式一:靠近5#拱座端20.65m段主拱圈采取先浇筑混凝土条形基础，再在条形基础预埋板上安装Φ63 cm立柱钢管支撑63a工字钢横梁，最后在63a工字钢横梁上安装45a工字钢纵梁，45a工字钢纵梁与5#拱座预埋板焊接，单根立柱钢管顶部横桥向分配梁采用经过特殊处理的2片I63a组拼加工而成，单幅主拱圈(含车行桥与人行桥)支架Φ63 cm钢管布置为3列8排，列距为6 m，排距为3.15 m+3.15 m+1.62 m+2.85 m+2.9 m+2.9 m+2.85 m，Φ63 cm钢管高度根据主拱圈弧度取值，节间采用法兰盘并螺栓连接。

(2)支架形式二:靠近6#拱座端20.65 m段主拱圈采取满堂钢管支架立模现浇。

(3)主拱圈中间段(17 m+78.12 m+17 m)采取先浇筑混凝土条形基础，再在条形基础预埋板上安装Φ63 cm立柱钢管支撑63a工字钢横梁，最后在63a工字钢横梁上安装贝雷纵梁(单幅车行桥与人行桥共34排，单排38片贝雷梁，各排之间上下平面及竖向采用标准支撑架和异型支撑架连接)，钢管支架调平立模现浇，单根立柱钢管顶部横桥向分配梁采用经过特殊处理的2片I63a组拼加工而成，单幅主拱圈(含车行桥与人行桥)支架Φ63 cm钢管布置为6列8排，列距为 15 m，排距为3.15 m+3.15 m+1.62 m+2.85 m+2.9 m+2.9 m+2.85 m，Φ63 cm 钢管高度根据主拱圈弧度取值，节间采用法兰盘并螺栓连接。为满足稳定要求，Φ63 cm立柱钢管间纵、横桥向平联采用20a槽钢组拼成桁架系统。

清水江大桥主拱圈支架条形基础采取砂袋围堰或钢筋混凝土管涵施工，施工程序为:施工准备→土石回填→条形基础基坑开挖→测量放样→砂袋围堰(钢筋混凝土管涵安装)→抽水清渣→条形基础施工→清理条形基础周围堆积物。为了保证清水江大桥桥位处在常、洪水期水位的泄洪能力，不影响周围的自然环境及周围居民的生活生产，结合桥位处的气象水文资料，经我项目部领导仔细研究分析，决定采取清除条形基础间的原河床堆积物，从而填补因施工条形基础而占用的过水面积，以达到泄洪的能力。

2 主拱圈拱架拼装

由于受地形条件限制，所有拱架构件均堆放于清水江大桥玻璃厂岸6#拱座附近，然后分别运到6#拱座前缘向5#拱座分组分次进行主拱圈现浇支架组拼。满堂钢管支架安装按照设计图纸尺寸间距布置，并严格按照”钢管脚手架操作规程”执行。钢管立柱及型钢贝雷拱架采用人工配合吊车进行，并在拱架拼装过程中，对称设置侧向缆风绳，保证拱架拼装过程中的稳定性。拱架拼装时，应作好拱架预抬高度及轴线的控制，并适时与计算值作对比，当发现偏差较大时，应及时分析原因并作调整。

3 现浇钢管支架搭设及拱架预压

型钢贝雷拱架安装完毕，静置48 h无变化后，即开始在其上方搭设钢管满堂支架，钢管型号为φ48×3.5，钢管纵横向间距详见支架设计图纸，当与拱架相关构件冲突时，可适当调整其位置。支架顶面小横杆搭设时，跨中处预设8 cm的预抬高度，其余位置按二次抛物线预设。支架搭设完毕，再接长立杆，设置预压工作平台，按照设计重量布设好水箱，作好拱架加载试验准备工作。

4 主拱圈混凝土施工技术

4.1 主拱圈模板安装

根据预压结果对调平钢管进行调整后，方可进行模板安装。主拱圈施工除上、下马蹄及外侧模为定型钢模板外，底模与内模均采用木模，模板间采用U型扣件连接，对拉拉杆及钢管加固。与混凝土施工分环对应，模板分三次安装，待拱圈混凝土全部浇筑完成，达到拆模条件后，再一次性将模板拆除。

4.2 钢筋安装

主拱圈钢筋分三次安装;即第一次安装底板，第二次安装腹板和隔板钢筋，最后安装顶板钢筋。钢筋安装方法与常规钢筋相同。

4.3 主拱圈混凝土现浇

根据设计要求及施工经验，主拱圈混凝土采用拌和站集中拌和、混凝土罐车运输至施工现场，输送泵泵送入模现浇，拟分三环施工，第一环为底板，第二环为腹板及横隔板(即浇至顶板倒角下沿)，第三环为顶板及排架底梁，每环拱圈混凝土自下而上对称连续浇筑。前一环混凝土达到设计强度的80%后，方可施工下一环。

拱脚至1/4段因坡度较大，混凝土浇筑时，需在混凝土顶面反压木模以防止混凝土流至低处。肋板上下游两端由满堂架搭斜撑管伸出安装侧模，因肋板厚仅30 cm，振捣须特别注意，浇筑时可设专人用小锤敲击模板，检查混凝土密实情况。在拱圈施工全过程中必须加强对各监控点的观测。在进行拱圈混凝土浇筑施工前应作好充分准备，精心统筹安排人、机、料，保证施工连续不间断的进行，确保构造物的内在、外观质量满足规范要求。

根据设计资料，拱圈混凝土应在温度为8～15℃时合拢，由于夏天气温较高，因此混凝土合拢时间应尽量控制在夜间0点至凌晨7点。

4.4 拱架拆除

主拱圈混凝土浇筑完毕，强度达到设计强度的100%后，开始拆除模板，并卸落拱底支架及钢支架。

拆架时，对调平支架部分按照二次卸荷步骤进行。具体做法是:分2个循环从拱脚到拱顶隔排对称拧松小横杆扣件，使小横杆脱离拱架顶部立杆;第1循环拧松单排号小横杆扣件，第2循环拧松双排号小横杆扣件，再从跨中拱顶开始拆架。卸架过程中统一指挥，听号令有序进行，全程监测支架及拱圈变形情况。

5 结束语

清水江大桥主拱圈成功的施工技术措施，不仅保证了施工的质量和安全，而且抢先于建设工期内交付使用，得到了建设、监理及各兄弟单位一致的好评。

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