双曲拱桥主拱圈维修加固平台搭建施工技术研究

肖建业 段世林

摘要 结合下坂大桥跨一级水源保护区双曲拱桥主拱圈加固维修工程实例，通过加固维修平台搭建方案比选，选取搭设方案。重点对主拱圈维修加固施工平台设计与搭设施工过程进行了介绍，对桥面作为主要受力结构、主拱圈作为辅助受力结构的悬挑式脚手架施工平台设计与搭设施工各个环节进行了总结，阐述了具体施工工艺。

关键词 一级水源保护区;双曲拱桥主拱圈;维修加固平台;施工技术

中图分类号 U445.72 文献标识码 A 文章编号 2096-8949（2022）12-0138-03

收稿日期：2022-03-28

作者简介：肖建业（1985—），男，本科，工程师，研究方向：公路工程。

0 前言

双曲拱桥作为一种特殊的桥梁结构，有结构优美、节省钢筋水泥等材料的诸多优点，在交通方面发挥了极大的作用。由于受技术水平限制，施工质量不一，国内大量双曲拱桥出现了病害，特别是主拱圈等受力结构出现病害更为严重，如不及时加固维修，整桥只能拆除重建，将浪费大量人力物力。在未来国内将有大量双曲拱桥需加固维修，而主拱圈加固施工平台搭设尤为关键，是确保施工安全、便捷、环保等根本保障措施。因此双曲拱桥维修主拱圈平台搭建施工具有极大的研究意义及价值，对国内同类双曲拱桥主拱圈加固维修起到借鉴作用。

1 工程概况

下坂大桥维修加固工程位于浙江省绍兴市新昌县大市聚镇下坂桥村，横跨长诏水库库区（一级水源保护区），水深5～18 m，桥梁建成于1979年，桥梁为六跨空腹式双曲拱桥，跨径组合为（21.6+22.6+3×23.9+22.85）m，主拱圈主要有横向为5根主拱肋，为钢筋混凝土结构，拱肋上方安装预制素混凝土拱波，和拱肋进行有铰连接，单跨共设置7根横梁，横梁为钢筋混凝土结构，采用预制吊装和拱肋湿接。

根据2020年3月委托上海同济检测技术有限公司出具的《新昌县下坂大桥特殊检测报告》[1]，主拱圈病害较多，主要病害为拱肋裂缝影响桥梁承载能力;拱波局部存在渗水现象以及横梁露筋，横梁施工质量较差，横向联系较弱;主拱圈拱肋钢筋保护层厚度较小对结构钢筋耐久性有影响;下坂大桥总体技术状况等级评定为4类，需加固维修才能使用。根据《郎坑至下坑公路下坂大桥维修加固工程施工图设计》[2]主拱圈采用钢板加固为主，常规加固为辅的设计原则。

2 施工平台搭设方案比选

根据设计方案，主拱圈主要是以钢板加固为主，常规修复为辅的原则，采用人工施工，桥下为一级水源保护区，施工平台应安全便捷、环保，防火要求非常高。经项目团队比选多个施工平台搭设方案，基本统一由桥下反向搭设，一种是主拱圈作为主要受力的吊杆式反向支架，一种是桥面作为主要受力的悬挂式脚手架。综合比选施工平台的受力、抗风能力、稳定性、经济性等方面，桥面作为主要受力的悬挂式脚手架符合各方面要求。两种施工平台特点如下：

吊杆式反向支架，需要施工材料较少，施工周期短，能节约人力物力，因主要支撑的主拱圈为拱形，造成支架穩定性及抗风能力较差。主拱圈为主要需维修加固构件，虽然经计算其承载能力符合支撑施工平台条件，其安全储备不足，仍具有一定的安全隐患。

悬挂式脚手架施工平台，采用稳定性强、承载能力平均的桥面支撑，主拱圈作为稳定性吊点，其吊点多，稳定性及抗风能力强，安全储备充足。但是耗费施工材料较多，施工周期长，人力物力成本较高。

3 施工平台方案设计与施工

悬挂式脚手架施工平台设计及施工流程包括墩台处井架搭设、桥面工字钢及固定、悬挂吊点及吊杆、搭设悬挂通道、搭设横桥向脚手架、搭设纵桥向脚手架、铺设木工板、铺设阻燃网、安装防抛网，采用从两边向中间搭设的原则，搭设方向由桥台两侧向桥中延伸，具体见图1。

3.1 墩台起步井架搭设

桥台起步井架搭设分为桥台处起步搭设及桥墩处起步搭设。

3.1.1 桥台处起步搭设

该桥共设桥台2个，分布在南北桥头处，两侧均为陡坡，无法设置成自然台阶，因此需搭设上下井架作为垂直运输及作业人员上下的通道。

井架采用钢管脚手架搭设，井架尺寸为（1 200×1 200）mm，高度根据现场实际尺寸确定，伸出桥面高度为2000 mm。在靠桥侧的井架内壁设上下爬梯，用钢管搭设，踏步间距为300 mm。井架底座落在桥台护坡的岩石上，松动岩石和泥土的部位清理干净，浇筑混凝土基座，要求基座处平整密实。搭设完成的井架用密目安全网四周围护。

3.1.2 桥墩处起步搭设

制作临时钢筋挂梯4个，作为施工通道，设置在桥墩处桥梁两侧，施工平台搭设完成后撤走。将钢筋挂梯有效地悬挂在栏杆基座上并悬挂牢固，挂梯长度8～10 m。在腹拱中间孔两边横桥向设置统长的2根6 000 mm的钢管，悬臂挑出600 mm的钢管可与统长钢管用扣件连接，连接时确保1 200 mm的搭接长度。横桥向的钢管搭设后在紧贴桥墩的位置各下挂钢管1根，安装纵桥向悬挂钢管及通道、扶手、防坠落钢筋网架等。两侧同时搭设，确保受力平衡。如有钢管松动，桥梁混凝土构件位置设置膨胀螺栓固定，浆砌块石的缝隙处设置销钉固定。搭设桥墩横桥向固定钢管，在横桥向台帽处的原回力杆孔内插入临时辅助钢管，辅助钢管不够时在浆砌块石的缝隙处打入销钉。利用辅助钢管和销钉，搭设桥墩横桥向的钢管。必要时可利用水上平台进行辅助搭设。整个桥墩起步钢管搭设完毕后，检查脚手架是否与桥墩抱牢、稳定，松动处则设膨胀螺栓和销钉对脚手架进行固定，确保桥墩起步脚手架稳定、牢固、平衡，具体见图2。

3.2 设置悬挂吊点、吊杆

在桥面实腹段处横桥向设置16#工字钢作为悬挂脚手架的主要受力结构，间距为3 m一档，工字钢固定后设置二根统长钢管与钢管焊接牢固，用钢管向下作为吊点，形成通道平台，利用起步脚手架搭设临时悬挑脚手板外伸1 200 mm作为施工平台，在2～4#主拱肋设置辅助受力吊点。在拱肋上的两片拱波间打14 mm孔，在孔内穿入Φ12 mm钢丝绳。悬挂钢丝绳穿好后，与横向钢管进行连接，用钢丝绳卡进行栓接，悬挂吊点、吊杆设置好后，应检查是否稳定牢固，进行加固处理，同时确保横桥向、纵桥向的2个相邻吊杆间下端基本在一个水平线上，具体见图3。

3.3 搭设悬挂通道

桥面工字钢固定纵向钢管搭设后，立即进行该节段的悬挂通道搭设，悬挂宽度600 mm，悬挑两端对称、均衡、同时搭设。悬挂钢管搭设完成后，搭设悬挑端纵向钢管。悬挑端搭设1根竖向钢管，钢管长度1 200 mm，间距1 200 mm，需进行临时固定。搭设纵桥向的扶手钢管，扶手钢管长度按施工图要求结合现场实际尺寸而定。检查悬挑通道的稳定性，必要时可设置加强斜杆。在竖向钢管上按照搭设施工图要求焊接防坠落钢筋网架，采用Φ8的钢筋与钢管焊接牢固，钢筋网架焊接完成后再在竖向钢管上焊接1根Φ8的纵桥向钢筋，高度为800 mm，作为栏杆使用。

3.4 搭设横桥向脚手架

悬挂吊点、吊杆设置后，进行横桥向脚手架搭设。将长度6 000 mm的钢管穿入两侧钢管吊杆的下端扣件内，扣件固定牢固。每吊点处下平台和上平台各悬挂1根钢管。在悬吊位置设置1根纵向600 mmm的纵向钢管，使下平台在平面内成框，以增加稳定性，使横向钢管不左右晃动。在第一节段搭设时，纵向钢管一端与起步脚手架相连接，另一端与下平台横桥向钢管相连。其他节段搭设时，纵向钢管一端与已完成的本平台第一根横桥向钢管相连接，另一端与本平台的第二根横桥向钢管相连接。在上下平台间设竖向钢管与上下纵向钢管连接，间距1 200 mm。横桥向脚手架搭设完成后，检查脚手架的稳定性，必要时可设置加强斜杆。

3.5 搭设纵桥向脚手架

一个节段的横桥向脚手架搭设完成后，立即搭设该节段的纵桥向钢管，纵桥向钢管根据搭设施工图，以间距600 mm进行铺设。纵桥向水平段钢管铺设完成后，按搭设施工图在上下平台间的竖向钢管高度一半的位置焊接1根Φ6的钢筋作为防坠落护栏。此时，一个节段的悬挂脚手架基本完成且稳定、牢固，可利用这个平台搭设临时外伸脚手架以配合下一节段的搭设。纵桥向钢管搭设完成后应检查该平台的脚手架稳定性，必要时可设置加强斜杆。

按照上述搭设步骤，以此类推，完成1孔搭设，在桥孔中间合拢。遵循总体搭设顺序，从两个边孔开始同时向桥梁中间合拢，对称、均衡搭设，设两个作业施工队，在桥梁中间合拢。悬挂脚手架搭设完成后，进行木工板的铺设，木工板与钢管脚手架间应用退火的8#铁丝缠绕1圈绑扎牢固。在铺设木工板前应先铺设一层彩条布，作为环保措施用，防止灰尘坠落到水库内。最后再在悬挂脚手架外侧整体悬挂密目安全网作为防抛网，避免抛洒物落入水库内。

3.6 脚手架拆除

悬挂脚手架拆除遵循“后搭先拆、先上后下”的原则进行，脚手架拆除前必须将施工产生的杂物、垃圾清理干凈，避免落入水中污染水源，脚手架拆除顺序为安全网→防水阻燃布→毛竹板→防坠落钢筋网→悬挑通道护栏→纵桥向钢管→横桥向钢管→吊杆→悬挂钢筋。拆除过程中必须做到逐步拆除、一步一清、一杆一清，绝不允许上下两步同时进行拆除。拆卸的钢管与扣件应分类堆放整齐，做到安全文明施工。

4 结束语

下坂大桥维修加固工程于2021年9月顺利通车，下坂大桥双曲拱桥主拱圈加固维修施工平台采用桥面作为主要受力、主拱圈作为稳定性受力的悬挂式脚手架，稳定性及抗风能力经2021年6—8月多次台风考验，安全稳固。环保措施到位，施工过程中未发生污染水源事件，安全性经实体工程检验，效果良好。虽然施工成本相对较高，平台搭设时间较长，但在主拱圈维修加固施工过程中降低了施工难度及安全风险，具有的社会效益远大于经济效益，可为同类型跨越一级水源保护地的双曲拱桥加固维修工程提供参考和借鉴。

参考文献

[1]上海同济检测技术有限公司. 新昌县下坂大桥特殊检测报告[R]. 2020年3月.

[2]宁波市交通规划设计研究院有限公司. 郎坑至下坑公路下坂大桥维修加固工程施工图设计[R]. 2020年8月.