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[【理工类原创】] 肋拱桥拱肋现浇施工方案比选

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zhfan1976 该用户已被删除
发表于 2006-9-10 20:34:03 | 显示全部楼层 |阅读模式
一、概述
重庆合川双龙湖大桥位于合川至武胜公路上,为四肋空腹式钢筋混凝土拱桥。全桥为三个连续等跨拱组成,全长159.6m,宽13.2m,单向纵坡2%,正拱斜置。拱肋设计净跨径40m,计算跨径40.6487m,净矢高8m,计算矢高8.1280m,矢跨比1/5,拱肋主体为0.75m×0.95m,拱脚处高1.1m,在3米范围内平滑过渡到标准截面,拱轴系数2.24,拱肋间9条0.45m×0.60m横系梁连接。设计荷载为汽车-20级,挂车-100。拱肋主体形式见图一。
现拟就该桥关键工序——拱肋施工中的拱架施工、拱肋现浇的方案比选等作一一介绍,仅供参考、指正。
二、拱架型式的选择
(一) 拱架选择:
根据施工现场和项目部实际情况,初步选定满樘木拱架(即支柱式木拱架)、三铰钢桁式拱架和撑架式拱架的三种型式,其优缺点见表1。

  表一:各型拱架优缺点对照表
拱架型式  优  点  缺  点
满樘
木拱架  1.安装、拆卸方便。
2.无需大型起吊设备。
3.施工精度易控制。
4.结构简单、稳定性好。
5.对桥墩、台水平分力小。  1.净空越高时,木材需要量越大,且木材回收率低。
2.只适应于河滩和流速小、不受洪水危胁、不通航的河道。
3.节点多,制作安装用工多,引起拱架变形因素多。
三铰
钢桁式
拱架  1.拱架脚受力于桥墩(台),不受净空、桥下基础状况及水流限制。
2.拱架桁片为标准型,根据现场情况拼装,可周转使用。
3.承受荷载能力大,受力结构简单。  1.需缆索吊装设备安装,存在一定的吊装难度。
2.拱架材料一次性投入高,若租用,租金较贵。
3.纵向静定结构,横向抗倾覆能力较差。
4.对桥墩、台的水平分力较大。
撑架式
拱架  1.对桥墩水平分力小。
2.净空越高,较满樘式拱架越省材料。
3.对桥下水流、通航限制条件较小。  1.需进行撑架基础处理,费用较高。
2.稳定性较差。
3.材料需要量较高,搭设所需时间较长。

而本工程的实际情况为:
1.第一、第二跨净空较高(最大达30米),桥下主要为淤泥和耕植土,且在第二跨有一水库泄洪河道,水流流量、水位不稳定。
2.第三跨桥下净空较低,桥下为亚粘土土质,偶见石块,稳定性较好。
3.桥墩、台均为扩大基础,原按石拱桥荷载设计,抗水平荷载能力较强。
4.工程较小,施工周期短,且工期要求高,租用设备时间也较短。
5.附近有常备式钢桁架出租,运输费用低。
综合以上因素,决定在第一、第二跨采用三铰钢桁式拱架,第三跨采用满樘木拱架,拱架型式布置见图一。












(二)施工情况介绍:
   在拱架型式选定后,对该两种拱架,为扬长避短,在施工过程中,主要采取以下措施:
   1.对于三铰钢桁式拱架:
(1)在墩身预设钢筋砼牛腿,作为拱架的支撑点,每榀拱架安设两个Ф30砂筒,用以卸载、调节高度。
(2)拱架安装采用缆索吊装,两侧桥台的主索塔用两榀贝雷梁拼装,高18m,按从拱脚到拱顶的顺序安装,拱顶合拢,
(3)为加强横向稳定性,将各个拱肋的拱架横向联成整体,每隔两米加一[10十字撑,拱架两侧各拉两根缆风绳。
(4)为调节拱轴系数与设计吻合和方便底模铺设,在钢拱架上架设木拱盔,拱盔与钢拱架间夹板螺栓固结。
(5)为减少水平分力对桥墩的不利影响,进行加载顺序设计,使同一桥墩两侧的相应拱肋对称施工,同一跨上下游的拱肋对称施工。
2.对于满樘木拱架:
(1)拱架材料选用优质硬杂木,统一下料,分类按顺序安装。
(2)结点间以抓钉配合夹板螺栓连接,结点处杆件端面、角度吻合良好。
(3)在靠近桥墩处有一陡坡,净空较高,采用八字撑形式,跨过高净空处,以节省材料。
(4)整个拱架分为上部拱盔和下部排架两部分,中间安装锲形木块调节高度及卸载。
  三、拱肋现浇施工工艺选择
  (一)现浇工艺选择:
就钢筋混凝土肋拱桥施工而言,拱肋现浇施工工艺分为分段现浇和整体现浇两种,其工艺分别为:
1.拱肋分段现浇:
拱肋分段现浇是将拱肋对称的分成若干段(分段长度及数量视拱架、拱肋具体情况而定),段间预留间隔槽,按照拱脚  拱顶  拱身的顺序浇筑拱肋主体,最后浇筑间隔槽封拱合拢。施工工艺流程见图二,其施工示意图见图三(以六段为例)。
                        
         














     
      
               
               
            


      
                  
              

              
      




图二:拱肋分段现浇施工工艺流程图













2.拱肋整体现浇:
拱肋整体现浇是指通过对拱肋施工的各个阶段进行电算,找出自拱脚开始,拱肋砼浇筑各阶段和拱顶压、卸载的对应关系,在拱顶下吊反压平台或水箱,先压载,后卸载,来控制拱架变形对拱肋砼的不利影响,使整条拱肋一次成型的施工工艺。其施工示意图见图四,工艺流程见图五:两种施工工艺的比较见表二:

表二:拱肋现浇工艺对比表

现浇工艺  优 点  缺 点
分段现浇  1.工艺较常规,风险小。
2.在拱肋合拢前,拱架加载及变形已基本完成,砼开裂可能性小。
3.无需起吊设备,拱肋间工序转换快。  1.拱肋存在施工缝。
2.间隔槽处理工作量大。
3.单个拱肋的生产周期长,拱上搭架工作量大,周转率低。
整体现浇  1.拱肋一次成型,无施工缝。
2.单个拱肋的生产周期短,拱上搭架工作量小,周转率高。
  1.拱肋荷载反压设计需专业电算。砼浇筑过程控制难度较高、风险较大,尤其是对砼缓凝时间和浇注速度要求高,必须在先浇砼初凝前完成拱肋合拢。
2.反压施工准备工作量大,拱肋间工序转换慢。

  经过综合考虑,决定采用拱肋分段现浇施工工艺。
(二)施工情况介绍:
在拱肋分段现浇施工过程中,为加强质量控制,主要采取以下措施:
1.精心设计分段加载方案,在拱肋现浇前,根据分段荷载情况和加载顺序,进行拱架试压,根据试压的拱架变形情况来决定分段、加载的合理性和可行性,决定是否需进行调整。


















  
   


  
     
   
  
  
      













图五:拱肋整体浇筑施工工艺流程图














  2.间隔槽位置拱肋两侧各加设5根Ф22钢筋,同时,严格进行施工缝凿毛处理,间隔槽浇筑前,在老砼面刷1:1水泥净浆,以加强施工缝处的连接。
  3.拱肋现浇过程中,全程观测拱架情况。
  4.拱顶主筋的焊接质量加强,且选择在砼达到一定强度后的低温主筋连接、砼浇筑封拱合拢。
  5.合理组织,流水作业,尽量缩短单个拱肋生产周期,提高拱上搭架的周转率。
三、实际施工成绩
合川双龙湖大桥的施工生产实际中,主要经过以上两次大的方案比选,并根据所选择的方案进行施工,扬长避短,取得了较好的成绩,主要有以下几个方面:
1、拱架搭设过程中,两种形式平行作业,均在放样和施工准备过程中预下料、确定拼装顺序,施工进度快,仅用不到1个月就完成了三跨拱架的搭设。
2、拱肋施工过程中,拱架沉降小(拱顶最大沉降仅1.5cm),稳定性好。
3、拱肋成型质量高,无任何裂缝出现;同时,进度快,每两天完成一榀拱肋的浇注。
4、成本投入较小,经济效益较高。
四、结束语
  拱桥施工的关键就是拱肋施工,在拱肋现浇施工中,正确选择拱架和拱肋施工工艺,将对施工质量、进度、效益产生极大的影响。经过合川双龙湖大桥的施工实际表明,进行拱架型式、现浇工艺两项方案比选后,可更明确该方案的优缺点,采取相应的有效措施,达到质量、进度、效益的最佳优化。
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发表于 2006-9-11 17:58:39 | 显示全部楼层
实在不好意思,本来昨天就应该给您评分的,因为学校网络的原因该做的工作也没有完成,向楼主道歉。
小R在此提几点要求:
首先,不知道是不是我的网络的缘故,我看不到兄台的图片;
其次,希望兄台发贴时注意标明原创首发,如果是非首发要给出首发地址(呵呵,每次都说大家都烦了吧);
最后,希望楼主最好用“大号”(非马甲)发贴,嘿嘿。
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