CN105200925B - 高寒区大跨度空腹式拱桥超宽主拱圈施工方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种高寒区大跨度空腹式拱桥超宽主拱圈施工方法，主要包括施工场地平整、插打可回收钢管短桩、浇筑混凝土基础梁、拼装贝雷片形成贝雷梁柱、搭设碗扣式钢管架、铺设主拱圈底模板、绑扎主拱圈钢筋骨架、安装调温管网系统、分段浇筑主拱圈混凝土并加热养护、间隔槽后浇带混凝土浇筑、调温管网系统注浆、模板支撑体系落架拆除的步骤。本发明涉及的大跨度空腹式拱桥超宽主拱圈的模板支撑体系及高寒区混凝土浇筑养护方法能确保主拱圈的混凝土浇筑质量，加快施工速度，降低工程费用，取得较好的技术经济效益。

Description

高寒区大跨度空腹式拱桥超宽主拱圈施工方法

技术领域

本发明涉及一种高寒区大跨度空腹式拱桥超宽主拱圈施工方法，属于桥梁工程领域，适用于高寒区大跨度超宽空腹式拱桥主拱圈结构的支模、混凝土浇筑、养护施工。

背景技术

拱桥是具有悠久发展历史的一种常见的桥梁结构型式，以其优美的线形、较好的受力性能以及优良的跨越能力，正广泛应用于各个桥梁工程中。特别是在国家实施西部大开发的背景下，高速公路、高速铁路等基础设施大量建设，越来越多的拱桥作为跨越结构受到工程师和业主的青睐，并成功应用到实际工程中，取得较好的经济、社会效益。

拱桥主拱圈现浇施工方法有支架施工法和悬臂施工法，前者适用于一般跨度的拱桥主拱圈施工，且拱跨下地面较平整，后者适用于超大跨度的拱桥主拱圈施工。对于西部沟壑纵横、峡谷深切的地貌环境下的大跨度超宽拱桥的主拱圈施工，悬臂施工法施工要求高、控制措施严格、经济性差，而支架施工法常采用的满堂脚手架支模体系对拱下地貌有较高要求，坡度较大的地表增加了脚手架搭设难度，并且拱桥的大跨度和超宽条件将显著增加脚手架的使用量。此外，西部山区常常会出现极端低温的气候，这对拱桥主拱圈混凝土的浇筑、养护提出了更高的要求，需要在施工过程中采取相应的措施。

发明内容

本发明的目的在于针对大跨度超宽空腹式拱桥的主拱圈施工中模板支撑体系以及低温混凝土养护存在的问题，提供一种高寒区大跨度空腹式拱桥超宽主拱圈的施工方法，该方法采用下部贝雷片组装形成的门架式结构、上部碗扣式钢管脚手架作为主拱圈模板的支撑结构，整体支承在可回收钢管短桩及混凝土基础梁上，并在主拱圈中内置调温管网系统和表面覆盖节水保湿养护膜进行混凝土的养护。

为了实现上述技术目的，本发明采用了以下技术方案：

一种高寒区大跨度空腹式拱桥超宽主拱圈施工方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤一、施工场地平整：在钢管短桩设置处，清理原地面表面的腐殖土、树木杂草、建筑垃圾，平整后回填砂砾土；

步骤二、插打可回收钢管短桩：采用打桩机将可回收钢管短桩插入地层中，其上部设置隔离套管；

步骤三、浇筑混凝土基础梁：混凝土基础梁下端为回填的压密砂砾土，侧面支设模板，沿横向在可回收钢管短桩上部浇筑混凝土基础梁；

步骤四、拼装贝雷片形成贝雷梁柱：在混凝土基础梁上拼装贝雷片形成贝雷横墙，在接近拱脚处设置贝雷平台，在拱圈跨中设置上端贝雷横墙和上端贝雷平台，并铺设平台钢板形成临时施工平台；

步骤五、搭设碗扣式钢管架：在临时施工平台上搭设碗扣式钢管架，形成纵横交错的钢管脚手架，并设置斜杆提高整体稳定性，上部设置可调式U型顶托；

步骤六、铺设主拱圈底模板：在可调式U型顶托上设置横向方木，横向方木上沿横向均匀布置纵向弧形双肢钢管，横向方木与纵向弧形双肢钢管间的孔隙填充木楔，纵向弧形双肢钢管上沿纵向均匀布置横向垫木，其上铺装主拱圈底模板；

步骤七、绑扎主拱圈钢筋骨架：按设计要求纵横向分段绑扎主拱圈钢筋骨架；

步骤八、安装调温管网系统：将调温管纵横向彼此相连，形成贯通管道系统，并与钢筋骨架连接牢固；

步骤九、分段浇筑主拱圈混凝土并加热养护：按照由下至上、纵横向对称的原则分段浇筑主拱圈混凝土，混凝土初凝后其表面立即覆盖混凝土节水保湿掩护膜，并向调温管网系统中循环通入高温水蒸气进行加热养护；

步骤十、间隔槽后浇带混凝土浇筑：在间隔槽内进行主筋连接以及调温管网系统的安装，浇筑结束后进行加热和覆膜养护；

步骤十一、调温管网系统注浆：主拱圈混凝土养护结束后，将水泥浆注入调温管网系统中，硬化后与调温管形成主拱圈加筋体；

步骤十二、模板支撑体系落架拆除：主拱圈混凝土强度达到设计要求后，进行模板支承体系的落架拆除，由跨中到拱桥，多次、对称调整可调式U型顶托的高度，使主拱圈底模板逐渐与主拱圈相分离，进而拆除模板支撑体系其它部件。

所述可回收钢管短桩上端伸入混凝土基础梁内一定长度，并采用隔离套管相隔离，在施工结束拆除混凝土基础梁后，直接拔出可回收钢管短桩。

所述贝雷横墙底端通过混凝土基础梁上的预留螺栓固定，所形成的整体贝雷梁柱为门架式结构。

本发明具有以下特点和有益效果：

（1）采用可回收钢管短桩和混凝土基础梁作为整体模板支撑体系的承载结构，承载稳定性好，两者间通过套管相隔离，方便施工后钢管短桩的拔出回收利用；

（2）贝雷片为标准构件，通过组装形成门架结构，组装施工速度快，结构受力稳定性好，对拱下地形适应性好；

（3）碗扣式钢管脚手架支承于贝雷平台上，通过上部的U型顶托高度的调节，方便主拱圈模板弧形的形成；

（4）主拱圈采用纵横向对称、分段浇筑混凝土，分段间的间隔槽后浇筑混凝土，保证主拱圈的混凝土浇筑质量和完整性；

（5）主拱圈混凝土内置调温管网系统，表面覆盖节水保湿养护膜，避免低温环境对混凝土强度的影响，同时，养护结束后，调温管内注入水泥浆形成的加筋体与主拱圈钢筋骨架共同受力。

附图说明

图1是高寒区大跨度空腹式拱桥超宽主拱圈模板支撑体系及混凝土浇筑示意图；

图2是大跨度空腹式拱桥超宽主拱圈支模体系结构中A节点详图。

图中：1-分段主拱圈，2-间隔槽，3-主拱圈墩柱，4-可回收钢管短桩，5-混凝土基础梁，6-隔离套管，7-预留螺栓，8-贝雷横墙，9-贝雷平台，10-平台钢板，11-上端贝雷横墙，12-上端贝雷平台，13-碗扣式钢管架，14-可调式U型顶托，15-横向方木，16-纵向弧形双肢钢管，17-横向垫木，18-主拱圈底模板，19-调温管网系统，20-混凝土节水保湿养护膜，21-原地面。

具体实施方式

下面结合附图并通过实施例对本发明作进一步详细说明，以下实施例是对本发明的解释并不局限于以下实施例。

图1是高寒区大跨度空腹式拱桥超宽主拱圈模板支撑体系及混凝土浇筑示意图，图2是大跨度空腹式拱桥超宽主拱圈支模体系结构中A节点详图，参照图1~2所示，主拱圈施工模板支撑体系包括可回收钢管短桩4、混凝土基础梁5、贝雷梁柱、碗扣式钢管架13、可调式U型顶托14、横向方木15、纵向弧形双肢钢管16、横向垫木17、主拱圈底模板18等。贝雷梁柱包括贝雷横墙8、贝雷平台9、上端贝雷横墙11和上端贝雷平台12，贝雷横墙8底端通过混凝土基础梁5上的预留螺栓7固定，在接近拱脚处设置贝雷平台9，在拱圈跨中设置上端贝雷横墙11和上端贝雷平台12，形成整体贝雷门架式结构。主拱圈混凝土养护施工包括预置调温管网系统19和表面覆盖节水保湿养护膜20。

上承空腹式拱桥主拱圈1跨度40m，厚度0.5m，宽30m，拱顶到拱脚的垂直高度7.6m，矢跨比0.19。钢管短桩4直径1.0m，壁厚16mm，长度3.0~5.0m，横向间距2.5m，其上端伸入混凝土基础梁5中0.5m，并套上3mm厚的PVC隔离套管6。混凝土基础梁5截面尺寸为1.5×1.0m，长度34m，下部回填0.3m厚的沙砾垫层，沿拱跨纵向设置4道。

贝雷片尺寸规格为3.0m×1.5m，拼装形成门架结构，其下端置于混凝土基础梁5上，并采用预留螺栓7固定，其上端钢板临时施工平台距拱脚1.5m，拱跨中部钢板平台距跨中底端2.5m。施工平台上搭设脚手架，采用Ф48×3.0mm的碗扣式钢管支架13，纵横向间距均为0.6m，横杆竖向步距1.2m；可调式U型顶托14上放置140×140mm的横向方木15；上面放置Ф48×3.5mm纵向弧形双肢钢管16，横向间距0.3m；其上布置100×140mm的横向垫木17，纵向间距0.3m；铺设厚18mm的竹胶板作为主拱圈底模板18，竹胶板搭接处粘帖密封胶带。

主拱圈分段对称浇筑混凝土，分为拱脚、1/4跨和跨中浇筑段，依次对称浇筑，浇筑完后对称浇筑间隔槽2，间隔槽2宽度为1.5m。主拱圈混凝土每个浇筑段均埋置调温管网系统19，管网系统由Ф30×2.0mm的钢管按照纵横向1.0m的间距互联互通形成，混凝土表面覆盖节水保湿养护膜20。

上述高寒区大跨度空腹式拱桥主拱圈模板支撑体系及混凝土浇筑的主要施工过程如下：

步骤一、施工场地平整：在钢管短桩4设置处，清理原地面21表面的腐殖土、树木杂草、建筑垃圾等，平整后回填透水性好的砂砾土；

步骤二、插打可回收钢管短桩4：采用打桩机将可回收钢管短桩插入地层中，其上部设置隔离套管6；

步骤三、浇筑混凝土基础梁5：混凝土基础梁5下端为回填的压密砂砾土，侧面支设模板，沿横向在可回收钢管短桩4上部浇筑混凝土基础梁5；

步骤四、拼装贝雷片形成贝雷梁柱：在混凝土基础梁上拼装贝雷片形成贝雷横墙8，在接近拱脚处设置贝雷平台9，在拱圈跨中根据需要设置上端贝雷横墙11和上端贝雷平台12，并铺设平台钢板10形成临时施工平台；

步骤五、搭设碗扣式钢管架13：在临时施工平台上搭设碗扣式钢管架13，形成纵横交错的钢管脚手架，并设置斜杆提高整体稳定性，上部设置可调式U型顶托14；

步骤六、铺设主拱圈底模板：在可调式U型顶托14上设置横向方木15，横向方木15上沿横向均匀布置纵向弧形双肢钢管16，横向方木15与纵向弧形双肢钢管16间的孔隙填充木楔，纵向弧形双肢钢管16上沿纵向均匀布置横向垫木17，其上铺装主拱圈底模板18；

步骤七、绑扎主拱圈钢筋骨架：按设计要求纵横向分段绑扎主拱圈钢筋骨架；

步骤八、安装调温管网系统19：将调温管纵横向彼此相连，形成贯通管道系统19，并与钢筋骨架连接牢固；

步骤九、分段浇筑主拱圈混凝土并加热养护：按照由下至上、纵横向对称的原则分段浇筑主拱圈混凝土，混凝土初凝后其表面立即覆盖混凝土节水保湿掩护膜20，并向调温管网系统中循环通入高温水蒸气进行加热养护；

步骤十、间隔槽后浇带混凝土浇筑：在间隔槽内进行主筋连接以及调温管网系统的安装，浇筑结束后进行加热和覆膜养护；

步骤十一、调温管网系统注浆：主拱圈混凝土养护结束后，将水泥浆注入调温管网系统中，硬化后与调温管形成主拱圈加筋体；

步骤十二、模板支撑体系落架拆除：主拱圈混凝土强度达到设计要求后，进行模板支承体系的落架拆除，由跨中到拱桥，多次、对称调整可调式U型顶托的高度，使主拱圈底模板逐渐与主拱圈相分离，进而拆除模板支撑体系其它部件。

Claims (3)

1.一种高寒区大跨度空腹式拱桥超宽主拱圈施工方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤一、施工场地平整：在钢管短桩设置处，清理原地面（21）表面的腐殖土、树木杂草、建筑垃圾，平整后回填砂砾土；

步骤二、插打可回收钢管短桩（4）：采用打桩机将可回收钢管短桩（4）插入地层中，其上部设置隔离套管（6）；

步骤三、浇筑混凝土基础梁（5）：混凝土基础梁（5）下端为回填的压密砂砾土，侧面支设模板，沿横向在可回收钢管短桩（4）上部浇筑混凝土基础梁（5）；

步骤四、拼装贝雷片形成贝雷梁柱：在混凝土基础梁（5）上拼装贝雷片形成贝雷横墙（8），在接近拱脚处设置贝雷平台（9），在拱圈跨中设置上端贝雷横墙（11）和上端贝雷平台（12），在贝雷平台（9）和上端贝雷平台（12）上铺设平台钢板（10）形成临时施工平台；

步骤五、搭设碗扣式钢管架（13）：在临时施工平台上搭设碗扣式钢管架（13），形成纵横交错的钢管脚手架，并设置斜杆提高整体稳定性，上部设置可调式U型顶托（14）；

步骤六、铺设主拱圈底模板（18）：在可调式U型顶托上设置横向方木（15），横向方木（15）上沿横向均匀布置纵向弧形双肢钢管（16），横向方木（15）与纵向弧形双肢钢管（16）间的孔隙填充木楔，纵向弧形双肢钢管（16）上沿纵向均匀布置横向垫木（17），其上铺装主拱圈底模板（18）；

步骤七、绑扎主拱圈钢筋骨架：按设计要求纵横向分段绑扎主拱圈钢筋骨架；

步骤八、安装调温管网系统（19）：将调温管纵横向彼此相连，形成贯通管道系统，并与钢筋骨架连接牢固；

步骤九、分段浇筑主拱圈混凝土并加热养护：按照由下至上、纵横向对称的原则分段浇筑主拱圈混凝土，混凝土初凝后其表面立即覆盖混凝土节水保湿掩护膜（20），并向调温管网系统（19）中循环通入高温水蒸气进行加热养护；

步骤十、间隔槽（2）后浇带混凝土浇筑：在间隔槽（2）内进行主筋连接以及调温管网系统（19）的安装，浇筑结束后进行加热和覆膜养护；

步骤十一、调温管网系统（19）注浆：主拱圈混凝土养护结束后，将水泥浆注入调温管网系统（19）中，硬化后与调温管形成主拱圈加筋体；

步骤十二、模板支撑体系落架拆除：主拱圈混凝土强度达到设计要求后，进行模板支承体系的落架拆除，由跨中到拱桥，多次、对称调整可调式U型顶托（14）的高度，使主拱圈底模板（18）逐渐与主拱圈相分离，进而拆除模板支撑体系其它部件。

2.根据权利要求1所述的高寒区大跨度空腹式拱桥超宽主拱圈施工方法，其特征在于，步骤二和三中，可回收钢管短桩（4）上端伸入混凝土基础梁（5）内，并采用隔离套管（6）相隔离，在施工结束拆除混凝土基础梁（5）后，直接拔出可回收钢管短桩（4）。

3.根据权利要求1所述的高寒区大跨度空腹式拱桥超宽主拱圈施工方法，其特征在于，步骤四中，贝雷横墙（8）底端通过混凝土基础梁（5）上的预留螺栓（7）固定，所形成的整体贝雷梁柱为门架式结构。