CN108532440A - 一种双曲拱桥拱上填料的施工方法 - Google Patents

一种双曲拱桥拱上填料的施工方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种双曲拱桥拱上填料的施工方法，沿桥梁的纵向方向将拱上填料分为多个浇筑段，在每个浇筑段的浇筑末端安装支护模板，沿桥梁纵向方向向桥梁的起始浇筑段中进行混凝土浇筑施工，待起始浇筑段的混凝土初凝后拆除该浇筑段末端的支护模板，进行下一浇筑段的混凝土浇筑施工，待下一浇筑段的混凝土初凝后拆除该浇筑段末端的支护模板，直至完成所有浇筑段的浇筑施工。通过减轻拱上填料自重对双曲拱桥进行加固维修，能提高荷载等级、行车舒适性和结构耐久性，施工简便、质量可控，节约桥梁维护费用，加固维修效果明显。且本方法不改变桥梁外观，对具有文物性质和历史价值的双曲拱桥加固维修意义更为重大。

Description

一种双曲拱桥拱上填料的施工方法
技术领域
本发明涉及桥梁施工技术领域，具体地指一种双曲拱桥拱上填料的施工方法。
背景技术
双曲拱桥是我国二十世纪60～70年代结合特定历史时期自主发明的一种桥梁将结构形式，一般由主拱圈和拱上建筑组成。主拱圈由主拱肋、拱波和横系梁组成，拱上建筑一般由腹拱墙或立柱、腹拱波、拱上填料和桥面系组成。由于其外形在纵横向两个方向均呈弧形曲线，故称双曲拱桥。双曲拱桥由于具有节省材料、造价低廉、施工简便、造型美观等特点，在全国范围内得到了广泛推广和应用。
拱上填料作为桥面系传递荷载的填充物，一般为节约成本就地取材，采用砾石、碎石、粗砂、黏土、石灰、煤渣等混合而成的透水性材料，其表观密度一般为1800kg/m3～2450kg/m3。此类拱上填料具有强度低、整体性差、防水性能差等缺点，在长期车辆荷载和雨水侵蚀下，导致桥面坑洼不平、侧墙开裂、主拱圈钢筋锈胀混凝土剥落、承载力下降等病害，严重影响结构安全、结构耐久性及行车舒适性，必须对其进行维修。传统的加固维修方式主要是增大主拱圈截面，虽然能提高主拱圈的承载能力，但会增加下部结构的自重，当下部结构加固不具备条件时，该加固方法不能提高荷载等级，且对桥面行车舒适性不能得到改善。
发明内容
本发明的目的就是要解决上述背景技术的不足，提供一种结构强度高、易于维修、结构耐久性好，承载力强的双曲拱桥拱上填料的施工方法。
为实现此目的，本发明所设计的双曲拱桥拱上填料的施工方法，其特征在于：沿桥梁的纵向方向将拱上填料分为多个浇筑段，在每个浇筑段的浇筑末端安装支护模板，沿桥梁纵向方向向桥梁的起始浇筑段中进行混凝土浇筑施工，待起始浇筑段的混凝土初凝后拆除该浇筑段末端的支护模板，进行下一浇筑段的混凝土浇筑施工，待下一浇筑段的混凝土初凝后拆除该浇筑段末端的支护模板，直至完成所有浇筑段的浇筑施工；所述支护模板的安装施工包括用于桥梁伸缩缝处的刚性模板安装施工和用于桥梁非伸缩缝处的刚柔组合模板安装施工；所述刚柔组合模板安装施工包括刚性骨架固定施工和以刚性骨架为基础的柔性模板固定施工。
具体的，所述刚性模板安装施工的施工方法是：采用由水平撑杆、竖直撑杆、斜撑杆、植筋和侧板组成的刚性模板；在水平撑杆的一端固定竖直撑杆，通过斜撑杆将竖直撑杆的顶端和水平撑杆的另一端连接为一体，将侧板固定于竖直撑杆上，在斜撑杆与水平撑杆的连接处竖直设置植筋，将植筋打入桥梁的拱背中。
具体的，所述刚性骨架固定施工的施工方法是：采用两块平行布置的刚性骨架板；将刚性骨架板的左右两侧分别固定于桥梁左右两侧的侧墙上。
具体的，所述柔性模板固定施工的施工方法是：采用柔性薄膜；将柔性薄膜的前后两侧放置于刚性骨架板顶部，通过压条将柔性薄膜的前后两侧压在刚性骨架板的顶部，向柔性薄膜内注水。
具体的，所述混凝土浇筑施工的施工方法是：将PⅡ52.5或PⅡ42.5水泥400～500份和240～300份水进行搅拌后配制出水泥净浆，通过泡沫混凝土制备机将0.4～0.6份发泡剂发泡后与水泥净浆混合搅拌制成泡沫混凝土浆液，通过管道输出到浇筑区进行浇筑施工。
进一步的，所述混凝土浇筑施工还包括位于不同高度上的横坡浇筑施工，其施工方法是：浇筑一次混凝土至横坡标高的最低点，在一次混凝土表面设置一次木方，浇筑二次混凝土至其表面与一次木方顶面平齐；重复在上次浇筑混凝土的表面上设置木方，并浇筑混凝土至与木方顶面平齐的操作，直至混凝土达到设计标高，拆除木方，对各横坡的混凝土边缘进行削坡处理。
还进一步的，所述横坡浇筑施工的施工方法还包括在一次混凝土的浇筑施工前的放线施工，其施工方法是：在浇筑段的左右两侧分别设置一组参考线，将参考线固定于桥梁的侧墙上，所述参考线包括混凝土浇筑标高参考线和混凝土浇筑允许偏差参考线。
优选的，所述木方的最小高度不小于5cm，最大高度不超过50cm。
进一步优选的，所述混凝土浇筑施工还包括格栅铺设施工，其施工方法是：在浇筑混凝土距设计标高3～7cm时，铺设玻璃纤维土工格栅，对玻璃纤维土工格栅周向拉紧固定，最后再浇筑混凝土至设计标高。
综上所述，双曲拱桥拱上填料的施工方法，包括以下步骤：
1)、沿桥梁的纵向方向将拱上填料分为多个浇筑段，在浇筑段的末端安装支护模板，若浇筑段的末端位于伸缩缝处则安装刚性模板，若浇筑段的末端位于非伸缩缝处则安装刚性骨架，以刚性骨架为基础将柔性模板固定于刚性骨架上；
2)、沿桥梁纵向方向向起始浇筑段内浇筑混凝土至设计标高，待起始浇筑段内的混凝土初凝后拆除起始浇筑段末端的支护模板；
3)、沿桥梁纵向方向浇筑下一浇筑段内的混凝土至设计标高，待该浇筑段内的混凝土初凝后，拆除该浇筑段末端的支护模板；
4)、重复步骤3直至完成所有浇筑段的混凝土浇筑施工，对各浇筑段的混凝土的表面进行修整；
5)、在混凝土表面铺设养护膜，保湿养护至少七天至混凝土终凝后，拆除养护膜。
本发明的有益效果是：
1、减重提载：通过将原拱上填料更换为轻质泡沫混凝土，拱上填料容重由1800kg/m3～2450kg/m3降为550kg/m3～650kg/m3，拱上填料减轻自重约2/3～3/4。仅通过减轻结构自重即可大幅提高荷载等级或提高结构安全储备。
2、提高了行车舒适性：轻质泡沫混凝土内含密闭气孔和微孔，对于车辆活荷载、车辆冲击荷载和温度荷载而引起的应力变化具有应力吸收功能，且泡沫混凝土比传统拱上填料的抗压强度提高很多，整体性较好。
3、提高了结构耐久性：轻质泡沫混凝土内含密闭气孔和微孔，使得桥面积水无法渗入泡沫混凝土内，使主拱圈和腹拱圈的拱背处于干燥环境，提高了结构耐久性。
4、施工简便、质量可控：通过在距离泡沫混凝土顶部5cm位置设置玻璃纤维土工格栅来提高泡沫混凝土的抗裂性能，解决了在泡沫混凝土拌制时掺入塑料纤维或在浇筑时布设防裂钢筋等其他防裂措施时施工中存在的问题，且施工简单方便、质量可控。通过采用刚柔组合随变式模板进行模板支护，提高了泡沫混凝土浇筑时模板支护工效，降低了施工成本。通过分层分梯度浇筑解决了双曲拱桥拱上轻质泡沫混凝土顶标高偏差的高要求，使浇筑后的泡沫混凝土不分层、标高偏差小。
5、应用前景好：通过减轻拱上填料自重对双曲拱桥进行加固维修，能提高荷载等级、行车舒适性和结构耐久性，施工简便、质量可控，节约桥梁维护费用，加固维修效果明显。且本方法不改变桥梁外观，对具有文物性质和历史价值的双曲拱桥加固维修意义更为重大。
附图说明
图1为本发明中桥梁的主视图；
图2为图1中I—I的剖视图；
图3为本发明中刚柔组合模板施工的横向截面图；
图4为本发明中刚柔组合模板施工的竖向截面图；
图5为本发明中刚性模板施工的横向截面图；
图6为本发明中横坡浇筑施工的纵向截面图；
其中，1—桥梁，2—水，3—混凝土(3.1—一次混凝土，3.2—二次混凝土，3.3—三次混凝土)，4—刚性骨架(4.1—刚性骨架板)，5—玻璃纤维土工格栅，6—柔性模板(6.1—柔性薄膜)，7—刚性模板(7.1—水平撑杆，7.2—竖直撑杆，7.3—斜撑杆，7.4—植筋，7.5—侧板)，8—侧墙，9—压条，10—一次木方，11—浇筑段，12—混凝土浇筑标高参考线，13—混凝土浇筑允许偏差参考线，14—二次木方，15—桥面系，16—主拱肋，17—腹拱波，18—横梁，19—腹拱墙，20—主拱波。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步的详细说明。
如图1—6所示的双曲拱桥拱上填料的施工方法，包括以下步骤：
1)、沿桥梁1的纵向方向将拱上填料分为多个浇筑段11，在浇筑段11的末端安装支护模板，若浇筑段11的末端位于伸缩缝处则安装刚性模板7，若浇筑段11的末端位于非伸缩缝处则安装刚性骨架4，以刚性骨架4为基础将柔性模板6固定于刚性骨架4上；
刚性模板7的安装方法是：采用由水平撑杆7.1、竖直撑杆7.2、斜撑杆7.3、植筋7.4和侧板7.5组成的刚性模板7；在水平撑杆7.1的一端固定竖直撑杆7.2，通过斜撑杆7.3将竖直撑杆7.2的顶端和水平撑杆7.1的另一端连接为一体，将侧板7.5固定于竖直撑杆7.2上，在斜撑杆7.3与水平撑杆7.1的连接处竖直设置植筋7.4，将植筋7.4打入桥梁1的拱背中。
刚性骨架4的安装方法是：采用两块平行布置的刚性骨架板4.1；将刚性骨架板4.1的左右两侧分别固定于桥梁1左右两侧的侧墙8上。
柔性模板6的固定方法是：采用柔性薄膜6.1；将柔性薄膜6.1的前后两侧放置于刚性骨架板4.1顶部，通过压条9将柔性薄膜6.1的前后两侧压在刚性骨架板4.1的顶部，向柔性薄膜6.1内注水。
2)、沿桥梁纵向方向向起始浇筑段内浇筑混凝土3至设计标高，待起始浇筑段内的混凝土3初凝后拆除起始浇筑段末端的支护模板；
3)、沿桥梁纵向方向浇筑下一浇筑段内的混凝土3至设计标高，待该浇筑段内的混凝土3初凝后，拆除该浇筑段末端的支护模板；
混凝土3的浇筑施工包括位于不同高度上的横坡浇筑施工，其施工方法是：在一次混凝土3.1的浇筑施工前进行放线施工，其施工方法是：在浇筑段11的左右两侧分别设置一组参考线，将参考线固定于桥梁1的侧墙8上，参考线包括混凝土浇筑标高参考线12和混凝土浇筑允许偏差参考线13，浇筑一次混凝土3.1至横坡标高的最低点，在一次混凝土3.1表面设置一次木方10，浇筑二次混凝土3.2至其表面与一次木方10顶面平齐；重复在上次浇筑混凝土3的表面上设置木方，并浇筑混凝土3至与木方顶面平齐的操作，在浇筑混凝土3距设计标高3～7cm时，铺设玻璃纤维土工格栅5，对玻璃纤维土工格栅5周向拉紧固定，浇筑混凝土3达到设计标高。拆除木方(木方的最小高度不小于5cm，最大高度不超过50cm)，对各横坡的混凝土3边缘进行削坡处理。
4)、重复步骤3直至完成所有浇筑段的混凝土浇筑施工，对各浇筑段11的混凝土3的表面进行修整；
5)、在混凝土3表面铺设养护膜，保湿养护至少七天至混凝土3终凝后，拆除养护膜。
步骤2和3中混凝土3的浇筑施工的方法是：将PⅡ52.5或PⅡ42.5水泥400～500份和240～300份水进行搅拌后配制出水泥净浆，通过泡沫混凝土制备机将0.4～0.6份发泡剂发泡后与水泥净浆混合搅拌制成泡沫混凝土浆液，通过管道输出到浇筑区进行浇筑施工。
综上所述，本发明所设计的施工方法为：沿桥梁1的纵向方向将拱上填料分为多个浇筑段11，在每个浇筑段11的浇筑末端安装支护模板，沿桥梁纵向方向向桥梁1的起始浇筑段中浇筑混凝土3，待起始浇筑段的混凝土3初凝后拆除该浇筑段末端的支护模板，进行下一浇筑段的浇筑施工，待下一浇筑段的混凝土3初凝后拆除该浇筑段末端的支护模板，直至完成所有浇筑段11的浇筑施工；支护模板的安装施工包括用于桥梁伸缩缝处的刚性模板安装施工和用于桥梁非伸缩缝处的刚柔组合模板安装施工；刚柔组合模板安装施工包括刚性骨架固定施工和以刚性骨架4为基础的柔性模板固定施工。
对于分区之间或侧面无平整度要求的侧面采用刚柔组合模板进行支护，对于伸缩缝处或表面要求平整的侧面采用刚性模板进行支护。刚柔组合模板由刚性骨架4、柔性薄膜6.1、水和压条9组成。刚性骨架4和压条9可为钢管、型钢，柔性薄膜6.1可为聚酯薄膜、尼龙薄膜、塑料薄膜等连续封闭、不透水的膜状物，水2可为养护用水。使用时将刚性骨架4、柔性薄膜6.1和压条9安装到位且固定后，将水填充到柔性薄膜6.1内，使柔性薄膜6.1依附于刚性骨架4上，通过刚性骨架4上的压条9固定，利用水2的自重侧压力抵抗泡沫混凝土的自重侧压力。
刚性模板7由侧板7.5、水平撑杆7.1、斜撑杆7.3、竖直撑杆7.2、和植筋7.4组成。侧板7.5可为木板、塑料板、钢板等刚性板材，斜撑杆7.3、竖直撑杆7.2和水平撑杆7.1可为木方、型钢等型材，植筋7.4在拱背上通过钻孔固定，作为刚性模板7的支撑点。
泡沫混凝土制备时应对成品泡沫混凝土浆液的湿密度和流动度进行质量检测，确保泡沫混凝土质量满足要求。
以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明的结构做任何形式上的限制。凡是依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明的技术方案的范围内。

Claims (10)

1.一种双曲拱桥拱上填料的施工方法，其特征在于：沿桥梁(1)的纵向方向将拱上填料分为多个浇筑段(11)，在每个浇筑段(11)的浇筑末端安装支护模板，沿桥梁纵向方向向桥梁(1)的起始浇筑段中进行混凝土浇筑施工，待起始浇筑段的混凝土(3)初凝后拆除该浇筑段末端的支护模板，进行下一浇筑段的混凝土浇筑施工，待下一浇筑段的混凝土(3)初凝后拆除该浇筑段末端的支护模板，直至完成所有浇筑段(11)的浇筑施工；所述支护模板的安装施工包括用于桥梁伸缩缝处的刚性模板安装施工和用于桥梁非伸缩缝处的刚柔组合模板安装施工；所述刚柔组合模板安装施工包括刚性骨架固定施工和以刚性骨架(4)为基础的柔性模板固定施工。
2.如权利要求1所述的双曲拱桥拱上填料的施工方法，其特征在于：所述刚性模板安装施工的施工方法是：采用由水平撑杆(7.1)、竖直撑杆(7.2)、斜撑杆(7.3)、植筋(7.4)和侧板(7.5)组成的刚性模板(7)；在水平撑杆(7.1)的一端固定竖直撑杆(7.2)，通过斜撑杆(7.3)将竖直撑杆(7.2)的顶端和水平撑杆(7.1)的另一端连接为一体，将侧板(7.5)固定于竖直撑杆(7.2)上，在斜撑杆(7.3)与水平撑杆(7.1)的连接处竖直设置植筋(7.4)，将植筋(7.4)打入桥梁(1)的拱背中。
3.如权利要求1所述的双曲拱桥拱上填料的施工方法，其特征在于：所述刚性骨架固定施工的施工方法是：采用两块平行布置的刚性骨架板(4.1)；将刚性骨架板(4.1)的左右两侧分别固定于桥梁(1)左右两侧的侧墙(8)上。
4.如权利要求1所述的双曲拱桥拱上填料的施工方法，其特征在于：所述柔性模板固定施工的施工方法是：采用柔性薄膜(6.1)；将柔性薄膜(6.1)的前后两侧放置于刚性骨架板(4.1)顶部，通过压条(9)将柔性薄膜(6.1)的前后两侧压在刚性骨架板(4.1)的顶部，向柔性薄膜(6.1)内注水。
5.如权利要求1所述的双曲拱桥拱上填料的施工方法，其特征在于：所述混凝土浇筑施工的施工方法是：将PⅡ52.5或PⅡ42.5水泥400～500份和240～300份水进行搅拌后配制出水泥净浆，通过泡沫混凝土制备机将0.4～0.6份发泡剂发泡后与水泥净浆混合搅拌制成泡沫混凝土浆液，通过管道输出到浇筑区进行浇筑施工。
6.如权利要求5所述的双曲拱桥拱上填料的施工方法，其特征在于：所述混凝土浇筑施工还包括位于不同高度上的横坡浇筑施工，其施工方法是：浇筑一次混凝土(3.1)至横坡标高的最低点，在一次混凝土(3.1)表面设置一次木方(10)，浇筑二次混凝土(3.2)至其表面与一次木方(10)顶面平齐；重复在上次浇筑混凝土(3)的表面上设置木方，并浇筑混凝土(3)至与木方顶面平齐的操作，直至混凝土(3)达到设计标高，拆除木方，对各横坡的混凝土(3)边缘进行削坡处理。
7.如权利要求6所述的双曲拱桥拱上填料的施工方法，其特征在于：所述横坡浇筑施工的施工方法还包括在一次混凝土(3.1)的浇筑施工前的放线施工，其施工方法是：在浇筑段(11)的左右两侧分别设置一组参考线，将参考线固定于桥梁(1)的侧墙(8)上，所述参考线包括混凝土浇筑标高参考线(12)和混凝土浇筑允许偏差参考线(13)。
8.如权利要求6所述的双曲拱桥拱上填料的施工方法，其特征在于：所述木方的最小高度不小于5cm，最大高度不超过50cm。
9.如权利要求5所述的双曲拱桥拱上填料的施工方法，其特征在于：所述混凝土浇筑施工还包括格栅铺设施工，其施工方法是：在浇筑混凝土(3)距设计标高3～7cm时，铺设玻璃纤维土工格栅(5)，对玻璃纤维土工格栅(5)周向拉紧固定，最后再浇筑混凝土(3)至设计标高。
10.如权利要求1所述的双曲拱桥拱上填料的施工方法，其特征在于：它包括以下步骤：
1)、沿桥梁(1)的纵向方向将拱上填料分为多个浇筑段(11)，在浇筑段(11)的末端安装支护模板，若浇筑段(11)的末端位于伸缩缝处则安装刚性模板(7)，若浇筑段(11)的末端位于非伸缩缝处则安装刚性骨架(4)，以刚性骨架(4)为基础将柔性模板(6)固定于刚性骨架(4)上；
2)、沿桥梁纵向方向向起始浇筑段内浇筑混凝土(3)至设计标高，待起始浇筑段内的混凝土(3)初凝后拆除起始浇筑段末端的支护模板；
3)、沿桥梁纵向方向浇筑下一浇筑段内的混凝土(3)至设计标高，待该浇筑段内的混凝土(3)初凝后，拆除该浇筑段末端的支护模板；
4)、重复步骤3直至完成所有浇筑段的混凝土浇筑施工，对各浇筑段(11)的混凝土(3)的表面进行修整；
5)、在混凝土(3)表面铺设养护膜，保湿养护至少七天至混凝土(3)终凝后，拆除养护膜。
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