CN108660935A - 一种钢筋混凝土拱桥的施工方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种钢筋混凝土拱桥的施工方法，属于桥梁施工技术领域，该施工方法包括以下步骤：(1)拱架的拼装、(2)拱圈拱架预压、(3)拱圈模板铺设、(4)绑扎钢筋、(5)混凝土分段浇筑施工、(6)拱架卸载落架；本发明的施工方法对处在深山峡谷的桥，受地形限制无法搭设满堂支架进行拱圈混凝土现浇施工，采用本发明的无支墩六四式军用梁拼装式拱架结合砂筒卸载落架等施工技术，具有投资少、工期短、操作性强、标准化程度高等优势，本着能够满足工程需要且经济适用的原则，采用本工法简单灵活，能够取得显著的经济和社会效益。

Description

一种钢筋混凝土拱桥的施工方法

【技术领域】

本发明涉及桥梁施工技术领域，特别涉及一种钢筋混凝土拱桥的施工方法。

【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。钢筋混凝土拱圈施工一般分为预制安装及搭架现浇两种。

当钢筋混凝土拱圈采用现浇施工时，一般采用搭设满堂支架、少钢管支架、拱架等方案。在山区桥梁施工中，存在以下问题：1、由于受到当地施工技术条件、人力资源、机械设备及现场地形的限制，处于深山峡谷的桥，受地形限制无法搭设满堂支架进行拱圈混凝土现浇施工；2、拱圈浇筑时容易造成支架异常变形，破坏主拱轴线，甚至产生混凝土裂缝；3、山区交通不便，造成桥梁后期维护困难，因此对桥梁质量要求高，建桥时要对各个工序进行严格把关，特别是混凝土浇筑后初期阶段的养护非常重要；4、在拱架拆除过程中，若砂筒放沙不均匀，导致支架突然下沉，在地形险要的山区容易造成支架下沉高度过大导致安全隐患发生。

本发明针对上述问题提供了一种钢筋混凝土拱桥的施工方法。

【发明内容】

鉴于上述内容，有必要提供一钢筋混凝土拱桥的施工方法，对处在深山峡谷的桥，受地形限制无法搭设满堂支架进行拱圈混凝土现浇施工，采用本发明的无支墩六四式军用梁拼装式拱架结合砂筒卸载落架等施工技术，具有投资少、工期短、操作性强、标准化程度高等优势，本着能够满足工程需要且经济适用的原则，采用本工法简单灵活，能够取得显著的经济和社会效益。

为达到上述目的，本发明所采用的技术方案是：

一种钢筋混凝土拱桥的施工方法，包括以下步骤：

(1)拱架的拼装：a.临时支座砂筒的安装：在拱座脚部位置按照设计标高开挖拱架拱座基础，浇筑宽为70cm，厚为30cm的C25混凝土拱座地梁，支座基础浇筑与拱座基础连成一个整体，然后将加工好的砂筒布置在支座基础上，砂筒横向间距为63.5cm，砂筒与拱座间距为0.63cm，最后用槽钢将每榀拱架支座焊接成一个整体，以防止支座倾倒，砂筒与拱座背部缝隙，采用5mm厚钢板垫紧；b.辅助支撑架的搭设：辅助支撑架基础采用浇筑20cm厚C25混凝土硬化处理，钢管纵横向间距为45cm，步距为1.2m，支架的搭设按照方案设计及规范搭设完成后，进行检查验收；c.拱架拼装：纵向每环分4个节段进行，按从拱座至拱顶对称进行，横桥向每环按照从外到里进行拼装，完成一环拱架合拢后，进行下一环拱架拼装，每完成两榀，及时安装横向联系辅助支撑架；d.设置缆风绳：完成拱架拼装合拢后，对称在拱腰及拱顶位置设置四根19.5mm缆风绳，并对拉拉紧，缆风绳一端固定在拱架顶部，另一侧固定在悬崖边埋设的缆风绳地锚；

(2)拱圈拱架预压：拱圈拱架完成安装后，采用在支架上搭设水箱及钢筋堆载水箱进行抽水加载的方法进行预压，预压加载步骤根据混凝土浇筑顺序进行，按拱圈底板、40cm高腹板混凝土浇筑重量的1.2倍进行预压总重量控制，第1节段部位采用钢筋堆载，其余节段部位平均为14个水箱从拱顶往两侧均匀布置，按拱圈第一环浇筑顺序，以及纵、横向对称均衡的原则进行加载，预压过程中记录支架的变形值，作为拱圈混凝土底板立模标高预抬值的根据；

(3)拱圈模板铺设：1)设置模板体系：①底膜：在拱架上横向铺设10×10cm方木，方木间距为40cm，在方木上与拱架接触位置焊接挡块以防止其下滑，方木底下设置三角木，调节拱架底模线形及标高，在方木上铺设底模，底模采用15mm厚的黑色竹胶板；②外模：面板均采用15mm厚的黑色竹胶板，外侧用方木做成2m/节的框架，外模包在底模上，下缘根据拱圈内横向分布钢筋的位置布设拉杆，上缘用圆钢作拉杆；③内模：内模顶部设10cm×10cm方木横向背肋，间距为40cm，每道框架布置5个竖向方木，分别用三角木顶在底板和顶板方木上，用于支撑顶板模板；内侧模每侧设两道10cm×10cm方木纵向背肋，用于支撑内模面板，横向上下布置二道钢管，利用托撑顶在顺桥向lOcm×1Ocm的方木上，框架纵向间距90cm，用钢管纵向联接，中间部分不加斜撑；2)模板的铺设顺序：第一环混凝土浇筑时：拱圈底模→内外侧模→安装拉筋及分段隔板→设置横竖带木；第二环混凝土浇筑时：安装拉杆及横竖带木→顶板底模→侧模→安装拉杆及横竖带木；

(4)绑扎钢筋：为使弧形钢管面形成一个可以承受拱圈浇筑重量并均匀传递上部荷载的模板面，在钢管面上绑扎钢筋，钢筋绑扎顺序按拱座至拱跨1/4段，先安箍筋后穿主筋的办法；拱跨1/4处至拱顶段先穿主筋后套箍筋，以利施工；主钢筋接头、箍筋及横隔板钢筋连接采用焊接；间隔槽钢筋和箍筋在浇筑前绑扎，钢筋在绑扎中和骨架成型后，做好支撑架避免变形；

(5)混凝土分段浇筑施工：拱圈施工采用对称分环分段浇筑，整个拱圈根据支架的结构体系分为2个浇筑环；即第一环为底板、40cm高腹板，第二环为顶板、70cm高腹板；第一环按底板以及浇筑40cm高腹板进行，对称分5个节段浇筑，在节段1拱座端头以及节段2中部预留50cm合拢段，完成所有节段后，进行完成整个拱圈的腹板以及底板的合拢；第一环合拢后，开始浇筑第二环，第二环分3个节段，拱座第一节段与拱顶第二节段浇筑同时进行，然后浇筑第二环第三节段完成顶板合拢，浇筑过程中，施工缝必须与底板、腹板节段施工缝错开50cm；每完成一个节段浇筑后，立即进行覆盖薄膜后洒水进行养护7-9天，在施工下个节段前，将混凝土接头部位清洗干净并进行凿毛处理；

(6)拱架卸载落架：当拱圈铺设结束完全合拢，且混凝土强度达到95％以上时，对拱座处的卸架砂筒放沙，完成拱架与混凝土拱圈脱离，以进行拱架的拆除。

本发明中，进一步地，所述拱架拱轴线为悬链线，拱架的基本结构设置为六四式军用梁，下弦杆和标准三角拼装的桁式双铰系杆拱。

本发明中，进一步地，所述砂筒由顶心钢管、顶心上垫钢板、套筒钢管、套筒底钢板、套筒内砂组成，顶心钢管的外径为28cm，厚度为1cm，顶心钢管内为C50密实混凝土；顶心上垫钢板厚度为5mm，尺寸为32cm×32cm，与顶心外钢管贴角焊接；套筒钢管的外径为31cm，厚度为1cm；套筒底钢板厚度为10mm，尺寸为35cm×35cm，与顶心外钢管贴角焊接；套筒内砂为过筛后的细砂，其含泥量低于2％，含水量小于1％。

本发明中，进一步地，所述辅助支撑架的搭设方案为：在每组拱架拱腰接头位置采用φ48钢管搭设两个2m×12m的临时支架作为接头处临时支撑以及操作平台，拱架合拢位置搭设一个4.8m×12m的临时支架作为拱架合拢位置的支点以及操作平台。

本发明中，进一步地，所述拱架拼装可以采用塔吊、缆索吊或吊车安装，其中，采用吊车拼装的步骤如下：

步骤一：吊装拱架左右拱座节段6节拱架拼装，吊装前对每个临时边上支架对拉四根缆风绳；

步骤二：吊装拱架左右侧5节拱架拼装，完成单组拱架合拢；

步骤三：重复步骤一、二，进行下一榀拱架安装，并及时安装横向联系支撑架，直至所有拱架安装完成；

步骤四：安装横向联系槽钢，并设置横向缆风绳。

本发明中，进一步地，所述步骤(5)所洒水中含有10-15％的混凝土养护剂，所述混凝土养护剂由以下重量份的原料组成：高分子乳液20-35份、成膜助剂1-3份、消泡剂0.5-1份、保水剂3-6份和流平剂1-2份；其中的高分子乳液由核单体和壳单体聚合而成。

本发明中，进一步地，所述步骤(6)在放沙时，对各个拱座的砂筒同时放沙，使各支架与混凝土拱圈同时脱离，砂筒每次放沙2-3cm时进行沙量确认，并暂停放沙，检查支架的下沉情况，若放沙后支架无下沉卡在拱座上，则采用小锤敲击支架座子或采用手拉葫芦水平向缓慢拉支架座子使之脱离拱座，保证支架下沉至砂筒混凝土垫块上。

本发明中，进一步地，所述步骤(6)在拱架拆除时，使用4台5T卷扬机，以及2cm直径钢丝绳通过拱圈预留的孔洞，吊紧每榀拱架合拢段的两个三角架，先拆除合拢段下弦杆，再拆除三角架合拢节点销子，再依次从拱座至拱顶对称拆除横向联系支撑架；最后采用卷扬机下放两段拱架至地面平台，拆除时从两侧至中间对称逐组拆除，拆除过程中遵守自拱顶向拱座对称逐渐拆除的原则。

本发明中，进一步地，所述保水剂由以下重量份的原料制成：羟丙基甲基纤维素30-48份、植物纤维10-18份、腐殖质5-12份、硅藻土10-15份和丙烯酸5-10份。

本发明具有以下有益效果：

1.由于钢筋混凝土拱桥的施工方法山区由于特殊的地形条件，拱桥的无支架缆索吊装法、劲性骨架法和转体施工法等适用性受到了限制，因此本发明采用无支墩拼装式军用梁拱架施工拱桥拱圈，拱架可充分利用现有拱座结构，中间不设支墩支撑，不需要额外进行地基处理，对地形破坏程度小，有效地降低了成本，保护了环境，具有较好的社会效益。

2.本发明的钢筋混凝土拱桥的施工方法具有投资少、工期短、施工简便、操作性强、标准化程度高等优势，本着能够满足工程需要且经济适用的原则，采用本工法简单灵活。

3.本发明在浇筑过程中采用分环分段对称浇筑顺序，使支架在混凝土浇筑过程中发生的变形均匀对称，避免了浇筑时造成支架异常变形，破坏主拱轴线，以及产生混凝土裂缝等情况。

4.本发明的钢筋混凝土拱桥的施工方法在分段浇筑施工过程中，为防止开裂对混凝土进行养护，在每完成一个节段浇筑后，立即进行覆盖薄膜后洒水进行养护，所洒水中添加养护剂，可在混凝土表面迅速形成覆盖薄膜，阻止混凝土中水分蒸发，降低了混凝土的干燥收缩，改善混凝土的体积稳定性，有效降低了混凝土收缩开裂的风险，并且明显提高混凝土的抗裂能力，防止混凝土的失水造成的自由收缩开裂，且其可挥发物质含量很低，不论在施工过程中还是完成后都不会释放出有害气体。

5.本发明在拱架拆除是采用砂筒卸载落架的方式，在放沙过程中，对各个拱座的砂筒同时放沙，使各支架与混凝土拱圈同时脱离，砂筒每次放沙2-3cm时进行沙量确认，并暂停放沙，检查支架的下沉情况，若放沙后支架无下沉卡在拱座上，则采用小锤敲击支架座子或采用手拉葫芦水平向缓慢拉支架座子使之脱离拱座，保证支架下沉至砂筒混凝土垫块上，以防止砂筒放沙不均匀，导致支架突然下沉，或者支架下沉高度过大导致安全隐患发生。

【附图说明】

图1是本发明一种钢筋混凝土拱桥的施工方法的拱架总体布置图。

图2是本发明一种钢筋混凝土拱桥的施工方法的拱架局部示意图。

图3是本发明一种钢筋混凝土拱桥的施工方法的临时支座砂筒安装布置图。

主要元件符号说明

图中，1、拱架；2、砂筒；3、拱座；4、拱圈；5、缆风绳；6、支撑架。

如下具体实施方式将结合上述附图进一步说明本发明。

【具体实施方式】

下面的实施例可以帮助本领域的技术人员更全面地理解本发明，但不可以以任何方式限制本发明。

实施例1

本实施例提供一种钢筋混凝土拱桥的施工方法包括以下步骤：

(1)拱架的拼装：本实施例所用拱架拱轴线为悬链线，拱架的基本结构设置为六四式军用梁，下弦杆和标准三角拼装的桁式双铰系杆拱，其拼装方式包括以下步骤：a.临时支座砂筒的安装：在拱座3脚部位置按照设计标高开挖拱架拱座基础，浇筑宽为70cm，厚为30cm的C25混凝土拱座地梁，支座基础浇筑与拱座3基础连成一个整体，然后将加工好的砂筒2布置在支座基础上，砂筒2横向间距为63.5cm，砂筒2与拱座3间距留0.63cm，最后用槽钢将每榀拱架1支座焊接成一个整体，以防止支座倾倒，砂筒2与拱座3背部缝隙，采用5mm厚钢板垫紧；b.辅助支撑架6的搭设：辅助支撑架6基础采用浇筑20cm厚C25混凝土硬化处理，钢管纵横向间距为45cm，步距为1.2m，支架的搭设按照方案设计及规范搭设完成后，进行检查验收；c.拱架拼装：纵向每环分4个节段进行，按从拱座3至拱顶对称进行，横桥向每环按照从外到里进行拼装，完成一环拱架1合拢后，进行下一环拱架1拼装，每完成两榀，及时安装横向联系辅助支撑架6；d.设置缆风绳5：完成拱架1拼装合拢后，对称在拱腰及拱顶位置设置四根19.5mm缆风绳5，并对拉拉紧，缆风绳5一端固定在拱架1顶部，另一侧固定在悬崖边埋设的缆风绳5地锚；

砂筒2由顶心钢管、顶心上垫钢板、套筒钢管、套筒底钢板、套筒内砂组成，顶心钢管的外径为28cm，厚度为1cm，顶心钢管内为C50密实混凝土；顶心上垫钢板厚度为5mm，尺寸为32cm×32cm，与顶心外钢管贴角焊接；套筒钢管的外径为31cm，厚度为1cm；套筒底钢板厚度为10mm，尺寸为35cm×35cm，与顶心外钢管贴角焊接；套筒内砂为过筛后的细砂，其含泥量低于2％，含水量小于1％；辅助支撑架6的搭设方案为：在每组拱架1拱腰接头位置采用φ48钢管搭设两个2m×12m的临时支架作为接头处临时支撑以及操作平台，拱架1合拢位置搭设一个4.8m×12m的临时支架作为拱架1合拢位置的支点以及操作平台；采用吊车进行拱架1拼装的步骤如下：步骤一：吊装拱架左右拱座节段6节拱架拼装，吊装前对每个临时边上支架对拉四根缆风绳；步骤二：吊装拱架1左右侧5节拱架拼装，完成单组拱架1合拢；步骤三：重复步骤一、二，进行下一榀拱架1安装，并及时安装横向联系支撑架6，直至所有拱架1安装完成；步骤四：安装横向联系槽钢，并设置横向缆风绳5；

(2)拱圈拱架预压：拱圈4拱架1完成安装后，采用在支架上搭设水箱及钢筋堆载水箱进行抽水加载的方法进行预压，预压加载步骤根据混凝土浇筑顺序进行，按拱圈4底板、40cm高腹板混凝土浇筑重量的1.2倍进行预压总重量控制，第1节段部位采用钢筋堆载，其余节段部位平均为14个水箱从拱顶往两侧均匀布置，按拱圈4第一环浇筑顺序，以及纵、横向对称均衡的原则进行加载；

(3)拱圈模板铺设：1)设置模板体系：①底膜：在拱架1上横向铺设10×10cm方木，方木间距为40cm，在方木上与拱架1接触位置焊接挡块以防止其下滑，方木底下设置三角木，调节拱架1底模线形及标高，在方木上铺设底模，底模采用15mm厚的黑色竹胶板；②外模：面板均采用15mm厚的黑色竹胶板，外侧用方木做成2m/节的框架，外模包在底模上，下缘根据拱圈4内横向分布钢筋的位置布设拉杆，上缘用圆钢作拉杆；③内模：内模顶部设10cm×10cm方木横向背肋，间距为40cm，每道框架布置5个竖向方木，分别用三角木顶在底板和顶板方木上，用于支撑顶板模板；内侧模每侧设两道10cm×10cm方木纵向背肋，用于支撑内模面板，横向上下布置二道钢管，利用托撑顶在顺桥向lOcm×1Ocm的方木上，框架纵向间距90cm，用钢管纵向联接，中间部分不加斜撑；2)模板的铺设顺序：第一环混凝土浇筑时：拱圈底模→内外侧模→安装拉筋及分段隔板→设置横竖带木；第二环混凝土浇筑时：安装拉杆及横竖带木→顶板底模→侧模→安装拉杆及横竖带木；

(4)绑扎钢筋：为使弧形钢管面形成一个可以承受拱圈4浇筑重量并均匀传递上部荷载的模板面，在钢管面上绑扎钢筋，钢筋绑扎顺序按拱座至拱跨1/4段，先安箍筋后穿主筋的办法；拱跨1/4处至拱顶段先穿主筋后套箍筋，以利施工；主钢筋接头、箍筋及横隔板钢筋连接采用焊接；间隔槽钢筋和箍筋在浇筑前绑扎，钢筋在绑扎中和骨架成型后，做好支撑架避免变形；

(5)混凝土分段浇筑施工：拱圈4施工采用对称分环分段浇筑，整个拱圈4根据支架的结构体系分为2个浇筑环；即第一环为底板、40cm高腹板，第二环为顶板、70cm高腹板；第一环按底板以及浇筑40cm高腹板进行，对称分5个节段浇筑，在节段1拱座端头以及节段2中部预留50cm合拢段，完成所有节段后，进行完成整个拱圈4的腹板以及底板的合拢；第一环合拢后，开始浇筑第二环，第二环分3个节段，拱座第一节段与拱顶第二节段浇筑同时进行，然后浇筑第二环第三节段完成顶板合拢，浇筑过程中，施工缝必须与底板、腹板节段施工缝错开50cm；每完成一个节段浇筑后，立即进行覆盖薄膜后洒水进行养护7天，在施工下个节段前，将混凝土接头部位清洗干净并进行凿毛处理；

所洒水中含有10％的混凝土养护剂，所述混凝土养护剂由以下重量份的原料组成：高分子乳液20份、成膜助剂1份、消泡剂0.5份、保水剂3份和流平剂1份；其中的高分子乳液由核单体和壳单体聚合而成；保水剂由以下重量份的原料制成：羟丙基甲基纤维素30份、植物纤维10份、腐殖质5份、硅藻土10份和丙烯酸5份；

(6)拱架卸载落架：当拱圈4铺设结束完全合拢，且混凝土强度达到95％以上时，对拱座处的卸架砂筒2放沙，完成拱架1与混凝土拱圈4脱离，以进行拱架1的拆除；

在放沙时，对各个拱座3的砂筒同时放沙，使各支架与混凝土拱圈4同时脱离，砂筒2每次放沙2cm时进行沙量确认，并暂停放沙，检查支架的下沉情况，若放沙后支架无下沉卡在拱座3上，则采用小锤敲击支架座子或采用手拉葫芦水平向缓慢拉支架座子使之脱离拱座3，保证支架下沉至砂筒2混凝土垫块上；在拱架1拆除时，使用4台5T卷扬机，以及2cm直径钢丝绳通过拱圈4预留的孔洞，吊紧每榀拱架合拢段的两个三角架，先拆除合拢段下弦杆，再拆除三角架合拢节点销子，再依次从拱座3至拱顶对称拆除横向联系支撑架6；最后采用卷扬机下放两段拱架1至地面平台，拆除时从两侧至中间对称逐组拆除，拆除过程中遵守自拱顶向拱座3对称逐渐拆除的原则。

实施例2

本实施例以贵州毕都高速公路上的三家寨大桥为例，三家寨大桥横跨高差达100m的U形深谷，山势陡峭，围岩破碎。大桥全长106.52m，桥宽12.25m，设计左幅为1-78m、右幅1-70m的双幅分离式钢筋混凝土箱形拱桥。拱上建筑采用6m钢筋混凝土矩形板。拱箱截面高度1.6m，宽度11m，为单箱四室截面。拱箱顶底板均厚25cm，肋板厚40cm，拱座加强段顶底板均加厚至40cm。现场施工场地狭窄，15号台端为深沟隧道，无施工场地，材料运输困难。受特殊的地形条件，拱桥的无支架缆索吊装法、劲性骨架法和转体施工法等适用性受到了限制，本拱桥采用78m、70m跨度采用无支墩六四式军用梁拼装式拱架、砂筒卸载落架等施工技术，有效避免了拱圈施工对深沟隧道施工的干扰。

具体的施工按照如下的步骤进行：

(1)拱架的拼装：本实施例所用拱架1拱轴线为悬链线，拱架1的基本结构设置为六四式军用梁，下弦杆和标准三角拼装的桁式双铰系杆拱，其拼装方式包括以下步骤：a.临时支座砂筒2的安装：在拱座3脚部位置按照设计标高开挖拱架拱座基础，浇筑宽为70cm，厚为30cm的C25混凝土拱座3地梁，支座基础浇筑与拱座3基础连成一个整体，然后将加工好的砂筒2布置在支座基础上，砂筒2横向间距为63.5cm，砂筒2与拱座3间距留0.63cm，最后用槽钢将每榀拱架1支座焊接成一个整体，以防止支座倾倒，砂筒2与拱座3背部缝隙，采用5mm厚钢板垫紧；b.辅助支撑架6的搭设：辅助支撑架6基础采用浇筑20cm厚C25混凝土硬化处理，钢管纵横向间距为45cm，步距为1.2m，支架的搭设按照方案设计及规范搭设完成后，进行检查验收；c.拱架拼装：纵向每环分4个节段进行，按从拱座至拱顶对称进行，横桥向每环按照从外到里进行拼装，完成一环拱架1合拢后，进行下一环拱架1拼装，每完成两榀，及时安装横向联系辅助支撑架6；d.设置缆风绳5：完成拱架1拼装合拢后，对称在拱腰及拱顶位置设置四根19.5mm缆风绳5，并对拉拉紧，缆风绳5一端固定在拱架1顶部，另一侧固定在悬崖边埋设的缆风绳5地锚；

砂筒2由顶心钢管、顶心上垫钢板、套筒钢管、套筒底钢板、套筒内砂组成，顶心钢管的外径为28cm，厚度为1cm，顶心钢管内为C50密实混凝土；顶心上垫钢板厚度为5mm，尺寸为32cm×32cm，与顶心外钢管贴角焊接；套筒钢管的外径为31cm，厚度为1cm；套筒底钢板厚度为10mm，尺寸为35cm×35cm，与顶心外钢管贴角焊接；套筒内砂为过筛后的细砂，其含泥量低于2％，含水量小于1％；辅助支撑架6的搭设方案为：在每组拱架1拱腰接头位置采用φ48钢管搭设两个2m×12m的临时支架作为接头处临时支撑以及操作平台，拱架1合拢位置搭设一个4.8m×12m的临时支架作为拱架1合拢位置的支点以及操作平台；采用吊车进行拱架1拼装的步骤如下：步骤一：吊装拱架1左右拱座节段6节拱架拼装，吊装前对每个临时边上支架对拉四根缆风绳；步骤二：吊装拱架1左右侧5节拱架拼装，完成单组拱架1合拢；步骤三：重复步骤一、二，进行下一榀拱架1安装，并及时安装横向联系支撑架6，直至所有拱架1安装完成；步骤四：安装横向联系槽钢，并设置横向缆风绳5；

(2)拱圈拱架预压：拱圈4拱架1完成安装后，采用在支架上搭设水箱及钢筋堆载水箱进行抽水加载的方法进行预压，预压加载步骤根据混凝土浇筑顺序进行，按拱圈4底板、40cm高腹板混凝土浇筑重量的1.2倍进行预压总重量控制，第1节段部位采用钢筋堆载，其余节段部位平均为14个水箱从拱顶往两侧均匀布置，按拱圈4第一环浇筑顺序，以及纵、横向对称均衡的原则进行加载；

拱圈4的支架现浇过程中，立模标高的合理确定，是关系到拱圈4的线形是否平顺、是否符合设计的一个重要问题。如果在确定立模标高时考虑的因素比较符合实际，而且加以正确的控制，则最终拱圈4与桥面系线形较为良好；否则最终拱圈4线形会与设计线形有较大的偏差。

立模标高并不等于设计中桥梁建成后的标高，要设一定的预抛高，以抵消施工中产生的各种变形(挠度)。其计算公式如下：

模板定位标高＝设计预拱度标高+施工预拱标高

其中设计预拱度标高由设计院在设计文件上给出，本拱桥右幅设计上给出的预拱度为5.3cm,左幅拱圈4设计上给出的预拱度为6.3cm。施工预拱度标高由支架预压测量数据得出，由桥梁监控单位给出。拱圈4支架在预压过程中消除了非弹性变形，弹性变形经过预压过程中的监控测量数据可以得出。根据设计和监控单位提供的数据，拱顶处预拱度按全部预拱度总值设置，本实施例中的拱桥右幅定为12cm，左幅定为13cm,拱座处为0，其余各点按设计院提供的二次抛物线方程分配。即：

δx＝δ[1-4x²/L²]

其中，δx——任意点(距离拱顶水平距离为x)的预加高度；δ——预拱度总值；x——跨中至拱座的水平距离；L——拱圈的计算跨径。

(3)拱圈模板铺设：1)设置模板体系：①底膜：在拱架1上横向铺设10×10cm方木，方木间距为40cm，在方木上与拱架1接触位置焊接挡块以防止其下滑，方木底下设置三角木，调节拱架1底模线形及标高，在方木上铺设底模，底模采用15mm厚的黑色竹胶板；②外模：面板均采用15mm厚的黑色竹胶板，外侧用方木做成2m/节的框架，外模包在底模上，下缘根据拱圈4内横向分布钢筋的位置布设拉杆，上缘用圆钢作拉杆；③内模：浇筑第一环时采用红色竹胶板作为内模，拱圈4底板及腹板顶面分缝处均为边浇筑边安装模板封闭，待混凝土初凝后强度达到2.5Mpa以上，拆除拱圈4底板顶面模板及腹板顶面分缝处模板，第一环浇筑完成合拢后，在拱圈箱内采用φ48钢管按70cm×70cm间距做内支撑架，15mm厚竹胶板作为腹板侧面模板以及顶板底模形成内模；内模顶部设10cm×10cm方木横向背肋，间距为40cm，每道框架布置5个竖向方木，分别用三角木顶在底板和顶板方木上，用于支撑顶板模板；内侧模每侧设两道10cm×10cm方木纵向背肋，用于支撑内模面板，横向上下布置二道钢管，利用托撑顶在顺桥向lOcm×1Ocm的方木上，框架纵向间距90cm，用钢管纵向联接，中间部分不加斜撑；2)模板的铺设顺序：第一环混凝土浇筑时：拱圈底模→内外侧模→安装拉筋及分段隔板→设置横竖带木；第二环混凝土浇筑时：安装拉杆及横竖带木→顶板底模→侧模→安装拉杆及横竖带木；

(4)绑扎钢筋：为使弧形钢管面形成一个可以承受拱圈4浇筑重量并均匀传递上部荷载的模板面，在钢管面上绑扎钢筋，钢筋绑扎顺序按拱座至拱跨1/4段，先安箍筋后穿主筋的办法；拱跨1/4处至拱顶段先穿主筋后套箍筋，以利施工；主钢筋接头、箍筋及横隔板钢筋连接采用焊接；间隔槽钢筋和箍筋在浇筑前绑扎，钢筋在绑扎中和骨架成型后，做好支撑架避免变形；

(5)混凝土分段浇筑施工：拱圈4施工采用对称分环分段浇筑，整个拱圈4根据支架的结构体系分为2个浇筑环；即第一环为底板、40cm高腹板，第二环为顶板、70cm高腹板；第一环按底板以及浇筑40cm高腹板进行，对称分5个节段浇筑，在节段1拱座端头以及节段2中部预留50cm合拢段，完成所有节段后，进行完成整个拱圈4的腹板以及底板的合拢；第一环合拢后，开始浇筑第二环，第二环分3个节段，拱座3第一节段与拱顶第二节段浇筑同时进行，然后浇筑第二环第三节段完成顶板合拢，浇筑过程中，施工缝必须与底板、腹板节段施工缝错开50cm；每完成一个节段浇筑后，立即进行覆盖薄膜后洒水进行养护9天，在施工下个节段前，将混凝土接头部位清洗干净并进行凿毛处理；

所洒水中含有15％的混凝土养护剂，所述混凝土养护剂由以下重量份的原料组成：高分子乳液35份、成膜助剂3份、消泡剂1份、保水剂6份和流平剂2份；其中的高分子乳液由核单体和壳单体聚合而成；保水剂由以下重量份的原料制成：羟丙基甲基纤维素48份、植物纤维18份、腐殖质12份、硅藻土15份和丙烯酸10份；

(6)拱架卸载落架：当拱圈4铺设结束完全合拢，且混凝土强度达到95％以上时，对拱座3处的卸架砂筒2放沙，完成拱架与混凝土拱圈4脱离，以进行拱架1的拆除；

在放沙时，对各个拱座3的砂筒2同时放沙，使各支架与混凝土拱圈4同时脱离，砂筒2每次放沙3cm时进行沙量确认，并暂停放沙，检查支架的下沉情况，若放沙后支架无下沉卡在拱座3上，则采用小锤敲击支架座子或采用手拉葫芦水平向缓慢拉支架座子使之脱离拱座3，保证支架下沉至砂筒2混凝土垫块上；在拱架1拆除时，使用4台5T卷扬机，以及2cm直径钢丝绳通过拱圈4预留的孔洞，吊紧每榀拱架1合拢段的两个三角架，先拆除合拢段下弦杆，再拆除三角架合拢节点销子，再依次从拱座3至拱顶对称拆除横向联系支撑架6；最后采用卷扬机下放两段拱架1至地面平台，拆除时从两侧至中间对称逐组拆除，拆除过程中遵守自拱顶向拱座3对称逐渐拆除的原则。

贵州毕都16标三家寨大桥拱圈施工采用上述钢筋混凝土拱桥施工工法施工，获得成功，效果良好。同时比采用梁柱式钢管贝雷片落地支架施工本桥，节约钢材约452t，节省回填土2万方，缩短工期3个多月，节省投资86多万元，且对地形破坏程度较小，防止了水土流失，有利于当地环境保护，取得了较好的经济和社会效益。右幅于2014年11月开工，2015年6月顺利建成，左幅于2015年8月开工，2015年12月顺利建成，工程质量好，具有显著的经济效益。

本实施例没有详细叙述的部件和结构属本行业的公知部件和常用结构或常用手段，这里不一一叙述。

Claims (9)

1.一种钢筋混凝土拱桥的施工方法，其特征在于，该施工方法包括以下步骤：

(1)拱架的拼装：a.临时支座砂筒的安装：在拱座脚部位置按照设计标高开挖拱架拱座基础，浇筑宽为70cm，厚为30cm的C25混凝土拱座地梁，支座基础浇筑与拱座基础连成一个整体，然后将加工好的砂筒布置在支座基础上，砂筒横向间距为63.5cm，砂筒与拱座间距为0.63cm，最后用槽钢将每榀拱架支座焊接成一个整体，以防止支座倾倒，砂筒与拱座背部缝隙，采用5mm厚钢板垫紧；b.辅助支撑架的搭设：辅助支撑架基础采用浇筑20cm厚C25混凝土硬化处理，钢管纵横向间距为45cm，步距为1.2m，支架的搭设按照方案设计及规范搭设完成后，进行检查验收；c.拱架拼装：纵向每环分4个节段进行，按从拱座至拱顶对称进行，横桥向每环按照从外到里进行拼装，完成一环拱架合拢后，进行下一环拱架拼装，每完成两榀，及时安装横向联系辅助支撑架；d.设置缆风绳：完成拱架拼装合拢后，对称在拱腰及拱顶位置设置四根19.5mm缆风绳，并对拉拉紧，缆风绳一端固定在拱架顶部，另一侧固定在悬崖边埋设的缆风绳地锚；

(2)拱圈拱架预压：拱圈拱架完成安装后，采用在支架上搭设水箱及钢筋堆载水箱进行抽水加载的方法进行预压，预压加载步骤根据混凝土浇筑顺序进行，按拱圈底板、40cm高腹板混凝土浇筑重量的1.2倍进行预压总重量控制，第1节段部位采用钢筋堆载，其余节段部位平均为14个水箱从拱顶往两侧均匀布置，按拱圈第一环浇筑顺序，以及纵、横向对称均衡的原则进行加载；

(3)拱圈模板铺设：1)设置模板体系：①底膜：在拱架上横向铺设10×10cm方木，方木间距为40cm，在方木上与拱架接触位置焊接挡块以防止其下滑，方木底下设置三角木，调节拱架底模线形及标高，在方木上铺设底模，底模采用15mm厚的黑色竹胶板；②外模：面板均采用15mm厚的黑色竹胶板，外侧用方木做成2m/节的框架，外模包在底模上，下缘根据拱圈内横向分布钢筋的位置布设拉杆，上缘用圆钢作拉杆；③内模：内模顶部设10cm×10cm方木横向背肋，间距为40cm，每道框架布置5个竖向方木，分别用三角木顶在底板和顶板方木上，用于支撑顶板模板；内侧模每侧设两道10cm×10cm方木纵向背肋，用于支撑内模面板，横向上下布置二道钢管，利用托撑顶在顺桥向lOcm×1Ocm的方木上，框架纵向间距90cm，用钢管纵向联接，中间部分不加斜撑；2)模板的铺设顺序：第一环混凝土浇筑时：拱圈底模→内外侧模→安装拉筋及分段隔板→设置横竖带木；第二环混凝土浇筑时：安装拉杆及横竖带木→顶板底模→侧模→安装拉杆及横竖带木；

(4)绑扎钢筋：为使弧形钢管面形成一个可以承受拱圈浇筑重量并均匀传递上部荷载的模板面，在钢管面上绑扎钢筋，钢筋绑扎顺序按拱座至拱跨1/4段，先安箍筋后穿主筋的办法；拱跨1/4处至拱顶段先穿主筋后套箍筋，以利施工；主钢筋接头、箍筋及横隔板钢筋连接采用焊接；间隔槽钢筋和箍筋在浇筑前绑扎，钢筋在绑扎中和骨架成型后，做好支撑架避免变形；

(5)混凝土分段浇筑施工：拱圈施工采用对称分环分段浇筑，整个拱圈根据支架的结构体系分为2个浇筑环；即第一环为底板、40cm高腹板，第二环为顶板、70cm高腹板；第一环按底板以及浇筑40cm高腹板进行，对称分5个节段浇筑，在节段1拱座端头以及节段2中部预留50cm合拢段，完成所有节段后，进行完成整个拱圈的腹板以及底板的合拢；第一环合拢后，开始浇筑第二环，第二环分3个节段，拱座第一节段与拱顶第二节段浇筑同时进行，然后浇筑第二环第三节段完成顶板合拢，浇筑过程中，施工缝必须与底板、腹板节段施工缝错开50cm；每完成一个节段浇筑后，立即进行覆盖薄膜后洒水进行养护7-9天，在施工下个节段前，将混凝土接头部位清洗干净并进行凿毛处理；

(6)拱架卸载落架：当拱圈铺设结束完全合拢，且混凝土强度达到95％以上时，对拱座处的卸架砂筒放沙，完成拱架与混凝土拱圈脱离，以进行拱架的拆除。

2.根据权利要求1所述的一种钢筋混凝土拱桥的施工方法，其特征在于，所述拱架拱轴线为悬链线，拱架的基本结构设置为六四式军用梁，下弦杆和标准三角拼装的桁式双铰系杆拱。

3.根据权利要求1所述的一种钢筋混凝土拱桥的施工方法，其特征在于，所述砂筒由顶心钢管、顶心上垫钢板、套筒钢管、套筒底钢板、套筒内砂组成，顶心钢管的外径为28cm，厚度为1cm，顶心钢管内为C50密实混凝土；顶心上垫钢板厚度为5mm，尺寸为32cm×32cm，与顶心外钢管贴角焊接；套筒钢管的外径为31cm，厚度为1cm；套筒底钢板厚度为10mm，尺寸为35cm×35cm，与顶心外钢管贴角焊接；套筒内砂为过筛后的细砂，其含泥量低于2％，含水量小于1％。

4.根据权利要求1所述的一种钢筋混凝土拱桥的施工方法，其特征在于，所述辅助支撑架的搭设方案为：在每组拱架拱腰接头位置采用φ48钢管搭设两个2m×12m的临时支架作为接头处临时支撑以及操作平台，拱架合拢位置搭设一个4.8m×12m的临时支架作为拱架合拢位置的支点以及操作平台。

5.根据权利要求1所述的一种钢筋混凝土拱桥的施工方法，其特征在于，所述拱架拼装可以采用塔吊、缆索吊或吊车安装，其中，采用吊车拼装的步骤如下：

步骤一：吊装拱架左右拱座节段6节拱架拼装，吊装前对每个临时边上支架对拉四根缆风绳；

步骤二：吊装拱架左右侧5节拱架拼装，完成单组拱架合拢；

步骤三：重复步骤一、二，进行下一榀拱架安装，并及时安装横向联系支撑架，直至所有拱架安装完成；

步骤四：安装横向联系槽钢，并设置横向缆风绳。

6.根据权利要求1所述的一种钢筋混凝土拱桥的施工方法，其特征在于，所述步骤(5)所洒水中含有10-15％的混凝土养护剂，所述混凝土养护剂由以下重量份的原料组成：高分子乳液20-35份、成膜助剂1-3份、消泡剂0.5-1份、保水剂3-6份和流平剂1-2份；其中的高分子乳液由核单体和壳单体聚合而成。

7.根据权利要求1所述的一种钢筋混凝土拱桥的施工方法，其特征在于，所述步骤(6)在放沙时，对各个拱座的砂筒同时放沙，使各支架与混凝土拱圈同时脱离，砂筒每次放沙2-3cm时进行沙量确认，并暂停放沙，检查支架的下沉情况，若放沙后支架无下沉卡在拱座上，则采用小锤敲击支架座子或采用手拉葫芦水平向缓慢拉支架座子使之脱离拱座，保证支架下沉至砂筒混凝土垫块上。

8.根据权利要求1所述的一种钢筋混凝土拱桥的施工方法，其特征在于，所述步骤(6)在拱架拆除时，使用4台5T卷扬机，以及2cm直径钢丝绳通过拱圈预留的孔洞，吊紧每榀拱架合拢段的两个三角架，先拆除合拢段下弦杆，再拆除三角架合拢节点销子，再依次从拱座至拱顶对称拆除横向联系支撑架；最后采用卷扬机下放两段拱架至地面平台，拆除时从两侧至中间对称逐组拆除，拆除过程中遵守自拱顶向拱座对称逐渐拆除的原则。

9.根据权利要求6所述的一种钢筋混凝土拱桥的施工方法，其特征在于，所述保水剂由以下重量份的原料制成：羟丙基甲基纤维素30-48份、植物纤维10-18份、腐殖质5-12份、硅藻土10-15份和丙烯酸5-10份。