CN111893882A - 混凝土分层浇筑式的拱圈施工方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种混凝土分层浇筑式的拱圈施工方法，属于拱桥施工装置技术领域，包括以下步骤：拱座的施工；安装钢拱架；安装钢筋及预埋件；安装模板；拱圈混凝土分层分段浇筑；经过养护之后拆除模板以及钢拱架。旨在解决混凝土浇筑过程中钢拱架无法承载荷载而发生扭曲变形甚至坍塌的技术问题。

Description

混凝土分层浇筑式的拱圈施工方法

技术领域

本发明属于拱桥施工装置技术领域，更具体地说，是涉及一种混凝土分层浇筑式的拱圈施工方法。

背景技术

拱桥是跨越河流山川最常见的施工工程，拱桥的施工过程需要严谨并遵循设计标准，而在施工过程中，经常发生的意外事故为浇筑的混凝土过重，或者浇筑时出现浇筑位置偏差造成各处受力不均，使支撑的钢拱架由于过载而出现倾斜、弯曲、扭曲甚至坍塌的情形。

发明内容

本发明的目的在于提供一种混凝土分层浇筑式的拱圈施工方法，旨在解决混凝土浇筑过程中钢拱架无法承载荷载而发生扭曲变形甚至坍塌的技术问题。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：提供一种混凝土分层浇筑式的拱圈施工方法，包括以下步骤：

拱座的施工；

安装钢拱架；

安装钢筋及预埋件；

安装模板；

拱圈混凝土分层分段浇筑；

经过养护之后拆除模板以及钢拱架。

作为本申请的另一实施例，所述拱圈的混凝土浇筑采用对称分段分环施工，将所述拱圈沿纵向分为5段，竖向分2环进行，先进行第一环浇筑，并成环，达到设计强度后再进行第二环的浇筑，所述第一环的浇筑厚度为45cm。

作为本申请的另一实施例，所述拱圈沿纵向分5段分别为两个拱脚段、一个拱顶段、两个拱腰段，每段长度为整个拱圈的五分之一。

作为本申请的另一实施例，在进行砼浇筑时根据现场监测的结果，对这五大节段交替进行往返浇筑，其中拱脚段浇筑方向为从下往上，拱顶段浇筑方向为从拱圈两岸往正中方向对称进行，拱腰段浇筑方向是从L/5位置往2L/5位置浇筑。

作为本申请的另一实施例，在浇筑的同时，混凝土的振捣采用50型振捣棒进行振捣，振动棒插入下层混凝土中5～10cm，移动间距不大于振捣器作用半径的1.5倍，与侧模保持5～10cm距离，对每一个振动部位，每一振点的振捣延续时间为20～30s，振动到该部位混凝土密实为止。

作为本申请的另一实施例，所述拱座施工工序依次为：测量放样、基底验收、绑扎钢筋、安装预埋件、安装模板、搭设脚手架、浇混凝土、混凝土养护、拆模、施工脚手架拆除。

作为本申请的另一实施例，对所述钢拱架安装并进行预压，完成后，在钢拱架上横向铺设7m长I10工字钢作为分配梁；工字钢间横向铺设截面不等的方木调整拱曲线；拱圈底模采用胶合板，钢拱架采用悬臂拼装法进行拼装，两岸同时对称进行。

作为本申请的另一实施例，所述安装模板包括底膜的铺设，在调整成型的拱架上直接铺设横向10×10cm方木和横向I14工字钢，然后在上面铺15mm厚胶合板，每排方木沿桥横向铺设，横向接头位置须设置在钢拱架上，并用“门”型钉钉牢，方木沿纵向排间距35cm，每排I14工字钢沿桥横向铺设，沿纵向与方木交叉设置，排间距70cm；胶合板铺设在方木上用圆钉钉牢，胶合板纵、横缝接缝落在方木上，接缝的堵缝用宽胶带粘贴，防止漏浆。

作为本申请的另一实施例，所述安装模板包括拱圈侧模，采用提前制作好的木模组合，模板安装前，用打磨机清除模板表面锈蚀及附着物，并涂刷脱模剂；多次使用的模板，应对已变形的模板在使用前及时校正；未使用的模板清除表面杂物涂刷脱模剂后应码放整齐，浇筑第一层混凝土时采用压膜，压模采用制作好的木架钉设木板，竖向钢筋处预留缝隙，以便安装就位，压模固定在侧模预先加工好的预留孔上，浇筑第二层混凝土时将预留孔封堵。

作为本申请的另一实施例，混凝土的养护：混凝土终凝后，立即对混凝土进行洒水养护，拆模后，混凝土的外表面用土工布进行覆盖以延长混凝土表面湿润的时间，混凝土养护的时间不少于7天；

混凝土接合面的处理：混凝土强度达到2.5MPa后，立即对混凝土的接合面进行凿毛处理，将混凝土接合面表面的砂浆全部凿除，使骨料出露，凿除完毕后立即用高压水将混凝土面清洗干净。

本发明的混凝土分层浇筑式的拱圈施工方法，有益效果在于：在浇筑混凝土的时候采用分层分段式的浇筑方法，分段式的形式减轻了钢拱架的整体受力，使力不至于一次性增加到极限，而且分层式浇筑的方法也能够减轻钢拱架的承载能力，而且待第一层混凝土凝固之后再浇筑第二层混凝土，第一层混凝土也具有一定的承载能力，进一步减轻了钢拱架的受力，确保了施工过程中的安全高效质量达标的原则。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例提供的混凝土分层浇筑的示意图。

具体实施方式

下面结合附图以及具体实施例对本发明提供的混凝土分层浇筑式的拱圈施工方法进行进一步的说明。

请参阅图1，本发明提供的一种混凝土分层浇筑式的拱圈施工方法，包括以下步骤：

拱座的施工；

安装钢拱架；

安装钢筋及预埋件；

安装模板；

拱圈混凝土分层分段浇筑；

经过养护之后拆除模板以及钢拱架。

进一步地，所述拱圈的混凝土浇筑采用对称分段分环施工，将所述拱圈沿纵向分为5段，竖向分2环进行，先进行第一环浇筑，并成环，达到设计强度后再进行第二环的浇筑，所述第一环的浇筑厚度为45cm。

拱圈施工为对称分段分环施工。拱圈施工始终遵循对称施工的原则，施工时先进行拱脚段的施工，再进行拱顶段的施工，最后进行中间段施工，由于本桥拱脚较陡，浇筑混凝土时采取反压措施，防止混凝土下座。拱圈施工横向不分环，一次浇注完成。渭河管桥拱圈沿纵向分为5段，竖向分2环进行，先进行第一环(45cm)浇筑，并成环，达到设计强度后再进行第二环的浇筑。渭河管桥主拱圈板拱砼分环、分段浇筑时，由于跨度小，拱圈砼的整体收缩徐变小(拱架上面的木坊分配梁、木质底模板的柔性徐变可消化砼的收缩徐变)；一次性浇筑砼数量少，分段交替浇筑时间隔时间少，根据以往的施工经验和专家意见，不设置间隔槽。

进一步地，所述拱圈沿纵向分5段分别为两个拱脚段、一个拱顶段、两个拱腰段，每段长度为整个拱圈的五分之一。

进一步地，在进行砼浇筑时根据现场监测的结果，对这五大节段交替进行往返浇筑，其中拱脚段浇筑方向为从下往上，拱顶段浇筑方向为从拱圈两岸往正中方向对称进行，拱腰段浇筑方向是从L/5位置往2L/5位置浇筑。

进一步地，在浇筑的同时，混凝土的振捣采用50型振捣棒进行振捣，振动棒插入下层混凝土中5～10cm，移动间距不大于振捣器作用半径的1.5倍，与侧模保持5～10cm距离，对每一个振动部位，每一振点的振捣延续时间为20～30s，振动到该部位混凝土密实为止。

(1)、拱架拼装完成后，在拱架的横向两侧以I10工字钢为依托，用钢管沿纵向搭设栏杆，钢管与工字钢牢固栓接，作为人行通道，栏杆上挂安全防护网。禁止在钢拱架的任何部位进行焊接、打孔、大力敲击等有可致使拱架受力结构受到影响或变形超标的野蛮作业行为。

(2)、进入施工现场的所有人员，必须严格遵守各项安全操作规程，并按规定进行着装。

(3)、钢筋堆放必须距离地面50cm，已加工好的钢筋分类堆放整齐，并用彩条布覆盖防止雨淋后锈蚀。钢筋加工及安装严格按设计图进行，其偏差符合相应技术规范要求。

(4)、模板安装前应表面平整，清除表面残余混凝土，并涂刷混凝土隔离剂，变形的模板应及时修整。

(5)、混凝土严格按照现场调整配合比进行配料，控制混凝土的水灰比及塌落度，保证足够的拌合时间，对塌落度的变化通过现场实测后进行调整；严格控制混凝土振捣的时间及插入间距，防止过振和漏振，严禁使用振动棒平仓。

(6)、在混凝土浇筑过程中随时观察模板变形情况，测量组按监控单位的要求，对拱架变形进行监测，模板出现异常情况时，及时对模板进行加固，或放慢浇筑速度，拱架沉降出现异常时，停止浇筑，待监控单位查明原因并同意浇筑后方可进行浇筑。

(7)、拱圈混凝土厚度控制措施：

①在模板上画出拱圈分层厚度标高线，以控制拱圈分层厚度；

②沿拱桥纵向分段对称浇筑，分为拱脚段(左右各一段)、拱腰段(左右各一段)以及拱顶段，混凝土由下至上缓慢浇筑；

③严格控制混凝土塌落度，塌落度取下限值，现场专人负责监督不合格混凝土禁止入仓；

④每间隔2米在模板内钢筋外侧设置压板，固定在侧模上，防止混凝土由于振捣塌入底部，待混凝土初凝后取出周边压板；

⑤及时进行混凝土表面收面，收面分两次进行，第一次由长40cm的木搓板进行收平，待混凝土初凝前用铁抹刀收光。

进一步地，所述拱座施工工序依次为：测量放样、基底验收、绑扎钢筋、安装预埋件、安装模板、搭设脚手架、浇混凝土、混凝土养护、拆模、施工脚手架拆除。

进一步地，对所述钢拱架安装并进行预压，完成后，在钢拱架上横向铺设7m长I10工字钢作为分配梁；工字钢间横向铺设截面不等的方木调整拱曲线；拱圈底模采用胶合板，钢拱架采用悬臂拼装法进行拼装，两岸同时对称进行。

为准确掌握可调式组合拱架受荷载及温度等因素影响下的应力、应变和位移情况，确保安全顺利地浇筑拱圈，在铺设拱圈底模前对拱架进行加载试压,。预压目的：消除拱架的非弹性变形，使所有连接杆件紧密接触；通过试验检测拱架的承载能力，确定拱架的稳定性和安全性能。试压加载程序与拱圈砼分段分环浇筑程序保持一致。

根据拱圈混凝土配合比，拱圈混凝土容重取24KN/m3，第一环拱圈混凝土重量＝0.45×70.756×5×2.4＝382.08吨；主拱圈钢筋重量为44.363吨；拱架上部铺设工字钢及方木重量16.559吨；整个拱圈外侧模板及其加固材料设计荷载14.339吨；浇筑混凝土时搭设钢管脚手架所使用的钢管、方木、扣件等荷载为4吨；施工过程中人材机械及风雨雪荷载取值20吨。所以拱架预压时在搭设钢管脚手架平台水箱内施加的荷载总重为：M1＝382.08+44.363+16.559+14.339+4+20＝382.08+99.261＝481.341吨。水箱及其支撑、加固结构荷载为42.07吨。

按加载110％取值时M2＝382.08×110％+99.261＝519.549吨。

按加载120％取值时M2＝382.08×120％+99.261＝557.757吨。

拱圈预压第一期加载重量为①环砼、模板、I14工字钢、钢管及施工荷载总重量的100％，第二期加载重量为①环砼、模板、I14工字钢、钢管及施工荷载总重量的10％。第三期加载重量为①环砼、模板、I14工字钢、钢管及施工荷载总重量的10％。第一期加载完成后进行一昼夜监测，然后进行第二期加载及监测，同样，完成第二期加载及监测后，进行第三期的加载及监测。在预压过程中，要不间断连续观测。每观测数据一次便对数据进行分析，看数据是否和理论计算吻合、并找出结构变形规律。加载方法为：在拼装拱架的同时，采用木板预制蓄水斗，蓄水斗用胶合板围拼，用木板四面加固，在内部用薄膜铺垫。在拱圈上搭设好钢管脚手架后，采用塔吊进行吊装，节省工期。对蓄水斗进行固定后，往蓄水斗内抽水开始加载，注入的水量为加载总量减去蓄水斗自重和加固蓄水斗支架的重量。加载过程模拟砼浇筑时的加载程序进行，尽量让拱架全断面均布荷载。

加载完毕，观测24小时后，可卸去荷载，卸载时务必也要遵循均匀、对称、平衡原则。拱架预压完毕后，观测24小时无异常情况，即可根据预压时所得预拱度，铺设方木和底模、安装钢筋，浇筑主拱圈砼。

进一步地，所述安装模板包括底膜的铺设，在调整成型的拱架上直接铺设横向10×10cm方木和横向I14工字钢，然后在上面铺15mm厚胶合板，每排方木沿桥横向铺设，横向接头位置须设置在钢拱架上，并用“门”型钉钉牢，方木沿纵向排间距35cm，每排I14工字钢沿桥横向铺设，沿纵向与方木交叉设置，排间距70cm；胶合板铺设在方木上用圆钉钉牢，胶合板纵、横缝接缝落在方木上，接缝的堵缝用宽胶带粘贴，防止漏浆。

进一步地，所述安装模板包括拱圈侧模，采用提前制作好的木模组合，模板安装前，用打磨机清除模板表面锈蚀及附着物，并涂刷脱模剂；多次使用的模板，应对已变形的模板在使用前及时校正；未使用的模板清除表面杂物涂刷脱模剂后应码放整齐，浇筑第一层混凝土时采用压膜，压模采用制作好的木架钉设木板，竖向钢筋处预留缝隙，以便安装就位，压模固定在侧模预先加工好的预留孔上，浇筑第二层混凝土时将预留孔封堵。

钢筋加工与安装

①钢筋加工由钢筋加工厂按设计图纸加工成半成品，自卸车运输至吊运平台，缆索吊吊运至安装部位。

②钢筋安装按分段分环的施工顺进行。现场钢筋绑扎采用跳扎法，纵横向均跳开一钢筋交叉点进行绑扎。直径大于25mm的钢筋采用直螺纹机械联接，螺纹在加工厂由螺纹机攻成丝牙，安装时钢筋接头在同一截面不超过同类型钢筋数量的50％，接头的位置相互错开不小于1.5m。钢筋安装偏差应要规范要求的范围内。

③钢筋安装时注意拱上结构钢筋的预埋，预埋时由测量精确放出预埋位置，根据图纸设计的种类、根数、间距进行，并与拱肋钢筋点焊牢固。

④钢筋接头布置

为适应拱圈在浇注的过程中的变形，主筋不能设为通长钢筋，因此在分段间隔缝位置将钢筋断开，该处钢筋接头为绑扎接头。

⑤钢筋保护层

钢筋保护层由厂家定做的不同部位厚度不同的混凝土垫块，垫块按梅花形布置，用扎丝绑扎在与模板将接触的钢筋交叉点处。

拱圈侧模采用提前制作好的木模组合，模板安装前，用打磨机清除模板表面锈蚀及附着物，并涂刷脱模剂；多次使用的模板，应对已变形的模板在使用前及时校正；未使用的模板清除表面杂物涂刷脱模剂后应码放整齐，浇筑第一层混凝土时采用压膜，压模采用制作好的木架钉设木板，竖向钢筋处预留缝隙，以便安装就位，压模固定在侧模预先加工好的预留孔上，浇筑第二层混凝土时将预留孔封堵。压板长度为2米。

砼浇筑，混凝土的拌合及运输，混凝土配合比按设计理论配合比在现场调整为工程师许可的施工配合比，拱脚节段、拱顶节段、拱腰节段的砼坍落度有所区别，确保砼浇筑时的和易性和流动性适中。混凝土拌合由拌合站按调整好的施工配合比由自动配料机配料，搅拌机拌合，拌合的时间不少于90S，同时根据外加剂的不同在试验室确定拌合时间后进行及时调整。拌合站好的混凝土由罐车运送至施工现场，并通过储料装置平台下料。

进一步地，混凝土的养护：混凝土终凝后，立即对混凝土进行洒水养护，拆模后，混凝土的外表面用土工布进行覆盖以延长混凝土表面湿润的时间，混凝土养护的时间不少于7天；

混凝土接合面的处理：混凝土强度达到2.5MPa后，立即对混凝土的接合面进行凿毛处理，将混凝土接合面表面的砂浆全部凿除，使骨料出露，凿除完毕后立即用高压水将混凝土面清洗干净。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.混凝土分层浇筑式的拱圈施工方法，其特征在于，包括以下步骤：

拱座的施工；

安装钢拱架；

安装钢筋及预埋件；

安装模板；

拱圈混凝土分层分段浇筑；以及

经过养护之后拆除模板以及钢拱架。

2.如权利要求1所述的混凝土分层浇筑式的拱圈施工方法，其特征在于，所述拱圈的混凝土浇筑采用对称分段分环施工，将所述拱圈沿纵向分为5段，竖向分2环进行，先进行第一环浇筑，并成环，达到设计强度后再进行第二环的浇筑，所述第一环的浇筑厚度为45cm。

3.如权利要求2所述的混凝土分层浇筑式的拱圈施工方法，其特征在于，所述拱圈沿纵向分5段分别为两个拱脚段、一个拱顶段、两个拱腰段，每段长度为整个拱圈的五分之一。

4.如权利要求3所述的混凝土分层浇筑式的拱圈施工方法，其特征在于，在进行砼浇筑时根据现场监测的结果，对这五大节段交替进行往返浇筑，其中拱脚段浇筑方向为从下往上，拱顶段浇筑方向为从拱圈两岸往正中方向对称进行，拱腰段浇筑方向是从L/5位置往2L/5位置浇筑。

5.如权利要求4所述的混凝土分层浇筑式的拱圈施工方法，其特征在于，在浇筑的同时，混凝土的振捣采用50型振捣棒进行振捣，振动棒插入下层混凝土中5～10cm，移动间距不大于振捣器作用半径的1.5倍，与侧模保持5～10cm距离，对每一个振动部位，每一振点的振捣延续时间为20～30s，振动到该部位混凝土密实为止。

6.如权利要求1所述的混凝土分层浇筑式的拱圈施工方法，其特征在于，所述拱座施工工序依次为：测量放样、基底验收、绑扎钢筋、安装预埋件、安装模板、搭设脚手架、浇混凝土、混凝土养护、拆模、施工脚手架拆除。

7.如权利要求1所述的混凝土分层浇筑式的拱圈施工方法，其特征在于，对所述钢拱架安装并进行预压，完成后，在钢拱架上横向铺设7m长I10工字钢作为分配梁；工字钢间横向铺设截面不等的方木调整拱曲线；拱圈底模采用胶合板，钢拱架采用悬臂拼装法进行拼装，两岸同时对称进行。

8.如权利要求1所述的混凝土分层浇筑式的拱圈施工方法，其特征在于，所述安装模板包括底膜的铺设，在调整成型的拱架上直接铺设横向10×10cm方木和横向I14工字钢，然后在上面铺15mm厚胶合板，每排方木沿桥横向铺设，横向接头位置须设置在钢拱架上，并用“门”型钉钉牢，方木沿纵向排间距35cm，每排I14工字钢沿桥横向铺设，沿纵向与方木交叉设置，排间距70cm；胶合板铺设在方木上用圆钉钉牢，胶合板纵、横缝接缝落在方木上，接缝的堵缝用宽胶带粘贴，防止漏浆。

9.如权利要求1所述的混凝土分层浇筑式的拱圈施工方法，其特征在于，所述安装模板包括拱圈侧模，采用提前制作好的木模组合，模板安装前，用打磨机清除模板表面锈蚀及附着物，并涂刷脱模剂；多次使用的模板，应对已变形的模板在使用前及时校正；未使用的模板清除表面杂物涂刷脱模剂后应码放整齐，浇筑第一层混凝土时采用压膜，压模采用制作好的木架钉设木板，竖向钢筋处预留缝隙，以便安装就位，压模固定在侧模预先加工好的预留孔上，浇筑第二层混凝土时将预留孔封堵。

10.如权利要求1所述的混凝土分层浇筑式的拱圈施工方法，其特征在于，

混凝土的养护：混凝土终凝后，立即对混凝土进行洒水养护，拆模后，混凝土的外表面用土工布进行覆盖以延长混凝土表面湿润的时间，混凝土养护的时间不少于7天；

混凝土接合面的处理：混凝土强度达到2.5MPa后，立即对混凝土的接合面进行凿毛处理，将混凝土接合面表面的砂浆全部凿除，使骨料出露，凿除完毕后立即用高压水将混凝土面清洗干净。

Images