大跨度拱箱施工工艺资料

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1、大跨度拱箱施工工艺改进一、工程概况*大桥，两端桥头与南北两侧的道路衔接。大桥全长297.02m （20m空心板+3X 64m上承式箱型肋式拱桥+4X 20m空心板），桥面全宽30m根据原桥设计方案，主桥上部采用净跨60 m的钢筋混凝土上承式箱型肋式拱， 横桥共设 4道箱肋（每幅桥 2道），每道箱肋由两片预制箱通过现浇底板湿接缝形成整体。 主桥箱型肋式拱采用工厂分段预制， 缆索安装拱肋， 桥墩处对称施工， 合拢后形成多孔拱 肋，然后进行现浇接缝及肋间横系梁、拱上建筑、桥面板的施工。施工工艺复杂，施工精 度及施工控制要求较高。尤其是主桥拱箱在缆索吊装期间，缆索最大吊装重量为 35.6T， 吊装风险

2、较大，在每跨同时落梁期间，存在整垮垮塌的危险。经咨询得知，加工一台跨度200米、吊重40T,并能横向移动30米的缆索吊机，需 要 1500万元，并且从订货到交货需要 8个多月的时间，施工工期难以满足要求。为降低 施工安全风险，在合同工期内完成工程施工任务， 迫切需要对现有拱肋施工工艺进行改进。二、工艺改进过程（一）方案选择我项目部自从承揽该桥施工任务后， 多次对该施工方案进行调研， 结合现场的实际情 况，认为原方案工艺复杂， 施工精度及施工控制较高， 主桥缆索施工期间， 施工风险很大， 存在严重的不安全隐患。由于此方案存在多种不利因素 , 一致认为将设计方案由预制安装 修改为满堂支架现浇法施工

3、， 河道中间施工改到非汛期施工。 满堂支架搭设简单， 架立快 捷迅速， 易于调整， 拱箱整体性好， 对结构有利， 而且便于施工， 施工时不需要大型机械， 成本可以大大降低。（二）、拱箱现浇施工工艺：1、施工方法简介北岸跨、南岸跨，通过进占，变水上施工为陆地施工，这两孔陆地施工 条件相对较好。跨，由于在主河道，现在2号桥墩处进行导流，然后回填河道，表 面进行三七灰土处理。拱箱 施工时，先将桥位地基处理后，表面浇注 10cm混凝土，在软 基部位增加钢筋网片， 待混凝土强度达到设计强度后， 采用碗扣式满堂脚手架单幅逐跨现 浇施工工艺进行施工，施工时，外侧模采用竹胶板（按跨长配置二套模板），内模采用胶

4、 合板（按跨长配置二套模板） ，底模采用木模板 （按三跨长度配置） 。施工工艺流程如下： 2 、施工工艺流程三、满堂支架现浇拱箱施工方案1、河道导流澧河大桥所处的位置，河面宽度约 80米，经我们通过当地水文局的水文资料得知， 近20年来，澧河水在11月份到来年5月底最大流量为19m3/s,根据水文资料，我们采用 断面为22平米的导流明渠进行导流，然后封死河面，垫平，碾压，修筑支架平台。经过 现场勘察，决定利用2号承台，在承台两侧各做40公分宽，4米高的砼墙，内配置钢筋 网片，做成导流明渠，导流断面为 22平米，满足需要。其导流断面见下图。2、地基处理先用推土机将表层耕质土、有机土推平并压实；承

5、台基坑清淤后采用分层回填亚粘土并整平压实。原有地基整平压实后，再在其上填筑大约30c m的黄土，并选择最佳含水量时用振动压路机进行辗压，辗压次数不少于3遍，如果发现弹簧土须及时清除，并回填 合格的砂类土或石料进行整平压实，然后在处理好的黄土层上浇注10cm混凝土，浇注混凝土比箱宽每边宽出1米。为尽量减少地基变形的影响，在承台基坑回填好的地基上做 30cm三七灰土。为避免处理好地基受水浸泡，在两侧开挖 40X 30cm的排水沟，排水沟分 段开挖形成坡度，低点开挖集水坑。在拱角处小于1m高的下部分层用土方夯实，并用砖进行外断面封口。土方上面同样浇筑 10cm厚的混凝土垫层。3、支架安装本支架米用“

6、碗扣件”式满堂脚手 架，其结构形式如下：纵向立杆间距为 90cm,横向立杆间距除拱箱底板所对应的 位置处间距按60cm布置外，其余按90cm 左右间距布置（可详见澧河大桥拱板满堂支架布置图），在高度方向每间隔 0.9m设置一排纵、横向联接脚手钢管，使所有立杆 联成整体，为确保支架的整体稳定性，在每三排横向立杆和每三排纵向立杆各设置一道剪 刀撑。在地基处理好后，按照施工图纸进行放线，纵桥向铺设好垫木，便可进行支架搭设。 支架搭设好后，测量放出几个高程控制点，然后带线，在立杆上口安装可调顶托，可调顶托是用来调整支架高度和拆除模板用的，本支架使用的可调顶托可调范围为20cm左右。脚手管安装好后，在可

7、调顶托上铺设12*9cm纵向方木，拱箱底模板下方的10*6cm 方木横向布置，长4m，间距为0.4m；木枋布置好后进行拱箱底2cm竹胶模板安装，进行 支架预压。4 、支架受力验算（1）、支撑强度验算：腹板处受力：P=P1+P2+P3+P4底模腹板处荷载：2（按 1.4m 混凝土厚度计划，钢筋混凝土的单位重为 2.6）2 2模板荷载：P2=200kg/m =2KN/m设备及人工荷载：P3=250kg/m2=2.5KN/m 2混凝土浇筑冲击及振捣荷载：P4=200kg/m2=2KN/m 2则有P=P1+P2+P3+P4=42.9 KN/nf（2）、立杆强度验算：大横杆布局1.2m，长细比为x=l/

8、i=1200/15.78=76查表可得=0.744则有：立杆纵向压力容许值N=A 6 =0.744x489x215=78.22KN （486为立杆的 截面积）立杆的最大压力值 可见N N,抗压强度满足要求.另由压杆弹性变型公式得：（按10m计算） L=NL/EA=23.12x10x10x103/2.1x10 5x4.89x10 2=2.25mm.压缩变型很小。单幅箱梁每跨混凝土 326.4m3，自重约849T，按上述间距布置底座，则每跨拱箱下共有964根立杆，可承受1802T的重量。故每根杆可承受18.7KN,比值为1802/849=2.12， 完全满足施工要求。3）、纵杆 12x9 方木验算

9、：底模下脚手架立杆的纵向间距为 0.9m,横向间距为0.6m。按简支梁受力考虑：腹板处的受力为 P=42.9KN/m2大方的计算截面抵抗矩： W=bh2/6=9x122/6=216cm3 由梁正应力计算公式得6 3x0.92/10x216x106=9.65MPa 6 =10MPa 强度满足要求。由矩形梁弯曲剪应力计算公式得：3x(0.9/2)/2x9x12x10-4=1.61MPa T=2MPa(参考一般木质)由矩形梁挠度计算公式得：3 33E=0.1x105MPaI=bh3/12=9x123/12=12964cm34 6-810Fmax=5ql46x0.94/384x1296x10-8x1.

10、0x1010=1.7mm F=2.25mm(F=L/400)刚度满足要求。(4)、横杆10x6方木验算：小横杆的间距为 0.3m，故在底板下受力为 。而大横杆为每米。故小横杆受力安全。腹板处的是受力为P=42.9KN/m2。小方的计算截面抵抗矩：2 2 2W=bh2/6=6x102/6=100cm26=ql23x0.62/10x100x10-6=4.63MPa6=10MPa 强度满足要求。3x(0.6/2)/2x6x10x10-4=0.965MPa T=2NPa( 参考一般木质)E=0.1x105MPaI=bh3/12=6x103/12=500 cm346-810Fmax=5ql46x0.64

11、/384x500x10-8x1x1010=0.434mm F=1.5mmF=l/400刚度满足要求。以上计算公式的符号代表为：B max-计算截面最大弯曲正应力L 立杆间距Q作用在小横杆上的均布荷载P作用在小横杆上的集中荷载W小横杆计算截面抵抗距EI小横杆的抗弯刚度Fmax小横杆计算最大挠度值F容许挠度6 钢材强度极限值N计算轴向力E立杆的弹性模量5、支架预压安装模板前，要对支架进行压 预。支架预压的目的：a检查支 架的安全性，确保施工安全。 b、 消除地基非弹性变形和支架非弹 性变形的影响，有利于桥面线形控 制。预压荷载为拱箱单位面积最大重量的1.2倍。本方案采用沙袋堆砌分段预压法进行预压。

12、为了解支架沉降情况，在加 水预压之前测出各测量控制点标高，测量控制点按顺桥向每5米布置一排，每排3个点。在加载50%和100%后均要复测各控制点标高，加载100%预压荷载并持荷24小时后要再 次复测各控制点标高，如果加载100%后所测数据与持荷24小时后所测数据变化很小时， 表明地基及支架已基本沉降到位， 可进行卸载，否则还须持荷进行预压，直到地基及支架 沉降到位。卸载完成后，要再次复测各控制点标高，以便得出支架和地基的弹性变形量（等 于卸载后标咼减去持荷后所测标咼），用总沉降量（即支架持荷后稳定沉降量）减去弹性 变形量为支架和地基的非弹性变形（即塑性变形）量。预压完成后要根据预压成果通过可

13、调顶托调整支架的标高。410mm之间，最大非弹性变形量为经过预压测量，得出支架预压后总沉降量在8mm，平均非弹性变形量为5mm左右。6模板安装为保证现浇拱箱的外观质量光洁度、 表面平整度和线形，加快施工进度，拱箱模板采 用竹胶板拱箱底模加工时可根据拱箱线形曲线及宽度将模板分段（按顺桥向每 2.44m为一段 考虑）制作，将每一段视为直线段，即分段用折线代替圆曲线，从而提高了模 板的使用效 率。在安装底板时，在大方和小方之间根据不同的角度， 采用大头嵌栈调整。底板接缝处， 用胶带密封，侧板采用1.8cm厚的竹胶板。采用对拉螺栓加支撑进行固定拱箱内模采用2cm胶合板，木枋横向布置，木枋布置间距为 4

14、0cm左右。为施工方 便，内模分块加工成几种型号，并确保同一类型号的模板能够互用；加工时，将面板和木 枋通过铁钉加工成整体，为便于内模从拱箱内取出。内模支撑采用方木做排架，立柱支撑在底板砼顶面上，方楞顺桥向按 0.9米设置一排，每排6根，且每排均需设置剪刀撑和 纵、横水平撑，以增加支架的整体稳定性，防止内模胀模。浇注砼之后，等强度达到设 计强度的30%后方可进行拆除内模。7、钢筋施工底模立好后，进行拱箱钢筋绑 扎。钢筋安装前进行测量放线，按设 计尺寸用墨斗在底模板上弹出混凝 土边线，钢筋进场后试验员对钢筋作 全面试验检查，严把质量关。两钢筋 搭接端部应预先折向一侧，使两接合 钢筋轴线一致。焊接

15、长度不小于设计 和施工规范要求。钢筋在加工场加工完成后，分批 运至施工现场，按型号进行绑扎焊接成型。先绑扎底层钢筋， 接头尽量在钢筋场焊接。钢 筋位置进行检验，合格后安装侧边模板，进行拱箱底层混凝土浇筑。拱箱间横系梁钢筋及 隔板钢筋与箱肋钢筋同时绑扎，混凝土同时浇筑。8、混凝土施工混凝土拌制在漯河西北郊区的金海岸混凝土拌和站集中拌制，由8m3混凝土搅拌运输车运输至现场，采用两台吊车吊装吊罐浇筑。浇筑时采用五点同时浇筑：即从拱顶往下 左右对称浇筑；在两边1/4跨处从下往上左右对称浇筑；在两拱脚处从下往上左右对称浇 筑。振捣时振动器移动间距不超过作用半径的1.5倍，与侧模应保持50100mm的距离

16、,每一处振动完毕后应边振动边徐徐提出振动棒，应避免振动棒碰撞模板、钢筋及其他预埋 件。浇筑过程中按规定制取混凝土标准试件，作为质量评定依据。底板浇筑完成待初凝后，立拱箱内模板，然后按上面同样工序浇筑腹板混凝土。 腹板 浇筑完成后，立内顶模板，然后绑扎顶板钢筋，预埋立柱钢筋，按 5点同时浇筑顶层混凝 土。混凝土浇筑温度控制在 5度-15度之间施工。砼浇筑时在拱箱1/4点向下1m范围内设置合拢段，预防拱架在受载后沉降变形对拱 箱构件造成影响。合拢段处挡板应在拱箱砼强度不小于90%后方可拆除。在拱箱砼顶板施工完成后，最好进行合拢段砼施工。先浇筑底板砼，对施工缝凿毛后立模板，再进行腹 板及顶板砼施工。

17、三个预留人孔最后用高一标号的混凝土浇筑。钢筋焊接满足设计要求。每幅桥每孔施 工完成后，不能拆除脚手架，继续施工另一孔拱箱， 最后施工中间拱箱。整个一幅拱的全 部混凝土达到设计强度的90%时后，才能拆除每孔的脚手架，移到另一幅施工。四、主要创新点箱拱拱肋施工工艺由预制安装改为满堂支架现浇施工后，具有以下特点：（一）设备投资少，经济效益显著。（二）满堂支架搭设简单，架立快捷迅速，易于调整。（三）拱箱整体性好，对结构有利。（四）现浇施工比预制安装法工艺简单，施工精度及施工控制较低。（五）降低各种材料用量，节约大量施工成本。（六）显著降低施工安全风险，确保工程顺利进行。五、运行情况在漯河市澧河大桥箱拱

18、拱肋由预制安装改为满堂支架现浇工艺后，施工过程安全可 靠，未出现任何事故；降低了材料用量，避免大型安装设备投入，大幅节约施工成本，确 保了工程的顺利按期完成，取得了良好的经济效益和社会效益。六、取得的效益由下两种方案实施效果对比表可以看出，箱拱拱肋预制安装改为满堂支架现浇施工 后,不仅很好的解决了工程中遇到的实际难题， 确保了工程质量和安全，而且明显降低了 工程成本，增加工程施工效益。两种方案实施效益比较序号项目单 位预制安装法满堂支架现浇法工程量单价合计（元）工程量单价合计 （元）1箱肋钢筋t846.45817 元 /t4923509691.55817 元 /t40224562箱肋砼3 m1

19、896.53440 元/m8344602045.43440 元/m8999763吊索基础砼3 m18003300 元/m5400004吊索基础钢筋t2505817 元 /t14542505吊索钢绞线t20.59409 元 /t1928876索塔租赁t854680 元 /t5807207吊索钢丝绳t205.18000 元16408008预制台座个620000 元/个1200009预制拱肋运输t1545.473 元 /m311281410满堂支架租赁011733029 元173302911支架预压01100000 元10000012模板1400000 元4000001714016 元71401613施工导流0175000 元7500014总费用107994387544477节约费用3254961 元