钢筋混凝土拱桥满堂支架的搭设和施工

来源：职称驿站所属分类：建筑施工论文
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　　摘要：文章通过对国道214线滇藏公路(西藏境)年邦段整治改建工程18米拱桥满堂支架的搭设、检查验收、预压及完工后的拆除的分析，指出了各工序施工时的注意事项，对类似工程的施工有着参考作用。

　　关键词：拱桥, 满堂支架, 搭设和施工

　　一、工程概况

　　年邦公路第1合同段起讫里程为K1367+000～K1384+000，线路长度16.896Km，其中K1380+424.5处为一峡谷，设计为一小桥，桥梁上部结构为钢筋混凝土板拱，钢筋混凝土板厚1米，板宽8米，净跨度18米，净矢高9米。下部结构采用U型实体桥台、扩大基础。

　　二、施工方案

　　该桥采用满堂模板拱架，满堂模板拱架采用扣件式钢管模板拱架。先用挖掘机对拱桥下方拱圈宽度范围内松软地段全部挖除，对场地全部进行平整，并设置横向单向横坡，坡度控制在1%范围内，便于及时排除雨水。地基采用人工配合机械压实，压实度不小于95%;压实度满足要求后，顶面采用C15砼封层处理，厚度不小于10cm，地基承载力必须大于0.26Mpa。部分纵向坡度过大地段，采取设置台阶方式，便于底托支垫平整。拱架地基基础硬化后，靠拱座处采用浆砌枕梁，其余钢管均以厚木板支垫。在两拱脚处分别设置一道水平间距在横桥向为0.4m的立柱，其余立杆水平间距在横桥向均采用0.8m，从拱脚到桥跨中心线的立柱水平间距在顺桥向为0.64m、0.41m、0.55m(3排)、0.60m(3排)、0.70m(5排)、0.85m，竖向步距从下往上为1.2m(两排)、1.45m(两排)、1.32m、1.55m、1.2m、1.14m。纵横杆连接采用对接扣件连接，水平杆与立杆采用直角扣件连接。纵横向5排设置一道剪刀撑。拱架顶端采用10#槽钢支架，间距按立柱间距布置，槽钢支架直接倒置于纵向横杆上，槽钢上设置弓形木，横桥向间距为20.3～36.1cm，槽钢与弓形木之间用垫块和硬木对楔来调节拱架高度，弓形木上铺设底模板，底模板采用1.5cm木工板。K1380+424.5小桥先浇拱脚段，再浇拱顶段，最后浇筑合拢段，浇筑严格按对称施工。

　　1.材料要求

　　钢管采用现行国家标准《直缝电焊钢管》(GB/T13793)或《低压流体输送用焊接钢管》(GB/T3092)中规定的3号钢管，其质量应符合现行国家标准《碳素结构钢》(GB/T700)中Q235-A级钢的规定。模板支架钢管尺寸为:外径48㎜，壁厚3㎜。

　　扣件采用可煅铸铁制作的扣件，其材质应符合《钢管模板支架扣件》(GB 15831)的规定。其螺栓拧紧扭力矩达到65N·M时，不得发生破坏。

　　2、模板支架形式

　　模板支架形式按前面方案设置。箱梁底模采用1.5cm木工板。拱架顶端采用10#槽钢支架，槽钢支架上铺顺桥向弓形木，木方采用14cm×17cm和14cm×7cm的木方，弓形木上铺设木工板。模板加固方式如下：

　　①、模板与模板支架间按如下方式加固：

　　A底模采用木工板，竹模板与木方间用钉子钉紧，要求密贴。

　　B槽钢支架直接倒置于纵向横杆上，槽钢与弓形木之间用垫块和硬木对楔来调节拱架高度。

　　C槽钢支架与水平纵向横杆用退火线在交叉位置成8字形拧紧，同时在横桥向利用8号铁丝与相临的五排水平杆联成整体;

　　D在模板支架外延的两排立杆上设两排横桥向水平杆将槽钢支架横桥向顶紧，水平杆竖向间距为1m，同时设横桥向斜撑，支撑槽钢支架，防止其侧向翻转;

　　3、施工顺序

　　(1)、小桥场地硬化后准确放出桥跨中心线、桥梁中心线和支架纵向、横向的位置，并弹出墨线;

　　(2)、根据定位线，按支架设计图布置M7.5浆砌枕梁和20cm×7cm的枕木，枕梁和枕木应与混凝土基础密贴;

　　4、纵横向水平杆的构造应符合下列规定

　　(1)、纵向水平杆宜设置在立杆内侧，其长度不小于3跨;

　　(2)、纵横向水平杆接长宜采用对接扣件连接，应符合下列规定：

　　纵向水平的对接扣件应交错布置：两根相邻纵向水平的接头不宜设置在同步或同跨内;不同步或不同跨两个相邻接头在水平方向错开的距离不应小于1m;各接头中心至最近主节点的距离不宜大于纵距的1/3;纵横向水平杆必须水平顺直;

　　(3)、水平杆与立杆利用直角扣件连接;

　　5、立杆

　　(1)、靠拱座处立杆底部采用浆砌基础，其余立杆底部设置20×7cm的木板。

　　(2)、模板支架必须设置纵、横向扫地杆。纵向扫地杆应采用直角扣件固定在距底座上皮不大于200mm处的立杆上。横向扫地杆亦应采用直角扣件固定在紧靠纵向扫地杆下方的立杆上。当立杆基础不在同一高度上时，必须将高处的纵向扫地杆向低处延长两跨与立杆固定，高低差不应大于1m。靠边坡上方的立杆轴线到边坡的距离不应小于500mm。

　　(3)、立杆接长用搭接，搭接应符合下列规定：

　　①、立杆的搭接位置应交错布置两根相邻立杆的接头不应设置在同步内，同步内隔一根立杆的两个相隔接头在高度方向错开的距离不应小于500mm;各接头中心至主节点的距离不宜大于步距的1/3。

　　②搭接长度不应小于1m，应采用不少于4个旋转扣件固定，扣件等间距布置，端部扣件盖板的边缘至杆端距离不应小于100mm。

　　6、剪刀撑

　　剪刀撑的设置应符合下列规定：

　　①每道剪刀撑跨越立杆的根数宜下表的规定确定。每道剪刀撑宽度不应小于4跨，且不应小于6m，斜杆与地面的倾角宜在45°-60°之间，并支撑于地面。

　　剪刀撑斜杆应用旋转扣件固定在与之相交的横向水平杆的伸出端或立杆上，旋转扣件中心线至主节点的距离不宜大于150mm。

　　7、斜道

　　(1)、人行并兼作材料运输的斜道的型式采用一字型斜道;

　　(2)、斜道的构造应符合下列规定：

　　①、斜道宜附着外模板支架或建筑物设置;

　　②、运料斜道宽度不宜小于1.5m，坡度宜采用1:6，人行斜道宽度不宜小于1m，坡度宜采用1:3;

　　③、斜道两侧及平台外围均应设置拦杆及挡脚板。拦杆高度应为1.2m，挡脚板高度不应小于180mm;

　　④、斜道两侧、平台外围和端部每两步应加设水平斜杆。

　　(3)、斜道脚手板构造应符合下列规定;

　　①、脚手板横铺时，应在横向水平杆上增设纵向支托杆，纵向支托杆间距不应大于500mm;

　　②、脚手板顺铺时，接头宜采用搭接;下面的板头应压住上面的板头，板头的凸棱处宜采用三角木楔处填顺;

　　③、人行斜道和运料斜道的脚手板上应每隔250-300mm设置一根防滑木条，木条厚度宜为20-30mm。

　　8、构配件检查与验收

　　(1)、新钢管的检查应符合下列规定：

　　①、应有产品质量合格证;

　　②、应有质量检验报告，钢管材质检验方法应符合现行国家标准《金属拉伸试验方法》(GB/T228)的有关规定。

　　③、钢管表面应平直光滑，不应有裂缝、结疤、分层、错位、硬弯、毛刺、压痕和深的划道;

　　④、钢管外径、壁厚、端面等偏差，应分别符合规定;

　　⑤、如采用旧钢管，钢管表面锈蚀深度应符合规定。检查时，应在锈蚀严重的钢管中抽取三根，在每根锈蚀严重的部位横向截断取样检查，当锈蚀深度超过规定值时不得使用。

　　(2)、扣件的验收应符合下列规定：

　　①、新扣件应有生产许可证、法定检测单位的测试报告和产品质量合格证。当对扣件质量有怀疑时，应按现行国家标准《钢管模板支架扣件》的规定抽样检测;

　　②、旧扣件使用前应进行质量检查，有裂缝、变形的严禁使用，出现滑丝的螺栓必须更换;

　　③、新、旧扣件均应进行防锈处理。

　　④、对扣件进行抗滑力试验;

　　三、模板支架检查与验收

　　模板支架及其地基基础应在下列阶段进行检查与验收：

　　1、基础完工后及模板支架搭设前;

　　2、作业层上施加荷载前;

　　3、达到设计高度后;

　　4、遇有六级大风与大雨后;

　　5、停用超过一个月。

　　模板支架使用中，应定期检查下列项目：

　　(1)杆件的设置和连接，支撑、门洞桁架等的构造是否符合要求;

　　(2)地基地否积水，底座是否松动，立杆是否悬空;

　　(3)扣件螺栓是否松动;

　　(4)杆件支立完成后对立杆连接位置的扣件必须进行100%检查，检查方法采用扭矩扳手，其扭矩应大于40N·M，小于65N·M;

　　(5)检验标准

　　四、支架预压

　　1、支架(拱架)搭设完之后，为检验支架应具备的强度和刚度，减少地基沉降，消除支架非弹性变形，应对支架(拱架)进行预压，确保施工质量和施工安全。

　　②预压的荷载一般为结构自重的1.2倍，支架压重材料采用相应重量的砂袋，砂袋装好后称量每袋重量，以确定砂袋的数量，砂袋应均匀堆放，不得有偏压现象。

　　③预压过程中可以根据现场情况进行整体预压，预压时间不少于3天。在支架预压过程中必须设置观测点，做好地基沉降监测，记录好拱架变形数据并进行分析处理，得出可靠的变形及沉降数据。在支架预压过程中测量组在跨中及1/4跨处的中心、横向左右侧布3个点进行观测，在预压前对底模的标高观测一次，在预压的过程中平均每2小时观测一次，观测至沉降稳定为止，将预压荷载卸载后再对底模标高观测一次，从以上的观测资料中计算出支架的弹性变形、非弹性变形及地基的下沉变形量。将此弹性变形值、非弹性变形及地基下沉值与施工控制中提出的因其它因素需要设置的预拱度叠加，即可算出施工时应当采用的预拱度，按算出的预拱度调整底模标高。同时要注意在支架外侧2米处设置临时防护设施，防止流水和雨水流入支架区，引起支架下沉。

　　④预压完成后，检查支架杆配件是否有松动、变形等不良情况，及时加固处理。

　　⑤支架预压参数如下：

　　(5)预拱度设置

　　在支架上浇筑拱圈混凝土施工过程中和卸架后，拱圈要产生一定的挠度。因此，为使拱圈在卸架后能满意地获得设计规定的外形，须在施工时设置一定数值的预拱度。在确定预拱度时应考虑下列因素：卸架后拱圈本身及活载一半所产生的竖向挠度;支架在荷载作用下的弹性压缩;支架在荷载作用下的非弹性变形，支架基底在荷载作用下的非弹性沉陷;由温度变化及砼徐变引起的徐变挠度。

　　根据拱圈的挠度和支架的变形所计算出来的预拱度之和，作为预拱度的最高值，设置在拱圈的跨径中点。其他各点的预拱度以中点为最高值，以拱圈的两端部(拱座处预拱度为0)为支点的弹性变形量，按二次抛物线进行分配。根据计算出来的拱圈底标高对预压后的拱圈底模标高重新进行调整。

　　拱型小桥支架预拱度理论计算与设置方法参考如下表：

　　拱型小桥支架预拱度理论计算与设置