公路施工：无支架系杆拱先拱后梁施工工法

无支架系杆拱先拱后梁无支架系杆拱先拱后梁 施工工法施工工法 二二 0 二一年四月二一年四月 第 1 页 共 27 页 目录目录 1前言1 2工法特点3 3适用范围4 4工艺原理5 5施工工艺流程及操作要点.6 5.1施工工艺流程图6 5.2操作要点 6 6工程材料16 7质量控制17 7.1执行标准规范17 7.2质量控制标准17 7.3质量控制措施18 8安全措施19 9环保措施19 10效益分析. 24 11应用实例. 25 第 2 页 共 27 页 1 1前言前言 随着跨越较宽通航河流的系杆拱桥大规模建设， 传统的先梁后拱 的施工方法无法满足施工要求，需改变其施工方法，采用一种无支架 的先拱后梁的方法进行施工， 此施工工法是系杆拱桥建设中最具有前 景的新技术。 根据目前掌握的资料，系杆拱桥一般采用支架法先梁后拱施工， 相应的施工工艺技术已较成熟， 而一种无支架系杆拱先拱后梁的施工 方法目前寥寥无几。 传统的支架法施工即从地面开始搭设满堂钢管支 架直至拱顶，然后进行支模、浇筑、养护等施工，该方法最大的优点 是不需要大型吊装设备，其缺点是施工用的支架模板消耗量大、施工 工期长、投入人力多、钢管支架搭设对地基基础承载能力要求较高， 且常规满堂支架钢管杆件本身承载能力有限，安全风险较大，对于大 体积混凝土结构浇筑分段、分块较多，对浇筑质量控制措施要求高， 对航道有通航要求、山区桥梁及高墩柱施工有很大的局限性。 对此，我公司成立研究小组，研究形成了一种无支架系杆拱先拱 后梁的施工工法。 无支架先拱后梁的方法减少了水中临时施工措施的 数量，避开了主航道，航道占用较少，相应的减小了对通航的影响， 同时水中临时施工措施的数量少，减少了搭设和拆除的工作量，加快 了施工进度。降低费用，节约了成本，降低了造价，并可成功用于系 杆拱桥的施工。 目前， 与该工法相关的 “无支架系杆拱先拱后梁的施工技术研究” 已于2021年4月28日通过中国公路建设行业协会交通建设科学技术 第 3 页 共 27 页 2 成果鉴定，研究成果总体上达到国内领先水平； “一种无支架系杆拱 先拱后梁的施工方法” 已于 2020 年 12 月 3 日申请发明专利 （申请号 202011394693.9）。 第 4 页 共 27 页 3 2工法工法特点特点 2.0.1缩短施工工期。采用无支架先拱后梁的施工方法，施工同时不 影响桥下通航、通行要求，缩短了施工工期。 2.0.2降低施工成本。施工中所用的临时索可以二次利用，降低了施 工成本。 2.0.3保证施工安全。通过拱脚临时加强固结构造和纵向临时索，抵 消施工产生水平推力，保证了安装过程中拱圈的安全稳定。 2.0.4保证施工质量。施工中所用的系梁和横梁，均通过预制装配， 有利于提高施工质量。 2.0.5先进性。与传统的有支架先梁后拱的施工方法对比，其无支架 先拱后梁施工可以解决桥下通航、 通行要求， 并减少搭设支架的工期， 具有明显的先进性。 2.0.6降低了对环境生态的破坏。 此施工方法减少了对材料的使用和 施工场地的占用，有利于降低对环境的破坏。 第 5 页 共 27 页 4 3适用范围适用范围 适用于对桥下通航、通行有限制的系杆拱桥（无推力拱式组合体 系桥）的施工。 第 6 页 共 27 页 5 4工艺原理工艺原理 无支架系杆拱先拱后梁的施工工法是应用于对桥下通航、 通行有 限制的系杆拱桥施工。 该工法首先采用墩旁托架法对拱脚段拱肋预埋， 并将拱脚与桥墩 通过 2［］240 槽钢临时固结；其次，穿施工用临时索，通过卷扬机 钢丝绳由小船牵引至对岸，临时锁钢绞线采用单根安装施工；临时索 安装完毕后，采用 300t 浮吊对拱肋进行吊装，安装风撑，并分层浇 筑拱肋混凝土； 然后， 对吊杆预应力索进行施工， 分阶段安装第一批、 第二批系梁和中横梁，临时吊点设置在湿接缝预埋钢筋上，待张拉系 梁钢束至设计控制应力后，解除施工用临时索，拆除拱脚段现浇墩旁 托架；最后，安装预制桥面板、桥面铺装和防撞护栏，对成桥吊杆索 力进行最终的调整。 通过拱脚与桥墩固结与临时预应力的张拉， 可以抵消拱脚产生的 水平推力，使施工中受力均衡，保证安装过程中拱圈的安全稳定。 第 7 页 共 27 页 6 5施工工艺流程及操作要点施工工艺流程及操作要点 5.1施工工艺流程图 具体施工工艺流程详见图 5.1。 图图 5.1施工工艺流程图施工工艺流程图 5.2操作要点 5.2.1施工准备 1建立施工管理机构和专业作业队伍，并进行进场前的施工安 全教育培训工作，对现场管理人员及施工操作人员进行技术交底。 2编制好材料和设备供应计划，并提前落实安排好现场钢材、 油料等供应。安排好各类构件加工及施工机械设备的维修保养工作。 3架设供电线路，确定材料、设备等运输线路。 4做好施工场区的临时航道、船舶停靠、起吊设施及场地等及 其他全部临时设施工程。 5组织施工机械设备浮吊、吊车、焊机和材料进场。 第 8 页 共 27 页 7 6落实好吊装期间临时封航措施及安全控制措施。 7落实好台风期浮吊临时停靠避风码头（上游钱仓码头）及稳 定措施。 8复测预埋段拱肋坐标，根据预埋段拱肋坐标，进一步确定 吊装段拱肋线形及尺寸。 5.2.2 拱肋运输 预埋段拱肋在拱脚现浇段施工前， 在加工厂验收合格后运输至施 工现场，运输过程中，为减少运输及拼装过程中对口处的失圆变形， 在该处加设内支撑， 以保证拱肋对口处圆弧度， 内支撑如下图 5.2.2-1 所示。 图图 5.2.2-1 对口处内支撑示意图对口处内支撑示意图 5.2.3拱脚段拱肋预埋 拱脚现浇段采用墩旁托架法施工。主桥拱脚段、端横梁混凝土分 二次浇筑成型，第一次完成端横梁浇筑、中横、系梁劲性骨架浇筑， 劲性骨架与现浇段钢筋焊接成整体，确保型钢骨架支承牢靠，保证混 凝土在浇筑过程中劲性骨架不偏位。临时支墩采用 L10010mm 拼装 第 9 页 共 27 页 8 焊接，单个支墩为 1m1m 截面，横向采用 L10010mm 焊接成格构 式结构；临时支墩四周设置牛腿悬挑平台，作为施工人员操作平台， 临时墩高度 2.5m。临时支墩结构图见图 5.2.3-1 所示。 图图 5.2.3-1 临时支墩结构图临时支墩结构图 5.2.4拱脚与桥墩临时固结 拱脚临时固结预埋件通过在每个桥墩顶预埋 2［］240 槽钢锚固 于墩顶，临时固结在第二次张拉临时索后拆除。拱脚现浇段临时固结 示意图见图 5.2.4-1。 图图 5.2.4-1 拱脚现浇段临时固结示意图拱脚现浇段临时固结示意图 第 10 页 共 27 页 9 5.2.5穿施工用临时索 拱肋吊装前穿施工用临时索，临时锁钢绞线采用单根安装施工。 临时索共 4 束、17 根/束、单根理论长度 103.56m，钢绞线单位重量 1.1kg/m，每根钢绞线总重 1.1103.56113.9kg，预留施工长度根据第 一根钢绞线试安装施工长度确定。钢绞线采用成品 PE 保护层无粘结 钢绞线，单根安装，在主墩顶设置固定卷扬机，卷扬机钢丝绳由小船 牵引至对岸，钢丝绳与钢绞线固定，卷扬机牵引钢绞线过河。钢绞线 端头拉至需安装端横梁处，人工用钢筋（一端带套筒）穿过锚具及孔 道