寻求下承式混凝土拱圈的施工方案

1拱圈说明

主拱圈为等截面悬链线铰接肋板式拱，等高0.8 m，矢跨比1/6，拱轴系数2.24。腹拱圈为等截面的弧线肋拱，截面的等高为0.6m；拱圈混凝土设计编号为C40，主要工程量为C40混凝土:5801.44 m3，钢筋:1.485t。

拱圈是拱桥的主要承重结构，是整个拱桥施工的关键环节。根据实际情况，本工程拟采用满堂支架法进行施工。起拱前，应平整场地，并对基底进行处理。拱架采用碗扣式脚手架搭设，上部用木拱架调整成拱架。底模、侧模和槽模采用竹胶板。钢筋现场绑扎和焊接。拱圈混凝土采用商品混凝土，混凝土运输车运输，混凝土泵送入模。

2.具体计划

2.1地基处理

现浇结构支撑体系的关键部分是桥下地基处理，上部结构全长范围内的地基承载力应满足全部荷载，以保证支撑不变形和地基不沉降。本桥地基处理的具体方法为:承台基坑回填后，整平压实，分层铺筑40 cm厚建筑渣土和20 cm厚碎石，整平压实，浇筑10 cm ~ 12 cm厚C20混凝土，混凝土面右侧设置0.5%横坡，保证抗水性、排水性和支撑压力均匀分布。这座桥的第四跨位于小河中心。在对小河水位流量调查的基础上，为保证小河正常流量，修建了一座宽8 m的浆砌片石便桥。在临时桥上铺一块20 cm×20 cm的方木，然后在方木上搭一个支架。进行地基处理时，应特别注意对墙角薄弱部位的处理。

2.2支架安装

本合同段支架拟采用碗扣式支架，支架拱度采用木拱架调整。首先根据钢筋混凝土荷载、模板支架重量、施工荷载(人、料、机等。)和其他可能的荷载(如保证设施的荷载)，对碗扣支架和木拱的强度、刚度、稳定性和地基承载力进行校核。支撑的排列间距横向为120 cm，纵向为120 cm，步距为120cm；木拱架横向跨度为120 cm，每个纵向跨度分为9个区(1m+2m+3m+4m+10m+4m+3m+2m+1m)。工程量可满足8跨半桥宽同时施工。

碗扣支架钢管为φ48 mm×3.5 mm，立杆设有可调顶托。顶托上先铺一块15 cm×15 cm的方木，方木上搭一个木拱。木拱采用10 cm×10 cm方木。可调顶托的高度应满足底模调整和脱模的净高要求:托板顶部与钢管顶部的距离约为16 cm，底模调整到位后，需保证顶托至少有12 cm的向下螺纹空间。安装可调顶轴前，应使用机油清洁，并充分移动螺纹，以确保安装后的可用性和灵活性。施工时，技术人员应根据各点主拱底标高值，扣除底模和木拱架尺寸，加上支架本身的预拱值，确定支架顶进标高。在安装可调顶托的过程中，可调顶托伸出钢管的长度应控制不大于顶托总长度的1/3。在混凝土基础上，支架底部垫两根10 cm×10 cm×400 cm的方木过桥，方木垫平，防止钢管底部空。

由于支架的高度差变化较大，为加强支架的稳定性，在纵向和横向设置斜撑，斜撑与水平面的夹角应在45° ~ 60°之间，水平投影宽度应在4m ~ 8m之间，斜撑全部采用旋转扣件连接，扣件螺栓要用专用扳手拧紧。斜杆的搭接长度不应小于0.4 m，且至少采用两个旋转扣件搭接。拉杆、心轴和斜撑用于加强木拱之间的横向连接。

钢管、扣件和可调顶托应匹配并符合质量标准。钢管应平直、无裂纹、无损伤、规格一致，初始弯曲不大于1/1 000；千斤顶的调节螺纹应完好无损，不得损坏，并涂黄油保护，不得生锈。严格按照操作规程进行支架安装操作和验收。

2.3底模安装和预压

底模组装

施工时，首先由测量人员精确放出主拱圈底面的控制标高线，即底模顶标高。向下计算顶托标高并调整挂线，将方木和加工好的木拱架安装在顶托上，用钉子将方木和木拱架连接起来；在木拱上沿纵向每隔16 cm铺10 cm×10 cm×400 cm方木，然后铺底模。底模采用244 cm×122 cm×1.2 cm竹胶合板，方木与竹胶合板用钉子固定。竹胶板的长边设置在桥梁的纵向上。横向接头设置在带木的中间，接头处填充有双面胶；纵向接缝应用木条镶边，以防止接缝处漏浆和变形。面板与带木用钉子固定，面板要沿带木略弯，以保证主拱的线形曲线。

在主拱圈间隔槽范围内，考虑到间隔槽内钢筋焊接接头所需的操作空间，将该范围内的底模面板做成单独的可拆卸结构，在钢筋接头施工时拆除底模面板，在混凝土浇筑前恢复。

模板面板采用竹胶板，应符合以下质量要求:表面无腐朽、霉变、起泡、脱胶、翘曲、凹陷和污染，板边平直无缺陷，强度、含水率和吸水率应符合建筑行业行业标准JG/T3026-1995的要求。面板切割应使用电动密齿锯，模板制作和安装的偏差应符合工艺要求。模板采用方木，方木应采用优质干松木。

模板制作和安装的允许偏差应符合规范JTJ041-2000的要求。控制:拱圈平面中心线与设计中心线的偏差不得大于8mm；拱圈底板、侧板、顶板允许厚度误差:+10 mm和-0mm；拱圈底标高允许误差为+20 mm和-10 mm

2.3.2底模放样坐标的确定

底模的放线坐标值由预拱度后设计院图纸提供的主拱下缘坐标的放线坐标值，加上由于整个支架本身变形必须设置的预拱度值来确定。采用预压试验观测与计算相结合的方法确定整个支架的变形预拱度值:①直接预压区基础和支架的弹性变形作为整个支架本身的预拱度值(重量中已基本消除非弹性变形)；(2)根据底模、钢管变形、填土地基沉降、地基支撑总弹性和非弹性值，综合考虑拱圈自重荷载和钢管支撑高度，不直接预压的区域。通过变形的计算分析，确定整个支架本身在各点的预拱度值，作为支架本身变形必须设置的预拱度值。对于每跨拱圈，根据设计院图纸提供的预拱度值和主拱下沿，设定预拱度后的放线坐标值，形成底模在特定点的放线坐标值，安装底模龙骨。

模拟底模荷载的方法:当底模用木材安装，面板未铺设时，选择一跨进行预压；根据本跨预压的观测结果、基础高度、钢管支撑以及各地拱圈截面的差异，其他跨选择典型区域进行预压。在铺好的带木上堆放砂袋，在砂袋上放置钢筋，对支架和基础进行预压。重量荷载按各地拱圈重量的1.2倍确定。三个观测点和***27个测点分别设置在主拱的两个拱上，1/8，1/4，3/8，1/2，5/8，3/4，7/8。仔细观察，做好详细记录备案。

底模模拟荷载要求:①地基沉降不再产生明显沉降时，方可记录道碴(观测不少于24h)；(2)称重时，应根据区域荷载堆放相应重量的沙袋和钢筋。总荷载应等于1.2倍设计荷载(误差不应超过1%)，以减少荷载的误差。2.4侧模和槽内模安装

根据主拱圈每段长度，侧模纵向分为2 m ~ 3 m段。侧模采用δ=12 mm的复合竹胶板面板，用竖拉带加固，侧模下端用固定在底模上的木条限位阻挡。顶端与主拱圈混凝土的顶面相对；中间部分根据情况现场设置钢拉杆，通过钢拉杆将横隔梁拉靠在内模上。系杆用塑料套管包裹，以恢复系杆与固定模板之间的距离，系杆侧模板端连接采用可拆卸的H型螺母，以保证拱圈侧的外观质量。

开槽内模以δ=12 mm的复合竹胶板为面板，加劲带为骨架。不使用内模底板，仅作为侧模，防止混凝土上浮挤压变形。内模和内模之间，内模和侧模之间用钢拉杆，拉杆外面套塑料套。现场技术人员可根据情况确定拉杆的规格、间距和位置。

内模安装时，应注意内模的固定和内模之间的固定，防止混凝土浇筑时对混凝土的浮力和冲击力影响内模，造成模板逃逸。对于主拱圈底面和顶面坡度较大的位置，应在主拱圈底板和顶板混凝土面上覆盖木板，防止混凝土外溢。

侧模和内模均可场外加工，现场分块拼装，可根据主拱的曲线和线形做成小折线形状。需要注意的是，拱脚区1.3，拱顶区1.5 m的跨度范围内，每条折线的长度不应大于1.0 m。拼接时，模板之间的缝隙应用薄木条填塞，以防漏浆。

2.5拱圈加固工程

2.5.1钢筋基本要求

(1)本工程使用的钢筋应符合规范要求，方可考虑在现场使用。根据业主要求，采用长钢集团所有钢材。

(2)钢筋进场前应进行试验，并报监理工程师批准后方可使用。

(3)钢筋的采购程序应符合小河桥项目部材料进场检验程序。

(4)钢筋进场后，必须按规范分批验收堆放，不得混杂，并做好标记。

(5)钢筋的品种、规格、数量必须准确，钢筋的代换必须经监理工程师批准后方可操作。

钢筋加工

(1)钢筋调直和除锈

钢筋的表面应洁净，无表面油渍、漆皮等。应在使用前移除。钢筋应平直无局部弯曲，盘绕钢筋和弯曲钢筋应调直。

(2)钢筋的弯曲和末端弯钩应符合设计要求和规范JTJ041-2000的规定。

(3)主拱纵向主筋应根据钢筋接头形式预先加工，并符合规范JTJ041-2000的要求，并计算每段施工主筋长度，钢筋在现场按计算长度焊接成整体。

2.5.3钢筋的现场安装和连接

(1)纵向主筋接头均位于主拱圈施工间隔槽内。

(2)纵向主筋的现场连接主要采用焊接。焊接时，应先将两根钢筋的搭接端折向一边，使两根连接起来的钢筋轴线一致。接头双面焊缝长度不小于5 d，单面双面焊缝长度不小于10 d(d为钢筋直径)。

(3)安装纵向主筋时，焊接接头应符合JTJ041-2000中的要求，即同一钢筋在接头长度截面内不得有两个接头，且接头的截面积不得超过受拉区总截面积的50%，焊接接头的长度截面指35 d(d为钢筋直径)且不得小于50。

(4)钢筋焊接前必须进行试焊，合格后方可正式进行焊接。焊工必须有上岗证，焊条的选择应符合规范表JTJ041-2000的规定。如果监理工程师要求，搭接接头可在现场取样和测试。钢筋接头的焊接符合规范JTJ041-2000的要求。

(5)拱圈底模铺设完毕后，应放出中心线、边线和标高，并标出各分段点和隔板的位置，作为安装其它模板和绑扎钢筋的依据。拱圈钢筋在桥下弯制，运至拱架现场焊接绑扎施工。钢筋焊接绑扎顺序为:从拱脚至1/4拱跨，先安装箍筋，后穿主筋；从拱跨1/4到拱顶段，先穿主筋再套箍筋，方便施工。主筋接头、箍筋和隔板钢筋连接均为焊接；除间隔槽的纵向钢筋在分段钢筋焊接时一次成型外，其余横向钢筋和箍筋可在浇筑前绑扎。

(6)钢筋绑扎时，检查钢筋网片间距，确保钢筋网片保护层符合要求。

2.5.4钢筋保护层

为了保证混凝土的外观质量，减少保护层垫块与模板的接触面积，在钢筋与模板之间设置塑料保护层卡子或垫块，并在卡子上设置半圆孔以插入外层钢筋。不少于4块/m2，呈梅花形排列。

预埋钢筋

(1)若拱脚预埋钢筋与墩身钢筋冲突，主拱预埋钢筋不移动，墩身钢筋适当移动。预埋钢筋位置必须准确，固定牢固。

(2)主拱圈上腹拱圈预埋钢筋和垫石预留钢筋不得遗漏，腹拱圈预留钢筋应符合腹拱圈设计和施工要求。

2.6主拱圈混凝土工程

本工程拟采用商品混凝土，混凝土运输车运至现场，混凝土输送泵浇筑入模。

2.6.1C40混凝土材料和混凝土质量

(1)混凝土配合比应按有关规定进行验证，其强度、和易性、耐久性等指标符合有关规范要求，并经监理工程师批准后方可使用。

(2)混凝土的砂率和坍落度应满足泵送要求，砂率控制在40% ~ 50%，坍落度控制在13cm ~ 15cm。

(3)混凝土的初凝时间不得少于8 h..采用高效优质减水剂可以延长混凝土的初凝时间，改善混凝土的和易性。

混凝土的最大水灰比和最小水泥含量应符合JTJ041-2000规范的规定。

混凝土的砂、石子和水泥由配料机制成，配料机的计量系统应在检定周期内。

混凝土的搅拌时间应符合JTJ041-2000中表10.4.2的规定。

混凝土由混凝土运输车运输。混凝土从搅拌机中倒出后，用混凝土运输车运至施工现场，时间不超过30分钟。

混凝土浇筑

(1)拱圈混凝土施工时应沿拱跨方向分段对称浇筑，两端浇筑速度应控制准确。限位槽应位于四分之一点和拱脚处，宽度为1.6 m，各段结合面垂直于拱轴线。根据对称原则，从拱脚向四分之一点开始浇筑，然后从拱顶向四分之一点浇筑。每段混凝土应一次连续浇筑。如因故中断，应浇筑成垂直于拱轴线的施工缝。如已浇筑成斜面，应凿成垂直于拱轴线的平面或阶梯缝。拱圈分段浇筑完成，强度达到设计强度的85%并处理好结合面后，间隔槽混凝土应从拱脚向拱顶对称浇筑。两个拱门之间的凹槽中的混凝土应在最后浇筑。各区段混凝土的连续浇筑不得中断，浇筑应在混凝土初凝时间内完成。

(2)混凝土振捣采用插入式振捣器，振捣器的移动距离不得超过其作用半径的1.5倍；与侧模保持一定距离，插入下层混凝土5 cm ~ 10 cm。每次振捣后，应边振捣边缓慢提出振捣器，以免振捣器碰撞模板和钢筋。插入振捣器时，应均匀分布，坡角和死角应密集分布，不得漏振或过振。混凝土振捣原理:混凝土不再下沉起泡，表面开始泛浆。

(3)主拱合拢段(1/4)混凝土浇筑期宜选在气温相对较低、气温即将回升的凌晨，合拢温度约为8℃。

本工程为四跨一联。第一，第一至第四跨右图倒。第一至第四跨右幅浇完后，及时浇第五至第八跨右幅。第八跨右幅浇筑完成，设计强度达到85%后，即可卸载。浇筑时，尽量保证四跨同步浇筑，同时合拢，选择两台泵车和一定数量能满足连续浇筑的混凝土运输车。

2.6.3混凝土养护和拆模

(1)混凝土浇筑完成并初凝后，立即铺土工布并洒水养护，养护时间不少于7 d，混凝土在初凝前不得被水侵蚀。

(2)养护期间气温低于5℃时，应覆盖保温，不得向混凝土表面喷水。

(3)每节段混凝土浇筑完成后，结合面开始泛白，强度达到2.5 MPa左右时进行凿毛。处理后，表面将不会看到白色的泥浆，粗糙的混凝土新鲜表面将是可见的。彻底清洁粗糙的表面。

(4)养护试件强度达到设计强度的70%后，方可拆除主拱圈。

2.7主拱圈支架从框架上脱落。

主拱圈最小混凝土强度达到设计的85%后，卸载主拱圈。拆装的原则是少量、多次、均匀、对称。支座必须在横桥向同时均匀卸载，纵桥向从拱顶到拱脚逐排卸载，左右同步对称。卸载设备应放置在支架的梁、柱处，支架应从跨中向两端卸载，模板应分阶段卸载。当达到一定的卸载量时，支架可以与横梁分离。在施工过程中，应密切观察，以满足最佳卸载的要求。

3各工序施工中必须达到的技术参数

3.1模板制作和安装允许偏差

模板制作和安装的允许偏差除应符合JTJ041-2000中表8.6.1和表8.6.2的要求外，还应符合下列要求:拱圈平面中心线与设计中心线的偏差不应大于30mm；拱圈底板、腹板和顶板厚度允许误差为+10 mm和-5mm；拱圈底标高允许误差为+20 mm和-10 mm

3.2钢筋加工的允许偏差

(1)沿长度方向加工的钢筋总长度为+5 mm，-10 mm

(2)弯曲钢筋每部分的尺寸为20 mm

(3)箍筋各部分的尺寸为5 mm

3.3钢筋安装的允许偏差

(1)同一排钢筋±20mm

(2)两排以上钢筋的排距为5 mm

(3)钢筋弯曲起点位置±20mm

(4)箍筋与横向分布钢筋的间距为20 mm

(5)保护层厚度为10 mm

4其他注意事项

(1)主拱施工应严格按照各项施工安全操作规程进行。

(2)做好河床支撑基础的保护工作，防止支撑和基础被冲走。同时，应在桥位上游侧的施工便道上设置分堤，防止支架被河水意外高水位损坏。

(3)施工中严格保证混凝土质量。混凝土浇筑后，应立即养护。混凝土养护对混凝土质量保证非常重要，应严格按照相关技术进行。

(4)主拱施工中的预埋钢筋、排水管等预埋件不得遗漏。

(5)电焊作业应遵守有关电焊的安全规定，避免烧伤和烫伤。支模后如需焊接，应注意保护模板不被烧伤。

(6)施工作业过程中，应注意保护好主拱圈施工监控预埋设备。

(7)未尽事宜，按《公路工程施工安全技术规程》(TJT076-95)及其他相关法规、规定办理。

(8)拱桥是一种有推力的结构。桥台的质量对整个拱桥的安全性有很大的影响。混凝土浇筑前，必须完成桥台后的毛石砌块。施工时还应注意及时填筑桥台背后的土，并分层夯实。

(9)拱桥施工各阶段注意对称均衡施工，避免拱轴线异常变形，导致安全质量事故。

(10)在施工的各个阶段进行施工观测，控制主拱圈的变形。为避免单向推力带来的不利影响，施工时应尽早架设相邻孔的上部结构。

(11)严格控制主拱圈混凝土的内在质量和外在质量。浇筑混凝土时，保证浇筑进度和振捣密实，认真凿除和清理所有工作缝，保证新老混凝土的粘结强度，并注意混凝土养护。所有主拱圈外表面光滑、光洁，全桥混凝土颜色一致。

(12)严格控制主拱圈的外形尺寸，将施工误差控制在施工规范允许的范围内，防止主拱圈混凝土开裂和碰边，在混凝土强度达到相关要求后方可拆除模板。