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中图分类号：U448.34 文献标识码： A 文章编号：
摘要：:文章以济南市腊山西路桥主拱圈浇筑为实例,介绍了钢筋混凝土空腹式拱桥施工工艺，为同类工程的施工提供了参考。
关键词：现浇、钢筋混凝土、主拱圈、施工工艺
Abstract: taking Ji''nan City maestra road bridge main arch ring casting as an example, introduces the construction technology of reinforced concrete arch bridges, the similar project construction provides the reference.
Key words: cast-in-place, reinforced concrete, arch, construction technology
一、工程概况
济南市小清河腊山河西路桥为新建3孔净跨20.5米钢筋砼空腹式斜板桥，斜度10度，主拱净矢跨比为1/5。主拱圈采用等截面普通钢筋砼圆弧拱，其中净跨径为20.5米，净失高为4.1米，主拱圈厚60厘米，采用现浇施工。浇筑时控制温度为20度。主拱圈浇筑完成后，需待强度达到90%以上时，方可进行拱上建筑施工。主拱圈拱顶设置3.5厘米的预拱度，其余各点的预拱度均按二次抛物线分配。为了能够确保主拱圈在7月进行施工时的安全和质量，必须选择合理的施工工艺
二、主拱圈施工工艺
施工顺序：满堂支架搭设→铺设主拱圈底模→预压→绑扎钢筋→支设侧模板及覆顶模板→浇注混凝土→砼养护→合龙段施工→砼养护→拆模→支架拆除。
（一）支架
河底铺砌自上而下为0.3m 厚C20素砼，1m厚片石挤淤。满堂支架采用碗扣式钢架管，其结构形式如下：顺桥向间距为60㎝，横桥向间距为90㎝，步距120㎝；钢管支架在每四排横向立杆和每四排纵向立杆各设置一道剪刀撑，以保证现浇支架的横向刚度和整体稳定性。
1、滿堂支架验算及布设
①支架计算荷载
模板自重：根据施工经验及模板配置情况，模板自重g1： 0.75KN/ m2。分项系数为1.2
混凝土自重g2：15KN/ m2，钢筋混凝土自重g2：15.65KN / m2，分项系数为1.2
施工人员、料具运输堆放荷载g3取1 KN/ m2。分项系数为1.4
倾倒混凝土时产生的冲击荷载g4取2KN/ m2。分项系数为1.4
振捣混凝土时产生的荷载g5取2KN/ m2。分项系数为1.4
②碗扣式脚手架相关参数
3m立杆，自重112.9N；0.6m横杆，自重22.6N；0.9m横杆，自重33.9N。
横杆竖向步距为0.6m时，每根立杆可承受最大竖直荷载为40kN；
横杆竖向步距为1.2m时，每根立杆可承受最大竖直荷载为30kN。
③支架布置初步拟定及强度计算
初步拟定支架立杆顺桥向间距0.6m，横桥向间距0.9m，步距1.2m。
单跨桥主拱混凝土均匀分布在20.7m×14m范围内的支架上，主拱混凝土自重均布荷载为：
g2=15.65KN/m2
则支架承受的均布荷载为：g =(g1+g2)*1.2+(g3+g4+g5)*1.4=（0.75+15.65）*1.2+5*1.4=26.68KN/m2
支架最大高度按8m计，则支架在0.6×0.9m面积上的自重为：
(22.6+33.9)*(8/1.2+1)+112.9/3*8=734.2N =0.74KN
单杆受力P=a*b*g+0.74=0.6*0.9*26.68+0.74=15.147KN < [P]=30KN，立杆强度满足承载力要求。
④支架稳定性计算
查《建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范》，得钢管截面最小回转半径i=15.8mm、截面积A=489mm2，立柱步距为1.2m，则长细比λ=L0/i=1200/15.8=75.95，钢管按轴心受压构件考虑，查得φ=0.815，f—钢材的抗压强度设计值f=205 MPa。
强度验算：σ = N/A =15147/489 =31MPa < [fc] =205MPa
稳定验算：σ= N/φA =15147/(0.815*489)=38.01MPa< [fc] =205Mpa
根据上述计算，立杆稳定性满足要求
⑤地基承载力计算
a单杆底部压力
P=N/A=15.147/0.1*0.1=1514.7KPa
b扩散后的素砼垫层的应力
A’=（0.1+0.3*2）*（0.1+0.3*2）=0.49m2
则P’=PA/A’=1514.7*0.1*0.1/0.49=30.9 KPa
根据勘察报告，持力层承载力为fak=120 KP；砼垫层的自重0.3*25=7.5 KPa
总应力30.9+7.5=38.4 K<120 KPaσ
故：单杆局部承载力满足要求
c整体承载力验算
上部总荷载（标准值）6141.8KN
垫层顶部压力P=FK+GK/A=6141.8/20.5*14=21.4 KPa
扩散后的面积A’=（20.5+0.3+2）（14+0.3*2）=308.06m2
垫层底的应力：P’=P*20.5*14/308.06=19.94 Kpa
查《小清河综合治理工程腊山河西路桥工程地质勘察告》得高程为18.19地质剖面为粉质粘土，查的粉质粘土的地基承载力基本容许值110kpa，在粉质粘土上铺砌1米厚片石+30厘米厚C20砼提高了地基的整体性及承载力，所以fg=1×110=110kpa
总应力：19.94+7.5=27.44 KPa<110 KPa
P＜fg，所以地基承载力是安全的。
2、支架布置确定
（1）全幅单跨满堂支架最终布置为：立杆顺桥向35排间距0.6m；横桥向共16排，间距0.9m，总宽度17m；支架竖向步距1.2m。
（2）为减小风荷载和水荷载的对支架的影响，增加支架的整体性、稳定性，按规范布置纵向剪刀撑与水平剪刀撑。
3、支架预压
根据设计要求，在支架架设后铺装模板进行预压，以消除支架自身的非弹性变形和支架基础的塑性变形，以及掌握并控制支架的弹性变形。预压工艺流程为：施工准备→预压前观测→施加预压荷载→中间沉降观测→卸载→卸载后观测。
预压荷载按上部结构自重的100%控制，预压至变形稳定为止且预压时间不少于3天。预压荷载采用砂袋预压，利用25T汽车吊吊装就位。预压方法依据主拱圈砼重量分布情况，分三步进行：第一步施压重量为总施压总量的30%，第二步施压重量也为总施压总量的30%，第三步施压重量为总施压总量的40%;由于墩（台）帽预埋钢筋现场外漏4.7米，为不影响预压，在墩（台）帽两侧4.8米内将支架加高（预埋钢筋不影响为止），搭设预压平台（支架上方木、模板安装必须与主拱圈底模板一致），其他位置在主拱圈底模板上进行预压。
4、沉降观测
观测分三个阶段，包括预压前的初始观测、预压期间的观测和卸载后的观测。测量精度应满足国家4级测量精度要求。加载结束后，进行预压期间的沉降观测，预压期不少于3天。预压观测每一跨布置6组测点，布置于跨中、1/4跨、跨端的位置上，观测点分别设在桥底砼面上和预压底模板上当沉降量趋于稳定（一般24小时沉降量小于2mm视为已经稳定）时，停止预压，开始卸载。
（二）模板
主拱模板采用1220*2440*12mm双面覆膜竹胶板；为保证美观，模板采用顺桥向铺设。
1、底模施工
在支架预压结束，卸落预压荷载后，根据设计图中提供的拱底各点的水平距离和高程放出底模线。根据测量数据调整底模板至设计高程，然后再进行主拱圈底模高程符合，直至误差不超过1㎜为止。在底模铺设完成后，进行高程和几何尺寸复核，保证满足设计和规范的要求。
2、侧模施工
侧模在钢筋绑扎完成并经验收合格后进行施工；侧模施工前提前进行放样，根据设计尺寸提前加工好，并在拼装前进行检测，如有毛边和鼓胀不得使用；侧模采用12mm厚竹胶板，采用6×8cm方木作肋（垂直面板方向為8cm），方木间距20cm。围檩采用10×10cm方木，侧模采用10×10cm方木斜撑于横桥向布置的方木上。
3、拱顶模板
①拱顶采用竹胶板覆模施工，覆模高度至横墙二（三）顶部。
②覆模在距拱角1.2米处预留砼振捣孔，横桥向间距2.0米。
③顶模加工成型，敷设在提前焊接完成的内撑钢筋上（将内撑钢筋焊接在主拱圈钢筋上，为保证主拱圈底面光洁度，内撑钢筋不得穿透底模）。
4、模板拆除
模板拆除时除符合施工图纸的规定外，按《公路桥涵施工技术规范》（JTJ041-2000）的有关规定。主拱圈侧面模板在混凝土强度达到2.5MPa并能保证其表面及棱角不因拆模而损伤时，方可拆除；主拱圈底模板的拆除应在砼强度达到100%后方能拆除，主拱圈底模板拆除时不得猛烈敲打、强拉和抛扔。
（三）混凝土浇筑
根据《城市桥梁工程施工与质量验收规范》，跨径大于或等于16米的拱圈或肋拱，宜分段浇筑，分段位置宜设置拱顶及拱脚处，为保证工程质量采用后浇带施工，分两阶段浇筑；第一阶段自拱脚浇筑至距离拱顶0.6米处；第二阶段浇筑拱顶合龙段1.2米部位，浇筑时接缝面与拱轴线垂直。
1、第一阶段
①为保证工程进度，主拱圈采用分跨浇筑方法，单跨浇筑时分2个工作面同时进行，自主拱两端位置向中间同时浇筑。浇筑时两侧应对称下料，保证桥拱底模和支架受力平衡。
②浇筑横墙以下主拱时，在横墙处下料，在模板上预留振捣孔处振捣，振捣孔横向间距2米，浇筑完成后然后对振捣孔进行封堵；浇筑过程保证预埋横墙钢筋的位置及间距。浇筑完成后及时进行养护。
2、第二阶段合龙段
待拱圈分段浇筑完成，强度达到75%设计强度再浇筑第二阶段，结合面人工凿出垂直于底模的毛面并饮水，并且第一阶段浇注完成的砼的温度控制在20°以内连续超过6小时时，再浇筑宽度为1.2米的后浇带混凝土。
3、主拱浇筑时必须采取温控措施
由于施工时环境温度为38°,在浇筑完第一段砼后48小时后，在已完成浇筑段上须搭设防晒棚；并安装喷淋装置，用循环地下水喷淋来降低温度。主拱圈合拢段浇筑时，提前与商品混拌合站进行联系对骨料和拌合用水采取降温措施。
（四）、支架拆除
1、主拱圈浇筑完成后，须待强度达到90%以上时，方可进行拱上建筑施工。主拱圈强度达到设计强度100%，方可拆除承重支架，自拱顶向拱角对称拆除。
2、拆除前，首先将支架下掉落的材料和杂物清理干净，拆除的杆件严禁抛扔，高处的杆件可采用汽车吊运输。
参考文献
1、《公路桥涵施工技术规范》（JTG041-2000）
2、《城市桥梁工程施工与质量验收规范》（CJJ2-2008）
3、《建筑施工碗扣式脚手架安全技术规范》（JGJ166-2008）
摘要：:文章以济南市腊山西路桥主拱圈浇筑为实例,介绍了钢筋混凝土空腹式拱桥施工工艺，为同类工程的施工提供了参考。
关键词：现浇、钢筋混凝土、主拱圈、施工工艺
Abstract: taking Ji''nan City maestra road bridge main arch ring casting as an example, introduces the construction technology of reinforced concrete arch bridges, the similar project construction provides the reference.
Key words: cast-in-place, reinforced concrete, arch, construction technology
一、工程概况
济南市小清河腊山河西路桥为新建3孔净跨20.5米钢筋砼空腹式斜板桥，斜度10度，主拱净矢跨比为1/5。主拱圈采用等截面普通钢筋砼圆弧拱，其中净跨径为20.5米，净失高为4.1米，主拱圈厚60厘米，采用现浇施工。浇筑时控制温度为20度。主拱圈浇筑完成后，需待强度达到90%以上时，方可进行拱上建筑施工。主拱圈拱顶设置3.5厘米的预拱度，其余各点的预拱度均按二次抛物线分配。为了能够确保主拱圈在7月进行施工时的安全和质量，必须选择合理的施工工艺
二、主拱圈施工工艺
施工顺序：满堂支架搭设→铺设主拱圈底模→预压→绑扎钢筋→支设侧模板及覆顶模板→浇注混凝土→砼养护→合龙段施工→砼养护→拆模→支架拆除。
（一）支架
河底铺砌自上而下为0.3m 厚C20素砼，1m厚片石挤淤。满堂支架采用碗扣式钢架管，其结构形式如下：顺桥向间距为60㎝，横桥向间距为90㎝，步距120㎝；钢管支架在每四排横向立杆和每四排纵向立杆各设置一道剪刀撑，以保证现浇支架的横向刚度和整体稳定性。
1、滿堂支架验算及布设
①支架计算荷载
模板自重：根据施工经验及模板配置情况，模板自重g1： 0.75KN/ m2。分项系数为1.2
混凝土自重g2：15KN/ m2，钢筋混凝土自重g2：15.65KN / m2，分项系数为1.2
施工人员、料具运输堆放荷载g3取1 KN/ m2。分项系数为1.4
倾倒混凝土时产生的冲击荷载g4取2KN/ m2。分项系数为1.4
振捣混凝土时产生的荷载g5取2KN/ m2。分项系数为1.4
②碗扣式脚手架相关参数
3m立杆，自重112.9N；0.6m横杆，自重22.6N；0.9m横杆，自重33.9N。
横杆竖向步距为0.6m时，每根立杆可承受最大竖直荷载为40kN；
横杆竖向步距为1.2m时，每根立杆可承受最大竖直荷载为30kN。
③支架布置初步拟定及强度计算
初步拟定支架立杆顺桥向间距0.6m，横桥向间距0.9m，步距1.2m。
单跨桥主拱混凝土均匀分布在20.7m×14m范围内的支架上，主拱混凝土自重均布荷载为：
g2=15.65KN/m2
则支架承受的均布荷载为：g =(g1+g2)*1.2+(g3+g4+g5)*1.4=（0.75+15.65）*1.2+5*1.4=26.68KN/m2
支架最大高度按8m计，则支架在0.6×0.9m面积上的自重为：
(22.6+33.9)*(8/1.2+1)+112.9/3*8=734.2N =0.74KN
单杆受力P=a*b*g+0.74=0.6*0.9*26.68+0.74=15.147KN < [P]=30KN，立杆强度满足承载力要求。
④支架稳定性计算
查《建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范》，得钢管截面最小回转半径i=15.8mm、截面积A=489mm2，立柱步距为1.2m，则长细比λ=L0/i=1200/15.8=75.95，钢管按轴心受压构件考虑，查得φ=0.815，f—钢材的抗压强度设计值f=205 MPa。
强度验算：σ = N/A =15147/489 =31MPa < [fc] =205MPa
稳定验算：σ= N/φA =15147/(0.815*489)=38.01MPa< [fc] =205Mpa
根据上述计算，立杆稳定性满足要求
⑤地基承载力计算
a单杆底部压力
P=N/A=15.147/0.1*0.1=1514.7KPa
b扩散后的素砼垫层的应力
A’=（0.1+0.3*2）*（0.1+0.3*2）=0.49m2
则P’=PA/A’=1514.7*0.1*0.1/0.49=30.9 KPa
根据勘察报告，持力层承载力为fak=120 KP；砼垫层的自重0.3*25=7.5 KPa
总应力30.9+7.5=38.4 K<120 KPaσ
故：单杆局部承载力满足要求
c整体承载力验算
上部总荷载（标准值）6141.8KN
垫层顶部压力P=FK+GK/A=6141.8/20.5*14=21.4 KPa
扩散后的面积A’=（20.5+0.3+2）（14+0.3*2）=308.06m2
垫层底的应力：P’=P*20.5*14/308.06=19.94 Kpa
查《小清河综合治理工程腊山河西路桥工程地质勘察告》得高程为18.19地质剖面为粉质粘土，查的粉质粘土的地基承载力基本容许值110kpa，在粉质粘土上铺砌1米厚片石+30厘米厚C20砼提高了地基的整体性及承载力，所以fg=1×110=110kpa
总应力：19.94+7.5=27.44 KPa<110 KPa
P＜fg，所以地基承载力是安全的。
2、支架布置确定
（1）全幅单跨满堂支架最终布置为：立杆顺桥向35排间距0.6m；横桥向共16排，间距0.9m，总宽度17m；支架竖向步距1.2m。
（2）为减小风荷载和水荷载的对支架的影响，增加支架的整体性、稳定性，按规范布置纵向剪刀撑与水平剪刀撑。
3、支架预压
根据设计要求，在支架架设后铺装模板进行预压，以消除支架自身的非弹性变形和支架基础的塑性变形，以及掌握并控制支架的弹性变形。预压工艺流程为：施工准备→预压前观测→施加预压荷载→中间沉降观测→卸载→卸载后观测。
预压荷载按上部结构自重的100%控制，预压至变形稳定为止且预压时间不少于3天。预压荷载采用砂袋预压，利用25T汽车吊吊装就位。预压方法依据主拱圈砼重量分布情况，分三步进行：第一步施压重量为总施压总量的30%，第二步施压重量也为总施压总量的30%，第三步施压重量为总施压总量的40%;由于墩（台）帽预埋钢筋现场外漏4.7米，为不影响预压，在墩（台）帽两侧4.8米内将支架加高（预埋钢筋不影响为止），搭设预压平台（支架上方木、模板安装必须与主拱圈底模板一致），其他位置在主拱圈底模板上进行预压。
4、沉降观测
观测分三个阶段，包括预压前的初始观测、预压期间的观测和卸载后的观测。测量精度应满足国家4级测量精度要求。加载结束后，进行预压期间的沉降观测，预压期不少于3天。预压观测每一跨布置6组测点，布置于跨中、1/4跨、跨端的位置上，观测点分别设在桥底砼面上和预压底模板上当沉降量趋于稳定（一般24小时沉降量小于2mm视为已经稳定）时，停止预压，开始卸载。
（二）模板
主拱模板采用1220*2440*12mm双面覆膜竹胶板；为保证美观，模板采用顺桥向铺设。
1、底模施工
在支架预压结束，卸落预压荷载后，根据设计图中提供的拱底各点的水平距离和高程放出底模线。根据测量数据调整底模板至设计高程，然后再进行主拱圈底模高程符合，直至误差不超过1㎜为止。在底模铺设完成后，进行高程和几何尺寸复核，保证满足设计和规范的要求。
2、侧模施工
侧模在钢筋绑扎完成并经验收合格后进行施工；侧模施工前提前进行放样，根据设计尺寸提前加工好，并在拼装前进行检测，如有毛边和鼓胀不得使用；侧模采用12mm厚竹胶板，采用6×8cm方木作肋（垂直面板方向為8cm），方木间距20cm。围檩采用10×10cm方木，侧模采用10×10cm方木斜撑于横桥向布置的方木上。
3、拱顶模板
①拱顶采用竹胶板覆模施工，覆模高度至横墙二（三）顶部。
②覆模在距拱角1.2米处预留砼振捣孔，横桥向间距2.0米。
③顶模加工成型，敷设在提前焊接完成的内撑钢筋上（将内撑钢筋焊接在主拱圈钢筋上，为保证主拱圈底面光洁度，内撑钢筋不得穿透底模）。
4、模板拆除
模板拆除时除符合施工图纸的规定外，按《公路桥涵施工技术规范》（JTJ041-2000）的有关规定。主拱圈侧面模板在混凝土强度达到2.5MPa并能保证其表面及棱角不因拆模而损伤时，方可拆除；主拱圈底模板的拆除应在砼强度达到100%后方能拆除，主拱圈底模板拆除时不得猛烈敲打、强拉和抛扔。
（三）混凝土浇筑
根据《城市桥梁工程施工与质量验收规范》，跨径大于或等于16米的拱圈或肋拱，宜分段浇筑，分段位置宜设置拱顶及拱脚处，为保证工程质量采用后浇带施工，分两阶段浇筑；第一阶段自拱脚浇筑至距离拱顶0.6米处；第二阶段浇筑拱顶合龙段1.2米部位，浇筑时接缝面与拱轴线垂直。
1、第一阶段
①为保证工程进度，主拱圈采用分跨浇筑方法，单跨浇筑时分2个工作面同时进行，自主拱两端位置向中间同时浇筑。浇筑时两侧应对称下料，保证桥拱底模和支架受力平衡。
②浇筑横墙以下主拱时，在横墙处下料，在模板上预留振捣孔处振捣，振捣孔横向间距2米，浇筑完成后然后对振捣孔进行封堵；浇筑过程保证预埋横墙钢筋的位置及间距。浇筑完成后及时进行养护。
2、第二阶段合龙段
待拱圈分段浇筑完成，强度达到75%设计强度再浇筑第二阶段，结合面人工凿出垂直于底模的毛面并饮水，并且第一阶段浇注完成的砼的温度控制在20°以内连续超过6小时时，再浇筑宽度为1.2米的后浇带混凝土。
3、主拱浇筑时必须采取温控措施
由于施工时环境温度为38°,在浇筑完第一段砼后48小时后，在已完成浇筑段上须搭设防晒棚；并安装喷淋装置，用循环地下水喷淋来降低温度。主拱圈合拢段浇筑时，提前与商品混拌合站进行联系对骨料和拌合用水采取降温措施。
（四）、支架拆除
1、主拱圈浇筑完成后，须待强度达到90%以上时，方可进行拱上建筑施工。主拱圈强度达到设计强度100%，方可拆除承重支架，自拱顶向拱角对称拆除。
2、拆除前，首先将支架下掉落的材料和杂物清理干净，拆除的杆件严禁抛扔，高处的杆件可采用汽车吊运输。
参考文献
1、《公路桥涵施工技术规范》（JTG041-2000）
2、《城市桥梁工程施工与质量验收规范》（CJJ2-2008）
3、《建筑施工碗扣式脚手架安全技术规范》（JGJ166-2008）