小跨径上承式连拱桥现浇混凝土拱圈施工技术

小跨径上承式连拱桥现浇混凝土拱圈

施工技术

摘要：思明湖是镇江市为开发建设配套新城而规划开挖的人工景观湖。在景观湖上设计了一座顶置式5跨多拱景观桥。在该景观桥上部结构施工中，拱中采用的现浇支护分布梁及钢筋安装工艺和方法与其他同类拱桥施工略有不同，在施工中的应用这座桥是比较成功的。

关键词：小跨径连拱桥现浇拱圈施工技术 一、项目概况及技术标准

1.1 项目概述

思明湖大桥位于拟建的思明河公路穿越思明湖段。这座桥是思明湖的一大景观亮点。不仅要满足功能需求，还要成为与周边环境相适应的景观桥梁。桥梁设计采用现代顶支5跨连续拱桥结构作为桥梁的桥型，跨度组合为9.9+13+16+13+9.9m；桥梁设计宽度：3.0m人行道+4.0m非机动车道+3.0m绿化带+15.0m机动车道+3.0m绿化带+4.0m非机动车道+3.0m人行道，总宽度为35.0m。桥墩为混凝土实心桥墩；桥台为U型重力桥台，侧壁长5.5m；基础为群桩基础，桩基为嵌岩桩，直径1.2m。

桥梁上部结构为上承重式连续板拱桥。拱腹线采用二次抛物线，净垂高第三跨最大，纵桥向两侧依次减小。拱板的厚度根据跨度设置的不同而不同。一、五跨跨度9.9米，拱板厚度0.3m；二、四跨跨度13米，拱板厚度0.4m，三跨跨度0.4m。 16米，拱板厚度0.5m；拱板横向无横坡。

图 1.1桥梁跨度布置

图 1.2剖面结构图

侧墙和内墙设置在拱圈上，根据桥面纵坡调整标高。侧壁和内壁为钢筋混凝土结构，厚度为0.5m；巷道板厚度均为0.3m。

1.2 技术标准

道路等级：城市二级道路（双向四车道）； 设计速度：50km/h；

设计载重标准：车辆载重：A级；人群荷载：3.5KN/㎡； 最大纵向坡度：1.0%；

桥面横向坡度：机动车道和非机动车道双向2.0%横向坡度，人行道向内单向坡度1.5%；

设计安全等级：一级；

结构混凝土耐久性环境类别：II级；

抗震设防烈度：基本抗震烈度7度，设计基本地震加速度值0.15g，建筑工地类别Ⅱ级；

设计恒水位：10.0m； 导航：无导航要求。 二、施工顺序及施工工艺流程

一、施工顺序 第一步：

(1)桩基、承台、桥台、墩身全部施工完毕后，将平台背面填平至设计标高；

(2)搭好拱环支架，上部预压不小于110%的恒载，安装模板，绑扎钢筋。

(3)浇筑拱圈混凝土。

第2步：

(1) 侧墙和内墙的施工； (2) 将巷道板成块浇筑；

（3）全桥拱圈、边墙、内墙、路板等混凝土达到设计值的95%时，

方可拆除支护；

(4)支架要对称拆除，隔板孔要拆除。

第 3 步：

建造桥面、装饰件和其他配件。

2、施工工艺流程

施工准备→地基处理→支护架设→预压→安装拱圈→铺设底模→安装拱圈钢筋→安装顶模→拱圈混凝土浇筑； 三、具体施工方法

3.1 基础处理

桥梁基坑一、五跨开挖底标高4.238m，二、三、四跨开挖底标高3.238m，新开挖湖底标高8.0m。地基处理采用块石、砖渣、石灰土分层，从基坑底部回填至设计湖底标高以下20cm处。最后采用C20混凝土硬化至设计的湖底标高。基础处理结构层见图3.1。具体处理方法如下：

20cm厚C20混凝土地坪150cm厚6%灰土层200-300cm厚矿渣、砖渣1.0%设计湖底标高+8.0m1.0% 图 3.1现浇支护基础处理结构层示意图

地基处理前，先排掉基坑内积水，清除坑底泥浆及软泥层，再用矿渣回填至1m左右厚度，用压路机压实，然后用每层50厘米厚的砖填充。渣达到标高6.3m（即石灰土结构层底面），每层填筑完成后，采用18T带式振动单滚筒压路机压实。第二步，将6%的石灰土分成8层（共1.5m），每层的密实度不低于94%。碾压填土至标高7.8m，从最后两层石灰土层开始至桥梁中心线左右两侧。在侧面做一个1.0%的横向坡度；第三步，用C20混凝土硬化至标高8.0m，即顶层混凝土楼板厚度为20cm。一致，保证硬化混凝土地坪有足够的支撑强度，表面排水顺畅，不积水。基础处理宽度应控制在超过两侧现浇支座架设宽度1.5m。

在基础处理过程中，应在基础两侧1m以上的距离处设置纵向排水沟，并在纵向排水沟的末端（桥梁处）设置集水坑。 A5 号基台）。内水。排水沟设底宽30cm，顶宽50cm，深50cm。集水坑平面尺寸为1.5m×1.5m，深度为1.5m。图3.2、3.3为现浇支护基础处理正视图、处理宽度及两侧边沟排水情况。

20cm厚混凝土地坪C206%灰土垫层厚150cm桥梁中心线矿渣及砖渣厚200-300cm矿渣及砖渣厚200-300cm矿渣及砖渣厚200-300cm

图 3.2现浇支护基础处理标高

集水坑支架搭设宽度50cm>1m混凝土地坪纵向排水沟30cm纵向排水沟1.5m地基处理宽度1.5m

图 3.3现浇支护基础处理宽度及排水布置示意图

特别提示：桥盖施工时基坑底部为粉质粉质粘土，新建人工湖已开挖注水，雨季施工，有可能湖水水位将上升并溢入基坑；同时，项目建设过程中，块石、砖渣等建筑垃圾资源丰富，价格低廉。因此，地基处理方案的设计和计算都比较保守。这仅供参考。进行了设计和计算验证。

3.2 支架架设及预紧 1.支架布局

现浇支架采用Ф48×3.5mm钢管碗扣支架架设。根据《思明湖大桥现

浇支架设计计算书》确定碗扣支架的垂直间距为60cm，水平标准距离为90cm，侧向距离低于侧壁与内墙是确定的。 30cm，二楼一、五跨步距120cm，其余60cm，二、三、四跨一楼120cm，其余60cm，如图3.4、3.5 ;同时，在支架顶部垂直于钢管拱圈支座增加斜钢管支座，斜钢管支座长度1.5m，纵桥方向间距1.2m，水平桥向与钢管拱圈水平布置间距相同，如图3.6所示；垂直剪刀撑连续设置到顶部，水平剪刀撑设置在支架内部，水平剪刀撑的垂直间距不大于4.8m（底层第一个水平剪刀撑设置在单杠处）在支架的底端，顶部水平剪式撑杆设置在支架上下第二个水平杆上，第一、二、四、五跨支架高度均小于4.8m，仅底层和顶层设置两个水平剪式支撑，第三个跨度支撑的高度为5.4m，除了顶层和底层两个水平剪式支撑外，还增加了一层水平剪式支撑在括号的中间）。

图 3.4现浇支座立面布置

图 3.5现浇支座横断面布置

图 3.6加钢管斜撑布置

2.支架架设

根据立杆和横杆的设计组合，从下往上依次安装立杆和横杆。安装时，应保证立杆垂直并在平整牢固的表面上，底部无悬垂。先将所有的竖杆和水平杆安装在水平的工作面上，然后逐层安装，同时安装所有的水平杆。剪式撑杆与立、横单杠同步架设，并沿架设高度连续排列。斜杆与地面的夹角在45度到60度之间。最下方的斜杆与竖杆的连接点高

度控制在离地30cm以内。剪刀撑杆采用搭接连接，搭接长度≥100cm，用不少于2个旋转紧固件固定。根据支架的设计和布置架好支架后，测量吊线安装顶撑，调整顶撑高度。

3.3 拱环支架（二次配电梁）制作与安装 1.拱环支架制作

桥梁拱圈支座采用Ф48mm×3.5mm钢管按拱圈弧度折弯而成。在制作钢管拱圈支座前，先将现场1:1钢管拱圈支座按图纸给出的设计拱腹线和预拱度值做弧形大样图，并焊接1:1钢管拱环支撑台面弯曲。台架制作时，在钢管弧度内侧50cm处沿弧内线将Φ22钢筋头焊接在操作台钢板上。如图 3.7 所示。

图 3.7钢管拱圈支撑弯台示意图

各钢管拱环支架折弯完成后，与大样图对比。如有偏差，应及时调整，直至加工后的钢管拱环支座弧度与大样图重合。钢管拱环由熟练工人制作。进行折弯，保证生产出来的钢管拱环的形状和几何尺寸一致。在加工好的钢管拱环支架上，标出与碗扣支架相同的距离，以便钢管拱环支架安装定位准确，分段加工时，搭接搭接部分预置在顶升部分。

2.钢管拱环支架安装

钢管拱环支架加工完成后，运至现场进行安装。安装时注意钢管拱环

上的标记与支架支撑位置一一对应。焊接固定，防止钢管支架滑动和移位，钢管拱与顶托之间形成的三角形间隙用三角木楔填充，使顶托整个顶面受力均匀。钢管拱环支架的水平布置间距与碗扣支架的水平布置间距相同。

安装定位完成后，再次检查标高，发现问题及时调整。在调整顶升标高和钢管拱圈的支护加工时，应考虑拱圈的预拱度。拱环预弯度=设计预弯度+支架弹性变形值。钢管拱环支架的安装定位如图3.8所示。

钢管拱圈支撑与碗扣支架对应标记钢管拱圈碗扣支架 图3.8钢管拱环支架安装定位示意图

3.4 支架预紧

预压的目的是消除支座（扶壁）和基础的非弹性变形；二是获取支座（扶壁）的弹性变形值，作为施工预留拱度的依据；三是确定支座的稳定性和基础的承载能力。在施工过程中进行验证以确定支架和基础的承载能力的稳定性。根据设计要求，预载重量为上部结构重量的110%。各跨上部结构的恒载和预载110%重量数据如下表所示： 跨度\\重量 混凝土重钢筋重量 模板重 全部的 (T ) 预载 评论 110%

量 (T ) 第一个十256.3 字架 第二跨度 435.8 第三跨度 688.6 第四跨度 435.8 第五跨度 256.3 (T) (T ) 重量（吨） 54.7 67.8 83.7 67.8 54.7 33 43.3 53.3 43.3 33 344 546.9 825.6 546.9 344 378.4 601.6 908.2 601.6 378.4 模板自重按1.0KN/㎡计算 钢管拱圈安装好后，沿双节钢管拱圈横向排列10cm×10cm方木，中间距25cm。固定好后开始上料预压，用沙袋预压。

预压加载时，砂袋从拱环中心沿水平和垂直两侧均匀分布，在分布载荷前应设置沉降观测点。沉降观测点沿拱环纵向每隔1/4跨度设置一个监测断面，每个监测断面在拱环外侧共设置5个观测点，1/每边4条和纵向中心线。 ，如图 3.9 所示。

施加预压前，监测并记录各沉降观测点的初始标高。加载完成后，每24小时监测并记录测量点的高程。根据监测数据计算各点的沉降量。当每个监测点连续72小时累积沉降量平均值小于5mm或24小时观察到的沉降平均值小于1mm时，判断支架预压合格。卸荷6小时后，再次监测各测点标高，计算各测点弹性变形量，确定施工总预拱度。

沉降观测点横向轴线纵向轴线

图 3.9现浇支座预载沉降观测点布置示意图

3.5 模板安装 1、底模安装

拱圈底模采用δ15mm竹胶合板。预装卸料完成后，在主配电梁上铺设一块固定的竹胶合板。拼接形成的三角形接缝用玻璃胶填充，确保接缝拼接平整、紧密、不漏浆，整体纵横接缝平直。底模安装好后，检查底模标高。底模标高=设计拱腹线标高+设计预拱度+支架弹性变形值。

2.侧模安装

侧模采用δ15mm竹胶合板+（5cm×10cm）方木背波纹。竹胶合板是根据拱环的弧边在现场制作的。木背瓦楞的基本间距为20cm（中到中），与底模垂直。布局。安装边模前，先将边模安装边线放在铺好的底模上，沿边线垂直组装边模。中间部分采用双接头Ф48mm×3.5mm钢管+Ф16mm拉杆固定，拉杆间距60cm。上模和下模用钢钉固定。如图 3.10 所示。

拉杆孔φ16@60cm拉杆孔φ16@60cm双拼钢管底模方木背楞5×10cm@20cm 图3.10拱环侧模安装定位示意图

3.上模安装

安装好拱圈钢筋和预埋预留钢筋后，安装拱圈顶模。拱圈顶部形式采用δ15mm竹胶合板+（5cm×10cm）方木背波纹，加固采用加工圆弧Φ28钢筋。外侧纵向铺设，拱圈主筋采用Φ16钢筋连接固定。 Φ28弧形钢筋横向布置和Φ16固定连接钢筋纵向布置均相距60cm，沿拱环纵向横向预留90cm。一个5cm宽的水平全长洞口，浇筑拱圈混凝土，将拱圈混凝土的顶面做成5cm宽的平面，这样钢管支架就可以架起并降到底部，以备后续使用。路板浇筑，如图 3.11 所示。桥梁跨度中心线两侧1m以内不得设置顶模板，沿拱圈高度不超过2m设置活动模板，使混凝土能够进入模板并振动，混凝土浇注至开口位置时应及时封闭。一旦固定，继续向上浇注混凝土。

1.0m拱圈主筋 φ28钢筋横向间距60cm方木背楞5×10cm@20cm拉杆钢筋φ16@60cm顶模底模桥跨中心线 图3.11拱圈上模及预留钢管支撑平台安装定位示意图 3.6 拱环钢筋的加工与安装 1、钢筋加工

拱圈用钢筋的加工方法与钢管拱圈支架相同。首先，按1：1在现场

放出拱圈用钢筋大样。拱圈用钢筋各截面弯曲成型后，与现场大样进行对比。 ，并及时调整，直至加工后的拱环钢筋的弧度与大样图完全吻合。切割材料时，需要调整同一截面上的分段接头，使其不超过钢筋总数的25%。生产完成后，按钢筋数量分别存放，并标明标志。

2.钢筋安装

拱圈主筋各段完成后，按设计规范要求的保护层类型、位置、间距、厚度等安装拱圈加强筋，铺设保护层垫。主筋采用埋弧焊连接。

3.7 混凝土浇筑与维护 1.混凝土浇筑

混凝土浇筑采用现场集中搅拌的方式，将罐车运到现场，两台汽车泵分别停在桥梁左右两侧，泵入模具。拱圈混凝土从拱脚全宽至拱顶顶部对称连续逐层浇筑，严格控制两端浇筑速度均匀。在混凝土浇筑过程中，应经常检查模板、钢筋和预埋件的保护层的位置和厚度，确保其位置正

确，不变形。还指派专人检查模板和支架的变形情况。如有变形、位移或下沉，应立即纠正加固。

2.混凝土保健

初凝后，拆除圆顶模板，用土工布覆盖混凝土进行养护。养护过程中经常喷水，使混凝土表面始终保持湿润，养护时间不少于14天。

3.8 拱环支架的拆卸

主拱圈、边（内）墙、巷道板达到设计强度的95%，可拆除拱圈支架。因此，支架拆除顺序是先拆除第一和第五跨，然后是第三跨，最后是第二和第四跨。

支架的拆卸按照“自上而下，先搭后拆”的原则进行。各孔的拆卸从穹顶到两端的拱脚对称进行，横向同时拆卸。即先松开顶撑，使底模与梁体分离，随时观察梁底是否变形，特别是拱足位置的水平位移。如果发生变形，必须立即停止拆除支撑。拆除剪刀撑、斜撑，最后拆除小横杆、大横杆、竖杆等。 4.总结

1、桥梁上部结构施工采用支架+配电梁+竹胶板模板的常规施工方法。不单独制作拱架的施工方法在小跨度现浇混凝土拱圈施工中值得推广应用，其优点主要有：一是拱架的焊接和安装程序。省略，可加快施工进度；二是减少拱架生产用钢量，降低建设成本。同时对弧度支座分布梁进行了计算验证，双节Ф48mm×3.5mm钢管值得参考。其主要优点是：一是比其他钢种更容易加工制造；三是钢管使用后可以矫直重复使用。

2、桥梁设计每跨主筋数量为668根，均为直径Φ28的钢筋。每跨主

筋多达2000～2500根。如果采用电弧焊，焊接速度慢，焊接产生的焊渣很容易严重烫伤竹胶模板，甚至引起火灾。为此，该项目通过焊接试件和随机抽样试验验证，确定采用埋弧焊工艺，解决了钢筋焊接安装速度慢和防止模板烫伤的问题。表面，也保证了焊接质量。

3、桥梁施工前对基础处理、支护架设布置、主次配梁型式及间距等施工受力结构进行严格设计和计算验证，确保工程施工本质安全. 五、结论

目前，思明湖大桥建设已安全、高效、优质地完成。在施工过程中，充分体现了上述施工工艺的实用性、优越性和安全可靠性。建成的思明湖大桥轻盈美观，现已正式成为大唐新城建设的一道靓丽风景线。为此，在越来越多的市政工程景观桥设计与周边环境相匹配的前提下，顶载小跨度现浇钢筋混凝土拱桥拱圈的施工经验值得借鉴。和研究。