13.2.2 装配式混凝土拱桥施工

13.2.2 装配式混凝土拱桥施工

1.装配式桁架拱和刚构拱预制

装配式桁架拱和刚构拱的拱片宜根据跨径和场地大小及吊装能力等因素,选取整片、分段或分杆件的预制方法。分段或分杆件预制时,其分段长度、结头连接类型和方法应按设计规定执行。拱片预制时应设置预拱度,拱顶预拱度确定后,其余各点预拱度可按直线变化设置。

1)拱肋预制一般规定

(1)拱肋预制可依据跨径大小、安装方法分段预制,分段数量及分段长度应按设计规定或施工设计执行。

(2)拱肋宜立式浇筑,便于起吊。

(3)箱形、U形拱肋必须立式预制,混凝土浇筑可采取一次浇筑或二次浇筑法,二次浇筑时施工缝位置应设在腹板以上。

(4)拱肋卧式预制时,对起吊、扶正应有可靠性措施,不得直接搬起扶正。

2)桁架拱片预制一般规定

(1)桁架拱片可依跨径大小、架设方法,采取整片、分段或分杆件预制。分段与分杆件分解长度及接头构造应按设计规定执行。

(2)拱片长度一般采取卧式预制。拱片起吊、扶正必须水平起吊后,悬空翻身竖立,起吊过程要求各点受力均匀,拱片保持平面状态,不得扭、折。

(3)拱片起吊时,对其薄弱部位应依受力情况予以加固。

2.装配式桁架拱和刚构拱安装

装配式桁架拱和刚构拱的安装程序:在墩台上安装预制的桁架(刚架)拱片,同时安装横向联系构件,在组成的桁架拱(刚架拱)上铺装预制的桥面板。

多孔桁架拱(刚架拱)采用少支架安装时宜逐孔进行,卸架应安排在各孔拱片都合龙后进行,卸架程序应按照设计要求或根据桥墩所能承受的最大不平衡推力计算确定。

拱片采用无支架安装时,可采用分段、分杆件或悬臂拼装的方法进行。在成拱过程中应及时安装横向联结系和横向临时稳定风缆等。拱片分杆件安装时,宜先安装由下弦杆与跨中实腹段组成的“拱肋”单元,再由实腹段两端向拱脚对称地逐个安装由斜杆、竖杆和上弦杆组成的三角形单元。拱片采用悬臂拼装方案时,还应注意张拉预应力筋必须在相邻两段拱片吊装好并横向联系牢固,形成较稳定的框架之后进行,防止张拉时发生横向失稳。

装配式桁架拱、刚构拱无支架安装的接头类型应符合设计规定。大跨径桁式组合拱的拱顶接头施工还应符合下列规定。

(1)两岸合龙段构件吊装就位,在封顶以前,应对拱顶接头施加预应力以调整应力,然后浇筑拱顶湿接头混凝土,待接头混凝土达到规定强度后方可松索合龙。

(2)湿接头混凝土宜采用较构件混凝土强度高一级的早强型混凝土。

3.无支架安装拱圈

拱圈的无支架吊装可根据河床、地形、桥梁跨径、吊装设备等情况选择适当的方案。起重设施、设备均应按有关规定设计、计算确定。

(1)缆索吊机架设的一般规定:①承重主索、塔架、索鞍、风缆、地锚等设施的强度、稳定性以及地基承载力均应按有关规定验算,符合规定要求;②主索的设计垂度可采用塔架间距1/20~1/15,主索的计算荷载应计入1.2的冲击系数;③因塔顶受水平分力作用,为防止失衡、摆动,应设缆索加固;④缆索吊机组装完毕应全面检查,并进行试吊、试拉、试运行。试吊荷载应不小于使用荷载的130%。

(2)扣索、扣架一般规定:①扣索、扣架应布置合理,扣架底座应与墩、台固定,扣架顶部应设风缆,扣索、扣架的强度及稳定性应经验算符合有关规定;②各扣索位置必须与所吊拱肋在同一竖直面内;③拱架顶面高程应高于拱肋扣环高程。

(3)构件拼装应结合桥梁规模、河流、地形及设备等条件采用适宜的吊装机具,各项机具设备和辅助结构的规格、型号、数量等均应按有关规定经过计算设计确定。缆索吊机在吊装前必须按规定进行张拉和试吊。

(4)拱肋吊装时,除拱顶段以外,各段应设一组扣索悬挂。

(5)整根拱肋吊装或每根拱肋分两段预制、吊装,对中小跨径的箱形拱桥,当其拱肋高度大于跨径的0.9%~1.2%,拱肋底面宽度为肋高的60%~100%,且横向稳定安全系数不小于4时,可采取单肋合龙,嵌紧拱脚后松索成拱。

(6)大、中跨径的箱形拱,其单拱合龙横向稳定安全系数小于4时,可先悬扣多段拱脚段或次拱脚段拱肋,然后用横夹木临时将相邻两肋连接后,安装拱顶段单根肋合龙,松索成拱。

(7)当拱肋跨径不小于80 m或横向稳定安全系数小于4时,应采用双基肋合龙松索成拱的方式,即当第一根拱肋合龙并校正拱轴线,压紧拱肋接头缝后,稍松扣索和起重索,压紧接头缝,但不卸掉扣索和起重索。待第二根拱肋合龙,两根拱肋横向连接固定好并拉好风缆后,再同时松卸两根拱肋的扣索和起重索。

(8)当拱肋分三段吊装时,采用阶梯形搭接接头,宜先准确扣挂两拱脚段,调整扣索使其上端头较设计值高30~50 mm,再安装拱顶段使之与拱脚段合龙;采用对接接头,宜先悬扣拱脚段初步定位,使其上端头高程比设计值抬高50~100 mm,然后准确悬扣拱顶段,使其两端头比设计值高10~20 mm,最后放松两拱脚段扣索使其两端均匀下降与拱顶段合龙。

(9)当拱肋分五段吊装时,宜先从拱脚段开始依次向拱顶分段吊装就位,每段的上端头断面不得扭斜。首先使拱脚段的上端头较设计高程抬高150~200 mm,次边段定位后,使拱脚段的上端头抬高值下降为50 mm左右,应保持次边段的上端头抬高值约为拱脚段的上端头抬高值的2倍,否则应及时调整,以防拱肋接头处开裂。

(10)当拱肋分七段吊装时,受施工条件或地形限制无法采用双肋合龙,应对风缆系统进行专门设计,确保拱肋横向稳定安全系数不小于4,拱肋接头强度满足该施工阶段设计要求,并经相关部门审批后,可采用单拱合龙。

(11)在各段拱肋松索过程的一般规定:①松索前应校正拱轴线位置及各接头高程,使之符合要求;②每次松索均应采用仪器观测,控制各接头、拱顶及1/4高程,防止拱肋接头发生非对称变形而导致拱肋失稳或开裂;③松索应按照拱脚段扣索、次拱脚段扣索、起重索三者的先后顺序,并按比例定长对称、均匀松卸;④每次松索量宜小,各接头高程变化不宜超过10 mm,每次松索压紧接头缝后应普遍旋紧接头螺栓一次,当接头高程接近设计值时,宜用钢板嵌塞接头缝隙,再将扣索、起重索放松到基本不受力,压紧接头缝,拧紧接头螺栓,同时用风缆调整拱肋轴线的横向偏位,并应观测拱肋各接头、1/8跨及拱顶高程,使其在允许偏差之内;⑤大跨径箱形拱桥分三段或五段吊装合龙成拱后,根据拱肋接头密合情况及拱肋的稳定度,可保留起重索和扣索部分受力,待拱肋接头的连接工序基本完成后再全部松索。

(12)拱肋接头电焊作业应在调整完轴线偏差、嵌塞并压紧接头缝钢板之后和全部松索成拱之前进行。拱肋接头部件电焊时,应采取分层、间断、交错方法施焊,每层不可一次焊得过厚,以免周围混凝土烧坏,最后应将各接头螺栓拧紧并焊死。

(13)多孔装配式拱桥应用根据有无制动墩的情况确定吊装方案,吊装时应严格按设计加载程序进行。