型拱橋就地澆築施工,目前常用的施工方法有以下幾種:
(1)採用鋼桁架拱架,有支架就地澆築施工;
(2)採用型鋼或鋼管砼勁性骨架,無支架就地澆築施工;
(3)採用塔架斜拉索法和斜吊式懸澆,無支架就地澆築施工。
鋼管砼勁性骨架就地澆築施工的內容,安排在本章第四節鋼管砼拱橋施工中介紹。以下分別介紹上述幾種常用的施工方法。
中國上承式鋼筋砼拱橋採用就地澆築施工數量不多。較知名的有以下幾座:
(1)四川省渡口市3006大橋.橋樑跨徑為單孔146m,橋面寬15m,截面採用箱形,拱軸為等截面懸鏈線,拱圈高2.5m,建於1972年;
(2)四川省渡口市3007大橋,橋樑跨徑為單孔170m,橋面寬12m,截面採用箱形,拱軸線形為等截面懸鏈線,拱圈高2.8m,建於1979年;
(3)廣東省東莞市東莞大橋,橋樑跨徑為6孔68m,橋面寬12m,建於1984年。
以上三座大橋均採用鋼桁架拱架施工,以下介紹渡口市3006大橋的施工方法。有支架就地澆築拱橋的施工工序主要有拱架安裝,拱圈澆築,拱上建築的澆築。
(一)拱架安裝
大跨徑拱橋的拱架安裝,經常採用懸臂安裝法
拱架的結構型別
採用鋼桁架拱架,拱架的結構型別選用常備拼裝式桁架型拱架。拱架系用標準節,拱頂節.拱腳節及聯結杆等以鋼銷連線組成,再以縱橫向連結系將幾片拱架連成一體,這就可以作為澆築拱圈或拱肋的支架。拱軸曲線的曲度採用變換聯結杆長度的方法得到。拼成的桁架高為3m,上弦節間長度為1.45m。拱架的構造如圖10—2所示。
2.拱架安裝
(1)拱架吊運安裝
拱架安裝佈置如圖10—3所示。安裝前拱架需先按框架形式組成安裝單元,其長度可包括二至三節拱架,一個框架最大吊重為200kN。安裝時由拱腳至拱頂,兩岸對稱進行,拱架共計八片,先安裝中間四片,封拱卸吊後再安裝上下游各兩片。拱架用門式索塔安裝。
中間四片拱架可採用直接抬用法吊運就位。拱架運輸軌道固定在塔門中間時,兩側拱架可採用交換抬吊法吊運就位。交換抬吊法吊裝程式如下:
①框架運至塔下懸臂工作臺上後,即掛好前後跑馬滑車組,如圖10—4所示。其中2號、3號滑車組為安裝軸線滑車組,1號、3號滑車組的運輸索須進行交換,1號、2號滑車組的運輸索須交叉栓掛。
②啟動1號、2號滑車組,升起框架,3號滑車組跟隨收緊(但不受力),框架提升到能脫離懸臺的應有高度,並運出懸臺為止。
④安裝就位,打入鋼銷和安裝下弦。
⑤調整軸線標高,安裝風鉤,設定風纜並收緊斜拉索。
(2)封拱及卸吊
懸臂安裝法安裝拱架時.以採用低溫封拱、高溫卸吊的成拱方法較為適宜。卸吊應由拱頂向拱腳分次對稱迴圈進行。一次放鬆不能過多,斜拉索花籃螺栓一次放鬆不得超過5cm。
(3)吊裝和封拱及卸吊注意事項
①吊裝前應做好各項準備工作,並應進行試拼。
②封拱前必須調整好拱軸線及各節點標高,收緊所有側向風纜。
②封拱合攏後在卸吊前,將全部風鉤螺栓擰緊一次。
(二)箱形截面拱圈澆築和卸拱架
1.拱圈分段澆築
大跨徑拱橋的拱圈,為減小砼的收縮應力和避免因拱架變形而產生裂縫,應採取分段度一般為6m至15m。劃分拱段時,必須使拱頂兩側能保持均勻和對稱。分段點應預留間隔經。間隔縫的寬度以便於施工操作和鋼筋連線為宜,一般為50cm至100cm。間隔段內的砼,為防止延退拱圈合攏和拱架拆除時間,可採用標號比拱圈高一纜的半乾硬性砼。
2.箱形截面拱圈澆築
箱形截面拱圈一般採取分環、分段的澆雙方法。分環一般是分成二環或三環。分二環時,先分段澆築底板,然後分段澆築肋牆、隔牆與頂板。分三環澆築時,先分段澆築底板,然後分段澆築肋牆和隔牆,最後分段澆築頂板。分環分段澆築時,可採取分環填充間隔縫合攏和全拱完成後最後一次填充間隔縫合攏兩種不同的合攏方法。分環填充間隔縫合攏時,已合攏的環層可產生拱架作用。在澆築上面環層時可減輕拱架負荷,但工期較一次合攏的方法為長。採用最後一次合攏方法時.仍必須一環一環地澆築,但不是澆完一環合攏一環.而是留待最後一起填充各環間隔縫合攏。此時,上下環的間隔應互相對應貫通,其寬度一般為2m左右,有鋼筋接頭的間隔縫為4m左右。圖10—5給出3006大橋的箱形拱圈分三環和分9段澆築示意圖。
3.卸拱架
大跨徑拱橋採用拱架就地澆築施工,卸拱架的工作相當關鍵。拱架拆除應待拱圈砼達到一定強度後方可拆除。為了能使拱架所支承的拱圈重力能逐漸轉給拱圈自身來承受,拱架不能突然卸除,而應按一定的程式進行。為保證拱架能按設計要求均勻下落,必須採用專門的卸架裝置。對於大跨徑拱橋的卸架裝置常用的有砂筒和千斤頂。
(1)砂筒
砂簡一般用鋼板製成,筒內裝以烘乾的砂子,上部插入活塞(木製或砼制)組成,如圖1O—6所示。
卸落是靠砂於從筒的下部預留洩砂孔流出,因此要求筒內的砂子乾燥、均勻、清潔。砂筒與活塞間用瀝青填塞,以免砂子受潮而不易流出。由砂子洩出量可控制拱架卸落高度,這樣就能由洩砂孔的開與關,分數次進行卸架,並能使拱架均勻下降而不受振動。中國170m鋼筋砼拱橋所用鋼製砂筒的直徑達86cm,使用效果良好。
(2)千斤頂
採用千斤頂拆除拱架常與拱圈調整內力同時進行。一般在拱頂預留放置千斤頂的缺口,千斤頂用來消除砼的收縮、徐變以及彈性壓縮的內力和使拱圈脫離拱架。
(三)拱上建築
大跨徑拱橋的拱上建築施工,應對稱均衡地進行。施工中澆築的程式和混凝上數量應符合設計要求。在拱上建築施工過程中,虛對拱圈的內力和變形及墩臺的位移進行現切和控制。
型拱橋就地澆築施工,目前常用的施工方法有以下幾種:
(1)採用鋼桁架拱架,有支架就地澆築施工;
(2)採用型鋼或鋼管砼勁性骨架,無支架就地澆築施工;
(3)採用塔架斜拉索法和斜吊式懸澆,無支架就地澆築施工。
鋼管砼勁性骨架就地澆築施工的內容,安排在本章第四節鋼管砼拱橋施工中介紹。以下分別介紹上述幾種常用的施工方法。
中國上承式鋼筋砼拱橋採用就地澆築施工數量不多。較知名的有以下幾座:
(1)四川省渡口市3006大橋.橋樑跨徑為單孔146m,橋面寬15m,截面採用箱形,拱軸為等截面懸鏈線,拱圈高2.5m,建於1972年;
(2)四川省渡口市3007大橋,橋樑跨徑為單孔170m,橋面寬12m,截面採用箱形,拱軸線形為等截面懸鏈線,拱圈高2.8m,建於1979年;
(3)廣東省東莞市東莞大橋,橋樑跨徑為6孔68m,橋面寬12m,建於1984年。
以上三座大橋均採用鋼桁架拱架施工,以下介紹渡口市3006大橋的施工方法。有支架就地澆築拱橋的施工工序主要有拱架安裝,拱圈澆築,拱上建築的澆築。
(一)拱架安裝
大跨徑拱橋的拱架安裝,經常採用懸臂安裝法
拱架的結構型別
採用鋼桁架拱架,拱架的結構型別選用常備拼裝式桁架型拱架。拱架系用標準節,拱頂節.拱腳節及聯結杆等以鋼銷連線組成,再以縱橫向連結系將幾片拱架連成一體,這就可以作為澆築拱圈或拱肋的支架。拱軸曲線的曲度採用變換聯結杆長度的方法得到。拼成的桁架高為3m,上弦節間長度為1.45m。拱架的構造如圖10—2所示。
2.拱架安裝
(1)拱架吊運安裝
拱架安裝佈置如圖10—3所示。安裝前拱架需先按框架形式組成安裝單元,其長度可包括二至三節拱架,一個框架最大吊重為200kN。安裝時由拱腳至拱頂,兩岸對稱進行,拱架共計八片,先安裝中間四片,封拱卸吊後再安裝上下游各兩片。拱架用門式索塔安裝。
中間四片拱架可採用直接抬用法吊運就位。拱架運輸軌道固定在塔門中間時,兩側拱架可採用交換抬吊法吊運就位。交換抬吊法吊裝程式如下:
①框架運至塔下懸臂工作臺上後,即掛好前後跑馬滑車組,如圖10—4所示。其中2號、3號滑車組為安裝軸線滑車組,1號、3號滑車組的運輸索須進行交換,1號、2號滑車組的運輸索須交叉栓掛。
②啟動1號、2號滑車組,升起框架,3號滑車組跟隨收緊(但不受力),框架提升到能脫離懸臺的應有高度,並運出懸臺為止。
④安裝就位,打入鋼銷和安裝下弦。
⑤調整軸線標高,安裝風鉤,設定風纜並收緊斜拉索。
(2)封拱及卸吊
懸臂安裝法安裝拱架時.以採用低溫封拱、高溫卸吊的成拱方法較為適宜。卸吊應由拱頂向拱腳分次對稱迴圈進行。一次放鬆不能過多,斜拉索花籃螺栓一次放鬆不得超過5cm。
(3)吊裝和封拱及卸吊注意事項
①吊裝前應做好各項準備工作,並應進行試拼。
②封拱前必須調整好拱軸線及各節點標高,收緊所有側向風纜。
②封拱合攏後在卸吊前,將全部風鉤螺栓擰緊一次。
(二)箱形截面拱圈澆築和卸拱架
1.拱圈分段澆築
大跨徑拱橋的拱圈,為減小砼的收縮應力和避免因拱架變形而產生裂縫,應採取分段度一般為6m至15m。劃分拱段時,必須使拱頂兩側能保持均勻和對稱。分段點應預留間隔經。間隔縫的寬度以便於施工操作和鋼筋連線為宜,一般為50cm至100cm。間隔段內的砼,為防止延退拱圈合攏和拱架拆除時間,可採用標號比拱圈高一纜的半乾硬性砼。
2.箱形截面拱圈澆築
箱形截面拱圈一般採取分環、分段的澆雙方法。分環一般是分成二環或三環。分二環時,先分段澆築底板,然後分段澆築肋牆、隔牆與頂板。分三環澆築時,先分段澆築底板,然後分段澆築肋牆和隔牆,最後分段澆築頂板。分環分段澆築時,可採取分環填充間隔縫合攏和全拱完成後最後一次填充間隔縫合攏兩種不同的合攏方法。分環填充間隔縫合攏時,已合攏的環層可產生拱架作用。在澆築上面環層時可減輕拱架負荷,但工期較一次合攏的方法為長。採用最後一次合攏方法時.仍必須一環一環地澆築,但不是澆完一環合攏一環.而是留待最後一起填充各環間隔縫合攏。此時,上下環的間隔應互相對應貫通,其寬度一般為2m左右,有鋼筋接頭的間隔縫為4m左右。圖10—5給出3006大橋的箱形拱圈分三環和分9段澆築示意圖。
3.卸拱架
大跨徑拱橋採用拱架就地澆築施工,卸拱架的工作相當關鍵。拱架拆除應待拱圈砼達到一定強度後方可拆除。為了能使拱架所支承的拱圈重力能逐漸轉給拱圈自身來承受,拱架不能突然卸除,而應按一定的程式進行。為保證拱架能按設計要求均勻下落,必須採用專門的卸架裝置。對於大跨徑拱橋的卸架裝置常用的有砂筒和千斤頂。
(1)砂筒
砂簡一般用鋼板製成,筒內裝以烘乾的砂子,上部插入活塞(木製或砼制)組成,如圖1O—6所示。
卸落是靠砂於從筒的下部預留洩砂孔流出,因此要求筒內的砂子乾燥、均勻、清潔。砂筒與活塞間用瀝青填塞,以免砂子受潮而不易流出。由砂子洩出量可控制拱架卸落高度,這樣就能由洩砂孔的開與關,分數次進行卸架,並能使拱架均勻下降而不受振動。中國170m鋼筋砼拱橋所用鋼製砂筒的直徑達86cm,使用效果良好。
(2)千斤頂
採用千斤頂拆除拱架常與拱圈調整內力同時進行。一般在拱頂預留放置千斤頂的缺口,千斤頂用來消除砼的收縮、徐變以及彈性壓縮的內力和使拱圈脫離拱架。
(三)拱上建築
大跨徑拱橋的拱上建築施工,應對稱均衡地進行。施工中澆築的程式和混凝上數量應符合設計要求。在拱上建築施工過程中,虛對拱圈的內力和變形及墩臺的位移進行現切和控制。