金崇強

（中交第三航務(wù)工程局有限公司寧波分公司，浙江 寧波 315200）

在對拱橋進行施工時要考慮的安全因素很多，在施工過程中常見的問題主要有以下幾種：（1）難以控制大跨度分段現(xiàn)澆混凝土系梁線形的形成；（2）混凝土容易裂開，尤其是相鄰節(jié)段處的混凝土；（3）拱腳預(yù)埋段容易出現(xiàn)偏差，導(dǎo)致數(shù)據(jù)不準確。針對以上出現(xiàn)的難題，文章將對其解決方法進行分析討論。

1 系梁線形控制技術(shù)

控制系梁的線形主要考慮三個方面：縱向坡度、設(shè)計預(yù)拱度及施工預(yù)拱度。采用滿堂支架施工的方式對拱橋系梁進行分析，對系梁的線形影響最大的兩點則是支架的彈性形變和非彈性形變。對于拱橋的設(shè)計通常采用的是先梁后拱法施工，必須在吊桿和系梁第二批鋼絞線完全張拉完畢才能進行系梁支架的拆除工序。一般來說，系梁支架能承受的最長荷載運用不會超過10 個月。在10 個月期間，能影響系梁支架的除了系梁、拱肋支架、拱肋和鋼管混凝土等所有重量以及施工負載外，還有來自環(huán)境的影響，特別是雨季和冬季對系梁支架的考驗最大。在惡劣的環(huán)境的影響下，系梁支架的變形相對比較復(fù)雜，因此準確控制系梁的線形和施工預(yù)拱度是拱橋施工過程中極其重要的技術(shù)。

1.1 設(shè)置精準的預(yù)拱度控制梁底線形

（1）預(yù)拱度的精準控制。要想預(yù)拱度的計算數(shù)據(jù)精準，就得先了解什么是預(yù)拱度：為抵消在使用橋梁的過程中，由于荷載而使橋梁變形，導(dǎo)致其美觀以及功能受到的影響，在施工時預(yù)設(shè)與荷載變形相反方向的撓度，稱為預(yù)拱度。當(dāng)拱橋自重以及汽車的負載所產(chǎn)生的豎向撓度的最大值沒有超過計算跨徑的1/1600 時，可以不設(shè)預(yù)拱度，反之則要設(shè)預(yù)拱度。預(yù)拱度的最高計算值是以梁的撓度和支架變形所計算出來的預(yù)拱度之和，并且在梁的跨徑中點所計算的數(shù)據(jù)為預(yù)估度的最高值。

（2）設(shè)置支架預(yù)拱度。系桿拱橋的施工預(yù)拱度是通過變形量的疊加來對其進行控制的。在為支架澆筑混凝土?xí)r、施工進行中和拆除支架后，梁體都會發(fā)生一定的沉降并產(chǎn)生一定的撓度。在施工時提前設(shè)置好精準的預(yù)拱度，是為了保證量體在拆除支架后也能滿足設(shè)計的外形，不會因梁體下沉而影響外觀。預(yù)拱度的確定因素可概括為以下幾點：①腳手架承受施工荷載后所引起的彈性形變。②由混凝土收縮、徐變以及溫度變化在超定靜結(jié)構(gòu)引起的撓度。③由于桿件接頭與卸落設(shè)備的擠壓和壓縮而產(chǎn)生的塑性變形。④橋梁在受載后，腳手架基礎(chǔ)產(chǎn)生的塑彈性沉降。⑤所設(shè)置的梁、板、拱的底模板的預(yù)拱度。

（3）支架預(yù)壓與測定布設(shè)。由于拱橋采用先梁后拱的施工方法，所以滿堂支架在吊桿張拉完成之前要承受包括系梁、鋼管拱支架、鋼管拱及拱肋混凝土在內(nèi)的全部重量，其分布荷載大。如果采用沙袋對梁進行一次性預(yù)壓，則沙袋的堆載高度需要達到5 ～10m。但是這樣不僅會使工期變長而且安全性也得不到保證。綜合考慮到拱橋的施工安全、進度、均衡性以及符合承載的鋼筋數(shù)量等因素，決定對系梁施工時采用分段預(yù)壓和分段灌注的方法。在對橋梁進行測點布設(shè)時，要使其在每一段梁寬的范圍內(nèi)。以嘉興市某系桿拱橋為例，橫橋向每個斷面布設(shè)了5 個測點，具體位置為左系梁中點、中橫梁左側(cè)邊、中橫梁中點、中橫梁左側(cè)邊、右系梁中點。順橋向必須在橋梁跨度的1/2、1/4、1/8 處布觀測斷面，除此之外，還要在單個梁體14.4m 內(nèi)每3m 設(shè)置一個觀測斷面。在系梁底模的所有測點布設(shè)完成后，接下來進行的就是對底模頂進行測量，確定所有吊桿以及拱腳中心點的高度與坐標(biāo)，然后將兩個吊桿視為兩個點，以此來進行兩吊桿之間的點位加密。最后將實測數(shù)據(jù)與設(shè)計理論數(shù)據(jù)相比較，如點位差超過規(guī)定范圍，則需要對底模進行校正。底模鋪設(shè)工作完成后再對其進行等載預(yù)壓，在堆放材料時，要提前在底模上分清楚梁體截面的分界線，在進行分段預(yù)壓操作時，相鄰節(jié)段搭接的長度必須高于2m。嘉興市某系桿拱橋平面圖如圖1 所示。

1.2 系梁側(cè)面線形的控制

當(dāng)?shù)啄M足設(shè)計要求后，就需要進行綁扎鋼筋，安裝預(yù)埋檢，開始建立側(cè)模。安裝完側(cè)模后必不可少的操作就是對其進行校正。首先要檢查的就是側(cè)模的垂直度，可用線錘來檢查，如若在檢查過程中發(fā)現(xiàn)側(cè)模的結(jié)構(gòu)尺寸、垂直度或線形沒有達到設(shè)計要求，則需要通過斜向頂坨和鐵線來校正，使其滿足設(shè)計規(guī)定的要求。同時，還要用儀器對側(cè)板進行抽點檢查，如果偏差超過規(guī)范范圍就需要重新調(diào)整到規(guī)定范圍內(nèi)。另外，還要全程監(jiān)控系桿梁的澆筑過程，及時調(diào)整發(fā)生位移的模板。為了使系桿梁成型后的線形得到保證，在混凝土澆筑工作完成后，在系桿梁頂混凝土面間隔2m 左右的位置布設(shè)2 個點，再用水準儀進行測量，嚴格按照設(shè)計的要求對其進行標(biāo)高收面。

2 混凝土相鄰節(jié)段處防裂技術(shù)

圖1 系桿拱橋平面圖

導(dǎo)致相鄰節(jié)段處的混凝土產(chǎn)生裂縫的原因有許多種。對于大體積混凝土所產(chǎn)生的裂縫原因，可以解釋為收縮裂縫。澆筑大體積混凝土后，會在水泥水化凝結(jié)過程中散發(fā)大量熱量，導(dǎo)致混凝土體積膨脹，而此時混凝土的壓應(yīng)力較大。當(dāng)溫度升到最高溫度時，隨著熱量的散發(fā)，溫度將會降低至穩(wěn)定溫度情況，這樣就會產(chǎn)生一個溫差。澆筑溫度越高于穩(wěn)定溫度時，溫差也會隨之變大。與此同時，混凝土?xí)驗闇囟鹊慕档投l(fā)生體積收縮，但是又因為體積收縮時會受到周圍約束而出現(xiàn)拉應(yīng)力，所以當(dāng)拉應(yīng)力大于混凝土材料本身所能承受的抗拉強度時，就會產(chǎn)生裂縫。由此可知，為了減少收縮裂縫的產(chǎn)生，減少混凝土入倉溫度以及降低內(nèi)外溫差是十分重要的，主要從以下幾方面將混凝土入倉溫度控制在28℃以內(nèi)，將內(nèi)外溫差控制在25℃以內(nèi)。

（1）混凝土配合比的控制。

（2）控制混凝土的入倉溫度。①澆筑時間的選擇要恰當(dāng)。陰天澆筑最為恰當(dāng)，若當(dāng)天天氣晴朗時，則應(yīng)選擇傍晚澆筑。②采用地下水進行砼拌。用地下水來降低混凝土的入倉溫度，若氣溫過高時則應(yīng)在水箱中投放冰塊，這樣就可以使砼拌和用水的溫度降低3 ～4℃。③用地下水連續(xù)噴淋石子。這樣既可以降低石子表面的溫度從而降低砼的入倉溫度，也可以補充砼內(nèi)部因水化熱作用所需的水分。④將涼棚搭設(shè)在集料倉的上面，避免陽光照射。⑤覆蓋混凝土輸送管道。

（3）布置冷卻水管。

3 拱腳定位技術(shù)

拱肋是否合龍的關(guān)鍵在于拱腳是否準確定位。如果拱腳的定位不準確，會直接導(dǎo)致拱肋無法合龍。還以嘉興市某系桿拱橋為例，其拱腳預(yù)埋段雙層鋼管長達11.09m，重達8.5×103kg，頂部的懸空高度為7.7m，再加上仰角大的緣故，增加了拱腳定位的難度。為了解決此問題，經(jīng)專家人員多次研究討論決定，采用先安裝固定拱腳支架，再用大噸位吊車安裝拱腳的方案。并且這種方法還存在增強支架的橫向穩(wěn)定性、降低拱腳定位難度以及方便拱腳在支架上移動的優(yōu)點。

4 結(jié)束語

綜上所述，要想解決大跨度分段現(xiàn)澆混凝土系梁線形難以控制的問題，就要對預(yù)拱度進行精準控制，并采用側(cè)模一次成形以及鋼筋一次綁扎技術(shù)；要想解決相鄰節(jié)段處混凝土容易產(chǎn)生裂縫的難題，首先要了解產(chǎn)生裂縫的原因并對其進行分析，再綜合運用防裂技術(shù)解決問題；要想解決拱腳預(yù)埋斷定為困難的問題，就要了解拱腳定位技術(shù)并合理運用，為拱肋合龍?zhí)峁┯欣麠l件。