浅论拱桥的施工技术

宋 甲 奇

(太原市政建设集团有限公司，山西 太原 030002)

1 工程概况

1.1 主体结构

桥梁结构形式采用三孔等截面圆弧钢筋混凝土板拱。两边孔拱为半圆拱结构，拱轴线半径2.215 m，拱圈厚度0.45 m；中孔拱为圆弧拱，拱中心线半径10.5 m，圆心角为140.5°，拱圈厚度0.6 m，桥梁两侧做U槽与两侧道路顺接。

1.2 拱上建筑

在拱上需要设置护拱，采用C20片石混凝土。在护拱根部设有10 PVC泄水管，其横桥向间距2 m。拱圈上缘布设柔性防水层，采用2 mm厚单层反应自粘型橡胶防水卷材。拱圈上设置俯斜式C槽内填料采用天然砂砾，天然砂砾压实度不低于96%。

2 施工前准备工作

2.1 施工工艺流程

准备工作→地基承载力检验及处理→支架的安装→拱圈底模支设、预压→拱桥侧模制作安装→钢筋绑扎→混凝土浇筑→卸落拱架。

2.2 施工方法应注意的问题

在拱架施工前需对地基进行处理，如地基满足施工要求，需进行换填保证地基承载力达到150 kPa以上，在拱圈浇筑前应对拱桥相应部位预埋件、钢筋位置及标高拱圈顶板底模、拱上垫梁放样及高程测量进行检测及放样；对基础垫层混凝土标高严格控制，保证地面平整不存积水。

在浇筑好的基础上按照支架排距、行距的尺寸，以及拱轴线的高程渐变均应做出准确详细的标注；在底模上进行对拱圈底模高程、平面位置进行控制；对拱架进行预压并做详细的记录，在拱圈浇筑过程及拱架卸落时应进行监测。

2.3 地基处理

本桥桥下有河水常年不断流，受河水的侵蚀。桥下地基承载力不足，在主拱圈施工时应对桥下地基进行软基处理，并对河水引流入管。

1)对河水引流入管。在桥下水平投影边线以外20 m开始，从上游至下游挖排水沟，铺设直径800钢筋混凝土承插管，长度合计48 m，管周围再用混凝土大包加固，然后将河水引入管内。

2)桥下地基的处理。测量桥下地基标高，挖除湿软的河床土方。处理厚度60 cm，桥下投影边线以外回填级配砂砾，10 m开始，宽度28 m。振动压路机分层碾压、密实。表面抹平然后浇筑20 cm C20混凝土垫层：40×28×0.2=224 m3，砂砾：0.6×40×48=1 152 m3。

3 拱架搭设及预压

3.1 拱架搭设

本拱架采用碗扣式脚手架杆件拼装而成。该拱架立杆顺桥向间距为0.60 m，横桥向间距为0.60 m；水平层距为1.2 m。拱架在搭设过程中应随时检查高程，平面位置，扣件之间需紧密连接。

立杆顶部顶托上沿纵向放置弧形方木，与支架紧密连接，将拱形大致调出。初部调整后，按支架距设计拱轴线理论距离检测各支架顶端的误差后，根据结果进行精确调整。

拱架搭设完成后需对各个部位、各个节点进行全面检查并做好检查的详细记录。要求支架稳固，安全性能满足要求，各部位间连接紧密，不得发生脱扣，松动，步距偏大，顶托外露长度超出规范要求等可能引起支架坍塌，实际形成拱轴线与设计拱轴线不符，引起受力变化等病害的发生。底模铺设在拱架搭设完成后进行。在拱架顶托上沿拱圈纵向铺设10 cm×20 cm弧形方木粗调拱圈线形，弧形方木长度同拱圈内弧长，纵向弧形方木铺设好后，铺设横向10 cm×10 cm方木作为龙骨，在方木与顶托的空隙间用木楔填塞紧密。底模厚度为δ=15 mm，平面尺寸为1.22 m×2.44 m的竹胶板)直接用铁钉钉在方木上。

3.2 拱架的保护措施

为保证支架的整体横向稳定性，在跨径3/8L和1/4L处设置浪风索，捆绑点应上下游对称交叉设置，且应对等拉紧，整个支架在施工期间应避免雨季水量增大，管道无法全部排除后，河道内水流的冲击和漂浮物的撞击，以保证整个施工期间的支架安全。

在河道上游设置缓冲池，用以减慢水的流速，同时可将部分漂浮物进行沉淀隔离。

3.3 拱架预压

拱架预压采用沙袋进行，预压完成后所余沙也可用于其他部位地基换填处理等的施工。

1)按照支架所受全部荷载的重量准备预压材料，预压材料应本着施工装卸方便，便于计量的原则选用，本工程拟用袋装沙，按不同重量分别备用，设专人称量、专人记录。准备好的沙袋应保持干燥，以免造成预压重量的变化，向拱架上加载时应采用吊车进行吊装。

2)预压施工前在拱架上布置好控制点，应按照施工顺序对支架逐渐加载，通过加载过程中观察数据与原始数据的变化做出适当调整，保证拱架预压过程中受力均匀。每次预压荷载施加完毕后暂停20 min，对拱架进行测量，观察其受力变形情况，确保安全后再进行下一级预压加载。待全部加载后观察24 h，再按照加载的逆顺序逐级卸载、逐级测量并详细记录。一旦发现异常，立即停止加载，分析原因，及时进行补救处理。

4 拱圈底、侧模的支设

拱圈底、侧模均采用竹胶板，由于拱圈弧度的原因，在铺设完成后，竹胶板与钢管之间存在一定的空隙。因此，在加载后，需及时测量支架的变形及下沉数据，重新计算确定预拱度，按拱轴线线型确定各节点的预拱度值，用以保证设计拱轴线的线型准确，控制非弹性变形引起的拱轴线偏位。

模板安装前应严格检查其尺寸，同时涂刷脱模剂，在调紧对拉螺栓前应对模板整体线型及高程进行检验，如有偏差应及时调整，对拉螺杆间距按照60 cm设置，考虑到浇筑时对模板冲击力较大，故对下侧2层对拉杆选用双螺帽进行拧紧，对模板间的缝隙采用双面胶进行封堵，模板接头处均设置为企口缝，在模板顶面设置定位方木，保证接缝平顺，线型美观。

拱肋侧面模板一定要按样板分段制作，然后拼装在底模上，模板在适当长度内应设置变形缝，宽度2 mm，以免拱架沉降时模板顶死，拱圈拱顶处应设置活动模板以免清除杂物，在拱轴线与水平角倾角较大的区段，应设置顶面盖板，以防止混凝土溢流。

5 混凝土浇筑

拱圈应该从拱脚向拱顶顺序依次浇筑，最后拱顶处合龙。由于拱架位置较高，需采用车载泵进行混凝土浇筑，施工中应控制好混凝土下落高度，减小支架处动载的增大，造成底模变形，使支架的安全稳定性受到影响。

浇筑顺序应按拱圈全宽度，由拱脚处向拱顶对称浇筑，并且应该在两侧拱脚混凝土初凝前全部完成整个拱圈的浇筑，若由于现场原因不能在限定的时间范围内完成拱圈浇筑，则需在拱脚处预留隔缝，并在最后浇筑隔缝混凝土，该缝宽度设为0.5 m，混凝土标号高于拱圈混凝土一个标号，同时该缝应与拱轴线垂直。

若在浇筑过程中出现跑模、漏浆或支架发生较大变形时，应停止浇筑待处理后再行施工。由于混凝土厚度及浇筑面积较大，故按大体积混凝土施工规范进行混凝土施工，分层浇筑厚度不大于30 cm。混凝土浇筑完成后，及时收面，避免出现平整度差、表面裂缝等质量问题的发生，待二次抹面完成后尽快予以覆盖和洒水养护，养护时间为7 d。

6 拱架卸落

为使原由拱架承担的桥跨结构的重量逐渐向拱圈自身转移，故拱架卸落需按一定的顺序均匀卸架。拆架顺序：先拆除边跨1/4L～3/4L处支架，再拆除中跨1/4L～3/4L；接着拆除0～1/4L处支架，最后拆除中跨0～1/4L。

卸落量开始宜小，以后逐渐增大，纵向应对称均衡卸落，而沿横向则应同时卸落，卸落前应在卸落设备上做好拟卸落的数量标记，拆卸拱架时应对拱圈的混凝土强度质量，拱圈拱轴线的坐标位置，卸架设备的准备情况，气温的变化情况，台背填土的情况进行全面了解核查，均满足设计要求后方可落架。

应安排专业测量人员严格检测卸落过程中各工程部位的变化情况，避免因位移变形而产生拱圈的裂缝。卸架的施工时间宜在白天气温较高时进行，这样便于观察，便于保证施工时人员及机械的安全，减少安全事故的发生。

7 结语

拱桥施工中，拱圈的施工是最重要的施工部位，一定要做好支架地基的处理，支架变形的消除，混凝土浇筑的顺序、拱架的卸落顺序等，只有在施工前对方案进行可行性的研究，施工中加强各项工序的检测频率，做好数据的整理和分析，保证拱圈的拱轴线线型准确，才能高质量的完成拱桥的施工。