采用拱弦钢管搭设拱桥拱架

1、采用拱弦钢管搭设拱桥拱架的施工工法1前言现浇混凝土拱桥的施工方法分为有支架施工和无支架施工，中小跨径的 拱桥多采用有支架施工，而拱架制作是有支架施工中的难点和重点，拱架的 制作工艺和质量直接关系到整个支架系统的稳定性、变形量，对保证桥梁施 工的安全和拱圈轴线的准确起着关键性作用。传统的拱架弧形部分采用弓形 木制作。弓形木制作复杂，制作周期长；木材一次性投入大、且不能周转使 用；拱架稳定性不强，变形量大，拱圈轴线的准确度得不到很好的保证。枣庄市政在文化西路桥梁工程中大胆创新，采用拱弦钢管代替弓形木制 作拱桥拱架，使拱架的稳定性大大提高，保证了拱桥施工的安全和拱圈质量， 提前了施工工期。此工法在龙

2、城路桥梁工程中得到了很好的应用和验证。现 以龙城路桥梁工程为例介绍采用拱弦钢管搭设拱桥拱架的施工工法。2工法特点2.1拱弦钢管制作方便，拱架安装容易，拱弦钢管可周转使用；2.2拱弦钢管拱架与满堂支架相结合，强度高、稳定性好、变形量小。3适用范围适用于中小跨度的现浇钢筋混凝土拱桥。4工艺原理加工与拱圈弧度相同的拱弦钢管，通过扣件把拱弦钢管和满堂支架钢管相连接形成一个整体，代替传统的弓形木制作拱架方法，使拱架的强度、稳 定性得到了大大的提高。5施工工艺流程及操作要点5.1施工工艺流程5.2操作要点根据建筑施工扣件式脚手架安全技术规范JGJ130-2011计算出龙城 路拱桥的支架基础为20cmC25

3、砼，满堂支架立杆间距为60cmX60cm、横杆步 距为100cm,方木间距为30cm，底模厚度为1.8cm。5.2.1支架基础处理1为保证支架基础在支架预压时有足够的强度，结合拱桥流水底板的处 理，在20cmC25混凝土基础下做两层20cm厚三七灰土。2基础处理宽度应超出支架宽度每侧不小于1米。3支架基础、灰土地基应符合建筑地基基础工程施工质量验收规范 GB50202的相关规定。5.2.2满堂支架安装1支架搭设时要按照建筑施工扣件式脚手架安全技术规范JGJ130-2011 的要求进行施工。根据立杆位置先搭设水平和横向扫2在底板上用墨线弹出立杆的位置， 地杆件，再搭设立杆和横杆。根据立杆位置先搭

4、设水平和横向扫3为增强支架的稳定性，必须搭设剪 刀撑、斜撑，剪刀撑斜杆与地面的与地 面的倾角应在45 -60，每隔两排立杆 搭设一组剪刀撑；斜撑在拱脚和L/4处， 每隔一组立杆搭设一组斜撑，两组斜撑 错开布设。4立杆与横杆必须用直角扣件扣紧，不得隔步设置或遗漏，相邻的接头 位置应该错开布置在不同的步距内，与相应横杆的距离不宜大于步距的1/3。 上、下横杆的接长位置错开布置在不同的立杆纵距中，与相近立杆的距离不 大于纵距的1/3。5支架立杆搭设间距允许偏差应为50mm；单根立柱搭设垂直度允许偏 差应为3%。，；支架纵轴平面位置允许偏差应为27mm；支架钢管底模与地基的 接触面上应保持平整。5.2

5、.3拱弦钢管制作与安装1拱弦钢管制作拱弦钢管可在工厂进行加工，方便、快捷，提高效率。拱弦钢管也可在现场加工；平整出一块场地，根据拱弦半径放出拱 弦大样，根据拱弦大样进行加工。拱弦内径二设计拱圈内径-方木高度-楔形木高度-模板厚度。将千斤顶固定在拱弦大样曲线 上，按照所放大样进行拱弦钢管的加工； 拱弦钢管制作完成后，需现场再校核钢 管的弧度，若弧度不合适，将拱弦钢管 再用千斤顶进行微调，直至拱弦钢管和 拱弦大样曲线重合为止。拱弦钢管制作曲率偏差为30mm。2拱弦钢管安装拱弦钢管安装前，先在桥两端 准确放样出拱弦钢管的顶部和下部位 置，桥两头各安装一组拱弦钢管，由这 两组拱弦钢管带线确定其他拱弦钢

6、管 位置；若拱圈为半圆形，可以在桥两端 定出拱桥圆心，带线画圆确定拱弦钢管位置。根据桥两端拱弦钢管位置安 装内部拱弦钢管，拱弦钢管间距为60cm。拱弦钢管与立杆用旋转扣件连 接，在拱弦钢管与立杆连接处用横杆将 各片拱弦钢管连为一体，为防止横杆下滑，在立杆上紧靠横杆处增加一个顶托扣件。待拱弦钢管安装完成后，所有的连接扣件的螺丝必须检查一遍，检 查时，前面一组人员检查后后面一组人员紧跟着再检查一遍，防止遗漏。拱架的标高偏差为+20mm，-10mm。5.2.4底模安装1拱架完成后，在拱架上铺 设6X8cm方木作为龙骨，方木间 距为30cm。拱弦支架横断面节也示意图各注：整齐、密实，防止漏浆。1、立杆

7、、W.住弦明管之间通过三个旋转扣件相互连接；2、拱弦支架横断面节也示意图各注：整齐、密实，防止漏浆。1、立杆、W.住弦明管之间通过三个旋转扣件相互连接；2、立杯最下面一个扣件下方再埴加一个顶托扣治防止上部支架下;寄3底模铺设完成后，用水准仪测量拱脚、拱顶、L/4处底模的高程。高 程误差必须小于20mm，符合城市桥梁工程施工与质量验收规范CJJ2-2008 中的相关规定。5.2.5支架预压1预压前应对钢管满堂支架进行安全检查和验算。支架的强度、刚度和 稳定性应满足建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范JGJ131-2011中 的规定。2钢管满堂支架预压前，应制定安全隐患预防措施，施工过程中发现安

8、全隐患时，必须立即停止预压，并按预案排除隐患。3预压荷载应为现浇砼拱圈自重及模板重量之和的1.1倍，预压荷载宜 采用均布形；支架预压加载过程分3级进行，依次施加的荷载应为单元内预 压荷载值的60%、80%、110%；每级加载完成后，应每隔12h对支架沉降量进 行检测，当支架测点连续两次沉降差平均值均小于2mm时，方可继续加载； 当连续三次各测点沉降量平均值累计小于5mm时，即认为支架变形已稳定， 可停止观测。4根据现场情况，采取袋装石硝进行预压。在加载与卸载时应符合建 筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范JGJ131-2011中6.3的相关规定； 测点布设应符合JGJ131-2011中7.2的规

9、定，本工程测点为每孔支架5排每 排3点。5预压结束后，通过调整方木下方的木楔子调整底模的高程。底模调整 高程时要根据预压结果在跨中设置一定预拱度，各跨的跨中按设计要求设置 预拱度，预拱度在各跨按照二次抛物线分布。5.2.6混凝土浇筑1采用混凝土泵车泵送商品混凝土，浇注拱圈时，混凝土进行对称、均 衡地浇筑。2混凝土坍落度控制在10-14cm之间。3混凝土在振捣平整后即进行第一次抹面，在混凝土近初凝前进行第二 次抹面，以防早期无水引起表面干裂。4混凝土浇筑完毕后，覆盖土工布或草袋进行洒水养护。洒水养生时间 不少于7天，养生期间要保持混凝土表面湿润。5.2.9支架卸落1支架在拱圈混凝土强度达到设计强

10、度后进行卸落，在卸落时先卸掉木 楔子后再卸落拱架。2在纵向应对称均衡卸落，在横向应同时一起卸落；卸落时从拱顶向拱脚依次循环卸落，多孔同时卸落，而且在整个卸架过程中必须有专人跟班指 挥与检查。6材料及设备6.1材料048.3X3.6焊接普通钢管及对应的扣件、6X8cm杉方木、18mm厚竹胶板、木楔子、8#铁丝等。6.2设备卷尺、墨斗、线坠、千斤顶、扳手、尼龙编织袋、电锯、手锤、DS3水 准仪、3cm振捣器等。7质量控制7.1质量标准7.1.1钢管的外径、壁厚偏差应不大于0.36mm，应符合GB700-1989碳素结构钢和建筑施工扣件式脚手架安全技术规范JGJ130-2011中的规定。7.1.2支

11、架和拱架的安装应符合建筑施工扣件式脚手架安全技术规范 JGJ130-2011中的相关规定。支架和拱架安装质量控制表项目检查项目规定值或允许偏差（mm）1纵轴的平面位置跨度的1/1000或302曲线形拱架的标高+20, -107.1.3支架的强度、刚度、稳定性、安全性应符合建筑施工扣件式脚手架 安全技术规范JGJ130-2011中的规定。7.1.4支架预压时，连续三次各测点沉降量平均值累计小于5mm，方可停止预压。7.1.5现浇钢筋混凝土拱圈的外观检测应符合下表：现浇拱圈实测项目项次检苣顶2规企直或允许循左寸室去注，:扬卒1臭混土强度在会，格牝；蛹由按rra fso/1附录d检查2轴线偏位板换1

12、0些弓此:削量5恍肋拱5Si内掘界漏高设20.乎唯%志查g曙径3Om1路径/NO。心断面T JX以匚高度土 5尺量:拱脚、1/矿拱顶5个断面顶、底、腹板厚110.- 0拱宽（mm板拱土孙尺量:拱脚.!/拱巩5个断面肋拱土D如的间芝上兄5尺量：检任板迎7.2质量控制要点7.2. 1钢管、扣件进场后，及时检查钢管厚度、扣件扭矩力是否满足规范要 求。7.2.2拱弦钢管在制作时，控制好每次弯制的千斤顶力度。7.2.3拱弦钢管在安装时必须通过旋转扣件与立杆、横杆牢固连接。7.2.4拱架在安装时应预留一定的施工预拱度。7.2.5支架预压前，应对支架进行验算、安全检查，并制定相应的安全隐患 预防措施，施工过

13、程中发现安全隐患时，必须立即终止预压，并按预案排除 隐患。7.2.6拱圈砼浇筑时，要严格控制各个浇筑段的顺序。7.2.7支架的卸落必须按照设计和有关规范规定的卸架顺序进行卸落。8安全措施8.1安全措施应符合建筑施工安全检查标准JGJ59-2011、建筑施工扣件 式脚手架安全技术规范JGJ130-2011和钢管满堂支架预压技术规程 JGT194-2009中的相关规定。8.2所有的施工人员进场后，必须接受三级安全教育后方可进入工地施工。8.3支架搭设人员必须经过考核合格的专业架子工。架子工应持证上岗。8.4进入工地现场施工人员必须戴安全帽、系安全带、穿防滑鞋。8.5支架预压之前必须对其在预压荷载作

14、用下的稳定性和承载能力进行验算 和检查，满足稳定性、承载能力和安全要求后才能进行预压。8.6支架预压施工前，应进行详细的安全技术交底，落实所有安全技术措施 和人身防护用品。8.7支架安装及拱圈浇筑砼前，应按专项方案对施工人员进行技术交底；砼 浇筑顺序必须严格按照预定方案进行。8.8支架拆除前应对施工人员进行安全技术交底；支架拆除时必须严格按照 专项方案中的拆除顺序进行。8.9工地临时用电应按施工现场临时用电安全技术规范JGJ46的相关规 定执行。9环保措施9.1现场施工应符合建筑施工现场环境与卫生标准JGJ146-2004中的相 关规定。9.2工程开工时，应编制环保实施计划并对现场施工人员进行

15、环保教育。9.3所有施工人员应保持现场卫生，生活垃圾均装入封闭垃圾箱，及时清运， 不得随处抛散。9.4在支架上高空作业时严禁向外、向下抛物、抛油，污染河流。9.5控制有毒、有害废弃物随意排放，必须按照规定正确处理。9.6施工完成后，按计划撤除所有临建、机械及剩余建筑材料，清理建筑垃 圾。10效益分析采用拱弦钢管搭设拱架，安装和拆卸方便，多数钢管可周转利用，与同类 型同跨径采用整体弓形木拱架相比，可节约用工、降低工程成本、减少木材 的消耗，拱架的整体稳定性也更好。10.1经济效益10.1.1龙城路拱桥经济效益分析龙城路拱桥为3跨实腹式无铰拱拱桥，跨径分别为9+10+9m，净失跨比 为1/4。拱轴

16、线采用圆弧线。拱架间距按照0.6m计算。1采用弓形木做木拱架的费用如下：边跨拱盔部分的体积为：11 m2X27.02 m=297.22 m3中跨拱盔部分的体积为：13.6 m2X27.02 m =367.47 m3每方木拱盔的造价为：111.56元整个拱桥采用弓形木做木拱架的总费用为：(297.22 m3X2+367.47 m3)X111.56 元/ m3 =107311 元2采用拱弦钢管做支架的费用拱弦钢管按照立杆的间距布设，即0.6m，每跨需要270.6=45排；拱 弦钢管按照中跨2根6m搭接，边跨1根6m1根5m搭接，拱弦钢管的总长度 为：45X12+45X11X2=1530 m钢管材料

17、费：1530 m X 23元/m=35190元钢管折旧费：1530 m X 3.84 kg/m X1.5 元/kg = 8813 元拱弦钢管制作、搭设和拆除按每项每人每天40m计，拱弦钢管制作、安 装、拆除费用为：(1530 m ： 40 m/人天)X3X80元/人.天=9180元拱盔部分搭设钢管支架费用：(297.22 m3X2+367.47 m3)X14.59 元/ m3 =14034 元采用拱弦钢管搭设拱架的费用合计为：35190+9180-8813+14034=49591 元3采用拱弦钢管搭设拱架节约的费用为：107311-49591 = 57720 元10.1.2文化西路拱桥经济效益

18、分析文化西路拱桥为5跨实腹式无铰拱拱桥，跨径分别为8+10+13+10+8m, 净失跨比为1/2。拱轴线采用圆弧线。拱架间距按照0.6m计算。1采用弓形木做木拱架的费用如下：边跨拱盔部分的体积为：25.12 m2X32 m=803.84 m3边中跨拱盔部分的体积为：39.25 m2X32 m=1256 m3中跨拱盔部分的体积为：66.33 m2X32 m =2122.64 m3每方木拱盔的造价为：111.56元整个拱桥采用弓形木做木拱架的总费用为：(803.84 m3X2+1256 m3X2+2122.64 m3)X111.56 元/ m3 =696393 元2采用拱弦钢管做支架的费用拱弦钢管

19、按照立杆的间距布设，即0.6m,每跨需要32-0.6=54排；拱 弦钢管按照边跨3根5m搭接，边中跨3根6m搭接，中跨3根6m和1根5m 搭接，拱弦钢管的总长度为：(15X2+18X2+23)X54=4806 m钢管材料费：4806 m X 23元/m=110538元钢管折旧费：4806 m X 3.84 kg/m X1.5 元/kg = 27682 元拱弦钢管制作、搭设和拆除按每项每人每天40m计，拱弦钢管制作、安 装、拆除费用为：(4806 m ： 40 m/人天)X3X80元/人.天=28836元拱盔部分搭设钢管支架费用：(803.84 m3X2+1256 m3X2+2122.64 m3)X14.59 元/ m3 =91075 元采用拱弦钢管搭设拱架的费用合计为：110538+27682-