现浇钢筋混凝土拱桥无支墩施工工法适用范围

《现浇钢筋混凝土拱桥无支墩施工工法》适用于钢筋混凝土箱形拱桥采用现浇的主拱圈，适合拱圈下部为山谷、沟壑、洼地、河流，跨度30-120米的钢筋混凝土拱桥施工。

现浇钢筋混凝土拱桥无支墩施工工法工艺原理

《现浇钢筋混凝土拱桥无支墩施工工法》通过对贝雷梁拼组过程中的全程控制，用螺旋千斤顶对拱圈底模的控制，使得拱圈线形与设计准确一致、美观大方。通过对混凝土原材料把关、配合比选定、混凝土搅拌、运输、浇筑过程的控制，以及后期通过混凝土养护、控制水温以降低混凝土内外温差，防止大体积混凝土出现裂缝等，保证了大体积混凝土施工质量。

现浇钢筋混凝土拱桥无支墩施工工法施工工艺

《现浇钢筋混凝土拱桥无支墩施工工法》的施工工艺流程及操作要点叙述如下：

• 拱座施工

一、施工准备

平整场地，整修道路，满足设备停放和进出要求。其后进行拱座基础放样及复核。根据设计图纸的测量坐标及现场三角控制网，用全站仪测放出拱座基础位置。

二、开挖基坑

1.开挖采用微振爆破开挖，尤其是接近基底时严格控制药量，尽量减少对基底岩石的破坏。

2.岩石基底应清除岩面松碎石块，凿出新鲜岩面，将表面清除干净，倾斜岩层应将岩面凿平或凿成台阶。

3.基坑成型后应检査基地平面位置、尺寸及高程是否正确。基底地质与设计是否相符，若不相符应及时与监理设计单位联系。

4.基坑达到设计标高后，要保证基础底面应嵌入弱风化岩石内不少于50厘米且承载力不低于1300千帕，后台岩石挖成设计中要求的阶梯形，绑扎钢筋前必须将基底所有虚渣清理干净。

三、拱座钢筋绑扎

拱座钢筋的焊接、绑扎要求均按照《公路桥梁施工技术规范》JTJ 041-2000严格执行。

四、混凝土浇筑

每个拱座混凝土分两次浇筑，即先浇筑C30拱座基础混凝土，待其强度达到设计的70%以上再浇筑拱座C40混凝土。混凝土采用搅拌站集中拌合，混凝土灌车运输到施工现场，采用泵送浇筑。混凝土的浇筑应连续进行，如因故必须间断时，其间断时间应小于混凝土的初凝时间或能重塑的时间，浇筑时要严格控制基础顶标高，使其误差在±1厘米范围内。注意在拱座混凝土浇筑时要预埋与拱架的连接钢板。

振捣时使用4台ф50插入式振动器振捣，选择具有丰富施工经验的人员进行混凝土振捣作业，并固定专人负责，振捣时应注意：

振捣器插入混凝土时速度要快和拔岀时速度要慢，以免产生空洞；

振捣器要垂直插入混凝土内，并要插入前层混凝土中，以保证新浇筑和后浇筑混凝土结合良好，但插入下层深度不超过5厘米；

振捣器工作点间距要均匀，间隔半径不得超过有效振动半径的1.5倍，且避免与钢筋和预埋件相碰触；振捣要保持足够的时间和强度，以彻底振实混凝土，但时间不能太久以防止混凝土离析；不能对已经硬化到振动作用下不能形成塑性的混凝土区段或层次直接或间接地施加振动，不能通过模板或钢筋进行振动。

五、混凝土养护

待混凝土强度达到2.5兆帕以上时，保证其表面不因拆模而受损时方可拆模。加强混凝土洒水养护，在养护期内始终保持湿润状态。

• 拱圈施工

一、拱架施工

主拱施工方法的选定是该桥施工的关键。钢拱架采用贝雷梁拼装复合体系，其结构构成分别为贝雷梁拼装成型的拱架和有螺旋千斤顶、横木组成的拱盔，拱架卸落利用螺旋千斤顶完成。贝雷梁由专业厂家生产，在施工现场附近拼装钢拱架节段，然后纵向用“悬臂拼装法”，由拱脚向拱顶对称拼装，至钢拱架合拢。横向拼装采用差接绑贴法施工。

1.拱架设计

拱架由321型贝雷桁架片组成，顺桥向桁架片以折线形式连接模拟主拱圈的曲线，构成多圆弧相连接的曲线特征，折线段的标准长度为2片桁片组成即6米，拱架中间合拢段用长2.3米的加工件，拱架轴线长度为69.32米。折线段间的贝雷上弦用特别加工的长18厘米、高10厘米的贝雷短臂和贝雷销连接，下弦直接用贝雷销连接；横桥向共布置16片拱架，拱片间分别用45厘米、90厘米规格的支撑架横向连接成整体，总宽度9.9米，拱架跨度为66米。为加强拱架的整体刚度，横桥向在拱架的下弦面上用[10槽钢连接成整体，[10槽钢环向间距30厘米。施工拱架主要由拱架、拱盔组成，另外还有供拼装用的扣索等。在浇筑拱座混凝土时要预埋与拱架连接的钢板，拱架与钢板采用绞接。

1）拱架

拱架由321型贝雷梁的标准段、贝雷销、支撑架、贝雷短臂、联系槽钢等和长2.3米桁架加工件拼装而成。每片由22个标准段和一段长2.3米的加工件组成。贝雷短臂由2厘米厚的钢板加工而成，具体尺寸参见图1，长2.3米桁架加工由[10槽钢焊接加工而成，具体尺寸参见图2，槽钢与拱架用ф16圆钢加工而成的U形螺栓连接详细尺寸参见图3。贝雷桁架片标准段规格为150厘米x300厘米，重量每片270kg。其容许应力为245兆帕，贝雷销的允许剪力550千牛。贝雷桁架片拱架总体布置图参见图4。

2）拱盔

拱盔主要由钢管支架、螺旋千斤顶、横木组成，结构参见拱盔示意图5。钢管、螺旋千斤顶、横木的纵桥向间距均为30厘米，钢管规格为ф50毫米，横木规格为10厘米x12厘米，横桥向钢管、螺旋千斤顶间距为90厘米，两层上下连接钢管的间距为80厘米。钢管支架用必须用自制螺栓与拱架联结牢固防止滑动。

3）扣索、后锚风缆

对于扣索用ф21.5的钢丝绳，设置16组，扣索一端固定在后锚的地锚环上，另一端吊拉拱架片；松紧程度由5吨慢速卷扬机调整。对于后锚利用先施工以达到设计强度的两岸桥台，在每个桥台前侧设置每组25根ф16的钢筋锚环。风缆的风绳采用ф21.5的钢丝绳，在每个桥台的两侧适当位置分别设计两个2米x2米x2米的混凝土地锚，采用ф16的钢筋锚环。在桥台浇筑时为加强桥台的抗倾覆和抗滑能力，在桥台基底岩石中钻孔安装20根长300厘米的ф28钢筋锚杆，锚杆嵌入岩石长度150厘米。

2.拱架建模验算

1）基本资料

（1）321贝雷桁架该次等截面悬链线钢筋混凝土箱形拱施工支架采用321贝雷桁架片拼装组成。该桁架片的力学性质见表1。

（2）施工荷载

经计算施工单位荷载为：G=18千牛/平方米

2）现浇箱梁分阶段参与拱架整体受力验算

（1）计算模型

该次计算采用MIDAS软件进行计算分析，建立有限元模型，模型总共2224个节点，4292个梁单元。贝雷桁架片及横向联系槽钢采用梁单元。

施工荷载以均布荷载形式加于贝雷桁架片上，施工过程中底板、腹板及顶板湿重以节点荷载的形式加于贝雷桁架片上。该次计算中贝雷桁架片容许内力以贝雷桁架片力学性质表中弯矩、剪力和轴力的允许值为限进行评价，即在各施工阶段中贝雷桁架片任何部位的内力均不能大于该容许内力值，否则视为不满足要求。

（2）施工阶段划分

按照现浇主拱圈，应按分段、分环和纵、横向对称均衡的原则进行加载。进行施工阶段划分，共划分为11个施工阶段。参见施工阶段划分表（表2）所示。

（3）其计算模型参见麻柳河大桥拱架计算模型图6。

（4）施工阶段划分

严格按照该桥施工图设计文件中“主拱圈拱上加载程序图”中的相关规定一“在钢拱架上立模，现浇主拱圈，应按分段、分环和纵、横向对称均衡的原则进行加载。可按底板、腹板、顶板三环施工，前一环合拢并达到80%设计强度后，再进行下一环的施工。”进行施工阶段划分，共划分为14个施工阶段。参见施工阶段划分一览表（表3）所示。

3）拱架悬拼阶段验算

（1）计算模型

该次计算采用MIDAS软件进行计算分析，建立平面杆系模型，模型总共27个节点，30单元。其中梁单元24个，索单元6个。贝雷桁架片采用梁单元，扣索（ф21.5的钢丝绳）采用索单元。

移动卷扬机和支撑架重量以节点荷载形式加于贝雷桁架片上。由于每个拱片均独立采用扣索固定，故该次计算以一片拱片进行建模分析，计算模型参见麻柳河大桥拱架悬拼阶段验算模型（图7所示）。

（2）施工阶段划分

根据麻柳河大桥施工方案，贝雷桁片安装采用“悬臂拼装法”，由拱脚向拱顶对称拼装，至钢架合拢。横向采用差接修订绑贴法实现拒拱架整体合拢。横向拼装采用差接绑贴法施工，先从两岸对称安装4片拱架，合拢后，以这4片为基础，对称绑贴拼装其他拒拱片，每个拱片均采用扣索固定，当16片拱架全部合拢后，上好槽钢使成为一个完好的整体。扣索从拱脚向拱顶依次编号为1、2、3，下同。参见施工阶段划分一览表（表4）所示。

4）验算结果

通过分别对该桥主拱圈混凝土施工过程中拱架整体验算（分箱梁参与受力和不参与受力两种情况）和拱架悬拼阶段扣索拉力验算，可以得出以下结论：

箱梁参与受力模型：

（1）贝雷桁架片在主拱箱梁现浇过程中内力均满足其技术指标要求，其中最大弯矩只达到其允许值的22.8%，为180.10千牛・米；剪力只达到其允许值的15.1%，为36.91千牛；轴力最大达到其允许值的35.5%，为470.82千牛。

（2）由贝雷桁架片组拼的钢拱架在主拱箱梁现浇过程中跨中挠度变形为8.34毫米（扣除钢拱架自身变形及底模架作用下的变形后），变形较小，可以满足要求。

（3）贝雷桁架片在悬拼过程中各索的拉力最大为：第2根索，16.4千牛，远小于ф21.5钢丝绳的破断拉力：245.5千牛（公称抗拉强度为1400兆帕），满足要求。

（4）施工过程中的稳定性特征值达到6.87满足要求。

3.拱架拼装

1）准备工作

拱架拼装准备工作包括材料、机械和人员等。

材料准备。拱架设材料由生产厂家按合同按时按量供应。各类材料应符合设计及规范要求，并经检验合格后才能使用。要落实元器件的进货检验制度，由物资装备科和试验室具体负责，把好原材料进场关。质量安全科落实检查，如现场发现不合格材料应立即清除，并做好记录。工程技术科及时做好施工技术交底，对原材料的适用标准予以明确，并严把操作的规范化。拱架主要材料一览表参见表5。

机械、设备主要机械有装载机1台，运输汽车2台，卷扬机8台，全站仪1台，水准仪1台。

人员主要包括管理人员5人，技术人员8人，其他工人30人。

2）拱架拼装工艺流程

拱架的拼装严格按照设计及规范要求进行，拼装工艺流程参见图8。

拱架用汽车运输至河底，然后用吊车（或者卷扬机）吊装。纵向用“悬臂拼装法”，由拱脚向拱顶对称拼装，至钢拱架合拢。横向用差接绑贴法实现拱架整体合拢。悬臂拼装法就是利用吊车站在河床上吊装拱片，由拱脚向拱顶边安装边扣拉边推进直至拱架合拢的方法。首先安装中间4片，其具体方法及程序参见拱架断面示意图9、图10。合拢后以这4片为基础，对称绑贴拼装其他拱片，每个拱片均采用扣索固定，固定位置在标准片的第2、4、6、8、10节节点处，当16片拱架全部合拢后。拼装过程中利用扣索调整拱架标高（标高差值不超过2厘米），利用风缆调整拱架中线（偏差不超过3厘米）。

3）拼装中注意事项：

（1）扣点位置在已经上好贝雷销的节点处；

（2）拼装时要及时拉上风绳，以增加横向稳定性；

（3）在拱架拼装过程中，要及时测量主要节点处的高程及中线偏差；

（4）在拱架拼装时要左右对称、前后对称拼接。

4）拱盔安装

（1）髙程控制。拱盔高程控制主要指底模施工时其顶面的高程，它直接关系到拱圈高程。底模施工高程由底板底面的设计高程和拱架、拱盔、拱圈的预拱度决定。

（2）拱架、拱盔、拱圈的预拱度。拱架受拱盔、拱圈的荷载产生变形（△拱架）；拱盔受拱圈的荷载产生的变形（△拱盔），包括拱圈受自重、混凝土收缩与徐变、墩台位移影响产生变形（△拱圈）。

（3）底模顶面施工高程H施：H施=11设 △拱架 △拱盔 △拱圈

5）底模安装

底模采用2厘米的木模以便于减轻拱架荷载。

6）拱架的预压

为检验拱架应力及其结构的稳定性，拱架的弹性变形，减少非弹性变形，以确保现浇拱圈施工的安全和顺利进行，拱圈需进行预压，且预压荷载不小于拱圈恒重。全联整体预压，预压顺序按照实际施工浇筑顺序模拟进行。预压重量采用100%拱圈荷载总重量。

具体施工过程如下：

（1）拱架采用砂袋预压，预压时顺桥向按拱圈混凝土实际重量和其他荷载分配搁置，横桥向砂袋对拱架均布加载。全联拱圈体荷载总重量G=405x2500 168 80=1260.5吨，每平方平均荷载：17.8千牛，该次计算按18千牛/平方米。底板、腹板的重量和顶板的分别按总重量的36%、29%和35%。预压按总重量分25%、25%、20%、20%、10%五个级别进行。

（2）预压程序：按照纵横对称的原则进行，每个砂袋重量估计为35kg计算。严格按照先拱脚到拱顶再拱腰的顺序。按5个阶段进行：第一阶段先按总重量25%，即4.5千牛/平方米，按照先拱脚到拱顶再拱腰的顺序预压，预压观测两天拱架、拱盔各杆件应力变化情况及拱架、拱盔挠度和变形等；第二阶段按照继续按照25%即4.5千牛/平方米的重量进行加载预压，预压观测两天拱架、拱盔各杆件应力变化情况及拱架、拱盔挠度和变形等；第三阶段按照20%即3.6千牛/平方米的重量进行加载预压，预压后观测两天拱架、拱盔各杆件应力变化情况及拱架、拱盔挠度和变形等；第四阶段继续按照20%即3.6千牛/平方米的重量进行加载预压，预压后观测两天拱架、拱盔各杆件应力变化情况及拱架、拱盔挠度和变形等；第五阶段继续按照10%即1.8千牛/平方米的重量进行加载预压，预压后观测两天以上拱架、拱盔各杆件应力变化情况及拱架、拱盔挠度和变形等，如数据稳定可停止预压。注意在每一预压过程如发现拱架、拱盔各杆件应力变化情况及拱架、拱盔挠度和变形等超过计算值应查找分析原因并采取补救措施确认安全后才能进行下一阶段预压。

（3）预压期不少于10天且连续两天沉降观测不大于1毫米时，开始卸载。把观测的数据进行整理，绘出弹性变形量，并以此值为参考，考虑施工抬高值，设置跨中预拱度，按二次抛物线至拱圈各点。

（4）测点布设及观测方法：

预压观测将纵向分为67个断面，每断面布置4点，预压后每天定期观测。观测从开始预压到卸载的全过程。加载、卸载分级进行，分级观测，加载及卸载过程中随时观测拱架的稳定，防止局部失稳导致拱架架坍塌。参见沉降观测记录表6。

（5）砂袋加载及卸载运输：砂袋加载运输采用机械运输，人工摆放。

（6）砂袋卸载按照预压的相反顺序进行。卸载时首先抛掷河床后用车辆运输至指定地点处理。

7）数据分析处理及调整底模标高调整

对预压数据进行数理分析并和模拟计算数据进行校核，计算每个部位的沉降预留量，最后用螺旋千斤顶调整底模标高。

二、拱圈施工，包括模板安装、拱圈混凝土浇筑。

1.设备配置及其他准备

该桥设混凝土搅拌站一座，配QZ-750搅拌机2台，HBT60混凝土输送泵2台。混凝土振捣以插入式振捣器为主，平板振动器为辅。在拼装完毕的拱架上搭建临时450钢管支架，用于运输、绑扎钢筋及混凝土浇筑等施工。

2.模板安装

拱圈底模、侧模和顶模均采用优质木模板，重量轻可以减轻拱架的荷载，同时造价底可以减少成本技术上完全可行。缝隙用加工后的木条填塞，再用“即使帖”贴缝，以防漏浆。

模板的铺设顺序：

第一环混凝土浇筑时：拱圈底模——外侧模一安装拉筋。

第二环混凝土浇筑时：内侧模（包括横隔板下部侧模）一装拉筋及分段侧隔板——设置横竖带木一设下部（底板）盖板。

第三环混凝土浇筑时：顶模一'则模一装拉杆及横竖带木——上缘盖板。

3.钢筋加工及安装

拱圈底模铺好后，测设中线、边线、标高，标出各分段点及横隔板的位置，作为安装其他模板及绑扎钢筋的依据。

拱圈钢筋采用在桥下加工弯制，运至拱架上就地绑扎施工。钢筋绑扎顺序按拱脚至拱跨1/4段，先按箍筋后穿主筋的办法；拱跨1/4段至拱顶段先穿主筋后套箍筋，以利于施工。主筋接头、箍筋及横隔板钢筋连接采用焊接；间隔槽钢筋除纵桥向在绑扎分段钢筋时一次成型外，其余的横桥向钢筋和箍筋可以在浇筑前绑扎。

钢筋在绑扎中和骨架成型后，要做好支撑架避免变形，上层钢筋网采用钢管临时定位，保护层混凝土垫块按40厘米间距布置，与主筋绑扎牢固。钢筋在浇筑前要保证其无锈蚀现象。

4.浇筑工艺

拱圈混凝土浇筑采用分环分段法。分为底板、腹板、顶板三环，先浇筑第一环底板，再浇筑第二环腹板，最后浇筑第三环顶板。底板、腹板、顶板可分五段浇筑，先浇筑拱脚①，再浇筑拱顶②，最后浇筑③。浇筑时纵横须对称进行。拱圈施工示意图参见图11，拱圈施工工艺流程参见图12。

段与段之间预留间隔槽，间隔宽度为0.8米，间隔槽混凝土，浇筑前要将分段混凝土表面凿毛冲净，残留混凝土清理干净后绑扎钢筋，立模浇筑，浇筑由拱脚向拱顶对称进行浇筑。拱圈合拢采用开口箱合拢，即在底板、腹板的所有分段混凝土和段间10厘米缝混凝土强度达到设计强度的75%时，浇筑底板、腹板的间隔槽混凝土；在顶板的所有分段混凝土和段间10厘米缝混凝土强度达到设计强度的75%时，浇筑顶板的间隔槽混凝土。这样底板、腹板形成拱，承受部分荷载，减少拱架承受荷载，利于安全施工拱圈。合拢温度宜在较低温度进行，合拢温度按设计要求在5-15℃条件下进行。

混凝土泵送：混凝土施工前，有关的泵送设备应全面检修保养，以确保连续泵送。泵送前要用1立方米，左右1:1的砂浆润滑管道，水泥砂浆应泵岀模外。开始泵送时，混凝土泵应处于慢速、均匀并随时可反泵的状态，待各方面情况正常后转入正常泵送。正常泵送时，泵送要连续进行，尽量不停顿，遇有运转不正常的情况，可放慢泵送速度。混凝土供应不及时，可降低泵送速度，要保持连续泵送，但慢速泵送时间不能超过从搅拌到浇筑的允许连续时间，否则做废料处理。混凝土停泵时，料斗内应保留足够的混凝土，作为间隔推动管路内混凝土之用。短时间停泵，再运转时要注意观察压力表，逐渐过度正常泵送；长时间停泵应2-3分钟开泵一次，使泵正常运转和反转个两个冲程，以防止混凝土假凝堵管，同时开动料斗中的搅拌器，使之搅拌3-4转，防止混凝土离析，但不宜连续搅拌。在泵送过程中，应注意料斗内的混凝土量，应注意混凝土面不应低于上口20厘米，否则不但吸入率低，而且易吸入空气形成堵塞。若吸入空气应进行反泵将混凝土反吸到料斗内，排除空气再正常泵送。

混凝土运输：采用混凝土罐车运到桥下，再用混凝土输送泵运至拱模内。浇筑混凝土前，对模板、钢筋、保护层、预埋件，预留孔道进行检查。并认真检查模板的结构尺寸、中线位置、水平位置、脱模剂的涂抹、钢筋骨架的安装、止浆垫的设置等情况，经检查合格后，方可浇筑混凝土。严格控制进场原材料的质量；不合格的原材料不准进场；在浇筑前，测定原材料的含水率，据此计算出该次施工配合比，在浇筑过程中，应经常测定拌合物的和易性和坍落度。混凝土浇筑时，应设专人检查模板、钢筋和预埋件、预留孔，发现有松动、变形、移位时应及时处理。混凝土施工时，温度控制在5-32℃之间，如果温度过高或过低，应采取降温或升温措施。

为了保证混凝土的强度，待初凝后，应及时覆盖并人工洒水养护；视天气温度，每天洒水5-7遍，保证混凝土表面经常处于湿润状态，养护时间一周以上。

5.模板的拆除

非承重侧模应在混凝土强度达到2.5兆帕时方可拆除侧模。内侧模应在混凝土强度能保证其表面不发生塌陷和裂缝现象后可拆除。承重模板应在混凝土强度能承受自重和其他可能的外荷载时方能拆除。模板拆离拱圈后，吊放到存放处，清洗、修理、涂油以供下次使用。

6.卸架

拱架卸落必须在拱圈混凝土强度达到设计后进行。由于拱架设计中用螺旋千斤顶来调整标高和落架，落点达2724个（横向12排，纵向227排），对于如此多的落架点，落架技术难度大。根据计算分析，确定卸架原则：横桥向必须同时均匀卸落，在纵桥向从拱顶向拱脚逐排卸落，并保持拱顶两侧对称同步进行。对于卸落量开始小，后渐大，纵向从拱顶到拱脚逐渐减小，横向一致。

注意事项：卸架分若干次，每次按拱顶到拱脚的顺序进行一次。在卸架前、过程中、卸架后必须进行卸架监测。如果在卸架过程中出现异常现象（如拱圈偏位较大、拱圈混凝土出现拉应力等），必须立即停止卸架，待出现问题分析解决后，方能恢复。卸架监测包括四个方面：一是通过应力检测仪测应力变化；二是通过悬挂的线垂测挠度变化；三是通过全站仪测轴线偏位；通过值班人员检查异常。

7.拱架拆除

拱圈脱架后，拆除上面横木和联系槽钢等，然后按拱架拼装的相反顺序，逐步拆除，所用的方法和设备一致。每片拱架对应拱圈都预埋一个ф15PVC孔，在卸架和拆除时，通过此孔用卷扬机将拱架落至河床。

• 应力监测

在施工过程中，需对拱圈应力及拱架的应力、挠度进行不间断监测。

一、监测设备和方法

拱架挠度监测采用垂吊垂球法，应力检测采用1G120电阻应变片作探头，牢固粘贴在被测部位，利用UCAM-70A-10型数据采集仪采集输出应力或应变值，并由此计算出杆件内力增量的方法。

二、监测内容

测试各施工阶段拱架典型截面的挠度，分析验证挠度数据；测试各施工阶段拱架典型截面的应力，验证结构分析数据；测试拱圈混凝土典型截面的应力，提供施工参考数据；通过数据分析对各施工阶段进行数据监控，保证施工安全。

三、监测分析

1.拱架挠度监测分析。

绘制各工况下拱架挠度理论值与实测值曲线图，进行比较，各观测值与理论值十分接近，证明各施工过程是合理、安全的。

实测挠度值岀现两边不对称或个别点差值较大现象，可能是由于估读误差和温度影响造成的。

采用垂球法监测拱架挠度，虽简单易行、经济、方便但受温度影响较大，温度上升，拱架和垂吊钢丝将上拱和伸长；反之拱架和钢丝将下挠和缩短，两者影响相互抵消一部分，其差值即为温度影响值。

2.拱架应力监测分析。

绘制各工况下拱架应力理论值与实测值曲线图，在各工况下拱架应力各观测值与理论值非常接近，证明各施工过程是合理、安全的。对各测点的原始数据进行分析，如果各工况下拱片受力不均匀系数除个别点外其余均小于我们采用的不均匀系数，说明我们采用的不均匀系数是合理的。

3.拱圈混凝土应力监测结果分析。

拱圈混凝土应力监测，在落架过程中，对于控制落架程序、保证混凝土拱圈混凝土不产生裂缝起关键作用。然而，拱圈各测点混凝土应力值并不代表其测点的实际混凝土应力，因为它包含着大量的混凝土徐变、收缩。所以在分析时必须把监测点混凝土徐变、收缩应变从总应变中分离出来。

• 拱上部位施工

一、拱上立柱、盖梁施工

在主拱圈的混凝土达到设计强度后，卸落拱架，按设计顺序对称浇筑拱上立柱。在浇筑混凝土立柱前在浇筑完的主拱圈上搭设满堂支架，支架纵横上下步距均为75厘米，以便于立柱和行车道板的钢筋绑扎、模板安装、混凝土浇筑。在预留的PVC孔中插入钢筋，钢筋与钢管支架之间采用焊接等措施确保，支架不会滑移。立柱高度均小于10米，按常规方法分2-3次立模成型，浇筑混凝土即可。在施工时立柱钢筋应注意下料长度，宜制成长短不一，以避免钢筋连接时的焊接接头在同一截面。模板用脚手架钢管固定，模板采用特制组合钢模，分为上下节，每节由4块组成，每节3米高。盖梁模板采用定型钢模，钢筋的加工与安装严格按照桥规执行。混凝土采用输送泵浇筑，插入式振捣器振捣。

二、墩、台施工

1.墩、台基础施工

按设计尺寸位置开挖，3号墩基础需嵌入中风化基岩不小于1.5米，基底承载力不低于600千帕，标高可根据开挖实际情况调整。桥台基底承载力不低于200千帕且不高于设计标高；达到设计要求后浇筑混凝土。

2.墩身、台身施工

1）施工准备。施工前应清除并凿毛基础混凝土表面上的浮浆并用高压水冲洗，放点定位。

2）搭设脚手架。由于该桥墩身、台身高度不大但由于地形坡度较大所以搭设双层脚手架均能满足施工需要，且在搭设前对地面做必要的抗滑处理。

3）模板加工。模板全部采用大块钢模板拼装，模板套数根据墩台数量、施工周期和工期安排确定，在工厂定点加工，墩身高度较小，一次安装浇筑。

4）模板安装。模板利用吊车及倒链配合进行安装，其连接螺栓及扣件按规定上够数量，并设好内部支撑及拉杆。模板应有足够的强度、刚度、稳定性和精确的结构尺寸，板面要求平整，接缝密贴，确保不漏浆，板面变形不大于1.5毫米。

5）混凝土浇筑。墩身混凝土浇筑必须在其基础混凝土强度达到设计强度的85%以上方可进行。混凝士拌合采用拌合站集中拌合，混凝土罐车运输，拌合时严格按照混凝土的配合比进行配料，振捣采用插入式振捣器振捣，并配附着式振动器，浇筑高度大于2米时，设置串筒，以避免混凝土混合料从高处向模板内倾卸时产生离析。混凝土混合料分层进行浇筑，厚度不得超过30厘米。用插入式振捣器振捣要仔细，以免漏振。振捣密实的标志是混凝土停止下沉，不再冒出气泡，表面呈平坦泛浆。

6）拆模及混凝士养护。混凝土初凝后应及时进行洒水覆盖养护，达规定强度后方可拆模.脱摸时先松开大块模板的联结扣件，用掬链配合人工逐块拆下各块模板倒至上部，经对板面进行清理及涂刷脱模剂后备下次周转使用。

三、盖梁、台帽

已成型的墩身上端，根据设计高度画好抱箍线，安装钢抱箍，其上搭设分配梁，铺设底模，绑扎钢筋，立侧模，经监理检查合格后，浇筑混凝土。台帽是在已施工好的台身上放线立模浇筑混凝土。

四、支座施工

为保证支座安装平整度和对其精度的要求，垫石施工标高较设计标高稍高，再利用整平器及精密水准仪量测，反复整平混凝土面，安装支座前凿毛垫石，铺2-3厘米厚与垫石等强度的砂浆，砂浆浇筑标高较设计标高略高3毫米左右，然后安设支座就位，用锤振击，使其符合设计标高。

五、桥面实心板施工

桥面实心板采用搭满堂支架施工。混凝土按照设计顺序对称进行。混凝土抗压强度低于2.5兆帕前不得承受行人或其他物件的荷载，低于设计强度70%前，不得通行各种车辆。模板采用定制钢模，钢筋分段绑扎不得有锈蚀现象，模板支架在达到设计强度后拆除。施工时要严格控制混凝土的标高。

1.满堂支架施工

搭设满堂支架施工支架须进行设计计算，满足强度、刚度和稳定性支架采用满堂式布置，利用巾50钢管脚手杆搭设，支架底部与拱圈预留孔中插的钢筋和已浇筑好的立柱做连接处理防止支架滑移，支架顶部设置顶纵梁和横梁，其上铺设梁体模板。支架纵横向设置剪力撑顶部设单向风缆（靠墩方向），以增加其整体稳定性，并在支架上端与墩身间用方木塞紧。支架拼好后，进行预压，消除变形。钢管间距纵横上下步距均为75厘米。支架与满堂支架因接头多，在荷重作用下的变形较大，且不易准确计算，为清除支架的变形和因地基沉陷、拱圈挠度变化而引起的实心板早期开裂，同时为验证支架的安全性和预拱值的准确性，不同跨径的支架须进行预压试验，预压在实心板底模支好以后，按设计荷载1.2倍换算出压载重量，在底板上模拟现浇重量加载预压。预压采用砂袋法，加载时尽量符合混凝土浇筑时的状态。

支架预压时在底模和地基、拱圈上设沉降监测点、底模监测点选在跨中和1/4跨共3点，在预压重量达设计荷载50%、75%、90%、100%时皆需进行监测，并派有专职施工员和安全员监测支架变形情况，一旦发现支架变形超出允许范围，必须立即停止预压，并分析原因，待处理完善后方可再进行预压。全部加载后不可立即卸载，需等一段时间（一般24-72小时）后，再逐级卸载，逐级测量并详细记录。

2.实心板浇筑顺序：按纵横对称原则进行。

3.模板安装。模板采用钢摸以确保施工的质量。模板要有足够的刚度、强度，板面要平整，接缝密贴，确保不漏浆。用高强螺栓连接，安装时要严格按设计控制标高和中线。

4.钢筋安装。严格按照设计及规范要求施工，钢筋不得有油污、锈蚀，注意控制保护层的厚度。

5.混凝土浇筑。混凝土浇筑采用混凝土输送泵浇筑，严格控制配合比确保混凝土的强度，用插入式和平板震动器振倒确保混凝土的密实。

《现浇钢筋混凝土拱桥无支墩施工工法》采用的材料及设备参见表7。

参考资料：

《现浇钢筋混凝土拱桥无支墩施工工法》的工法特点是：

1.采用无支墩贝雷梁拼组可调曲率桁式拱架，较以往的土牛和地面搭满堂架方法，能够很好的克服主拱圈下沟深、河流流量大的地形影响，大大降低了施工成本。

2.主拱圈底模采用螺旋千斤顶支撑，能够更加方便、准确、快速的对线性进行调整。

3.拱圈采用钢筋混凝土分段现浇，整体性强，结构轻盈，自重小，线性美观，减少了混凝土用量，节约了投资。

4.施工工艺完善、简便，可操作性强，降低劳动强度，便于推广。

5.施工速度、施工质量容易得到保证。

随着中国公路事业的高速发展，现浇钢筋混凝土箱形拱桥因其工量少、自重轻、截面合理、外形美观，截止2009年，在大跨度钢筋混凝土拱桥中被广泛应用。安通建设有限公司、北京市公路桥梁建设集团有限公司承建的包（头）一茂（名）高速公路毛坝至陕川界MC4合同段麻柳河大桥就是一典型的大跨度现浇钢筋混凝土拱桥实例。该桥地处高差达60多米的V字形陡峭山谷中，谷中是与该桥成正交的麻柳河，大部分时间下面河流较急，而且常年多雨。麻柳河在2009年的11月至次年4月份为相对枯水期。为了尽量避免雨天水位上涨造成的影响，以及节省大规模改河道的成本投入，该公司人员对桥施工方案进行了认真的分析研究，并对各种方案进行了反复比选，最终选用拱圈无支墩施工方案。在该桥施工中大力开展科技攻关，运用结构软件提前进行结构模拟验算，不断完善施工工艺，保证了施工安全，成功的克服了主拱圈下沟深、水流急而对施工造成的影响；无支墩贝雷梁拼组可调曲率桁式拱架搭设方法和要求；支撑主拱圈底模的杆件的材料选择与制作；主拱圈加载程序和拱架卸载程序；主拱圈间隔槽的预留位置；合拢温度的选择；混凝土分段和浇筑顺序；拱上运输系统的布置；消除拱架形、控制主拱圈变形等关键技术难题，《现浇钢筋混凝土拱桥无支墩施工工法》是在总结上述成功经验的基础上形成的。

《现浇钢筋混凝土拱桥无支墩施工工法》的质量控制要求如下：

该桥通过对主拱圈挠度形、拱架压缩形和地基沉降的控制，达到主拱圈轴线与设计悬链线最大程度的吻合。具体控制标准参见表8。

参考资料：

《现浇钢筋混凝土拱桥无支墩施工工法》的效益分析是：

该主拱圈由于在材料、工艺、技术、程序上都得到了有效的保证，主拱圈无论在几何尺寸、结构强度和外观质量上都一次成优。

采用无支墩贝雷梁拼装桥梁拱架与传统拱架比较有不少技术经济上的优势。节约大量材料和施工时间，且部分附属配套设施可以循环利用。

除严格遵守国家相关安全技术规程外，《现浇钢筋混凝土拱桥无支墩施工工法》还根据该工程特点制定各项安全措施，包括雨季防汛安全措施，桥梁施工高空作业安全措施，交通安全措施及《施工现场安全管理办法》、《安全操作规程》、《治安、保卫、消防措施》；建立安全检查落实制度，经常定时召开安全例会，会前布置，会后检查落实，做到超前控制，定期和不定期开展安全评比工作，查违章、查隐患、查措施、抓落实、树立典型，使安全工作长抓不懈。

主要过程的安全措施：

拱架作业安全技术措施。对下落、提升贝雷片等必须有明确的色旗和哨音等指挥设备，设专职信号员，指挥吊装；采用差接帮贴法悬臂拼装拱架时，根据悬臂长度，随时拉好扣索和风缆，以确保稳定和拼装安全；扣索必须扣在拱架的大节点处，决不可扣在小节点处；拼装过程中，要及时上足拧紧螺栓并进行全面检查；提升的钢丝绳必须与吊钩连接牢固，保证升降时不脱钩，钢丝绳安全系数必须大于6，且派专人经常检査，发现断丝或伤口必须更换。

拱圈施工时安全措施。拱圈浇筑前，对机具设备及防护设施等进行检査，对施工人员进行技术交底；拱圈浇筑时，随时检查拱架和模板，发现异常情况及时采取措施；拱架经计算，具有足够的强度、刚度和稳定性；拱圈浇筑时，侧模外预留人行道并安装护栏；拱圈浇筑，严格按照浇筑顺序进行浇筑；拱圈浇筑时，应进行挠度、应力监测；夜间施工必须有充足的照明设施。

拱架卸架安全措施。拱圈卸架在其顶板合拢混凝土强度达到设计强度的90%进行；拱圈卸架按照开始小，后逐渐增大；纵向对称、横向同时的原则进行；对拱圈卸架前刻、过程中和完成后都应进行监控，包括拱架的挠度、拱架应力和拱圈应力等监控；拱圈卸架时，卸架人员必须戴安全帽、穿防滑鞋等。

《现浇钢筋混凝土拱桥无支墩施工工法》的应用实例如下：

位于陕西省紫阳县境内的包茂（包头一茂名）高速公路MC4标合同段麻柳河大桥为主跨L=66米的等截面悬链线钢筋混凝土箱形拱桥，净矢高11.0米，矢跨比为1/6，主拱圈为单箱三室整体现浇结构，顶板、腹板、底板厚均为20厘米，箱高130厘米。左线长88.9米，右线长87.4米，桥宽12米。设计荷载：汽车荷载一1级，抗震烈度Ⅵ度。2009年2月10日开始处理拱座基础，到2009年8月24日主拱圈合拢。

《现浇钢筋混凝土拱桥无支墩施工工法》的环保措施如下：

采用该成果施工对地形破坏程度小，防止了水土流失，有利于当地环境保护，具有较好的社会效益。

2011年9月，中华人民共和国住房和城乡建设部发布《关于公布2009-2010年度国家级工法的通知》建质[2011]154号，《现浇钢筋混凝土拱桥无支墩施工工法》被评定为2009-2010年度国家二级工法。 2100433B

包括：①抗滑稳定分析。可取一个坝段进行整体计算,见重力坝。复杂地基中的深层抗滑稳定分析,可采用非线性有限单元法，考虑软弱结构面的非线性特性，计算其失稳过程。②应力分析。可采用材料力学方法,也可采用二维或三维有限单元法，有限单元法可以更精确地反映结构的几何条件及地基特性对支墩应力的影响。③抗震分析。支墩的侧向劲度较小，所以除上、下游方向外，还应进行侧向抗震计算。④纵向弯曲稳定分析。一般假定支墩由互相独立的斜柱组成，采用欧拉法或能量法计算失稳的临界荷载。更精确的计算，应考虑支墩的整体作用。支墩的稳定和强度分析，必要时还可以采用模型试验方法：①光弹试验，包括普通光弹和激光全息光弹；②结构试验，包括脆性材料和相似材料。2100433B

根据面板的形式，支墩坝可分为三种类型。

支墩坝平板坝

由平板面板和支墩组成的 支墩坝 。自1903年修建了第一座有倾斜面板的安布生平板坝以后，世界各国修建了很多中、低高度的平板坝。阿根廷在1948年修建的埃斯卡巴平板坝，坝高83m,是世界上最高的平板坝。苏联修建了一些土基上的溢流平板坝。中国在1958及1973年分别建成高54m的金江平板坝和高42m的龙亭平板坝。

面板与支墩的连接有以下三种形式分类:

①简支式：面板简支在支墩托肩（牛腿）上，接缝涂沥青玛蹄脂等柔性材料，并设置止水。简支式能适应地基和温度变形，采用最多。

②连续板式：面板跨过支墩，每隔两三跨设一道伸缩缝。连续式可以减小板的跨中弯矩，但在跨过支墩处产生负弯矩，易在迎水面产生裂缝，所以较少采用。

③悬臂式：面板与支墩刚性连接，在跨中设缝，要求变形小，以防接缝漏水，只能用于低坝。平板坝支墩有单支墩和双支墩两种形式，双支墩用于高坝。

支墩坝连拱坝

由拱形面板和支墩组成的支墩坝。

与其他形式的支墩坝比较，连拱坝有下列特点：

①拱形面板为受压构件，承载能力强，可以做得较薄。支墩间距可以增大。混凝土用量最少，但钢筋用量较多。混凝土平均含钢筋量可达30～40kg/m3。施工模板也较复杂。混凝土单位体积的造价高。

②面板与支墩整体连接，对地基变形和温度变化的反应比较灵敏，要求修建在气候温和地区，且地基比较坚固。

③上游拱形面板与溢流面板的连接比较复杂，因此很少用作溢流坝。

支墩坝大头坝

面板由支墩上游部分扩宽形成，称为头部。相邻支墩的头部用伸缩缝分开，为大体积混凝土结构。对于高度不大的支墩坝，除平板坝的面板外，也可用浆砌石建造。

大头坝与宽缝重力坝结构体型相似，其区别为

①大头坝支墩间的空距一般大于支墩厚度，而宽缝重力坝则相反；

②大头坝上游面的倾斜度一般较宽缝重力坝大；

③大头坝支墩下游部分可以不扩宽，坝腔是开敞的，而宽缝重力坝则是封闭的。

大头坝头部有以下三种形式：

①平板式：上游面为平面,施工简单。但在水压力作用下,上游面易产生拉应力,引起裂缝。

②圆弧式:上游面为圆弧。作用于弧面上的水压力向头部中心辐集,应力条件好,但施工模板较复杂。

③钻石式:上游面由三个折面组成，兼有平板式和圆弧式的优点，最常采用。大头坝支墩有单支墩和双支墩两种形式，高坝多采用双支墩以增强其侧向稳定性。为了提高支墩的侧向劲度或为了防寒，也可将下游部分扩宽，使坝腔封闭，这时在结构体形上接近宽缝重力坝。