中国有色金属工业第十四冶金建设公司
摘要：本文以老挝万万高速公路万荣南松河现浇拱桥为实例，采用MidasCivil有限元软件建立支架模型，总结了支架施工对现浇钢筋混凝土拱桥线形的控制措施，为类似工程提供一定的施工经验。
关键词：混凝土拱桥；有限元软件；线形控制
1、工程概况
万荣南松河大桥为老挝首都万象至磨丁口岸高速公路首都万象至万荣段土建七工区K96+700～K109+100上的一座桥，桥中心桩号为：K108+340，桥长125.572m，桥面宽22.5m，为跨万荣南松河而设，上部构造设计为（29.293+55.55+29.293）米，中跨为上承空腹式钢筋混凝土板拱，边跨为钢架拱结构，下部1#、2#基础采用扩大基础，两岸桥台为桩柱式桥台，全桥共设4道伸缩缝。
2、工程特点
（1）主拱圈采用等截面抛物线无铰拱，计算跨径为55.55m，计算矢高为9.333m，计算矢跨比为1/6；拱圈截面为矩形实心板拱，矩形宽度为23.6m，拱圈厚度为100cm；边跨结构为刚架拱结构，由立柱、梁及拱组成，梁顶部来平衡横坡。
（2）采用空腹式拱上建筑。空腹段由腹拱组成。腹拱混凝土标号为C30，为现场现浇；腹拱为等截面圆弧拱，计算跨径为4.054m，计算矢高为0.872m，矢跨比为4.649。横墙混凝土标号为C30，为现浇。横墙与主拱圈相交处设底梁，以分散立柱传给拱圈的集中力。实腹段由钢筋混凝土横墙、侧墙和填料组成。
3、拱圈线形控制措施
项目部成立测量组，并在测量组下设技术小组、质检小组、作业小组、联络小组和后勤保障小组，并确定各级责任人员。根据设计单位提供的测量控制点，进行加密点的布设，按平面进行一级导线加密，高程四等水准加密，在附近水准点引测高程点。南松河大桥设置三个控制点，高程点与平面点共点。对外业采集数据整理后，安排专人进行四等附合水准平差。第二人复核无误后，成果采用统一表式上报测量监理工程师，经复核认可后，方可使用。
支架现浇拱圈的控制线形影响因素主要有：支架体系选择、支架基底在荷载作用下的非弹性沉降、支架在荷载作用下的弹性压缩和非弹性压缩、由混凝土收缩及温度变化而引起的挠度、支架拆除后构造本身所产生的挠度。
3.1支架体系选定
根据施工现场水文地质情况、河道变化、地质土层分布、地基承载力等实际情况，使用MidasCivil建立结构模型，加载组合支架和上部荷载分析临时支墩稳定性情况，决定采用临时墩、贝雷梁及盘扣支架组合式支架施工。
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中跨支架模型
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中跨支架布置图
（1）支架选用承插型盘扣式钢管支撑系统，承插型盘扣式支撑架的立杆直径φ60×3.2mm，材质为Q345A，水平杆、斜杆采用φ48×2.5mm钢管,材质为Q235B，主龙骨采用双拼[12槽钢，次龙骨为50×50×3.0mm的方钢管。中跨立杆间距横向0.6m×横向0.6m，步距1.5m。
（2）底模：采用18mm厚竹胶板。
（3）主龙骨：主龙骨采用双拼[12槽钢，按横桥向间距0.6m进行布置。
（4）次龙骨：采用50×50×3.0mm方管作为次龙骨，次龙骨按20cm间距布设。
3.2支架基底处理
跨河道部分：在河道两岸边设置混凝土临时墩，采用C20混凝土浇筑，尺寸为长28.3×宽2.0×高4.16m，1#临时墩距离1号墩拱座15m，两临时墩距离为18m，保证过水断面。
陆地部分：根据实际地形开挖台阶，台阶高度为0.5m和1.0m，在台阶临空面浇筑护脚墙，开挖至设计标高，采用轻型触探仪对基底进行地基承载力试验，承载力要求为464.36kpa，然后浇筑10cm厚C20混凝土垫层。1、2号墩扩大基础及拱座周边用C20混凝土回填。
3.3支架搭设
跨河道部分：在临时墩上架设双层加强型贝雷梁，长度21m，共28排，间距90cm，贝雷梁和加强弦杆之间通过弦杆螺栓连接，两层贝雷梁之间通过桁架螺栓连接；横向用支撑架（900型）连接，横向铺设I22a工字钢，间距60cm，然后搭设满堂支架。
陆地部分进行地基处理后，搭设满堂支架。
在硬化的混凝土地坪上按设计间距放出每根立杆的位置，用墨线加以标志，搭设时严格按照定位搭设。
3.4支架预压
支架搭设完成后，由下往上依次安装可调托座，顶托座上横向铺设双拼[12的槽钢作为主龙骨，主龙骨上纵向铺设50×50mm方钢管作为次龙骨，次龙骨按20cm间距布设，然后预压。
为了检验支架及地基的强度及稳定性，消除整个支架的弹性变形、非弹性变形和地基的沉降变形，测量出支架的弹性变形，并检验支架能否承受拱圈施工的最不利荷载，对支架按施工荷载进行预压试验，预压材料使用吨袋装碎石，重量用地磅称量。
测点布设：沉降观测点的布置应定点准确，点的位置和密度应该能够准确反映整个支架的位移和变形情况。观测断面纵向在距拱脚L/8、L/4、3L/8、L/2处，同断面横向在底板上按点2m间距布设，与桥轴线对称布置。每组观测点应在支架顶部和支架底部对应位置上布设。模板底部的观测点可以用铁钉钉入模板底部的方木加以定位（红漆标注），采用水准仪进行沉降观测，因为水准点在上部，所以需要倒尺观测。支架基底的观测点可以定位于支架底的垫板上（钉上铁钉用红漆标注），采用水准仪进行观测。
支架必须全过程预压和检测，加载顺序先从拱脚开始进行，两侧同时对称压重，直至拱顶压重完成。
根据混凝土浇筑顺序，先对称预压至两侧1/4段，观测跨中拱顶的高程变化；再预压拱顶，观测高程来进一步确定预拱度。
加载过程中全程监测拱架变形，观测程序为：分别于加载前、加载60%，80%、100%时用水准仪观测。第一、二级每级加载完成后，停4-6小时,观测2次；加载过程，观测支撑体系没有明显的变化时，方可继续加载；预压加载随时观测支架的变化情况。加载到预压荷载总量后，静压不小于60小时，每天观测3次。卸载6h后再测量一次各观测点的标高。当连续2天的累计沉降值小于3mm时方可卸载。
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卸载分2次卸完，分别为50%.第一次卸载后停4-6小时，观测2次；第二次卸载后48小时内观测6次。
卸载后，要根据测得的各点对应的弹性数值及设计标高、设计预拱度，通过可调顶托重新调整模板标高和模板的施工预拱度，以保证混凝土施工后，底模仍保持其设计标高和线型。
底模安装采用以构件中心线向两边安装，顺桥放置。模板铺设时保证底板线形接顺，每1m按设计标高及轴线坐标复测一次。
3.5浇筑过程中的线形控制
主拱圈混凝土沿拱跨方向分为4段、对称浇筑，分段位置设在L/4处，各段的接缝面与拱轴线垂直，各分段点预留间隔槽，宽度为1.0m。用2台输送泵对称下料、连续灌注，准确控制两端的浇筑速度，避免产生较大的偏差。各分段内的混凝土一次连续浇筑完毕，拱圈浇筑顺序为：对称浇筑1#段、4#段，然后对称浇筑2#段、3#段。
间隔槽混凝土待拱圈分段浇筑完成后且其强度达到85%设计强度以上和结合面按施工缝处理后，由拱脚向拱顶对称浇筑。两拱脚间隔槽混凝土在最后浇筑，间隔槽浇筑顺序为：对称浇筑②、④，然后对称浇筑①、⑤，最后浇筑③。拱圈合龙温度在当天最低温度进行，根据温度测量数据显示，凌晨2点左右为当天最低温度。
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拱圈在浇筑过程中，要随时监控监测支架的变形，如变形量超过计算值（1.5cm），要停止浇筑，及时查明原因，并采取加固拱架、调整加载顺序、增加配重等措施，保证施工安全。
南松河大桥拱圈在浇筑过程中，支架变形量观测方法采用铅锤垂吊法：在距离拱座1/4及跨中位置布置左右两侧各布置2个锤球，铅锤离地面5cm进行监测，观测锤球位移及高程变化。
3.6支架的拆除
拱圈卸架时间须在混凝土强度达到设计强度的100%后，同时在卸架前，桥台的全部工程及台背回填土必须完成，同时必须完成基础基坑回填，经过单位工程负责人、质量自检人员和监理工程师的检查验证，确认不再需要支架时，并由总监理工程师批准确认，方可拆除施工支架。
从拱顶向拱脚依次循环卸落，纵向对称均衡卸落，横向同时一起卸落。每一次拆支架，拆除程序遵守由上而下，先搭后拆，后搭先拆的原则，即先松顶托，使底模与拱圈混凝土分离，随时注意观察拱圈是否变形，主要是在拱脚位置的水平位移，若发生变形须立即停止支架拆除，若未发生变形则继续拆除作业，然后拆除横杆、立杆等。在整个拆架过程中必须有技术人员跟班指挥与检查，以防拆架产生过大的的瞬时荷载引起不应有的施工裂缝。
4、施工检查要求
（1）每一道工序的检查均严格执行“三检制”，检查合格后方可进入下一道工序施工。
（2）每道工序的检查均应进行自检,按照质量检验评定的内容要求,检查合格后上报质检部门；若检查不合格，则立即整改至合格为止。
（3）质检负责人或质检员接到报检后,及时进行检查，并组织对上下工序班组进行互检；若质检负责人或质检员检查不合格，则下发整改通知，整改完成后进行复查，合格后经质检负责人签字验收，然后及时通知监理工程师进行检查验收。
（4）经监理工程师进行验收合格后，方可进行下一道工序施工。
（5）凡不履行报检制度或经验收不合格的不允许进入下一道工序的施工。
5、结语
通过本工程实例证明，采取上述施工方法及措施，能够保证现浇拱桥的平面位置及高程的准确性，拱圈线形得到了有效的控制。
参考文献
[1]《公路桥涵施工技术规范》JTG/TF50-2011
[2]刘永福.大跨径钢筋混凝土拱桥超高组合拱架施工技术[J].桥梁建设，2012，42（z1），101-106.
[3]刘念.现浇曲线拱桥支架的设计与施工[J].建筑工程技术与设计，2019，（6），222-223.