下承式拱型桁架渡槽施工新工艺

杨文志

(湖南路桥建设集团公司，湖南长沙410004)

0 前言

渡槽施工在高速公路施工中虽占的比重不大，但对当地人民的生产生活影响较大;如果施工不当，在高速公路通车后也将影响高速公路的正常运营，而且在路基土石方施工过程中，快速的完成渡槽施工也能减少与当地纠纷和协调工作，降低施工成本。下承式拱型桁架渡槽能充分发挥材料的受压性能，在高速公路建设中越来越得到采用。但因拱型桁架结构复杂，杆件多、细且长，控制难度大，施工工序较为繁琐，如采用常规现浇施工方法工期较长。本文介绍一种平卧预制、整体吊安的施工新工艺与新方法，去繁就简，安全可靠、优质高效。

1 工程简介

桂武高速公路第9合同段所承建的k160+928晓言塘渡槽是一座8 m+20 m+20 m+8 m的4孔横跨高速公路的通水结构，总长56 m。其中两个主跨为拱型桁架+渡槽槽身的结构，两个辅跨连接段为单独的槽身结构。该渡槽的总体布置如图1。

图1 渡槽的总体布置(单位:cm)

2 施工方案及施工工艺与方法

2.1 施工工艺流程

下承式拱型桁架渡槽采用平卧法预制和整体吊安的施工工艺流程如图2。

图2 施工工艺流程

2.2 施工方法

2.2.1 拱型桁架预制

1)场地硬化。

为确保桁架结构预制质量及精度，在渡槽附近就地平整和压实场地，并浇筑10 cm厚C25混凝土作为预制平台，混凝土要振捣密实与严格控制顶面平整度，以保证桁架预制需要和达到构件预制的质量不因地基问题产生下沉、裂缝、起砂或起鼓等现象。四周采取开挖排水沟措施，防止场地受雨水影响。

2)测量放样。

采用坐标法在预制台上直接放样，根据设计提供的坐标，返算出桁架拱坐标方程式为y=-0.025 x2+2．5，以跨中点为坐标系原点，以渡槽水平向为x轴，竖直向为y轴。采用1 m/每点进行加密放样，确保线型准确。

各点坐标计算如表1。

3)胎模制作及钢筋安装。

根据放样坐标点，在预制平台上采用弹墨线法按照桁架片的结构尺寸如图3绘制出来，再采用δ6 mm钢板或δ10 mm竹胶板制作胎模(底模)，然后绑扎钢筋;并用竹胶板制作侧模并固定，同时各种预埋件(包括墩身焊接铁板、上下弦杆预埋钢筋和槽身浇筑预埋钢筋等)的位置要准确设置。

4)专项混凝土配合比设计。

图3 桁架片结构尺寸(单位:cm)

表1 各点坐标计算

因桁架上下弦杆及拉杆尺寸均很小，且钢筋布置较密，需设计专项混凝土配合比来保证桁架杆件混凝土的密实与浇筑质量。根据试验，选取最大骨料粒径满足4.75～19 mm的连续级配的小石子，按4.75～9.5∶9.5～19=30%∶70%的比例掺配，并采用P.O52.5水泥、优质中砂和聚羧酸HPC—S—5减水剂，满足设计与施工要求C40混凝土配合比:

C∶S∶G∶W∶A=381∶642∶1 193∶179∶5.72=1∶1.69∶3.13∶0.47∶0.015

水灰比为0.47，砂率为35%。

5)桁架片混凝土浇筑。

采取平卧法就地预制桁架片要求混凝土一次性浇筑完成，同时要振捣密实，表面要收浆平整光滑。混凝土浇筑后采用覆盖洒水养生连续14 d以上，桁架片的混凝土强度达到设计强度的100%时，方可进行拼接、吊运等作业。

2.2.2 拱型桁架组拼

1)组拼平台浇筑。

为保证桁架片一一对应连接成整体，先在预制场地浇筑两个组拼平台，要求高出地面50 cm，两个平台的标高一致，高差与平整度均控制在2 mm以内，通过测量将组合桁架的尺寸用墨线画出以便组拼控制位置。

2)桁架片组对竖立。

因桁架片既长且细，侧向刚度较差。根据《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》第7.2条关于“短暂状况构件的应力计算”的条文说明，为防止在转换过程中发生折断或扭曲，或出现裂缝，采用脚手架钢管纵横交错，并用铁丝将钢管及桁架片绞紧等临时加固措施，临时增加桁架片整体刚度，确保桁架片起吊安全。用一台吊车缓慢吊起平卧桁架片，其中吊车大钩起吊位置在上弦杆节点，吊车小钩起吊位置在下弦杆节点，通过控制大小钩起吊速度及高度，将桁架片由平卧状态缓慢地起吊至竖直状态。

通过吊车分次将已预制好的两片桁架起吊放置在组拼平台上，同时根据桁架上下连杆的长度和位置控制两片桁架的上口与纵向位置，采用地锚、手拉葫芦，三角架等将竖立的两片桁架临时固定。

3)浇筑桁架上下连杆。

将上下连杆的连接钢筋焊接成整体，绑扎连杆其它钢筋，安装连杆模板，浇筑拉杆混凝土，使两片预制好的桁架片成为一跨的拱型桁架。

2.2.3 拱型桁架整体吊安

1)吊点及吊索选择。

单跨拱型桁架全长20 m，总重约7 t，根据起重吊装的有关规定，吊索(选用φ19.5 mm钢丝绳，单根长度12 m)与预制件平面的夹角不应小于45°;同时考虑起吊后桁架结构纵向内力基本平衡，选取吊点位置从桁架端部往中部6 m处的上弦杆与斜拉杆交叉位置。并在吊点节点处设置起吊用扁担梁，扁担梁用2根14#槽钢焊成盒形，以减少起吊时水平力对桁架连杆的不利影响。

2)整体吊安就位。

用吊车缓慢整体提升桁架组，缆绳牵拉，控制其摇摆;当置于墩顶位置时，以桁架下弦两端的定位标记和墩顶的轴线标记为准，缓慢准确定位后临时固定，再将上下预埋钢板焊接一起。

2.2.4 主跨段槽身现浇施工

主跨段槽身施工时，直接利用桁架片下弦杆上相应位置的预埋钢筋(按间隔60 cm设置)作为底模支架，铺设底模，绑扎钢筋，安装侧模，利用汽车吊、料斗浇筑，待混凝土强度满足要求时将模板拆除、将预埋件割除。

2.2.5 连接段槽身施工

在预制场地内预制，并预埋4根吊环以便后续施工起吊，在其强度达到100%后则用吊车整体起吊安装就位。

3 结语

本工程采用了平地预制，整体吊装的新工艺、新方法，与常规施工方法相比，能充分保证施工质量、减少施工难度，减少高空作业工序，且大幅减少所需的大型机械台班，且上部构造可在下部构造施工时同期进行，大大缩短整体的施工时间，具有良好的经济效益和社会效益。实践证明，在以后类似的结构施工过程中，也可以参考使用该新工艺、新方法。

［1］张应立.现代混凝土配合比设计手册［M］.北京:人民交通出版社，2003.

［2］杨准理，武吉中，余军.公路施工手册/基本作业［M］.北京:人民交通出版社，1998.