大跨度多拱实腹式等截面圆弧石砌拱桥施工方法
【专利摘要】本发明公开了一种大跨度多拱实腹式等截面圆弧石砌拱桥施工方法，包括围堰设置、桥墩台砌筑、拱架设计、拱架预压及调整、拱圈结构砌筑、拱架拆除施工等步骤。本发明施工方便，施工质量好；适用于市政和景观工程类石砌拱桥的施工；特别适用于无水条件下石砌拱桥的施工。
【专利说明】大跨度多拱实腹式等截面圆弧石砌拱桥施工方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种大跨度多拱实腹式等截面圆弧石砌拱桥施工方法。
【背景技术】
[0002]石拱桥造型优美、坚固耐用、历史悠久、被广泛用于公路、市政、交通等领域，其具有取材方便、施工简易，工程造价相对低等特点。但随着人们审美观的不断提高和对桥功能要求层次高，石拱桥逐步呈现出大跨度、大截面、多拱构造及高承载力等趋势，施工技术也需要不断进步。
【发明内容】
[0003]本发明的目的在于提供一种施工方便、施工质量好的大跨度多拱实腹式等截面圆弧石砌拱桥施工方法。
[0004]本发明的技术解决方案是:
一种大跨度多拱实腹式等截面圆弧石砌拱桥施工方法，其特征是:包括下列步骤:
(一)围堰设置
围堰做法:围堰堰体采用回填土碾压密实，堰体稳固、不塌陷，围堰两侧1:1预留坡度；围堰形成后，排除围堰基坑内原有河水和浮浆；
(二)桥墩台砌筑
(1)砌筑前检查基础面标高，石砌位置测量放线，画出轮廓线；` (2)按料石及灰缝厚度，预先计算砌筑层数，采用的料石分层分块编号，砌筑时对号入
座；
(3)先砌墩台四角转角石及外围，在已砌石料上用线锤挂线控制垂直度，最后砌筑腹
部;
(4)采用坐浆法砌筑，每层石料高度相同，丁顺相间或二顺一丁排列；
(5)砌筑平缝和竖缝宽度分别不大于30mm和40mm，上下层砌石错缝不小于IOOmm；
(6)砌块表面勾缝横平竖直，深浅一致，十字缝搭接平整，勾缝的深度进墙面凹进5mm；
(7)砂浆在砌筑或勾缝砂浆初凝后，立即覆盖洒水，湿润养护7-14d；
(三)拱架设计
拱架搭设前进行专项设计；每拱均采用落地式钢管扣件满堂支撑架，钢管均为(648.3X3.6mm钢管,面板采用竹胶合板制成拱形；
(四)拱架预压及调整
拱圈砌筑前，对拱架预压，以消除地基沉降影响和支架的非弹性变形，检查拱架稳定性，同时测出的弹性可记录的变形值作为施工预留拱度的依据；预压主要控制以下几点:
(1)预压采用砂石料袋，按设计拱圈石砌的自重和分布形式堆放，加载时对称等载预压布置，防止拱架偏压失稳；
(2)加载采用分段预压，先预压边跨，再预压中跨，最后预压另一个边跨； (3)按照25%、50%、75%、100%、120%设计荷载分五级逐级加载，加载过程必须严格控制加载速率，防止因整体或局部加载量过大、过快而使地基发生剪切破坏；
(4)每级加载时间间隔控制得当，每级加载完观测4-8h，保证加载后桥梁能充分变形并达到稳定后进入下一级加载；
(5)每次预压时间为3d，在首次加载前先观测一次，作为起始观测值，以后每加载完毕观测一次，全部加载完毕，每2h观测一次，一天之后每6h观测一次，一直观测3d，若每次观测每点下沉量均不超过1mm，即认为支架已经稳定；当支架稳定后，即卸掉砂石料，卸载时要分层卸，全部卸完后，测量底模和地基的标高，计算出支架和地基的弹性变形量；画出弹性变形曲线，作为调整模板预拱度的依据；
(6)预压完成后根据预压成果通过可调顶托调整支架的标高，模板调整完成后，再次检查支架和模板是否牢固；
(7)测点的布置:压重前先在底模和下部支架顶端及支架基础上布设观测点，测量位置设在梁跨的1/2、1/4处及中间，每点位横向，即沿桥面方向，均设3点，观测点在模板及地基上，在底模上顺桥向中间点取消；压重前，测量观测点的原始标高，并作详细记录；
(五)拱圈结构砌筑
砌筑程序
1)砌筑拱圈前，根据拱圈跨径、矢高、厚度及拱架的情况，设计拱圈砌筑程序，砌筑时，设置变形观测缝；
2)跨径小于等于IOm的拱圈，当用满布式拱架砌筑时，从两端拱脚起顺序向拱顶方向对称、均衡地砌筑，最后砌拱顶石；
3)跨径10?20m的拱圈，每半跨均应分成三段砌筑，先砌拱脚段和拱顶段，后砌1/4跨径段，两半跨应同时对称地进行；分段砌筑的拱段，其倾斜角大于砌块与模板间的摩擦角时，在拱段下侧临时设置支撑，避免拱段滑移；
4)跨径大于等于20m的拱圈，采用分段砌筑或分环分段相结合的方法砌筑；分环砌筑时，待下环砌筑合拢、砌缝砂浆强度达到设计强度的75%以上后，再砌筑上环；
5)多孔连续拱桥拱圈的砌筑，应考虑连拱的影响，制定相应的砌筑程序；
(1)封拱合拢在当日最低温度时进行；
(2)分段砌筑的拱圈应待填塞空缝的砂浆强度达到设计强度的70%后进行；
(3)封拱合拢前如用千斤顶施加压力的方法调整拱圈应力时，砂浆强度应达到设计强
度；
6)拱上结构的砌筑:
(1)拱上结构在拱架卸架前砌筑时，待拱圈合拢砂浆强度达到设计强度的70%以上后进行；
(2)当先松架后砌拱上结构时，待拱圈合拢砂浆强度达到设计强度的90%以上后进行；
(3)拱上结构一般应由拱脚至拱顶对称、均衡地砌筑；
(六)拱架拆除施工
(I)满布式拱架从拱顶向拱脚依次循环卸落；第一步从拱顶到拱脚依次松8mm固定，进行沉降观测，测点同预压测点布置方式相同；第二步卸落12_，进行沉降观测；第三步卸落15_，进行沉降观测，未发现卸落不均匀情况及超出规范要求即可拆除架体；(2)多孔拱架卸落时，若桥墩允许承受单向推力，可以单孔卸落，否则应多孔同时卸落或分阶段卸落；
(3)卸落拱架时观测拱圈挠度和墩台变位情况，确认符合要求；如发现异常立即停止落架，待采取安全技术措施并确认安全后，方可继续落架。
[0005]本发明施工方便，施工质量好；无水干燥环境作业，有利于保证桥体质量和施工安全；主体拱圈拱架采用扣件式满堂钢管脚手架及竹胶合板支撑体系，取材便捷、经济性高；拱圈砌筑前对拱架实施预压措施，安全性高；在保证材料和劳动力的情况下各拱圈可同时施工，有利于提高施工进度。适用于市政和景观工程类石砌拱桥的施工；特别适用于无水条件下石砌拱桥的施工。
[0006]下面结合实施例对本发明作进一步说明。
【具体实施方式】
[0007]—种大跨度多拱实腹式等截面圆弧石砌拱桥施工方法，包括下列步骤:
(一)围堰设置
围堰做法:围堰堰体采用回填土碾压密实，堰体稳固、不塌陷，围堰两侧1:1预留坡度；围堰形成后，排除围堰基坑内原有河水和浮浆；
(二)桥墩台砌筑
(1)砌筑前检查基础面标高，石砌位置测量放线，画出轮廓线；
(2)按料石及灰缝厚度，预先计算砌筑层数，采用的料石分层分块编号，砌筑时对号入座；
(3)先砌墩台四角转角石及外围，在已砌石料上用线锤挂线控制垂直度，最后砌筑腹
部;
(4)采用坐浆法砌筑，每层石料高度相同，丁顺相间或二顺一丁排列；
(5)砌筑平缝和竖缝宽度分别不大于30mm和40mm，上下层砌石错缝不小于IOOmm；
(6)砌块表面勾缝横平竖直，深浅一致，十字缝搭接平整，勾缝的深度进墙面凹进5mm；
(7)砂浆在砌筑或勾缝砂浆初凝后，立即覆盖洒水，湿润养护7-14d；
(三)拱架设计
拱架搭设前进行专项设计；每拱均采用落地式钢管扣件满堂支撑架，钢管均为(648.3X3.6mm钢管,面板采用竹胶合板制成拱形；
(四)拱架预压及调整
拱圈砌筑前，对拱架预压，以消除地基沉降影响和支架的非弹性变形，检查拱架稳定性，同时测出的弹性可记录的变形值作为施工预留拱度的依据；预压主要控制以下几点:
(1)预压采用砂石料袋，按设计拱圈石砌的自重和分布形式堆放，加载时对称等载预压布置，防止拱架偏压失稳；
(2)加载采用分段预压，先预压边跨，再预压中跨，最后预压另一个边跨；
(3)按照25%、50%、75%、100%、120%设计荷载分五级逐级加载，加载过程必须严格控制加载速率，防止因整体或局部加载量过大、过快而使地基发生剪切破坏；
(4)每级加载时间间隔控制得当，每级加载完观测4-8h，保证加载后桥梁能充分变形并达到稳定后进入下一级加载； (5)每次预压时间为3d，在首次加载前先观测一次，作为起始观测值，以后每加载完毕观测一次，全部加载完毕，每2h观测一次，一天之后每6h观测一次，一直观测3d，若每次观测每点下沉量均不超过1mm，即认为支架已经稳定；当支架稳定后，即卸掉砂石料，卸载时要分层卸，全部卸完后，测量底模和地基的标高，计算出支架和地基的弹性变形量；画出弹性变形曲线，作为调整模板预拱度的依据；
(6)预压完成后根据预压成果通过可调顶托调整支架的标高，模板调整完成后，再次检查支架和模板是否牢固；
(7 )测点的布置:压重前先在底模和下部支架顶端及支架基础上布设观测点，测量位置设在梁跨的1/2、1/4处及中间，每点位横向，即沿桥面方向，均设3点，观测点在模板及地基上，在底模上顺桥向中间点取消；压重前，测量观测点的原始标高，并作详细记录；
(五)拱圈结构砌筑
砌筑程序
1)砌筑拱圈前，根据拱圈跨径、矢高、厚度及拱架的情况，设计拱圈砌筑程序，砌筑时，设置变形观测缝；
2)跨径小于等于IOm的拱圈，当用满布式拱架砌筑时，从两端拱脚起顺序向拱顶方向对称、均衡地砌筑，最后砌拱顶石；
3)跨径10?20m的拱圈，每半跨均应分成三段砌筑，先砌拱脚段和拱顶段，后砌1/4跨径段，两半跨应同时对称地进行；分段砌筑的拱段，其倾斜角大于砌块与模板间的摩擦角时，在拱段下侧临时设置支撑，避免拱段滑移；
4)跨径大于等于20m的拱圈，采用分段砌筑或分环分段相结合的方法砌筑；分环砌筑时，待下环砌筑合拢、砌缝砂浆强度达到设计强度的75%以上后，再砌筑上环；
5)多孔连续拱桥拱圈的砌筑，应考虑连拱的影响，制定相应的砌筑程序；
(1)封拱合拢在当日最低温度时进行；
(2)分段砌筑的拱圈应待填塞空缝的砂浆强度达到设计强度的70%后进行；
(3)封拱合拢前如用千斤顶施加压力的方法调整拱圈应力时，砂浆强度应达到设计强
度；
6)拱上结构的砌筑:
(1)拱上结构在拱架卸架前砌筑时，待拱圈合拢砂浆强度达到设计强度的70%以上后进行；
(2)当先松架后砌拱上结构时，待拱圈合拢砂浆强度达到设计强度的90%以上后进行；
(3)拱上结构一般应由拱脚至拱顶对称、均衡地砌筑；
(六)拱架拆除施工
(1)满布式拱架从拱顶向拱脚依次循环卸落；第一步从拱顶到拱脚依次松8mm固定，进行沉降观测，测点同预压测点布置方式相同；第二步卸落12_，进行沉降观测；第三步卸落15_，进行沉降观测，未发现卸落不均匀情况及超出规范要求即可拆除架体；
(2)多孔拱架卸落时，若桥墩允许承受单向推力，可以单孔卸落，否则应多孔同时卸落或分阶段卸落；
(3)卸落拱架时观测拱圈挠度和墩台变位情况，确认符合要求；如发现异常立即停止落架，待采取安全技术措施并确认安全后，方可继续落架。
【权利要求】
1.一种大跨度多拱实腹式等截面圆弧石砌拱桥施工方法，其特征是:包括下列步骤: (一)围堰设置 围堰做法:围堰堰体采用回填土碾压密实，堰体稳固、不塌陷，围堰两侧1:1预留坡度；围堰形成后，排除围堰基坑内原有河水和浮浆； (二)桥墩台砌筑 (1)砌筑前检查基础面标高，石砌位置测量放线，画出轮廓线； (2)按料石及灰缝厚度，预先计算砌筑层数，采用的料石分层分块编号，砌筑时对号入座； (3)先砌墩台四角转角石及外围，在已砌石料上用线锤挂线控制垂直度，最后砌筑腹部; (4)采用坐浆法砌筑，每层石料高度相同，丁顺相间或二顺一丁排列； (5)砌筑平缝和竖缝宽度分别不大于30mm和40mm，上下层砌石错缝不小于IOOmm； (6)砌块表面勾缝横平竖直，深浅一致，十字缝搭接平整，勾缝的深度进墙面凹进5mm； (7)砂浆在砌筑或勾缝砂浆初凝后，立即覆盖洒水，湿润养护7-14d； (三)拱架设计 拱架搭设前进行专项设计；每拱均采用落地式钢管扣件满堂支撑架，钢管均为(648.3X3.6mm钢管,面板采用竹胶合板制成拱形； (四)拱架预压及调整拱圈砌筑前，对拱架预压，以消除地基沉降影响和支架的非弹性变形，检查拱架稳定性，同时测出的弹性可记录的变形值作为施工预留拱度的依据；预压主要控制以下几点: (1)预压采用砂石料袋，按设计拱圈石砌的自重和分布形式堆放，加载时对称等载预压布置，防止拱架偏压失稳； (2)加载采用分段预压，先预压边跨，再预压中跨，最后预压另一个边跨； (3)按照25%、50%、75%、100%、120%设计荷载分五级逐级加载，加载过程必须严格控制加载速率，防止因整体或局部加载量过大、过快而使地基发生剪切破坏； (4)每级加载时间间隔控制得当，每级加载完观测4-8h，保证加载后桥梁能充分变形并达到稳定后进入下一级加载； (5)每次预压时间为3d，在首次加载前先观测一次，作为起始观测值，以后每加载完毕观测一次，全部加载完毕，每2h观测一次，一天之后每6h观测一次，一直观测3d，若每次观测每点下沉量均不超过1mm，即认为支架已经稳定；当支架稳定后，即卸掉砂石料，卸载时要分层卸，全部卸完后，测量底模和地基的标高，计算出支架和地基的弹性变形量；画出弹性变形曲线，作为调整模板预拱度的依据； (6)预压完成后根据预压成果通过可调顶托调整支架的标高，模板调整完成后，再次检查支架和模板是否牢固； (7)测点的布置:压重前先在底模和下部支架顶端及支架基础上布设观测点，测量位置设在梁跨的1/2、1/4处及中间，每点位横向，即沿桥面方向，均设3点，观测点在模板及地基上，在底模上顺桥向中间点取消；压重前，测量观测点的原始标高，并作详细记录； (五)拱圈结构砌筑 砌筑程序1)砌筑拱圈前，根据拱圈跨径、矢高、厚度及拱架的情况，设计拱圈砌筑程序，砌筑时，设置变形观测缝； 2)跨径小于等于1Om的拱圈，当用满布式拱架砌筑时，从两端拱脚起顺序向拱顶方向对称、均衡地砌筑，最后砌拱顶石； 3)跨径10~20m的拱圈，每半跨均应分成三段砌筑，先砌拱脚段和拱顶段，后砌1/4跨径段，两半跨应同时对称地进行；分段砌筑的拱段，其倾斜角大于砌块与模板间的摩擦角时，在拱段下侧临时设置支撑，避免拱段滑移； 4)跨径大于等于20m的拱圈，采用分段砌筑或分环分段相结合的方法砌筑；分环砌筑时，待下环砌筑合拢、砌缝砂浆强度达到设计强度的75%以上后，再砌筑上环； 5)多孔连续拱桥拱圈的砌筑，应考虑连拱的影响，制定相应的砌筑程序； (1)封拱合拢在当日最低温度时进行； (2)分段砌筑的拱圈应待填塞空缝的砂浆强度达到设计强度的70%后进行； (3)封拱合拢前如用千斤顶施加压力的方法调整拱圈应力时，砂浆强度应达到设计强度； 6)拱上结构的砌筑: (1)拱上结构在拱架卸架前砌筑时，待拱圈合拢砂浆强度达到设计强度的70%以上后进行； (2)当先松架后砌拱上结构时，待拱圈合拢砂浆强度达到设计强度的90%以上后进行； (3)拱上结构一般应由拱脚至拱顶对称、均衡地砌筑； (六)拱架拆除施工 (1)满布式拱架从拱顶向拱脚依次循环卸落；第一步从拱顶到拱脚依次松8mm固定，进行沉降观测，测点同预压测点布置方式相同；第二步卸落12mm，进行沉降观测；第三步卸落15mm，进行沉降观测，未发现卸落不均匀情况及超出规范要求即可拆除架体； (2)多孔拱架卸落时，若桥墩允许承受单向推力，可以单孔卸落，否则应多孔同时卸落或分阶段卸落； (3)卸落拱架时观测拱圈挠度和墩台变位情况，确认符合要求；如发现异常立即停止落架，待采取安全技术措施并确认安全后，方可继续落架。
【文档编号】E01D4/00GK103590341SQ201310580488
【公开日】2014年2月19日 申请日期:2013年11月19日 优先权日:2013年11月19日
【发明者】成军 申请人:成军