摘要：结合工程实际，为确保软基地质条件下现浇V型拱桥成桥质量，提出现浇V型刚构拱桥斜拉模板支撑体系，结合有限元受力分析，形成了现浇V型刚构拱桥斜拉模板支撑施工工艺。通过有效的质量控制，既保证拱桥成桥质量，又提高施工效率、节约成本，能够为类似的工程提供一定的参考。
关键词：现浇V型刚构拱桥、斜拉模板支撑、渗透软基、质量控制
1 工程概况
芳村高尔夫球场地块市政工程在跨越河涌有2座桥梁：1、2号路桥为1-42m跨V型桥墩普通钢筋砼刚构拱桥，桥长42m，宽为30m。上部结构为满堂支架现浇普通钢筋砼梁，设4片厚600mm的拱肋。下部结构采用5.4m宽，2m高的承台，由直径1.2m双排桩组成群桩基础，端承桩结构，平均桩长22.3m。
在桥台施工过程中，采用并不常见的无墩柱V型桥台，接路基部分直接采用夯实土基做模板支撑，桥跨部分采用扣件式钢管满堂支架模板体系。桥梁工程场地上部为第四系覆盖层，由填筑土层、冲洪积层及残积层组成，桥梁跨河涌处淤泥深厚约2.5m以上。
2 存在问题
在V型刚构拱桥施工中，未合龙前的V型墩部位是拱桥结构受力薄弱部位之一，极易受力不均产生拉裂破坏[1]。因桥梁建设部位河涌淤泥深厚，经抛石处理后仍可能存在土模或支架不均匀沉降，且随着桥面板浇筑后的持续增荷，如只通过V型拱脚处满堂红支架支撑作用，V型墩段整个支撑体系处于极不稳定的状态，V型墩拱脚处易受荷过大出现拉裂现象。因此，施工过程中如何保证V型斜腿及桥面板施工时的受力安全和防止V型拱脚开裂是拱桥质量控制的关键，也是急需解决的问题。
3 质量控制方案
针对以上问题，提出现浇V型刚构拱桥斜拉模板支撑体系，该体系利用现场已有的钢管、钢筋、钢丝绳等材料，在拱脚处预埋定位钢筋，并焊接Φ600×22mm钢管柱，柱顶两侧焊接B型拉环，两道钢丝绳锁扣B型拉环并与桥跨结构模板底部的固定环拉结，两侧固定环用扁担梁连接，形成整体模板斜拉支撑体系。优点是该支撑体系使整个上部结构模板支撑体系既有支顶体系，又有斜拉体系，改善了整个支撑体系的承载力状况，确保砼浇筑的质量和安全。
斜拉模板支撑体系（一片拱肋）计算模型
4 计算分析
鉴于V型墩受力的复杂性，采用MIDAS进行有限元分析对整个斜拉支撑体系的受力构件进行拉力与变形分析[2]，确保整个施工过程的安全和成桥质量。
（1）计算荷载。因考虑V墩斜腿两边对称施工，选取V型墩浇注完成阶段（一片拱肋）验算分析斜拉模板支撑体系中的钢丝绳最大拉力，并将桥面板荷载简化为均布荷载作用在两侧拱腿上，此时只需要考虑的模板、新浇筑钢筋砼自重。
（2）模拟工况。分析计算时，工况选择V型钢架拱桥斜拉模板支撑最不利受力状态，即不考虑拱支架及土模支撑作用。用只受拉单元模拟斜拉钢丝绳，梁单元模拟斜腿及钢管柱，拱脚处采用固结约束。
（3）计算结果及分析。由计算可知，得出钢丝绳最大拉力为97.22KN。X方向的最大位移是-2.84mm。Z方向的最大位移是-6.45mm。钢丝绳采用ф22.5mm钢丝绳，计算结果表明钢丝绳强度、刚度均满足规范要求。
通过计算，新型支撑体系中钢丝绳所受拉力和变形均符合设计要求，V 墩斜腿斜拉模板支撑体系满足施工要求。
5施工工艺流程
施工流程为施工桩基与承台→架设模板支架→绑扎钢筋骨架→搭设整体模板斜拉支撑体系→浇注拱肋砼→搭设桥面板支顶架→浇注桥面板砼→合龙段浇筑→砼养护。
6 主要工艺质量控制
6.1支撑体系构件制作
（1）钢管制作。利用现场管径为600mm，壁厚为22mm的钢管，选择外形完好、两端无裂痕、无锈蚀、整体无凹凸变形钢管作为主材，每段截取长度为拱脚顶面与桥面板底部之间的距离，预埋深度为15cm。由测量员画出定位线，并经主管复核后，才能进行钢管切割。切割后的钢管尺寸及外观应满足质量控制要求。
（2）焊接B型拉环。B型拉环采用Φ20mm热轧带肋钢筋，由两个“Ω”型钢筋单元组成，“Ω”型钢筋单元直线段长度为100cm，弯曲段为180cm，弯曲度为150°。柱底加劲筋需截取50cm和35cm长度的直筋段若干，间隔90°成对布置在钢管柱底部，预埋深度10cm，并焊接牢固。
6.2钢管吊装
（1）钢管吊装前的准备。在测量放线出来的支撑柱中心位置用石灰撒圈标出管柱位置，其水平位置误差不大于5mm。检查预埋孔洞周围的浮锈、油污等脏物必须清除，保持干燥平整；检查钢管柱柱身有无裂纹或损伤，若有损伤在进行合理的处理前不得进行吊管施工。在钢管吊装前，按设计要求预埋钢管柱底部加强筋、主筋及其定位钢筋。
（3）钢管吊装。采用两点起吊法吊装钢管柱，将管体缓慢吊放钢管柱使钢管柱底部准确嵌入预留孔洞，用人工直接观察钢管柱底与定位钢筋的吻合程度，其后对钢管柱精确定位，先对钢管柱位置进行微调，精确校正钢管柱顶标高、纵轴线位置、垂直度的检测，用加劲钢筋将钢管柱管底与加劲钢筋焊接固定。由于钢管柱下端平面位置、标高、垂直度已由定位钢筋确定，在钢管柱上端空间位置校测固定后，即可认为管顶与管底在垂直方向投影重合，钢管位置已精确定位。
（4）垂直度控制。施工时，用两台经纬仪，架设在钢管的正面及侧面，校正钢管柱的垂直度，然后下落0.5~1m，再次校正垂直度后正式就位。允许倾斜度按柱长的1/1000来控制。若发现柱位不正或者倾斜，应调正钢管柱重新就位。
（4）就位顺序。每一拱肋V型拱脚处的钢管柱施工沿横向从一侧与另一侧对称进行钢管就位施工。
6.3钢丝绳拉索安装
（1）钢丝绳拉索在安装前应调直预伸和刷防腐漆。
（2）安装前，可先将其两端固定点和中间的吊钩装好，然后将钢丝绳拉索的一端穿入鸡心环的三角圈内，并将三只钢索卡依次一反一正夹牢。钢丝绳拉索的终端拉环应固定牢固，固定拉索的线卡不少于2个，钢索端头应用镀锌铁线绑扎紧密，并能承受钢丝绳拉索在全部负载下的拉力，且应接地（PE）或接零（PEN）可靠。钢丝绳拉索一端装好后，再装另一端[3]。
（3）安装时，先用紧线钳把钢索收紧，端部穿过花篮螺栓处的鸡心环。并用上述同样的方法把钢索折回固定。花篮螺栓的两端螺栓杆均应旋进螺母，并使其保持最大距离，以备做钢索驰度调整。钢索配线安装就位要两侧对称施工，以防钢管柱受力不对称而出现偏移。
6.4扁担梁安装
扁担梁采用2片16#槽钢背靠背制作，将每个斜腿上4根钢丝绳拉结点平行连接，形成井字架扁担梁布置。井字架扁担梁根据该支撑斜拉体系结构进行检算，其强度及刚度满足设计要求。
6.5 混凝土浇注
V型刚构拱桥斜腿两侧需要对称施工，防止斜腿沿纵向扭转。砼浇筑过程中，施工管理人员应注意观察：满堂支架有无下沉、鼓突、撑开、倾侧、预埋件移位等情况；钢管柱斜拉钢索有无变形、断裂等现象。若有发现，立即停止操作，进行补救处理后才能继续施工。砼浇筑初凝后，立即进行养护，在养护期间，用麻袋覆盖，淋水养护。养护期间保持麻袋湿润，养护时间不少于14天。
7 结论
现浇V型刚构拱桥施工过程中，采用斜拉模板支撑体系，改善了上部结构支撑体系的承载力状况，确保了V型刚构拱桥砼浇筑的质量和拱桥的成型效果，有效解决了拱脚易开裂、拱桥成型要求高的质量难题。适用于河涌存在深厚淤泥质土（软基）情况下的V型刚构中小型拱桥的施工。
参考文献：
[1]王欣欣.V型刚构设计施工要点[J]，交通世界，2015，8
[2]肖艳斌.V型刚构连续梁组合拱桥施工过程结构受力分析研究[J]，城市道桥与防洪，2013，11
[3]杨萍等.V型刚构连续梁桥墩梁结合处施工技术[J]，现代交通技术2015，5
论文作者:颜苓
论文发表刊物:《基层建设》2018年第5期
论文发表时间:2018/5/22
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