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1、大跨度鋼筋混凝土拱施工工藝一、前言大跨度拱結構往往用于橋梁工程，但隨著建筑業的發展，各專業相互融合、相互滲透，拱結構越來越多的在房屋建筑工程中得到應用。拱結構往往是建筑物的主要受力構件，由于跨度大，高度高，支撐體系設計復雜，技術含量高，施工難度大。目前國內跨度超過100m的現澆混凝土拱結構尚不多見，因此，研究大跨度鋼筋混凝土拱結構施工工藝及其質量通病的防治對于同類型工程的設計、施工和使用都具有深遠的意義。xx集團太原鐵建公司通過多方借鑒國內外橋梁施工的先進經驗，大膽創新，在大同大學體育館工程中運用一系列先進工藝，通過實踐取得了良好效果，拱結構完成后受到了各方好評，經總結形成本工法。二、工法特點2、（一）安全度高，采用整體式底模板與穩定性較高的支撐體系共同作用；（二）免強壓，降低成本，提前工期；（三）節約用料，達到清水效果后，可直接刮膩子，不抹灰；三、適用范圍本工法適用于大跨度現澆混凝土拱結構施工。四、工藝原理采用整體式弧形底模，依據施工方案計算得出拱底支模預拱度，沿拱結構法向設置施工縫，分段對稱施工。首先對拱進行施工段劃分，根據現場情況進行對稱施工，支撐體系從中間向兩端進行，鋼筋、模板和混凝土從兩端向中間施工，底模的拆除按照由高向低，中間向兩邊的順序進行，拱圈拆拱后圓順光滑，達到清水混凝土效果。五、施工工藝（一）工藝流程樁基土方工程承臺碾壓支撐體系基礎支撐體系拱底模板第一施工段（鋼筋、3、模板、混凝土）第二施工段合攏拆模。1、支撐體系的選擇與優化支撐體系是拱施工中需要重點研究的課題之一，在選用時應考慮其安全性、可操作性和經濟性等綜合因素，支撐體系往往還要考慮與后續工作的銜接問題，本工法按照碗扣式腳手架方案編制。2、支撐體系施工（1）碗扣架搭設工藝流程：彈線、立桿定位擺放掃地桿豎立桿并與掃地桿扣緊裝掃地小橫桿、并與立桿和掃地桿扣緊裝第一步橫桿并與各立桿扣緊安第二步橫桿加設臨時斜撐桿，上端與第二步橫桿扣緊(裝設與柱連接桿后拆除)安第三、第四步大橫桿和小橫桿安裝二層與柱拉桿接立桿加設剪刀撐鋪設腳手板，綁扎防護欄及擋腳板。（2） 施工要點： 結合圖紙要求拱下部地面做法支撐架基礎做如下處4、理A 將自然地坪用8t壓路機碾壓密實，壓實系數不小于0.96。B 用級配砂石（含卵石不少于30%）回填至0.40m。C 拱下澆注150厚C20混凝土寬度10m(以軸軸為中心線兩端各5m)。 每根立桿底部設一個可調支座，橫向及立面均每隔6m設一道剪刀撐，連續設置； 由于整個體系的弧形，上部需配置異形桿件，局部步距需調整為600mm。3、模板工程（1）模板工程工藝流程：支底模（綁底筋）（綁側壁鋼筋安裝預埋件）支側模清理雜物支頂模（澆筑混凝土）拆模底模配置2套，支設時為減少操作誤差，采用一次搭設成型分段澆注的方式。底模經測量定位后，支設于加工定制U形頂托上，東西向用水平尺找平；南北向用全站儀確定標高5、，全部支設完成后，檢查校正，確保一次到位，避免重復挪動調整。所有模板拼縫均在2mm范圍內。施工預拱度：拱施工時和卸架后會產生下列彈性撓度及下沉變形 A拱圈由于自重所產生的彈性撓度B拱圈因溫度變化所產生的彈性撓度 C拱圈因承臺受擠和位移而產生的彈性撓度 D拱圈應混凝土硬化收縮而產生的彈性撓度變形 E拱架在設計荷載下的彈性和非彈性下沉 F支撐體系基礎受載后的非彈性壓縮 依據公路施工手冊（P122）預拱度取L/400L/800，拱腳處為零設置，其余各點按照二次拋物線分配，任意點的預加高度公式如下： x =(1-4x2/L2) ：拱頂總預加高度 ； L：拱圈跨度；X：跨中到任意點水平距離。（2）側壁模6、板分兩種：實心部分：外側全部為鋼模板，采用對拉螺栓加固，保證混凝土拱截面尺寸。側壁用特制鋼斜撐，調整側壁垂直度。空腔部分：內模采用竹膠板，外模采用定制鋼模板，對拉螺栓加固。在底部頂板中部范圍鉆2cm大小排氣孔，間距500mm，防止澆筑混凝土時空氣無法排出而造成露筋。（3）施工縫摸板采用鋼絲網和梳子板，如下圖（4）模板拆除：模板拆除時間： a 頂模在混凝土終凝后即可拆除 b 側模混凝土試塊強度達到1.2N/mm2后方可拆除 c 底模混凝土強度達到設計強度的100%方可拆除拆除部署：頂模拆除時間由現場混凝土工長確定，在混凝土終凝即可拆除。側模在終凝后1224小時內將試塊送至試驗室。試壓后達到1.27、即可拆除。拆除時采用塔吊或汽車配合吊走。由于底模拆除時涉及到拱體應力轉換，故應按以下方式拆除：a 按照施工段的劃分由中部向兩端逐段拆除，為拆模方便，在拱頂設一塊八字型模板作為母板；b 為使拱體逐漸均勻的降落和受力,各點降落應分三次循還逐漸完成.按照預拱分配值各點底部均卸落1/3,每次間歇24小時,間歇后應將松動的部分頂緊,使拱體落實,三次循環,直至全拱各點均脫離拱底。c 模板拆除后，立即吊離支撐架，運至指定地點，堆碼整齊。4、鋼筋工程（1）工藝流程綁扎底部鋼筋綁扎側壁鋼筋及腹筋安裝預埋件綁扎頂部鋼筋(2)施工工藝畫箍筋間距并擺放箍筋，先穿拱上部縱向受力鋼筋，用鋼管架起穿箍筋，將箍筋按已畫好的間8、距逐個分開，最后穿下部鋼筋；側壁豎向鋼筋在拱內設計以箍筋的形式綁扎，開口方向均向上，并應相互錯開，同箍筋一起先放置在底模上，綁扎時應先沿縱向通長穿一根鋼管支撐起鋼筋骨架后再綁扎。側壁水平筋綁扎時應先在豎向筋上畫出位置線，注意起步筋應距底模450mm，在下部及齊胸處綁扎2道水平筋固定，接著綁扎其余水平筋，最后綁扎拉結筋；綁扎時，應逐點扎牢，箍筋及拉結筋末端應加工成135彎鉤，平直部分不小于10d，箍筋及拉結筋間距均為200mm;按照圖紙要求安裝預埋件，預埋件全部采用穿孔塞焊的焊接方式，為保證預埋件位置準確，在定做模板時按照圖紙將預埋件位置留出螺栓口，安裝時用螺栓加固于模板上，保證預埋件安裝質量；9、頂部鋼筋綁扎方法大致與頂部鋼筋相同，注意馬凳不得直接放置在模板上；拱內主要縱向受力鋼筋采用直螺紋連接，合龍部分無法使用時采用冷擠壓接頭，保證同一截面接頭數量不超過50%相鄰接頭錯開1400mm，綁扎時應使用“八字扣”，嚴禁使用順扣，鋼筋底部墊塊采用硬質花崗巖，為了防止墊塊發生滑移，在花崗巖上鋸出2mm寬,3-5mm深細槽，用綁線將墊塊綁扎在鋼筋上；側壁采用定制的塑料墊塊，間距1000mm梅花形布置。5、混凝土工程（1）工藝流程：作業準備混凝土運輸混凝土澆筑與振搗養護（2）混凝土施工工藝：作業準備：及時確定混凝土配比，并備齊保溫材料如草袋子、塑料布、棉被等以及作業所需的工具如振搗棒、木抹子、鍬等10、。混凝土采用汽車泵泵送至澆筑點，布料時應注意布料高度，不得超高，保證每次布灰高度不大于500mm。拱腳及實心拱部分施工：拱腳混凝土亦屬于大體積混凝土，施工時也應參照承臺板大體積混凝土的有關技術措施施工。 A 拱腳混凝土支模前，先將承臺施工縫表面混凝土鑿毛露出石子并清理干凈。模板支設完畢后，對模板內的雜物清理干凈，木模板澆水濕潤，但不得有積水。 B 采用混凝土輸送泵直接入模。 C 混凝土澆筑連續進行，澆筑層厚度為插入式振搗器作用部分長度的1.25倍，但不大于50cm，作業人員要進入模內布料和振搗。 D 混凝土澆筑時經常觀察模板、支撐及筋情況，當發現有變形，移位時，要及時采取措施進行處理。拱體混凝11、土施工A 現場準備:澆筑混凝土前，應將模板內的垃圾、泥土等雜物及鋼筋上的油污清除干凈。B 混凝土利用汽車泵運輸至施工地點，坍落度要求為14020mm，澆筑時應保證混凝土的供應速度，不得隨意留縫。C 混凝土澆筑與振搗拱混凝土各個施工段的接縫面應與拱軸線垂直，各分段點處理方案如下：為減少每段混凝土收縮變形，在相鄰施工段之間，應增加1-2m長微膨脹混凝土，膨脹劑摻加量具體由商品混凝土廠家試驗室確定，混凝土提高一個強度等級，其余混凝土按原設計施工；D 施工縫的處理施工縫應沿法向留置，嚴禁隨意留置施工縫。施工縫處理作為一項重要檢查內容，符合要求后方可澆筑混凝土。此外，施工縫處理時注意剔除表面浮漿及松散混12、凝土，剔到實處露出石子后用水沖洗、濕潤，并不得有明水。E 養護：混凝土拆模后立即涂刷一層養護劑，防止混凝土內水分散失，并且在刷完養護劑后用塑料薄膜包裹。F 拱頂合攏：封頂合攏時應安排在晝夜平均溫度接近年平均溫度（或5-15）時進行；合攏段混凝土采用微膨脹混凝土。六、勞動組織按照拱的分段情況各工種人員需求見下表工種人數工種人數工種人數鋼筋工38混凝土工10架子工20木工30信號工3按照方案劃分情況按照四段流水作業。七、機具設備吊車（汽車吊或塔吊）、100*100方木、扇形鋼模板及配套螺栓、護身欄桿、碗扣架、混凝土塌落度筒、經緯儀、水準儀、50m鋼尺、線墜、塔尺等。(未包括鋼筋、砼的設備)八、質量13、控制（一）技術準備：針對工程實際情況制定針對性的施工方案、技術交底，請專家對施工方案進行技術性評估及指導；對技術工人進行技術培訓，合理組織安排勞力；建立QC全面質量管理體系，全員參加，針對施工中技術難點展開討論，配合試驗發現實際操作中存在的各種問題并逐一解決。（二)控制措施1.軸線位移：拉通線控制整體位置，并加強模板支撐體系的穩固性，振搗時，振搗棒不得碰撞模板；2.垂直度：梁側模要一次加固到位，側模板要在澆筑完成后進行第二次垂直度校正；3.麻面：脫模劑涂刷要均勻，拆除模板時間不宜過早；4.蜂窩：振搗時應嚴格按照交底操作，不得漏振；5.裂縫：加強養護，要在澆注完成后12小時內及時涂刷養護劑。（三14、）質量標準：施工質量標準執行設計要求和國家有關規范標準混凝土結構工程施工質量驗收規范GB50204-2002。（1）鋼筋安裝允許誤差：序號項 目允 許 偏 差（mm）國 家 標 準內 控 標 準1承臺板鋼筋網間距20152拱體箍筋外包尺寸543拱體主筋間距1084拱體箍筋間距20155承臺馬凳鐵高度56受力鋼筋保護層承臺板108桁架54拱體33（2）模板安裝的允許偏差：序號項 目允 許 偏 差（mm）國 家 標 準內 控 標 準1軸線位置承臺53拱體522底模上表面標高52 -53截面尺寸承臺105拱體4 53 44拱模垂直度655相鄰兩板表面高低差216表面平整度（2m長度內）547預埋件中15、心線位移33（3）現澆混凝土允許偏差： 序號項目允許偏差（mm）國家標準內控標準1軸線位移承臺板1512拱體862標高拱體每段標高108拱體全高30203截面尺寸承臺板+8 -55拱體、桁架+8 -5+6 -44拱體垂直度每段85全高25155表面平整度（2m長度內）866預埋件中心線位置55九、 安全措施1、貫徹執行“安全第一，預防為主”的方針，項目管理機構職能部門和操作工人均明確安全生產目標，做好各項防護工作，安全生產做到經常化、制度化、規范化，堅持既抓生產，又抓安全，當生產進度與安全相矛盾時，進度必須讓位于安全。2、嚴格執行建筑施工安全檢查標準(JGJ5999)規定的建筑施工現場安全防護16、標準，現場又明顯的安全標志牌。3、距地面2m以上作業要有防護桿、擋腳板或安全網，架設安全網有專人檢查監護，發現不符合要求時，應停止使用并立即整改。4、臨時配電線路按規范要求進行敷設整齊，架空線采用絕緣導線，不得采用塑膠軟線，不得成束架空敷設，也不得沿地面明敷設。5、配電系統實行分級配電，各類配電箱、開關箱安裝和內部設置必須符合有關規定，開關電器應標明用途。各類配電箱、開關箱外觀完整、牢固、防雨、防塵，箱體涂有安全色標，統一編號，箱內無雜物，停止使用時切斷電源，箱門上鎖。6、手持電動工具應符合有關規定，電源線、插頭、插座應完好，電源線不得任意接長和調換，工具的外絕緣完好無損，維護和保管由專人負責。7、所有機械設備必須做到定期檢查，機械不得帶病工作，非專業人員不得開啟機械。8、大型機械的安裝必須符合規定要求，并辦理驗收手續，經驗收合格后方可使用。十、技術經濟分析 1、減少租賃材料使用10天： 1650噸7.2元/噸10118800元 2、減少抹灰面積：每100m2 35.8505.0318080元 3、免預壓費用：40萬元合計：118800+18080+400000536880元十一、工程實例