第３６卷第ｌ５期 ・２９８・ ２ ０ １ ０年５月 山 西 建 筑 ＳＨＡＮＸＩ ＡＲＣＨＩＴＥＣＴＵＲｔ ＶｏＬ ３６ Ｎｏ．１５ Ｍａｙ． ２０１０ 文章编号：１００９ ６８２５（２０１０）１５—０２９８．０３ 上承式箱形拱桥施工控制概述 邢俊峰摘赵素刚 程晓辉 要：以羊角乌江大桥为例，对钢筋混凝土上承式箱形拱桥施工过程中施工控制进行了概述，提出有效、层次分明的控 制流程，特别对拱桥的理论计算挠度和实测挠度进行对比，以保证整个大桥安全顺利完工。 关键词：钢筋混凝土，拱桥，施工控制，理论计算 中图分类号：Ｕ４４８．２２ 文献标识码：Ａ １概述 桥梁的控制贯穿于结构物生命的全过程，其中施工控制是整 要求，在施工中必须实施有效的施工控制。通过施工监控来确保 施工完成后结构受力状态与设计要求相符。下面以乌江大桥施 介绍上承式箱形拱桥的监控。 个桥梁控制的重要组成部分，科学的施工控制是实现设计目标的 工控制为例，可靠保证，也是今后桥梁在服役运营阶段安全可靠的保障。施工 ２工程概况 控制的任务就是对桥梁施工过程实施监测和控制，在拱桥监控过 羊角乌江大桥是一座主跨为１７０ ｍ的钢筋混凝土上承式箱 程中，通过理论计算可以得到拱圈的理论立模标高值，但施工中 形拱桥（立面图见图１），桥面净宽１．２５ ｍ（人行道宽，含０．２５ ｍ 存在着许多误差，这些误差均将不同程度地对桥梁形成目标的实 栏杆）＋７．０ ｍ（车行道）＋１．２５ ｍ（人行道宽，含０．２５ ｍ栏杆）＝ 现产生干扰，并可能导致成桥线形及内力状态与设计要求不符等 ９．５ ｍ，桥梁总长３１８．８ ｍ，设双向１．２％的主桥桥面纵坡。其跨 问题，因此，为确保拱桥施工安全，成桥线形与内力状态符合设计 径组合为：从羊角岸起４×２０ ｍ（引桥）＋１７０ ｍ（主跨）＋１×２０ ｍ 意间歇注浆，间歇时间大于４ ｈ，当连续注浆量达到一定量（具体 ３．３塌孔 与溶洞大小有关）而不见升压时，应考虑提高浆液浓度、添加粉煤 灰双液注浆。 当泥浆发生渗漏，这时就容易发生塌孔现象。此时应保持和 加大孔内水头，投入适量黏土，增大泥浆比重和粘度。若是遇溶洞 区，还应在短时间内投入大量片石、黏土、水泥等，反复冲击挤压。 当孔内遇孤石，此时容易产生偏孔，进尺缓慢。可抛填片石 ２．３钢护筒跟进法 机，护筒跟进至第一层岩层面，然后用钻头小冲程穿透溶洞顶板， 对于大型溶洞或是串通型溶洞常使用此法。采用振动打桩 ３．４遇孤石 提出钻头，下第二个护筒跟进至第一个溶洞底部，如此反复直至 和土来纠偏，无效果时，可灌注一定量的Ｃ２０混凝土，同时混凝土 所有溶洞处理完。 中掺早强剂，此后再进行冲击。冲击过程中注意采用小冲程。必 ３施工难点 ３．１掉钻 掉钻事故多由主绳断裂所引起。经常检查主绳的破损情况， 要时也可考虑爆破等方法解决。 ４结语 岩溶地基的危害是很大的，研究其工程措施是具有现实意义 及时更换已破损的主绳是防止掉钻的主要措施。遇到钻头提不 的。本文从钻孔灌注桩施工的基本要点、难点以及岩溶处理对武 起来的情况时，不要强行提拉，摸清情况后再处理。掉钻之后要 广客运专线武汉试验段特大桥桩基施工做了总结，以期对以后同 及时打捞上来，以免时间过长，钻头被沉渣卡住。打捞钻头主要 类施工有一定借鉴意义。参考文献： 采用打捞钩。 ３．２卡钻 当穿过溶洞顶板，或遇坚硬岩层使得钻头倾斜时等情况都容 卡钻，在快进入岩层时，对钻头修补一次。 ［１］张开营，刘．武广客运专线岩溶地基钻孔灌注桩施工技 术［Ｊ］．路基工程，２００７（３）：２０． 西建筑，２００８，３４（３６）：３１８—３１９． ２］ 彭鲲，易 武．岩溶地区桥梁桩基础施工方案研究［Ｊ］．山 易产生卡钻。一般只要不停地上下提动钻头即可解决。为防止 ［ＰｉＩｅ ｆｏｕｎｄａｔｉｏｎ ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ ｏｆ ｂｒｉｄｇｅｓ ｉｎ ｓｐｅｃｉａｌ ｒａｉｌｗａｙ ｆｏｒ ｐａｓｓｅｎｇｅｒ ｔｒａｎｓｐｏｒｔａｔｉｏｎ ｉｎ ｋａｒｓｔ ｒｅｇｉｏｎ ＹＩＢｅｉ ＵＨＩｌｉ Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔａｋｅｎ ｔｈｒｅｅ ｓｕｐｅｒ ｌａｒｇｅ ｂｒｉｄｇｅｓ ｉｎ Ｗｕｈａｎ ｔｅｓｔ ｓｅｃｔｉｏｎ ｉｎ Ｗｕｈａｎ－Ｇｕａｎｇｚｈｏｕ ｓｐｅｃｉ￣ｒａｉｌｗａｙ ｌｉｎｅ ｆｏｒ ｐａｓｓｅｎｇｅｒ ｔｒａｎｓｐｏｒｔａｔｉｏｎ ａｓ ｅｘ— ａｍｐｌｅ，ｆｒｏｍ ｔｈｅ ｂａｓｉｃ ｋｅｙ ｐｏｉｎｔｓ ｆｏｒ ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ ｏｆ ｃａｓｔ—ｉｎ－ｐｌａｃｅ ｂｏｒｅｄ ｐｉｌｅ，ｋａｒｓｔ ｔｒｅａｌＩｎｅｎｔ，ｄｉｆｆｉｃｕｌｔｉｅｓ ｉｎ ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ ａｎｄ ｏｔｈｅｒ ａｓｐｅｃｔｓ ｋｅｙ ｔｅｃｈｎｉｑｕｅｓｆｏｒ ｐｉｌｅｆｏｕｎｄａｔｉｏｎｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎｏｆ ｂｒｉｄｇｅ￣ｉｎｋａｒｓｔ ｒｅｇｉｏｎａｒｅ ｓ｛皿ｌ】ｎ Ｉｒｉｚｅｄｉｎｏｒｄｅｒｔｏｉｎｓｔｒｕｃｔｔｈｅｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎｏｆ ｓｉｍｉｌｒｗｏｒｋｓｉａｎｔｈｅｆｕｔｕｒｅ． Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ：ｓｐｅｃｉａｌ ｒａｉｌｗａｙ ｆｏｒ ｐａｓｓｅｎｇｅｒ ｔｒａｎｓｐｏｒｔａｔｉｏｎ，ｋａｍｔ ｔｒｅａｔｍｅｎｔ，ｃａｓｔ—ｉｎ－ｐｌａｃｅ ｂｏｒｅｄ ｐｉｌｅ，ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ 收稿日期：２０１０—０１—２２ 作者简介：邢俊峰（１９８１一），男，华北水利水电学院桥梁与隧道工程专业硕士研究生，河南郑州赵素Ｎ￣（１９８０．），男，助理工程师，中国水利水电第十三工程局有限公司，天津４５００１１ ３０００００ 程晓辉（１９８２一），女，助理工程师，洛阳水利勘测设计院，河南洛阳４７１０００ 第３６卷第１５期 ２ ０ １ ０年５月 邢俊峰等：上承式箱形拱桥施工控制概述 ・２９９・ （引桥）；引桥上部结构为２０ ｍ预制预应力空心板，下部结构为双 主拱台基础采用了桩基承台，且设置了斜桩来抵抗部分水平推 柱式桥墩、桩基础；主桥主拱圈净跨１７０ ｍ、失跨比为１／５．５、拱系 力；长坡岸地质较好，主拱台直接置于新鲜基岩上。该桥的水平 数 ＝１．７５６的等截面悬链线无铰拱，拱圈由５片拱箱组成，每 推力比较大，羊角岸的拱座在荷载作用下会产生向后的位移，为 片拱箱高为２．８ ｍ（预制拱箱高度为２．７ ｍ），箱轴中距为１．６ ｍ， 了掌握拱座的位移情况我们在羊角岸的拱座上设了４个位移观 拱圈全宽为８ ＩＴＩ。主拱圈采用预制、组装、吊装施工，最大吊重量 测点，具体控制点见图３。 ７０ ｔ（自重）。羊角乌江大桥是钢筋混凝土上承式箱形拱桥，主拱 圈采用预制、组装、吊装施工。其跨径大，它的最终建成必须经历 一个复杂的施工过程。因此，对主拱圈线形及受力监控尤为重要。 图１全桥立面图 ３施工控制 ３．１理论计算 羊角乌江大桥理论计算采用有限元平面杆系软件进行，模型 共划分成８４个单元，７０个节点，桥面系分成３４个单元，非桥面系 分５０个单元。本桥采用平面杆系软件计算。针对主拱圈施工阶 段、拱上横墙施工阶段、桥面系施工阶段和桥面铺装完成阶段四 个阶段分别进行了计算。 计算考虑施工的进程、时间、相应状态临时荷载、环境温度、 截面的变化、结构变化、混凝土的收缩与徐变等因素，确定出桥梁 的预拱度，预测下一施工状态及施工成桥状态的内力与位移。结 构分析采用有限元平面杆系分析软件进行，该项分析可确定各施 工理想状态的内力与位移。 ３．２施工监测的内容 １）应力监测。 在大桥的上部结构（拱箱）的控制截面布置应力测量点，以观 察在施工过程中这些截面的应力变化及应力分布情况。结合反 馈控制的实时跟踪分析系统（即随机最优控制系统），由反馈控制 子系统提供最优可调变量的调整方案，由实时跟踪分析系统分析 在计入误差和变量调整之后每阶段乃至竣工后结构的实际状态 （这将有利于桥梁结构可靠度的评估），同时可根据当前施工阶段 向前计算至竣工。在武隆羊角乌江大桥上，根据对多种应力测试 仪器的性能比较，考虑要适合长期观测并能保证足够的精度，选 用丹东市电器仪表厂生产的钢弦式应力计的配套的频率接收仪 作为应力观测仪器。 应力测点布置成５个关键截面，分别为：拱脚截面（２个）、１／８ 截面（２个）、拱顶截面（１个），见图２。 １／８ ．拱顶 １／８ Ｉ拱顶 图２ 测点布置截面平面示意图 ２）拱座位移监测。 羊角大桥４号、５号主拱台均采用重力式，羊角岸地质较差， 图３拱座平面图 ３）挠度观测。 挠度观测数据是控制成桥线形的主要依据。根据以往的经 验，在每孔拱箱上、下游布置２个对称的高程观测点，这样不仅可 以测量拱箱的挠度，同时也可以观察拱箱是否发生扭转变形。高 程控制点布置在每孔的上、下游１／８，１／４，３／８，１／２，５／８，３／４，７／８ 拱，为尽量减少温度的影响，挠度的观测安排在早晨太阳出来之 前进行。 从实测数据和理论分析来看，该桥羊角岸的位移在桥面铺装 完成后在横桥向的最大位移为９ ｒｎｉｎ，考虑到混凝土收缩、弹性压 缩和测量误差等因素的影响，拱座的位移值在要求的范围内。 挠度监测结果及分析：挠度监控是根据理论分析结果，给出主 拱圈的预拱度和桥面的标高控制表，以获得较好的线形（见表１）。 从实测数据和理论分析来看，该桥线形控制方面取得了较好的成 果，跨中桥面标高与控制标高误差小于１０ ｎ￣＿ｒｎ。 表１桥面抄平记录表 ｍ 桩号 控制标高 实测标高 差值 Ｋ０＋２８４．９ ２１８．２６９ ２１８ ２６５ Ｏ．００４ Ｋ０＋２９５．５ ２１８．４１５ ２１８．４１３ ０．００２ Ｋ０＋３０６．１ ２１８．５７ ２１８．５５ ０．０２０ ＫＯ＋３１６．７ ２１８．７０９ ２１８．７０５ Ｏ．ｏｏ４ Ｋ０＋３２７．３ ２１８．８６ ２１８ ８１ ０．０５ Ｋ０＋３３７．９ ２１８ ９３８ ２１８．９４３ —０．０ｏ５ Ｋ０＋３４８．５ ２１９．０８９ ２１９ ０８７ ０．００２ Ｋ（】＋３５９．１ ２１９．１５１ ２１９．１６ —０．００９ Ｋ０＋３６９．７ ２１９．１９Ｏ ２１９．１９５ Ｏ．ｏｏ５ Ｋ０＋３８０．３ ２１９．１８２ ２１９ １７９ ０．０ｏ３ Ｉ（０十３９０．９ ２１９．１３８ ２１９．１４ —０．０ｏ２ Ｋ０＋４０１．５ ２１９．０４９ ２１９．０４７ ０．００２ Ｉ（０＋４１２．１ ２１８．９２８ ２１８．９３ 一Ｏ．００２ ＫＯ＋４２２．７ ２１８．７８９ ２１８．７８８ ０．００ｌ Ｉ（０＋４３３．３ ２１８．６４４ ２１８．６６９ —０．０２５ Ｉ（０＋４４３．９ ２１８．５０２ ２ｌ８．５３５ —０．０３３ Ｋ０＋４５４．４ ２１８．３８４ ２１８．３９２ —０．００８ Ｉ（０＋４６５．１ ２１８．２３９ ２１８．２４５ —０．００６ ４结语 １）对拱桥成桥线性控制，以获得较好的线形。大桥建成后， 在汽车荷载和人群荷载等活载的作用下，伴随着混凝土的收缩、 徐变继续进行，结构将产生下挠，约三年后变形才趋于稳定。为 抵消这一变形值，需在跨中设计预拱度。 ２）拱桥施工监控工作主要是对拱箱应力、挠度，拱座位移，温 度场等重要参数的全过程监控。对羊角乌江拱桥的施工控制起 到重要作用。控制结果符合精度要求，令人满意。 ・３００・ 第３６卷第１５期 ２ ０ ｌ ０年５月 山 西 建 筑 －Ｖ０１．３６ Ｎｏ．１５ Ｍａｙ． ２０１０ ＩＡＮＸＩ ＡＲＣＨＩＴＥＣＴＵＲＥ 文章编号：１００９—６８２５（２０１０ Ｊ １５—０３００ ０３ 马鹿箐隧道长距离反坡追踪排水施工技术研究 陈 冉 摘要：通过对长大隧道反坡追踪排水施工技术分析、研究，提出了长距离反坡追踪排水特点及难点，经过工程实践，采 取了有针对性的措施，长距离反坡追踪排水达到了预期的效果。 关键词：隧道，长距离，反坡，排水技术 中图分类号：Ｕ４５３．６ 文献标识码：Ａ 马鹿箐隧道是宜万铁路全线八座一级风险隧道之一，地质极 每次抽水只能降低水位０．４６５ ｍ。为复杂，地下暗河、岩溶高压富水溶腔等不良地质广布，多次遭遇 岩溶溶腔特大型突泥突水，为目前世界铁路建设史上瞬问突涌水 量最大的隧道。全隧为１５．３％ｏ的单面坡，出口端为反坡施工。 ２）前移水泵，安装排水管均在水中进行，施工难度大。 将水泵前移５０ ｍ，水深０．７６５ ｍ。采取人工运输已经达到极 限；采用常规机械设备，如装载机、汽车等，也很难到达更远位置； 隧道掘进２ ３４２ ｍ时发生了溃水自然灾害，隧道被淹没。为 采取竹筏、轮船虽然可以将水泵前移至更远位置，但水太深，施工 了恢复隧道正常施工，采取了一定的措施，将洞内淤积的水（泥） 人员无法站在水中运输、安装水管，也难以采用轮船在隧道内运 安装水管。 清除干净。由于隧道内存在岩溶补给水，抽水设备的能力必须远 输、大于补给量才能有效的排尽洞内积水，安装水泵一接排水管一抽 水一拆除水泵前移至下一抽水位置一延长排水管路一再次抽水。 ３）隧道溃水灾害发生后，追排水时洞内存在突涌水风险。 一旦发生突水，施工人员和设备需要紧急撤离，常规的抽水 在抢险期间，为了快速排水，研发了移动方便、抽水快捷、功率大 方法在紧急情况下很难保证人员、设备安全撤离。 的长达１２０ ｍ的移动式抽水列车，在隧道内存在涌水的情况下， ２追排水技术方案选定… 快速有效、安全地排尽洞内积水，施作混凝土封堵墙隔断突水溶 ２．１抽水列车研发 腔，使隧道能够恢复正常掘进施工。 抽水台车按照“１＋３＋ｌ”分３个部分设计，总长度１２０ ｒｎ。第 １ 反坡隧道抽水特点及技术难点 １）水泵每推进一次抽水量减少。 深５０ Ｘ １５．３‰＝０．７６５ ｒｎ，扣除潜水泵本身吃水深度约０．３ ｍ后， 一 卜 １段为抽水平台，长度１２ ｍ；第２段为车身行走系统，长度７２ ｍ； 第３段为动力、牵引部分，长度３６ ＩＴＩ。列车配置８台５００ ｍ３／ｈ污 ０００ ｍ３／ｈ，每循环追水９０ ｍ。抽水列车构造见图１。 马鹿箐隧道线路纵坡ｌ５．３‰，从水头位置向洞内５０ ｍ处水 水泵，排量４ ￣１０８ｘ ４ ｒｆｌｒｎ无缝钢管 图１抽水列车构造图 列车抽水平台高度２．８ ＩＴＩ，宽度１．６ ｒｎ，最大吃水深度１．８ ｍ。 选用具有自由转向功能的梭矿轮对作为行走系统，采用型钢作骨 参考文献： ［１］ＪＴＪ ０２１～８５，公路桥涵设计通用规范［Ｓ］． 出版社，２００７：３３—４４． ［３］贺拴海．桥梁结构理论与计算方法［Ｍ］．北京：人民交通出 版社，２００３：４６２—４８１． ［２］ 葛俊颖．基于ＡＮＳＹＳ的桥梁结构分析［Ｍ］ 北京：中国铁道 ［４］ 罗旗帜，李新平，姚玲森．桥梁工程［Ｍ］．广州：华南理工大 学出版社。２００６：２４７．３２４． Ａ ｓｕｍｍａｒｙ ｏｆ ｄｅｃｋ ｂｏｘ ａｒｃｈ ｂｒｉｄｇｅ ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ ｃｏｎｔｒｏｌｌｉｎｇ ＸＩＮＧＪｕｎ－ｆｅｎｇ ＺＨＡＯ Ｓｕ－ｇａｎｇ ＣＨＥＮＧＸｉａｏ－ｈｕｉ Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔａｋｉｎｇ Ｙａｎｇｉｉａｏ Ｗｕｊｉａｎｇ Ｂｒｉｄｇｅ ａｓ ｅｘａｍｐｌｅ．ｔｈｅ ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ ｃｏｎｔｒｏ￣ｉｎｇ ｉｎ ｓｔｅｅｌ ｃｏｎｃｒｅｔｅ ｄｅｃｋ ｂｏｘ ａｒｃｈ ｂｒｉｄｇｅ ｏｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ ｗａｓ ｓｕｍｍａｒｉｚｅｄ，ａｎｄ ｅｆｆｅｃｔｉｖｅ ａｎｄ ｗｅｌｌ—ｂｅｄｄｅｄ ｃｏｎｔｒｏｌｌｉｎｇ ｐｒｏｃｅｓｓ ｗａｓ ｐｒｏｖｉｄｅｄ．Ｔｈｅ ｃａｌｃｕｌａｔｅｄ ｄｅｆｌｃｔｉｅｏｎ ａｎｄ ａｃｔｕａｌ ｄｅｆｌｅｃｔｉｏｎ ｏｆ ａｒｃｈ ｂｒｉｄｇｅ ｗｅｒｅ ｃｏｍｐａｒｅｄ ｓｐｅｃｉａｌｌｙ，ＳＯ ８Ｓ ｔｏ ｅｎｓｕｒｅ ｓａｆｅ ａｎｄ ｓｍｏｏｔｈ ｃｏｍｐｌｅｔｉｏｎ． Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ：ｓｔｃｃｌ ｃｏｎｃｒｅｔｅ，ａｒｃｈ ｂｄｄｇｅ，ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ ｃｏｎｔｒｏｌｌｉｎｇ，ｔｈｅｏｒｅｔｉｃａｌ ｃａｌｃｕｌａｔｉｏｎ 收稿日期：２０１０．０１—２１ 作者简介：陈冉（１９７７一），女，工程师，中铁十一局集团第四工程有限公司，湖北武汉４３００７４
