拱橋技術(shù)

1、【考點(diǎn)】拱式橋梁拱橋作為一種傳統(tǒng)橋型，應(yīng)用非常廣泛。拱橋結(jié)構(gòu)型式很多，各自的施工（架設(shè)）方法也不一樣。（一）石拱橋主拱圈施工對(duì)于石拱橋這種砌體結(jié)構(gòu)，一般采用拱架法施工。拱架形式有滿堂式、撐架式等。在有條件的地方也可采用土牛拱胎。采用拱架施工石拱本身并不復(fù)雜，但其施工過程中拱架的安全是必須引起重視的。據(jù)統(tǒng)計(jì)，拱橋的垮塌事故大多發(fā)生在施工中，所以，對(duì)石拱橋，特別是大跨徑石拱橋施工過程中拱架的受力，變形及穩(wěn)定必須進(jìn)行監(jiān)控。另外，在大跨徑拱橋施

2、工中，其拱圈一般系分環(huán)、分段逐漸形成的，所以，拱圈內(nèi)的應(yīng)力也是逐漸形成的，施工中必須對(duì)拱圈應(yīng)力，特別是先期形成的拱環(huán)應(yīng)力進(jìn)行全程監(jiān)控，避免結(jié)構(gòu)在施工過程中出現(xiàn)過大的應(yīng)力。（二）普通型鋼筋混凝土拱橋施工1、主拱施工普通型鋼筋混凝土拱橋指除桁架拱橋、剛架拱橋、系桿拱橋以外的所有拱橋，普通型拱橋的共同特點(diǎn)是以主拱圈為主要承重結(jié)構(gòu)，并且有外部水平推力。普通型拱橋中，不論是板拱、箱型拱還是箱助拱，也不論是上承式、中承式還是下承式，在有條件的地方以

3、及采用其他施工方法受限的地方，都可以采用在拱架上澆注、拼裝的方法施工主拱圈。拱架形式可以是滿堂式、撐架式，也可以是斜拉式、拱式等。對(duì)拱式拱架又分為外置式拱架和埋置式拱架，其中，埋置式拱架又稱為勁性骨架，勁性骨架法是特大跨徑拱橋的主要施工方法。不論哪種拱架都是非剛性的，施工過程中拱架以及分環(huán)分層分段澆注中先期形成的拱環(huán)（段）的受力、變形是在不斷變化的，為保證施工過程中拱架與拱圈的安全和拱軸線型對(duì)稱，必須對(duì)施工中拱架與拱圈受力、變形、穩(wěn)定進(jìn)

4、行監(jiān)控。對(duì)采用勁性骨架澆筑施工時(shí)，往往其橋梁跨徑特大（如420米的重慶萬縣長(zhǎng)江大橋），要在不太強(qiáng)大的骨架上經(jīng)過很多工序和較長(zhǎng)時(shí)間外包混凝土形成拱圈，其施工中的安全更為重要，實(shí)施施工控制就顯得格外重要。除上述有支架施工外，天支架纜索吊裝施工法應(yīng)用更為廣泛。如圖8。纜索吊裝法是通過設(shè)置吊運(yùn)天線來完成預(yù)制拱段（構(gòu)件）的縱向與豎向運(yùn)輸，從而完成拱圈拼裝。纜索吊裝也是有支架施工中外置式鋼拱架、埋置式拱架（勁性骨架）以及鋼管混凝土拱中鋼管拱的架設(shè)手

5、段。纜索吊裝施工的關(guān)鍵在于吊運(yùn)系統(tǒng)（包括錨碇、塔架、天線）的可靠性以及吊裝與扣掛的過程控制。根據(jù)兩岸地形情況，在兩岸制作半拱，然后繞拱座作水平或豎直轉(zhuǎn)動(dòng)至合攏成拱的轉(zhuǎn)體施工法也時(shí)有采用，如圖9。轉(zhuǎn)體施工的成敗在于轉(zhuǎn)動(dòng)系統(tǒng)的可靠性和轉(zhuǎn)動(dòng)過程中懸扣系統(tǒng)、拱圈等的受力、穩(wěn)定控制，標(biāo)高監(jiān)控。鋼筋混凝土拱也可采用懸臂施工法施工。拱的懸臂施工主要有兩種方式：一是斜拉扣掛方式，即在拱橋墩臺(tái)處設(shè)立臨時(shí)塔架，用斜拉索系吊已通過掛藍(lán)澆成的拱圈段，這樣，澆一

6、段就系吊一段，直至合攏，如圖10所示。二是桁架式，即借用專用掛藍(lán)，結(jié)合使用斜吊鋼筋將拱圈、拱上立柱和預(yù)應(yīng)力混凝土橋面板齊頭并進(jìn)，邊澆注拱圈邊構(gòu)成桁架，直至、合攏，如圖11所示。采用前者施工時(shí)，需特別注意對(duì)斜拉索力、拱圈受力、標(biāo)高的監(jiān)測(cè)與控制；采用后者施工時(shí)，鑒于其屬于自架設(shè)施工方式，除需注意施工中結(jié)構(gòu)的受力、穩(wěn)定監(jiān)控外，特別要加強(qiáng)施工標(biāo)高的控制。另外，普通型拱橋中還有一種是鋼管混凝土拱。鋼管混凝土拱通常是采用纜索吊裝法架設(shè)鋼管拱，然后再

7、灌注管內(nèi)混凝土，相當(dāng)于在較柔的鋼管拱架上施加非常大的荷載，該施加可以是一次性的，也可以是分步進(jìn)行的，不論是哪種方式，施工中鋼管（或已先期形成的部分管內(nèi)混凝土）的受力、變形以及穩(wěn)定系數(shù)都是在不斷變化的，必須承擔(dān)待澆節(jié)段的混凝土重量，相當(dāng)于將傳統(tǒng)掛藍(lán)中的懸臂受力變?yōu)楹?jiǎn)支受力，不足之處是在澆注一個(gè)節(jié)段混凝土過程中要分階段調(diào)索，工藝復(fù)雜。由于斜拉橋結(jié)構(gòu)較復(fù)雜，超靜定次數(shù)高，塔柱空間位置、斜拉索位置、錨頭相對(duì)尺寸等務(wù)必要精確，否則將引起結(jié)構(gòu)內(nèi)力的

8、變化；同時(shí)，為確保橋梁施工過程中結(jié)構(gòu)安全和成橋線形平順，施工中必須進(jìn)行跟蹤監(jiān)控，監(jiān)控對(duì)象主要是主梁標(biāo)高、斜拉索索力和塔柱變位，考慮混凝土收縮、徐變，溫度變化等引起的標(biāo)高變化；嚴(yán)格控制合攏時(shí)間和進(jìn)行必要的技術(shù)處理，保證合攏段工程質(zhì)量和成橋狀態(tài)內(nèi)力符合要求。懸臂拼裝法是利用適宜的起吊設(shè)備從塔柱兩側(cè)逐節(jié)對(duì)稱拼裝梁體直至合攏。與懸臂澆注一樣，施工中對(duì)非塔、梁、墩固結(jié)的斜拉橋也要作臨時(shí)固結(jié)處理。對(duì)于混凝土主梁懸臂拼裝，要特別注意塊件和相鄰已成梁段

9、的相對(duì)高差控制，確保主梁線形與設(shè)計(jì)相符。對(duì)于鋼梁懸臂拼裝，合攏段施工是另外需要特別注意的。合攏段施工若處理不好，輕則影響結(jié)構(gòu)內(nèi)力分配以及橋面平順，重則影響結(jié)構(gòu)安全，根據(jù)實(shí)際情況，可采用自然或強(qiáng)迫合攏，施工時(shí)必須加強(qiáng)合攏控制。（二）懸索橋懸索橋施工包括錨碇施工、索塔施工、主纜（吊桿）施工和加勁梁施工幾個(gè)主要部分。錨碇分重力式錨和隧道錨兩種，錨碇（特別是重力式錨）一般均系大體積混凝土結(jié)構(gòu)，施工按常規(guī)的方法進(jìn)行。施工中除需注意常規(guī)的質(zhì)量、精度

10、要求外，應(yīng)特別注意混凝土內(nèi)部的溫度監(jiān)測(cè)與控制。索塔施工與斜拉橋塔柱施工基本相同。混凝土索塔通常采用滑模、爬模、翻模并配以塔吊或泵送澆注；鋼索塔一般為吊裝施工。同樣，索塔施工中要注意加強(qiáng)測(cè)量控制，應(yīng)力監(jiān)測(cè)，對(duì)高索塔（特別是鋼塔）還需進(jìn)行必要的震動(dòng)控制。主纜架設(shè)主要有空中紡絲法（AS法）和預(yù)制平行索股法（PPWS法）兩種。AS法是指以卷在卷筒上的單根通長(zhǎng)鋼絲為原料、采用移動(dòng)紡絲輪在空中來回架設(shè)鋼絲（紡絲）形成索股，進(jìn)而形成主纜。PPWS法是

11、指對(duì)主纜中的索股（索股中鋼絲根數(shù)按設(shè)計(jì)規(guī)定有多有少）進(jìn)行工廠預(yù)制，然后逐根架設(shè)索股，其架設(shè)程序如圖。不論采用哪種方法架設(shè)，其鋼絲、或索股、或主纜以及吊索（桿）的線形或拉力等是施工中必須進(jìn)行監(jiān)控的。加勁梁的架設(shè)方法因加勁梁的構(gòu)造型式不同而異。對(duì)桁架式加勁梁可采用單根桿件、桁架片或桁架段（節(jié)段）架設(shè)法；對(duì)箱形加勁梁或混凝土箱（板）加勁梁（對(duì)小跨懸索橋）則采用節(jié)段預(yù)制吊裝法。加勁梁架設(shè)順序有兩種，即從主塔開始向兩側(cè)推進(jìn)和從中跨跨中和邊跨橋墩（