钢筋混凝土拱桥施工技术方法

钢筋混凝土拱桥施工技术方法

　　钢筋混凝土之所以可以共同工作是由它自身的材料性质决定的。首先钢筋与混凝土有着近似相同的线膨胀系数，不会由环境不同产生过大的应力。下面是小编为大家整理的钢筋混凝土拱桥施工技术方法，欢迎大家阅读浏览。

　　一、拱桥的类型与施工方法

　　1、类型

　　按拱圈与车行道的相对位置以及承载方式分：上承式、中承式、下承式

　　按拱圈混凝土浇筑的方式分：现浇混凝土拱、预制混凝土拱再拼装

　　2、主要施工方法

　　按拱圈施工的拱架(支撑方式 )：支架法、少支架法、无支架法

　　施工方法选用：根据拱桥的跨度、结构形式、现场施工条件、施工水平等因素

　　3、拱架种类与形式

　　拱架种类按材料分：木拱架、钢拱架、竹拱架、竹木混合拱架、钢木组合拱架、土牛拱胎架

　　按结构形式分：排架式、撑架式、扇架式、桁架式、组合式、叠桁式、斜拉式

　　选用拱架原则：拱架应有足够的强度、刚度和稳定性，同时要求取材容易、构造简单、受力明确、制作及装拆方便，并能重复使用

　　二、现浇拱桥施工

　　1、一般规定

　　装配式拱桥构件吊装时，混凝土的强度不得低于设计要求，无设计要求是，不得低于设计强度值的75%

　　拱圈(拱肋)放样是应按设计要求设预拱度，当设计无要求时，可根据跨度大小、恒载挠度、拱架刚度等因素计算预拱度，拱顶宜取计算跨度的1/1000-1/500;放样时，水平长度偏差及拱轴线偏差，当跨度大于20m时，不得大于计算跨度的1/5000;当跨度小于或等于20m，不得大于4mm

　　拱圈(拱肋)封拱合龙温度应符合设计要求，当设计无要求时，宜在当地年平均温度或5-10°C时进行

　　2、在拱架上浇筑混凝土拱圈

　　跨径小于16m的拱圈或拱肋混凝土：应按拱圈全宽从两端拱脚向拱顶对称、连续浇筑，并在拱脚混凝土初凝前全部完成，不能完成时，则应在拱脚预留一个隔缝，最后浇筑隔缝混凝土

　　跨径大于或等于16m的拱圈或拱肋：宜分段浇筑;分段位置：拱式拱架宜设置在拱架受力反弯点、拱架节点、拱顶及拱脚处;满布式拱架宜设置在拱顶、1/4跨径、拱脚及拱架节点等处;各段的接缝面应与拱轴线垂直，各分段点应预留间隔槽，其宽度宜为0.5-1m，当预计拱架变形较小时，可减少或不设间隔槽，应采取分段间隔浇筑

　　分段浇筑程序应符合设计要求，应对称于拱顶进行，各分段内的混凝土应一次连续浇筑完毕，因故中断时，应将施工缝凿成垂直于拱轴线的平面或台阶式接合面

　　间隔槽混凝土浇筑应由拱脚向拱顶对称进行，应待拱圈混凝土分段浇筑完成且强度达到75%设计强度且接合面按施工缝处理后再进行

　　分段浇筑钢筋混凝土拱圈(拱肋)时，纵向不得采用通长钢筋，钢筋接头应安设在后浇的几个间隔槽内，并应在浇筑间隔槽混凝土时焊接

　　浇筑大跨径拱圈(拱肋)混凝土时，宜采用分环(层)分段浇筑方法浇筑，也可纵向分幅浇筑，中幅先行浇筑合龙，达到设计要求后，再横向对称浇筑合龙其他幅

　　拱圈(拱肋)封拱合龙时混凝土强度应符合设计要求，设计无要求时，各段混凝土强度应达到设计强度的75%;当封拱合龙前用千斤顶施加压力的方法调整拱圈应力时，拱圈(包括已浇间隔槽)的混凝土强度应达到设计强度

　　三、装配式桁架拱和刚构拱安装

　　1、装配式桁架拱、刚构拱采用卧式预制拱片时，为防止拱片在起吊过程中产生扭折，起吊时必须将全片水平吊起后，再悬空翻身竖立

　　2、大跨径桁式组合拱，拱顶湿接头混凝土，宜采用较构件混凝土强度高一级的早强混凝土

　　3、安装过程中用全站仪，对拱肋、拱圈的挠度和横向位移、混凝土裂缝、墩台变位、安装设施的变形和变位等项目进行观测

　　4、拱肋吊装定位合龙时，应进行接头高程和轴线位置的观测，以控制、调整其拱轴线，使之符合设计要求。拱肋松索成拱以后，从拱上施工加载起，一直到拱上建筑完成，应随时对1/4跨、1/8跨及拱顶各点进行挠度和横向位移的观测

　　四、钢管混凝土拱

　　1、弯管宜采用加热顶压方式，加热温度不得超过800°C

　　2、拱肋节段焊接强度不应低于母材强度

　　3、在钢管拱肋上应设置混凝土压注孔、倒流截止阀、排气孔及扣点、吊点节点板

　　4、钢管拱肋外露面应按设计要求做长效防护处理

　　5、钢管拱肋成拱过程中，应同时安装横向连系，未安装连系的不得多于一个节段，否则应采取临时横向稳定措施

　　6、节段间环焊缝的施焊应对称进行，并应采用定位板控制焊缝间隙，不得采用堆焊

　　7、合龙口的焊接或栓接作业应选择在环境温度相对稳定的时段内快速完成

　　8、采用斜拉扣索悬拼法施工时，扣索采用钢铰线或高强钢丝束时，安全系数应大于2

　　【拓展】拱桥

　　拱桥由来

　　赵州桥中国的拱桥始建于东汉中后期，已有一千八百余年的历史。它是由伸臂木石梁桥、撑架桥等逐步发展而成的。在形成和发展过程的外形都是曲的，所以古时常称为曲桥。在古文献中，还用“囷”、“窌”、“窦”、“瓮”等字来表示拱。

　　拱桥。造型优美，曲线圆润，富有动态感。单拱的如北京颐和园玉带桥，拱券呈抛物线形，桥身用汉白玉，桥形如垂虹卧波。多孔拱桥适于跨度较大的宽广水面，常见的多为三、五、七孔，著名的颐和园十七孔桥，长约150米，宽约6.6米，连接南湖岛，丰富了昆明湖的层次，成为万寿山的对景。河北赵州桥的“敞肩拱”是中国首创，在园林中仿此形式的很多，如苏州东园中的一座。

　　拱桥特点

　　中国建造拱桥的历史要比以造拱桥著称的古罗马晚好几百年，但中国的拱桥却独具一格。形式之多，造型之美，世界少有。有驼峰突起的陡拱，有宛如皎月的坦拱，有玉带浮水的平坦的纤道多孔拱桥，也有长虹卧波、形成自然纵坡的长拱桥。拱肩上有敞开的（如大拱上加小拱，现称空腹拱）和不敞开的（现称实腹拱）。拱形有半圆、多边形、圆弧、椭圆、抛物线、蛋形、马蹄形和尖拱形，可说应有尽有。

　　拱桥孔数上有单孔与多孔，多孔以奇数为多，偶数较少，多孔拱桥，如果当某孔主拱受荷时，能通过桥墩的变形或拱上结构的作用将荷载由近及远的传递到其它孔主拱上去，这样的拱桥称为连续拱桥，简称连拱；江浙水乡的三、五、七、九孔石拱桥，一般是中孔最大，两边孔径依次按比例递减，桥墩狭薄轻巧，具有划一格局，令人钦佩。由于桥孔搭配适宜，全桥协调匀称，自然落坡既便于行人上下，又利于各类船只的航运。杭州市城北的拱辰桥是三孔的一例，建于明崇祯四年（1631年）。有的桥孔多达数十孔，甚至超过百孔，如1979年发现的徐州景国桥，就有104孔，估计它是明清桥梁。多跨拱桥又有连续拱和固端拱，固端拱采用厚大桥墩，在华北、西南、华中、华东等地都可见到，连续拱只见于江南水乡。按建拱的材料分有石拱、木拱、砖拱、竹拱和砖石混合拱。

　　单孔拱桥

　　拱桥以承受轴向压力为主的拱圈或拱肋作为主要承重构件的桥梁,拱结构由拱圈(拱肋)及其支座组成。拱桥可用砖、石、混凝土等抗压性能良好的材料建造;大跨度拱桥则用钢筋混凝土或钢材建造,以承受发生的力矩。按拱圈的静力体系分为无铰拱、双铰拱、三铰拱。前二者为超静定结构,后者为静定结构。无铰拱的拱圈两端固结于桥台,结构最为刚劲,变形小,比有铰拱经济，结构简单,施工方便,是普遍采用的形式，但修建无铰拱桥要求有坚实的地基基础。双铰拱是在拱圈两端设置可转动的铰支承,结构虽不如无铰拱刚劲,但可减弱桥台位移等因素的不利影响,在地基条件较差和不宜修建无铰拱的地方,可采用双铰拱桥。三铰拱则是在双铰拱的拱顶再增设一铰,结构的刚度更差些,拱顶铰的构造和维护也较复杂,一般不宜作主拱圈。拱桥按结构形式可分为板拱、肋拱、双曲拱、箱形拱、桁架拱。拱桥为桥梁基本体系之一,一直是大跨径桥梁的主要形式。拱桥建筑历史悠久,20世纪得到迅速发展,50年代以前达到全盛时期。古今中外名桥(如赵州桥、卢沟桥、悉尼港桥、克尔克桥等)遍布各地,在桥梁建筑中占有重要地位,适用于大、中、小跨径的公路桥和铁路桥,更因其造型优美,常用于城市及风景区的桥梁建筑。

　　拱桥式样

　　拱桥是中国最常用的一种桥梁型式，其式样之多，数量之大，为各种桥型之冠，特别是公路桥梁，据不完全统计，中国的公路桥中7%为拱桥。由于中国是一个多山的'国家，石料资源丰富，因此拱桥以石料为主。建于公元1990年，跨径120m的湖南乌巢河大桥，是当今世界跨径第一的石拱桥。中国建造的钢筋混凝土拱桥的形式更是繁花似锦，式样之多当属世界之最，其中建造得比较多的是箱形拱、双曲拱、肋拱、桁架拱、刚架拱等，它们大多数是上承式桥梁，桥面宽敞，造价低廉。

　　拱桥箱形拱主要用于大跨径。重庆涪陵乌江大桥，跨径200米，是中国已建成的最大跨径的箱形拱，跨径420米的万县长江大桥正在设计中，它将是世界最大跨径的钢筋混凝土拱桥。双曲拱是中国首创并不断改进的一种新型钢筋混凝土拱桥，它发源于江苏无锡，遍步各地，最大跨径当推河南前河大桥，跨径150米；桁架拱是在软土地基上为了减轻自重、改善拱上建筑与主拱圈共同作用，藉桁架原理逐步发展起来的一种轻型钢筋混凝土拱桥，适用于中小跨径桥梁。当采用了预应力措施和悬臂拼装的方法，就形成一种悬臂组合桁架拱桥，正在建造的贵州江界河大桥，主跨330米，是国内最大跨径的在建拱桥。四川宜宾小南门大桥为跨径240米的中承式肋拱，是中国该种桥型的最大跨径。刚架拱桥是从简化拱上建筑着眼，利用斜撑将桥面最不利荷载位置的荷载传至拱脚，以改善主拱的受力，在江苏无锡建成了跨越大运河的三座跨径100米的钢筋混凝土刚架拱。在中国也建有一定数量的下承式钢筋混凝土肋拱，其中有的是系杆拱或刚拱刚梁组合拱，后者是跨径100m米的中承式无铰拱；中国还修建了一些钢拱桥及斜腿刚架桥。

　　中国在建造钢筋混凝土拱桥的实践中进行了拱轴线优化，混凝土徐变对混凝土拱内力重分布影响、连拱计算、拱桥荷载横向分布、各种形式拱桥的设计计算理论的创立与完善、组合装配式混凝土拱桥的施工控制等研究。为了适应在软土地基上建造混凝土拱桥，提出了组合桥台形式与其计算理论。在拱桥施工方法上也有所创新：如中小跨径拱桥以预制拱肋为拱架，少支架施工为主，或采用悬砌方法；大跨径拱桥则采取纵向分条，横向分段，预制拱肋，无支架吊装，组合拼装与现浇相组合的施工方法；此外，在采用无支架转体施工方法建造拱桥方面也有不少成功的经验。