公路監(jiān)理師考試：拱式橋梁

　　拱式橋梁

　　拱橋作為一種傳統(tǒng)橋型，應用非常廣泛。拱橋結構型式很多，各自的施工(架設)方法也不一樣。

　　(一)石拱橋主拱圈施工

　　對于石拱橋這種砌體結構，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，拱橋的垮塌事故大多發(fā)生在施工中，所以，對石拱橋，特別是大跨徑石拱橋施工過程中拱架的受力，變形及穩(wěn)定必須進行監(jiān)控。另外，在大跨徑拱橋施工中，其拱圈一般系分環(huán)、分段逐漸形成的，所以，拱圈內(nèi)的應力也是逐漸形成的，施工中必須對拱圈應力，特別是先期形成的拱環(huán)應力進行全程監(jiān)控，避免結構在施工過程中出現(xiàn)過大的應力。

　　(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是以主拱圈為主要承重結構，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稱，必須對施工中拱架與拱圈受力、變形、穩(wěn)定進行監(jiān)控。對采用勁性骨架澆筑施工時，往往其橋梁跨徑特大(如420米的重慶萬縣長江大橋)，要在不太強大的骨架上經(jīng)過很多工序和較長時間外包混凝土形成拱圈，其施工中的安全更為重要，實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用更為廣泛。纜索吊裝法是通過設置吊運天線來完成預制拱段(構件)的縱向與豎向運輸，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手段。纜索吊裝施工的關鍵在于吊運系統(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動至合攏成拱的轉體施工法也時有采用。轉體施工的成敗在于轉動系統(tǒng)的可靠性和轉動過程中懸扣系統(tǒng)、拱圈等的受力、穩(wěn)定控制，標高監(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，即在拱橋墩臺處設立臨時塔架，用斜拉索系吊已通過掛藍澆成的拱圈段，這樣，澆一段就系吊一段，直至合攏。二是桁架式，即借用專用掛藍，結合使用斜吊鋼筋將拱圈、拱上立柱和預應力混凝土橋面板齊頭并進，邊澆注拱圈邊構成桁架，直至、合攏。采用前者施工時，需特別注意對斜拉索力、拱圈受力、標高的監(jiān)測與控制;采用后者施工時，鑒于其屬于自架設施工方式，除需注意施工中結構的受力、穩(wěn)定監(jiān)控外，特別要加強施工標高的控制。

　　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鋼管拱，然后再灌注管內(nèi)混凝土，相當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，必須加以監(jiān)測、調(diào)控、以保證施工安全。

　　2、拱上結構施工

　　這里所指的拱上結構包括上承式拱橋的拱上建筑、中、下承式拱橋的懸吊結構(橋道梁)。對前者可采用支架現(xiàn)澆，更多的是預制拼(吊)裝;對后者既可在支架上現(xiàn)澆或拼裝，也可采用吊裝。拱橋施工中拱圈安全形成并非全橋就已無問題，若拱上結構施工不當，極易使主拱受力不利，嚴重者還會導致垮塌，所以，必須對拱上結構施工過程中主拱的受力，變形以及穩(wěn)定進行監(jiān)控。

　　(三)系桿拱橋施工

　　系桿拱橋屬于無外部推力體系，拱圈所產(chǎn)生的推力由系桿承擔，而系桿所受拉力是隨著拱圈和橋道梁的形成而逐漸形成的，所以，其施工工藝較為復雜。

　　對鋼筋混凝土系桿拱橋，最簡便的施工方法是支架法。當采用鋼筋混凝土吊桿和系桿時，通常在拱肋混凝土強度達到要求后，先在橋跨上加臨時荷載，使吊桿和系桿中的鋼筋內(nèi)產(chǎn)生額外的拉力后再澆注其混凝土，最后在卸去臨時荷載后使吊桿、系桿內(nèi)產(chǎn)生一定預應力，避免混凝土裂縫。當采用預應力系桿時，則需特別控制好預應力施加的時間、大小、使之與拱圈的形成協(xié)調(diào)，保證拱肋或系桿受力、變形符合要求。必要時也可采用預制拼裝，以加快施工進行。

　　對目前出現(xiàn)的大跨徑系桿拱橋大多采用鋼筋混凝土結構，除單跨外，更多的識三跨飛燕式。一般先利用纜索吊裝或轉體(對飛燕式)架設鋼管拱圈，此時，對單跨拱由于鋼管拱本身產(chǎn)生的推力不大，可利用墩臺抵抗或設置臨時拉索來平衡推力，對三跨飛燕式則利用中跨半拱和邊跨半拱互相平衡。待拱形成后，再澆注管內(nèi)混凝土和吊裝橋道梁，與此同時，同步施加相應的系桿拉力。該類橋梁施工中關鍵是要控制好系桿拉力的施加和橋道梁的施工加載。

　　(四)整體型上承式拱橋施工

　　整體型上承式拱橋包括桁架拱橋、剛架橋。對普通中小跨徑桁架拱橋可采用支架安裝、無支架吊裝、轉體和懸臂安裝等，對于大跨徑桁式組合拱橋，通常采用懸臂安裝施工。在無支架吊裝中，要特別注意桁架拱片在施工過程中的穩(wěn)定性，在懸臂施工中則要作好施工過程中各桿件的受力情況觀測和節(jié)段安裝標高控制。

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