鋼筋混凝土拱橋施工技術(shù)方法

　　鋼筋混凝土之所以可以共同工作是由它自身的材料性質(zhì)決定的。首先鋼筋與混凝土有著近似相同的線膨脹系數(shù)，不會由環(huán)境不同產(chǎn)生過大的應(yīng)力。下面是小編為大家整理的鋼筋混凝土拱橋施工技術(shù)方法，歡迎大家閱讀瀏覽。

　　一、拱橋的類型與施工方法

　　1、類型

　　按拱圈與車行道的相對位置以及承載方式分：上承式、中承式、下承式

　　按拱圈混凝土澆筑的方式分：現(xiàn)澆混凝土拱、預(yù)制混凝土拱再拼裝

　　2、主要施工方法

　　按拱圈施工的拱架(支撐方式 )：支架法、少支架法、無支架法

　　施工方法選用：根據(jù)拱橋的跨度、結(jié)構(gòu)形式、現(xiàn)場施工條件、施工水平等因素

　　3、拱架種類與形式

　　拱架種類按材料分：木拱架、鋼拱架、竹拱架、竹木混合拱架、鋼木組合拱架、土牛拱胎架

　　按結(jié)構(gòu)形式分：排架式、撐架式、扇架式、桁架式、組合式、疊桁式、斜拉式

　　選用拱架原則：拱架應(yīng)有足夠的強(qiáng)度、剛度和穩(wěn)定性，同時要求取材容易、構(gòu)造簡單、受力明確、制作及裝拆方便，并能重復(fù)使用

　　二、現(xiàn)澆拱橋施工

　　1、一般規(guī)定

　　裝配式拱橋構(gòu)件吊裝時，混凝土的強(qiáng)度不得低于設(shè)計(jì)要求，無設(shè)計(jì)要求是，不得低于設(shè)計(jì)強(qiáng)度值的75%

　　拱圈(拱肋)放樣是應(yīng)按設(shè)計(jì)要求設(shè)預(yù)拱度，當(dāng)設(shè)計(jì)無要求時，可根據(jù)跨度大小、恒載撓度、拱架剛度等因素計(jì)算預(yù)拱度，拱頂宜取計(jì)算跨度的1/1000-1/500;放樣時，水平長度偏差及拱軸線偏差，當(dāng)跨度大于20m時，不得大于計(jì)算跨度的1/5000;當(dāng)跨度小于或等于20m，不得大于4mm

　　拱圈(拱肋)封拱合龍溫度應(yīng)符合設(shè)計(jì)要求，當(dāng)設(shè)計(jì)無要求時，宜在當(dāng)?shù)啬昶骄鶞囟然?-10°C時進(jìn)行

　　2、在拱架上澆筑混凝土拱圈

　　跨徑小于16m的拱圈或拱肋混凝土：應(yīng)按拱圈全寬從兩端拱腳向拱頂對稱、連續(xù)澆筑，并在拱腳混凝土初凝前全部完成，不能完成時，則應(yīng)在拱腳預(yù)留一個隔縫，最后澆筑隔縫混凝土

　　跨徑大于或等于16m的拱圈或拱肋：宜分段澆筑;分段位置：拱式拱架宜設(shè)置在拱架受力反彎點(diǎn)、拱架節(jié)點(diǎn)、拱頂及拱腳處;滿布式拱架宜設(shè)置在拱頂、1/4跨徑、拱腳及拱架節(jié)點(diǎn)等處;各段的接縫面應(yīng)與拱軸線垂直，各分段點(diǎn)應(yīng)預(yù)留間隔槽，其寬度宜為0.5-1m，當(dāng)預(yù)計(jì)拱架變形較小時，可減少或不設(shè)間隔槽，應(yīng)采取分段間隔澆筑

　　分段澆筑程序應(yīng)符合設(shè)計(jì)要求，應(yīng)對稱于拱頂進(jìn)行，各分段內(nèi)的混凝土應(yīng)一次連續(xù)澆筑完畢，因故中斷時，應(yīng)將施工縫鑿成垂直于拱軸線的平面或臺階式接合面

　　間隔槽混凝土澆筑應(yīng)由拱腳向拱頂對稱進(jìn)行，應(yīng)待拱圈混凝土分段澆筑完成且強(qiáng)度達(dá)到75%設(shè)計(jì)強(qiáng)度且接合面按施工縫處理后再進(jìn)行

　　分段澆筑鋼筋混凝土拱圈(拱肋)時，縱向不得采用通長鋼筋，鋼筋接頭應(yīng)安設(shè)在后澆的幾個間隔槽內(nèi)，并應(yīng)在澆筑間隔槽混凝土?xí)r焊接

　　澆筑大跨徑拱圈(拱肋)混凝土?xí)r，宜采用分環(huán)(層)分段澆筑方法澆筑，也可縱向分幅澆筑，中幅先行澆筑合龍，達(dá)到設(shè)計(jì)要求后，再橫向?qū)ΨQ澆筑合龍其他幅

　　拱圈(拱肋)封拱合龍時混凝土強(qiáng)度應(yīng)符合設(shè)計(jì)要求，設(shè)計(jì)無要求時，各段混凝土強(qiáng)度應(yīng)達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度的75%;當(dāng)封拱合龍前用千斤頂施加壓力的方法調(diào)整拱圈應(yīng)力時，拱圈(包括已澆間隔槽)的混凝土強(qiáng)度應(yīng)達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度

　　三、裝配式桁架拱和剛構(gòu)拱安裝

　　1、裝配式桁架拱、剛構(gòu)拱采用臥式預(yù)制拱片時，為防止拱片在起吊過程中產(chǎn)生扭折，起吊時必須將全片水平吊起后，再懸空翻身豎立

　　2、大跨徑桁式組合拱，拱頂濕接頭混凝土，宜采用較構(gòu)件混凝土強(qiáng)度高一級的早強(qiáng)混凝土

　　3、安裝過程中用全站儀，對拱肋、拱圈的撓度和橫向位移、混凝土裂縫、墩臺變位、安裝設(shè)施的變形和變位等項(xiàng)目進(jìn)行觀測

　　4、拱肋吊裝定位合龍時，應(yīng)進(jìn)行接頭高程和軸線位置的觀測，以控制、調(diào)整其拱軸線，使之符合設(shè)計(jì)要求。拱肋松索成拱以后，從拱上施工加載起，一直到拱上建筑完成，應(yīng)隨時對1/4跨、1/8跨及拱頂各點(diǎn)進(jìn)行撓度和橫向位移的觀測

　　四、鋼管混凝土拱

　　1、彎管宜采用加熱頂壓方式，加熱溫度不得超過800°C

　　2、拱肋節(jié)段焊接強(qiáng)度不應(yīng)低于母材強(qiáng)度

　　3、在鋼管拱肋上應(yīng)設(shè)置混凝土壓注孔、倒流截止閥、排氣孔及扣點(diǎn)、吊點(diǎn)節(jié)點(diǎn)板

　　4、鋼管拱肋外露面應(yīng)按設(shè)計(jì)要求做長效防護(hù)處理

　　5、鋼管拱肋成拱過程中，應(yīng)同時安裝橫向連系，未安裝連系的不得多于一個節(jié)段，否則應(yīng)采取臨時橫向穩(wěn)定措施

　　6、節(jié)段間環(huán)焊縫的施焊應(yīng)對稱進(jìn)行，并應(yīng)采用定位板控制焊縫間隙，不得采用堆焊

　　7、合龍口的焊接或栓接作業(yè)應(yīng)選擇在環(huán)境溫度相對穩(wěn)定的時段內(nèi)快速完成

　　8、采用斜拉扣索懸拼法施工時，扣索采用鋼鉸線或高強(qiáng)鋼絲束時，安全系數(shù)應(yīng)大于2

　　拱橋

　　拱橋由來

　　趙州橋中國的拱橋始建于東漢中后期，已有一千八百余年的歷史。它是由伸臂木石梁橋、撐架橋等逐步發(fā)展而成的。在形成和發(fā)展過程的外形都是曲的，所以古時常稱為曲橋。在古文獻(xiàn)中，還用“囷”、“窌”、“竇”、“甕”等字來表示拱。

　　拱橋。造型優(yōu)美，曲線圓潤，富有動態(tài)感。單拱的如北京頤和園玉帶橋，拱券呈拋物線形，橋身用漢白玉，橋形如垂虹臥波。多孔拱橋適于跨度較大的寬廣水面，常見的多為三、五、七孔，著名的頤和園十七孔橋，長約150米，寬約6.6米，連接南湖島，豐富了昆明湖的層次，成為萬壽山的對景。河北趙州橋的“敞肩拱”是中國首創(chuàng)，在園林中仿此形式的很多，如蘇州東園中的一座。

　　拱橋特點(diǎn)

　　中國建造拱橋的歷史要比以造拱橋著稱的古羅馬晚好幾百年，但中國的拱橋卻獨(dú)具一格。形式之多，造型之美，世界少有。有駝峰突起的陡拱，有宛如皎月的坦拱，有玉帶浮水的平坦的纖道多孔拱橋，也有長虹臥波、形成自然縱坡的長拱橋。拱肩上有敞開的（如大拱上加小拱，現(xiàn)稱空腹拱）和不敞開的（現(xiàn)稱實(shí)腹拱）。拱形有半圓、多邊形、圓弧、橢圓、拋物線、蛋形、馬蹄形和尖拱形，可說應(yīng)有盡有。

　　拱橋孔數(shù)上有單孔與多孔，多孔以奇數(shù)為多，偶數(shù)較少，多孔拱橋，如果當(dāng)某孔主拱受荷時，能通過橋墩的變形或拱上結(jié)構(gòu)的作用將荷載由近及遠(yuǎn)的傳遞到其它孔主拱上去，這樣的拱橋稱為連續(xù)拱橋，簡稱連拱；江浙水鄉(xiāng)的三、五、七、九孔石拱橋，一般是中孔最大，兩邊孔徑依次按比例遞減，橋墩狹薄輕巧，具有劃一格局，令人欽佩。由于橋孔搭配適宜，全橋協(xié)調(diào)勻稱，自然落坡既便于行人上下，又利于各類船只的航運(yùn)。杭州市城北的拱辰橋是三孔的一例，建于明崇禎四年（1631年）。有的橋孔多達(dá)數(shù)十孔，甚至超過百孔，如1979年發(fā)現(xiàn)的徐州景國橋，就有104孔，估計(jì)它是明清橋梁。多跨拱橋又有連續(xù)拱和固端拱，固端拱采用厚大橋墩，在華北、西南、華中、華東等地都可見到，連續(xù)拱只見于江南水鄉(xiāng)。按建拱的材料分有石拱、木拱、磚拱、竹拱和磚石混合拱。

　　單孔拱橋

　　拱橋以承受軸向壓力為主的拱圈或拱肋作為主要承重構(gòu)件的橋梁,拱結(jié)構(gòu)由拱圈(拱肋)及其支座組成。拱橋可用磚、石、混凝土等抗壓性能良好的材料建造;大跨度拱橋則用鋼筋混凝土或鋼材建造,以承受發(fā)生的力矩。按拱圈的靜力體系分為無鉸拱、雙鉸拱、三鉸拱。前二者為超靜定結(jié)構(gòu),后者為靜定結(jié)構(gòu)。無鉸拱的拱圈兩端固結(jié)于橋臺,結(jié)構(gòu)最為剛勁,變形小,比有鉸拱經(jīng)濟(jì)，結(jié)構(gòu)簡單,施工方便,是普遍采用的形式，但修建無鉸拱橋要求有堅(jiān)實(shí)的地基基礎(chǔ)。雙鉸拱是在拱圈兩端設(shè)置可轉(zhuǎn)動的鉸支承,結(jié)構(gòu)雖不如無鉸拱剛勁,但可減弱橋臺位移等因素的不利影響,在地基條件較差和不宜修建無鉸拱的地方,可采用雙鉸拱橋。三鉸拱則是在雙鉸拱的拱頂再增設(shè)一鉸,結(jié)構(gòu)的剛度更差些,拱頂鉸的構(gòu)造和維護(hù)也較復(fù)雜,一般不宜作主拱圈。拱橋按結(jié)構(gòu)形式可分為板拱、肋拱、雙曲拱、箱形拱、桁架拱。拱橋?yàn)闃蛄夯�本體系之一,一直是大跨徑橋梁的主要形式。拱橋建筑歷史悠久,20世紀(jì)得到迅速發(fā)展,50年代以前達(dá)到全盛時期。古今中外名橋(如趙州橋、盧溝橋、悉尼港橋、克爾克橋等)遍布各地,在橋梁建筑中占有重要地位,適用于大、中、小跨徑的公路橋和鐵路橋,更因其造型優(yōu)美,常用于城市及風(fēng)景區(qū)的橋梁建筑。

　　拱橋式樣

　　拱橋是中國最常用的一種橋梁型式，其式樣之多，數(shù)量之大，為各種橋型之冠，特別是公路橋梁，據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，中國的公路橋中7%為拱橋。由于中國是一個多山的'國家，石料資源豐富，因此拱橋以石料為主。建于公元1990年，跨徑120m的湖南烏巢河大橋，是當(dāng)今世界跨徑第一的石拱橋。中國建造的鋼筋混凝土拱橋的形式更是繁花似錦，式樣之多當(dāng)屬世界之最，其中建造得比較多的是箱形拱、雙曲拱、肋拱、桁架拱、剛架拱等，它們大多數(shù)是上承式橋梁，橋面寬敞，造價低廉。

　　拱橋箱形拱主要用于大跨徑。重慶涪陵烏江大橋，跨徑200米，是中國已建成的最大跨徑的箱形拱，跨徑420米的萬縣長江大橋正在設(shè)計(jì)中，它將是世界最大跨徑的鋼筋混凝土拱橋。雙曲拱是中國首創(chuàng)并不斷改進(jìn)的一種新型鋼筋混凝土拱橋，它發(fā)源于江蘇無錫，遍步各地，最大跨徑當(dāng)推河南前河大橋，跨徑150米；桁架拱是在軟土地基上為了減輕自重、改善拱上建筑與主拱圈共同作用，藉桁架原理逐步發(fā)展起來的一種輕型鋼筋混凝土拱橋，適用于中小跨徑橋梁。當(dāng)采用了預(yù)應(yīng)力措施和懸臂拼裝的方法，就形成一種懸臂組合桁架拱橋，正在建造的貴州江界河大橋，主跨330米，是國內(nèi)最大跨徑的在建拱橋。四川宜賓小南門大橋?yàn)榭鐝?40米的中承式肋拱，是中國該種橋型的最大跨徑。剛架拱橋是從簡化拱上建筑著眼，利用斜撐將橋面最不利荷載位置的荷載傳至拱腳，以改善主拱的受力，在江蘇無錫建成了跨越大運(yùn)河的三座跨徑100米的鋼筋混凝土剛架拱。在中國也建有一定數(shù)量的下承式鋼筋混凝土肋拱，其中有的是系桿拱或剛拱剛梁組合拱，后者是跨徑100m米的中承式無鉸拱；中國還修建了一些鋼拱橋及斜腿剛架橋。

　　中國在建造鋼筋混凝土拱橋的實(shí)踐中進(jìn)行了拱軸線優(yōu)化，混凝土徐變對混凝土拱內(nèi)力重分布影響、連拱計(jì)算、拱橋荷載橫向分布、各種形式拱橋的設(shè)計(jì)計(jì)算理論的創(chuàng)立與完善、組合裝配式混凝土拱橋的施工控制等研究。為了適應(yīng)在軟土地基上建造混凝土拱橋，提出了組合橋臺形式與其計(jì)算理論。在拱橋施工方法上也有所創(chuàng)新：如中小跨徑拱橋以預(yù)制拱肋為拱架，少支架施工為主，或采用懸砌方法；大跨徑拱橋則采取縱向分條，橫向分段，預(yù)制拱肋，無支架吊裝，組合拼裝與現(xiàn)澆相組合的施工方法；此外，在采用無支架轉(zhuǎn)體施工方法建造拱橋方面也有不少成功的經(jīng)驗(yàn)。