预应力混凝土系杆拱桥的设计与施工.pdf

预 应 力 混 凝 土 系 杆 拱 桥 的 设 计 与 施 工 金 成棣 ( 同济大学 ) 摘要： 本文主要阐述预应力混凝土系杆拱桥的设计与无支架施工要点。设计要点主要介绍作者在设计实践中 的经验及贯彻公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范o t gd6 2 2 o 0 4 ) 相关条文的体会。无支架施工内容是 作者提出的先拱后梁的系杆拱施工方案， 其中包括施工阶段水平推力的估算， 采用体外索平衡水平推力的相关措 施， 经过杭嘉湖地区以及浦东新区多座系杆拱桥的施工实践， 证明先拱后梁的施工方法是一种具有经济意义及社 会效益的成功方法。 关键词： 预应力混凝土系杆拱桥； 无支架施工； 先拱后梁； 体外束 编者 按 ： 金成 棣 教授 长期 从 事 教 育工 作 ，在桥 梁 结 构 的研 究 、 设计 上 有 很深 的 造 诣 ， 有 多本 专 著 ， 并 多 次获 国 家教 育 部 、 建 设部 的 优秀 设计 奖 。 由于 他 的突 出 贡献 ， 2 0 0 4年荣 获全 国茅 以升 科 学技 术 桥 梁大 奖 。近 年 来 ， 金 教授 不 辞 辛 苦 、 辛勤 笔耕 ， 对 预 应 力 混凝土梁拱组合式桥梁方面的设计与施工进行了总结 ， 写 出了 5万余字的 预应力混凝土系杆拱桥的设计与施工 。 本刊将此分期登出， 供读者学 习借鉴 。 1 概 述 预应力混凝 土系杆 拱桥主要指 下承式 、 半 中承 式及 中承 式系杆 拱 ， 其 拱肋 多数采 用钢 管混凝 土 ， 而 系梁或 称纵梁 采用 预应 力混凝 土 。系梁承 担拱 肋传 来 的水平推 力 ， 系梁 内配置 预应 力钢束 ， 锚 固 在梁端 。系梁 可以是 简支梁 ， 连续 梁 ， 如 图 1所示 。 从结 构组 成 的观点来 看 ，统称 预应 力 混凝 土梁拱 组合式 桥梁 。本 文重点介 绍简支梁 系杆拱桥 。 1 1预应力混 凝土 系杆 拱桥 的经 济性 筒支 梁系杆拱 桥与连续 梁的 比较 ， 系杆拱桥 具 有如下二个 优点 ： 1 1 1建筑高 度小 系杆拱属 于下 承式桥 、半 中承式 或 中承式 桥 ， 这类桥梁 的建筑高度 主要决定 于横梁 的高度 ， h =( 一 ) 6 ， b是相邻两榀拱肋的中距。桥梁横断面布 置 ： 拱 肋一 般布 置两 榀 ， 当桥梁 比较宽时 可 以是 三 收稿 日期 ： 2 0 0 6 0 2 0 9 榀 或 四榀 ， 例如 常 州怀 德 桥桥 宽 4 0 m， 设 三 榀 ； 嘉 兴东升东路五座系杆拱桥 ， 桥宽 4 0 5 m， 设 四榀 ； 上 海浦东浦兴路赵家沟大桥 ( 轨道交通 6号线) ， 桥 宽 5 1 6 m，公铁两 用 ，设 四榀( 二个提 篮式桥 ) 等 等 。一般高 速公路 桥宽 3 2 m左 右 ， 可采用 三榀 。当 采 用单 榀拱肋 时 ， 系梁需用 箱 梁 ， 绍 兴市鉴 湖桥单 榀 拱肋 ， 桥宽 2 7 0 m， 箱梁 高 1 8 m。 当拱肋 布置 三 榀 或 三榀 以上 时 ， 横 梁为 弹性 支承连续 梁 ， 有利 于 荷 载横 向分布 及提 高桥 面系 刚度 ，横 断 面总体 布 置 合理 ， 相应地 可 以降低 建筑高度 。 系杆拱横梁除端横梁为了对拱肋起箝 固作用 而加 高 0 + 5 1 0 m 以外 ， 其余 中 横梁采 取统 一 尺寸 与配索。中横梁的最小高度为 h - 8 o c m左右 。常 州市 怀 德 桥 中横 梁 最 大 高度 仅 7 5 c m， b = 1 5 2 5 m， 即 ； -_； 嘉兴东升东路五座系杆拱桥中 横梁最大高度为8 0 c m， b 1 7 o m， 即 = - l_。 中横 梁宽度一般为7 0 c m，它是布置横向蓣应艿 及帛 杆锚箱的构造要求 ，同时在吊杆附近即纵横梁连 接处 为 了补偿 吊杆锚 箱 的损失 需 局部扩 大 ，一般 扩大 5 0 8 0 e m， 即肋 宽为 1 2 0 1 5 0 e m。桥 面结构高 度是 否会 影 响整体 刚度 ，实践 证 明 系杆 拱 的竖 向 刚度 主 要决定 于拱 肋尺 寸 ， 与纵 横梁 尺寸 关 系较 小 。 系杆拱 系列 中的整 体简 支 系杆拱 桥 刚度是 最 小 的 ， 因为两 端成 简支状 态 ， 系杆 若采 用连 续梁 形 式 刚度就会 大大增加 。 上冯盔咯 n 。 1 2 0 0 6 维普资讯 芒一 耍 至 一 = 三 亘 王 i ： l 厂 一 一 。 图 1 由于建筑高度降低 ，可以显 著地缩短 了引桥 长 度。如取简支系杆连续梁桥及连续梁系杆拱桥三个方 案作比较( 见图2 ) ， 假设纵坡 i - 3 ， 竖曲线各参数为： t = 1 0 0 m， e = i 5 m， r= 3 3 3 3 3 3 m， 主桥跨 径为 8 0 m， 对 于 系杆拱桥的建筑高度 ： h = 0 8 0 m； 对于连续梁桥的建筑 4 4 5 m， 平均 ：3 2 2 5 。 如通航净空 b = 4 0 m， 梁底 曲线均为抛物线 ， 则通 航净空上限线至系梁上缘高度( 包括铺装 6 c m) ： 系杆拱桥 ：h ；0 8 + 1 5 r 1 +0 0 6 ； 0 9 2 l 0【 】 连续梁桥 ： ； = 2 0 + 【 4 4 5 - 2 0 + 1 5 ( ) ) + 0 - 0 6 = 2 _ 7 3 3 两者差值为 ： a h ： 2 7 3 3 0 9 2 ： 1 8 1 3 可缩短桥梁长度 ： ， ： 旦 2 ： 1 2 0 。 1 1 2主桥长度短 系杆拱主桥跨径 l = 8 0 m， 为搁置边梁设计牛腿 ， 需 加长 2 m左 右 ， 系杆拱桥 总长为 1 + 4 m， 1 = 8 4 m， 连续梁 桥边跨与中跨长度 比0 7 ： 1 ， 主桥总长 l _ 2 4 l = 1 9 2 m。 主桥桥长两者相差 1 0 8 m。 1 1 3 造价估算 假设全桥宽 b = 3 2 m， 系杆拱桥与连续梁桥两者单 位造价接近 ， 约为 5 0 0 0元 m ， 引桥为空心板 ， 造价约 为 2 7 5 0元 m ， 道路造价约为 3 0 0元 m ， 其中简支系 高度： 等截面h - 280 5 ；3 2 ， 变截面 h中 = 2 o m， h支 = 杆拱桥长度按 8 o m计算。 表 1 估算 造价 比较 表 方案 梁高度 主桥长度m 引桥长度 m 总长度 m 引桥造价( 万) 主桥造价( 万) 总造价( 万) 比例 1 a o 8 8 0 2 x1 6 4 0 4 0 8 2 8 8 6 4 1 2 8 00 41 6 64 1 b 1 5 8 0 2 x1 8 4 0 4 4 8 3 2 3 8 4 1 2 8 00 4 5 1 84 1 0 8 4 5 2 2 4 4 5 5 6 +8 0 +5 6 2 1 6 8 0 5 2 8 2 95 6 8 3 07 20 6 0 2 8 8 1 4 4 7 0 3 1 5， 2 5 2 o +8 o 十2 o 2 x1 6 4 0 4 4 8 2 8 8 6 4 1 92 00 4 8 0 6 4 1 1 5 3 6 l t赫 t = 1 o o m e= 1 sh r= 3 3 3 3 3 3 曩蚺 图 2 1 2 系杆拱桥的适用性 通过以上方案经济性的 比较 ， 说明系杆拱桥节省 造价是十分 明显的。但以往在桥型方案 比选时系杆拱 2 上冯 盔咯 n 。 1 2 0 0 6 桥往往不是推荐方案 ，其原因是施工技术要求较高 ， 以及施工期安全性较差 。而今 由于钢管混凝土拱肋的 推广采用 ， 以及无 支架施工技术 的熟练实施 ， 先拱后 维普资讯 梁的施工方案既经济又安全 ， 因此 ， 系杆桥方案采用 的机会大大提高。 - 1 _ 2 1 施工技术要求 系杆拱桥主要构件与对应的施工技术要求 ： 主要 构件有拱肋 、 吊杆 、 系梁 、 横梁及桥 面板。其中拱肋 以 往采用 钢筋混凝土拱肋 ，利用拱 架或劲性 刚骨架现 浇 ， 施工难度大 ， 施 工支架费用也 昂贵 ， 因此 ， 系杆拱 没有被广泛采用 。 自从我国推广钢管混凝土拱肋 以 来， 通过钢管拱肋整体架设， 安装就位后泵送压注混 凝土 ， 完成拱肋施工 ， 由于钢 管拱肋轻 ， 刚度大 ， 灌注 混凝土时， 由钢管做模板 ， 大大方便了施工。但钢管混 凝土拱肋尚存在某些问题， 使专家们存疑。其一混凝 土收缩及温度影响， 钢管壁与管内混凝土的粘结不可 靠，二者容易脱开，能否作为组合构件共同作用； 其 二 ， 管内混凝土加载龄期较低 ， 混凝土徐变系数很大 ， 混凝土在持久荷 载作用下 的初始压应力会 向钢 管转 移， 混凝土承压作用降低而钢管应力增高， 有可能超 过钢的允许应力 ， 钢管不堪 负担 ， 致使钢管材料用量 很大。为此 ， 改进钢管混凝土拱肋构造 。 设计者采用了 不少措施 。除采用为微膨胀混凝土 以外 ( 即无收缩混 凝土 ) ，在钢管拱肋内设置一定数量的连接钢筋与抗 剪栓钉 。 同时对 吊杆锚 固箱及 钢管护套加强 ， 即增强 钢管 与混凝土间节段抗剪劲性挡块 ，改善其共 同作 用 ， 特别是拱肋 吊杆连接点就是拱 的加载点 ， 拱肋 内 力变化在节点上。一般中等跨径的系杆拱桥， 钢管混 凝土拱肋尺寸决 定于刚度 ， 并非强度控制设计 ， 提高 拱的刚度可以明显提高自振频率， 以及面内外的稳定 性 。 从而也简化 了风撑设计 ， 可以采取简易风撑 。因 此 ， 设计中小跨径( 1 = 1 0 0 m左右) ， 一般不考虑钢管对 混凝土的套箍作用 ； 另外为 了提高 刚度 ， 拱肋不 宜用 哑铃形断面而宜用带圆角的箱形断面。钢管与混凝土 间的密贴性不是保证二者共同作用的关键。同时， 其 间密贴性较差 ， 可以减少混凝土因徐变而引起的 内力 转移 。钢筋混凝土拱的设计计算基础应该是钢筋混凝 土构件而不是预应力混凝土构件 ， 前者根据桥规应该 按持久状况承载力极 限状态计算 ， 而持久状况使用极 限状态计算 ，即指 验算抗裂性对 钢管混凝土构件来 说 ， 已无意义。至于徐变导致钢管应力超过允许应力 ， 只要构造上作出处理 ， 不出现局部失稳， 保证极限强 度能充分发挥，即钢管与混凝土同时达到极限延伸 量， 就保证了共同作用。因此， 对钢材的选用应该采取 延性较好的材料。对于钢管拱肋在泵送混凝土过程中 由于混凝土强大的压力会挤压管壁， 使管壁出现局部 变形 ，应注意在施工过程中采取措施以降低泵送压 力，同时对钢管拱肋根据其断面形状采取加劲措施， 以确保泵送混凝土顺利进行 。如出现钢管局部变形 ， 除采取应急措施 以防止变形扩大外 ， 必须将泵送混凝 土过程进行到底， 不能中途停止 ， 否则后果不堪设想。 等到混凝土达到设计强度 8 0 时 ，切割 去变形 的钢 板 ， 凿平鼓 出变形 的混凝土 ， 补焊新钢板 ， 然后钢板与 凿平的混凝土间压浆以补偿。 吊杆是系杆拱桥的传力构件， 藉此将桥面荷载传 递至拱肋 ， 吊杆构造 目前采取成品索 ， 冷铸锚或镦头 锚 ， 设计意图可 以调换 ， 因此 ， 上 、 下锚箱 内应设置防 腐剂 ， 一般上端为固定端 ， 下端为张拉端 ， 拱肋架设后 即行挂 吊杆 。锚箱及钢管保护套穿过拱肋 及纵梁 ， 这 对二种断面有较大的削弱 ， 可在锚箱套管本身及其附 近必须进行局部加强 ， 以作削弱的补偿。锚箱构造应 允许养护检查， 以便及时处理锚头锈蚀等问题。 桥面系包括 系梁 ， 横梁及桥面板 ， 在构 造上应组 成整体结构。为了方便施工可分块预制吊装， 分块方 式与施工方案有关 ， 例如先拱 后梁的施工方案 ， 在完 成拱肋施工后， 可以采取先系梁后横梁 ， 也可以先横 梁后系梁 ， 将预制块挂 吊到吊杆上 ， 现浇接头 ， 逐次形 成梁格系 ， 最后现浇桥面板 ， 或者在横梁间搁置预制 空心板。桥面标高决定于系梁及横梁的吊杆时的定 位， 后期调整一般作用不大。 1 2 2 施工期安全 系杆拱桥 以往施工方案大多数采用满堂支架现 浇系梁 、 横梁及桥面板， 然后在已完成的桥面结构上 搭设支架现浇拱肋。这种施工 ， 支架沉降变形很难控 制， 特别是主跨跨径范围内， 一部分支架在陆地上， 另 一 部分在水上 ， 水上必须留出具有一定跨度 的临时通 航孔， 一般在2 0 - 2 5 m以上。 这二部分支架可能采取不 同的结构形式， 在此均匀沉降的控制更为困难。在通 航频繁的航道上 ，不可能避免往来船舶撞击支架 ， 事 故往往发生在夜 晚 ， 轻则 支架 受损 ， 重则建造过程中 的结构严重变形。因此 ， 施工过程中风险很大， 由于以 上原因， 满堂支架施工方案很难在航道上建桥时作为 推荐方案。作者为此专门进行研究， 根据我国在平原 地 区现有施工队伍的技术力量 ， 吊装设备等 ， 对不同 形式的系杆拱桥采取相应不同的施工方法。对于中承 式及下承式系杆拱桥在大多数情况下， 可以采用无支 架先 拱后梁的施工方案 ， 在场地 允许 的条件下 ， 中承 上冯盔略 n 。 1 2 0 0 6 3 维普资讯 式系杆拱桥也可采取转体施工方案。由于以上施工方 法对航道阻航影响较小 ， 避免 了船舶直接撞击 ， 提 高 了施工过程的安全性。把先完成的钢管混凝土拱肋作 为施工桥面系时的支承结构 ， 拱所产生的水平推力由 系梁 内原设计 的纵 向上缘索作为施工阶段的体 外索 来平衡 ， 同时发挥桥墩的抗推能力， 平衡架设钢管拱 肋时 的部分水平推力 ， 以及各工序问连接时产生的不 平衡水平推力 。使系杆拱桥在施 工阶段确保了安全 性 。 1 2 i 3 系杆拱的适用性 自从系杆拱桥采用无 支架施工方案实施 以来 ， 即 先拱后梁的施工方法的采用 ，使本桥型增加 了活力 ， 得 到广泛支持与采用 。浙江海 宁碧云桥为跨径 2 0 m+ 6 0 m + 2 0 m三跨中承式连续粱拱组合桥( 见参考文献资 料) 。浙江嘉兴东升东路共有五座系杆拱桥 ， 其中一座 为下承式连续梁拱组合桥梁 ， 分跨为 2 0 m+ 5 0 m + 2 0 m， 桥宽 4 0 5 m， 采用 四榀拱肋 ， 在陆地上现浇完成边跨 的 基础上 ， 河中主跨采用无 支架施工 ， 先架设钢管拱肋 及泵送混凝土 ， 而后利用 拱肋 吊装横梁 ， 横梁分三段 拼装 ， 现浇接头后再浇筑系梁接头段及桥面板。( 见参 考文献 ) 。 其余二座跨度 6 2 5 m的下承式简支系杆拱桥 采用无支架施工 ， 一座跨径 5 0 m简支系杆拱桥也是无 支架施工 ， 另一座跨径 5 0 m简支系杆拱满堂支架现浇 桥面系 ， 再分段 吊装拱肋 。由于无支架施工方案均按 静定图式吊装， 恒载受力大小是唯一确定的， 施工结 束时无需调整索力 ， 恒载 内力十分接近设计计算 的结 果 ， 而满堂支架整体 现浇方案需通过吊杆将桥面系重 量逐次张拉提升给拱肋 ，而且在超静定结构上进行 ， 不能将 吊杆力一次张拉到位 ， 否则易使系梁开裂 。只 能分次张拉逐步逼近 ，需要对索力变化进行监控 ， 以 避免与设计要求有较大的误差 。上述二座 系杆拱桥 ， 竣工后同时进行荷载试验 ， 满堂支架施工的系杆拱桥 在设计荷 载作用下系梁上 出现一条裂缝 ； 另一座无支 架施工 的系杆拱桥 ，由于桥面系 以静定 图式逐次完 成， 恒载内力分布接近设计值 ， 没有出现裂缝。理论上 由于施工阶段结构实际受力可能与设计 出现差异 ， 这 种差异会随着混凝土徐变逐步调整趋向缩小。事实证 明试压时出现的裂缝卸载后没有完全愈合， 经过半年 观测发现这条裂缝 已完全闭合 ， 在正常使 用状况下裂 缝不再出现。以上 实践证明 ， 系杆拱桥 由于是内部高 次超静定结构，经过多次体系转换才形成后期结构， 施工技术要求较高 ， 施工难度较大 ， 但 是采取无支架 4 上哆 咯 n 。 1 2 0 0 6 施工 ， 先拱后梁的施工方案 ， 通过构件预制安装， 控 制拱 梁受力状况 ，可以节省造价 ，只要施工单 位认 真对 待 ，对 每一个环节技术措施 到位 ，质量 就能确 保 ， 满足设计要求 。因此 ， 系杆拱桥 的适用性不 比其 他桥 型差 。 上海市在市政工程及公路建设中， 对中等跨径的 桥梁过去较多采用小箱梁， 箱形连续梁， 以及结合梁。 近来 ， 由于系杆拱桥造价低 ， 桥型也较美观 ， 不少场合 采用系杆拱桥， 既满足景观要求， 而且也节约造价。在 施工技术 力量方面 出现 了建造预应力混凝 土系杆拱 桥的专业公 司 ， 从生疏摸索逐步形成熟练工艺 ， 确保 了施 工质量。作者曾多次参加有关桥梁的方案优化 ， 对设计单位进行技术 咨询 ， 以及受业主委托负责施工 图纸审查等工作。对上海市推广系杆桥作了一些工 作， 积累了一定实践经验， 在此将几座较有代表性的 系杆拱桥概述如下 ： 文翔路油墩港桥( 见效果图 3 ) 松江油墩港桥 ， 中承式五跨 连续 系杆拱 ， 两榀拱 肋 ， 拱肋采用矩形带小 圆角 的钢管混凝土拱肋 ， 无风 撑 ， 无支架施 工 ， 先拱 后梁 ， 先横 梁后 系梁的施 工方 法。本桥参考浙江绍兴鉴湖大桥 ， 但拱肋榀数不同， 鉴 湖桥为单榀 ， 油墩港桥为二榀 ， 于 2 0 0 3年建成。 桥型： 中承式五跨连续系杆拱 ； 总体布置 ： 分跨 ： l = 2 0 + 3 0 + 5 0 + 3 0 + 2 0 m； 桥宽 ： b = 3 6 6 m， ， ， 二榀拱肋间不设风撑。拱肋矢跨比： 7 f= 1 5 0 m桥面 以上 9 2 2 m， 桥面 以下 5 7 8 m， 立面布置三 个全拱 ， 二个半拱。 图 3 主要构件及其尺寸 ： ， ， 拱肋形状矩形带圆角 b x h = 1 5 0 x l 5 0 c m， 了 i 。 钢板钢号 2 3 5 # ， 厚度 1 6 m m。桥面以上为钢管混凝土 ， 桥面以下钢筋混凝 土。系梁 ：截面为矩形 b x h = 2 0 0 x 1 7 3 0 c m。 它与横梁 、 桥面板及人行道组成整体。 主跨配 置 l 6柬 7 p j 1 5 2 4钢绞线 。桥面板 及人 行道厚度 t ： 2 2 c m，配置纵 向预应力柬 ， ( 钢绞线 5 p i 1 5 2 4 ， 1 5 0 ) 。 维普资讯 横梁 ： 为 t形横梁 ， 上缘为桥面板 ， h m a x = 1 5 0 c m， 按 2 ， 横坡降低高度， 梁底与纵系梁在同一平面上。吊 杆 ： 采用镦头锚 l z m 9 1 l 一 7 。 上部结构材料指标： c 3 0 - c 5 0 混凝土 ； o 8 3 m 3 i m 3 。 预应力束： 1 8 6 0 mp a 钢绞线及 高强钢丝， g = 2 3 s k g m ?o 钢筋 ：g =1 3 7 8 堙 沪芦高 速公路大治河桥( 见图 4 ) 图 4 主桥采用计算跨径为 6 6 m， 实长 6 8 m的下承式预 应力混凝土系杆拱桥 ， 拱肋矢跨 比为 1 5 ， 桥宽 2 9 5 m， 三榀拱肋有简易风撑 ， 拱肋为带小 圆角的矩形钢管混 凝土， 尺寸 b x h = o 8 mx 1 6 m( 边肋) ， 1 2 mx 1 6 m( 中肋 ) 。 钢板厚 1 6 m m， 钢管拱肋内压注 c 5 0微膨胀混凝土， 系 梁尺寸中系梁 1 6 m x 1 6 m， 边系梁 1 2 m x 1 6 m。拱梁均 设 6 c m预拱度。端横梁 b x h = 7 0 x 9 5 c m 1 2 0 5 c m。桥面 板厚 2 5 c m加腋。 横粱间距( 即吊杆间距 ) 5 m， 吊杆采用 “ 热挤 p v保护层扭绞型” 成品索 l m7冷铸锚具 ， 上端 固定 ， 下端张拉 。 施工方法采取无 支架施工 ， 先拱后梁 ， 先 系梁后 横梁 ， 利用梁上缘柬作为体外束平衡施工阶段拱的水 平推力。先系梁后横梁其优点是体外索用量少 ， 桥面 的系梁与拱形成 主体结构 ， 直观上较安全 ， 缺点是 吊 装 中横梁时由于 已安装完成 的系梁妨碍 ，吊装横梁 ， 吊臂无法 自由摆动， 同时中横梁的安装是在高次超静 定结构上进行 。必须注意横梁安装次序 ， 使拱梁处于 合理的受力状态之下 ， 本桥于 2 o o 4年建成。 中春路淀浦河桥( 见图 5 ) 半中承式二跨 5 5 m连续系杆拱桥。 此种桥型符合 恒载弯矩 图 ， 受力合 理 ， 造型恰如大雁 展翅 ， 较为美 观 ， 造型构思国内外首创 ， 于 2 0 0 5年建成。 拱肋轴线为抛物线， 矢跨lt= ， f = 1 5 m 。中墩位 置系梁轴线以上至拱顶为 1 0 m，系梁轴线以下为 5 m， 边墩系粱轴线 以下隐形 ， 桥宽 2 1 1 m拱肋 中距 1 9 3 m， 拱肋为带 ( r = 1 0 0 m m) 圆角的矩形钢管混凝土 ， 轮廓尺 寸 1 5 0 x l 5 0 c m，无风撑 。系梁为矩形梁 b x h = 1 8 0 c mx 1 5 3 5 c m， 梁内设置 1 o束 1 2 1 5 2 4纵 向预应力束 。钢 绞线 的永存预应 力 n y = t 7 0 0 0 k n相 当于恒 载水平 推 力的 2 o倍 。中横梁尺寸 b x h = 7 0 c mx 1 5 0 c m ( 包括铺 装 ) ， 与梁底齐平 ， 梁上缘顺横坡 2 下倾 ， 中横梁端 h m i n = 1 3 4 c m 。 吊杆采用热挤扭绞型成品索， 冷铸锚。 施 工方案在完成二边墩“ o ” 块及 中央墩包括三角体基础 上架设钢管拱肋 ， 泵送混凝土 ， 然后利用 8 0 t 浮吊船吊 装横梁 ， 现浇纵粱接头及桥面板。在此 ， 为减少现场钢 筋焊接工作量 ， 预制 中横梁及 系梁上缘混凝土均少浇 1 3 c m， 以便纵 向钢筋统长通过 ， 预制段 内可不 留桥 面 板内的波纹管 ， 于现浇桥面板前一次铺设 。同时， 系梁 上缘的纵向索作为体外索，离中横梁上缘空隙较大， 以便横梁吊装。体外索在复张校正索力后系梁接头浇 入成为体内索，但此系梁现浇带内无纵向预应力， 因 此设计 图纸上系梁上缘保 留一定数量的体 内索 ， 后张 以增加纵梁的上缘抗裂性 。 图 5 申江路赵家沟大桥 ， 本桥 的原设计为三跨预应力混凝土箱形连续梁 ， 主跨 5 5 m， 由于桥位与河道斜交 ， 不满足通航要求， 同 时建筑高度较大， 引桥较长， 经作者优化， 改用下承式 预应力混凝土系杆拱桥( 作者参予了施工图纸 的审查 及施工阶段全过程的咨询) ， 见图 6 。 图 6 上冯盔睦 n 。 1 2 0 0 6 5 维普资讯 该桥主桥跨径 1 = 8 5 m，矢高 f _ 1 5 m，矢跨比为 l 5 6 7 ， 桥宽 b = 4 4 4 m， b横断面布置三榀拱肋 ， 拱肋采用 钢管混凝土 ，外形尺寸 b x h = 1 4 0 c mx 2 0 0 c m ( 中肋 ) ； 1 0 0 c mx 2 0 0 c m( 边肋 ) ， 带 ( r = 2 5 c m) 圆角 ， 轴 线为抛物 线 ， 拱肋 问设置简易风撑 ， 第一档 风撑加 斜支撑 以缩 短拱脚段 自由长度。系梁 b x h - 1 6 0 c mx l 5 0 c m( 中肋) ； 1 2 0 c mx l 5 0 c m ( 边肋 ) ；中横梁尺 寸 b x h ma x = 7 o c mx 1 5 0 c m； 横坡 i = 2 ， 中横梁梁底水 平 ， 梁 顶依横坡 缩 小 ， 桥面板厚度 h = 2 5 c r n ， 加腋。本桥于 2 0 0 4年建成。 施工方法先拱后梁 ， 先系梁后中横 梁 ， 钢管拱肋 利用 1 2 0 t 浮吊船主吊 3 0 0 t 汽车 吊协助起 吊翻身 。系 梁及 中横梁均为预制节段 ， 系梁节段通过 吊杆 吊挂到 拱肋上 ， 现浇接 头后再 吊装 中横梁 ， 系梁上搁贝雷片 以临时挂吊横梁，横梁现浇接头后张拉横向预应力 索 ， 吊横板 ， 现浇桥面板。施工过程所产生水平推力由 体外束承担及利用墩抗推力以调节施工各阶段预应 力束张拉前后所不平衡的水平推力。 沪芦高速公路南段五尺沟大桥( 见图 7 ) 图 7 桥型为下 承式 系杆 拱 ，主跨 l = 1 0 0 m，桥 宽 b= 3 7 1 m 。拱肋采用钢管混凝土拱肋， 矢跨比= ， 它是 目前下承式简支系杆拱中矢跨 比最大的 ， 横断面三榀 拱肋 ， 拱肋形状为圆端形 ， 外形 尺寸 b x h = 1 6 0 mx 2 6 m ( 中肋 ) ， 及 1 2 mx 2 6 m， h = ，钢 管 拱 肋 壁 厚 t = 1 6 m m， 拱平面内设六档风撑 ， 边风撑设斜撑加劲。 拱肋 内设置 a、 b两种型式的加劲， 其中 a型带孔钢板条焊 接于钢管壁，并加交错筋 ， b型钢管 内加劲筋 p 2 8 ， 焊 接于连接板上 ， 连接焊于钢管壁 ， 连接板管 内不连续 ， 改善了加劲筋直接焊 于钢管壁上 ， 泵送混凝 土时受力 后易于脱落的危险。吊杆用扭绞型热挤 p - e护套的平 等钢丝束 ， 冷铸锚具。 系梁梁高 2 m， 宽度中肋 b = 2 4 m， 边肋 b = 1 5 0 m；中横梁间距 5 m，尺寸 b x h m a x = 7 0 c m 1 6 0 c m。 下部结构基础采用 4 5 q 1 0 0 c m钻孑 l 灌注桩。本 6 上哆盔堍 n 。 1 2 0 0 6 桥施工方法原方案为先梁后拱， 满堂支架， 现浇桥面 系， 然后在桥面上架设拱肋。施工单位为了降低施工 成本， 加快施工进度， 采取先拱后梁的方法， 由于桥位 地形特殊 ， 五尺沟河面宽仅 2 8 m， 没有可能利用浮 吊， 在陆地上用两台 2 5 0 t 履带吊车及两台7 5 t 汽车吊整 体钢管拱肋， 然后张拉体外束后， 泵送混凝土。桥面系 施工 ， 预制 中系梁及节段及边系梁 吊块 ， 由卷扬 机 吊 装 中系梁及边 系梁 吊块 ， 吊模板 ， 现浇 中横 梁及边系 梁连接段 ，在系梁与中横梁的梁格系上现浇桥面板。 该桥于 2 0 0 5年建成 。 上海轨道交通 6号线赵家淘大桥( 见图 8 ) 主桥形式为双提篮式系杆拱桥， 跨径8 8 m， 矢跨比 = 1 ， 桥宽5 1 6 m ， 其中人行道 1 5 m x 2 ， 非机动车道 3 5 m x 2 ， 机动车道 1 2 m x 2 ， 轨道交通 8 9 m； 横断面布置 4榀拱肋 。 边拱肋及系梁设 置在 2 o s m机非隔离带 内， 中拱肋及系梁设置在机动车道与轨道交通隔离带内， 原设计两榀中拱肋组成提篮式 ，两榀边拱肋 敝开 ， 而 且采取不同矢跨比， 作者认为边拱肋采取敝开式就需 较宽的拱肋 ， 从而扩大了2 0 5 m隔离带， 增加了桥宽， 而且矢距 比不同 ，拱肋因温度变化的变形也不一致 ， 横梁随温度变化处于连续地抖动 ， 对材料疲劳极为不 利。经作者建议 ， 改为 由边拱肋与中拱肋成对组成双 提箴式桥 ， 轨道交通部分成为敝开式 。 圈 8 拱肋及风撑轴线为二次抛物线， 计算矢跨高为 f = 1 7 6 m。拱肋 为工 字形钢筋 混凝 土 ，外形尺寸 b x h = 1 3 0 c mx 2 3 0 c m， 每组提篮设五道钢筋混凝土风撑 ， 外形 尺寸 b h = l 2 0 c m 1 3 9 3 c m， 矩形倒圆角 r = 5 c m) 。吊杆 每根拱肋共设 1 5根 吊杆 ，采用 7 3丝 p 7低松 弛镀锌 钢丝， ( d s ( k ) 7 “ 7 3镦头锚) ， 护套采用双层高密度黑 色聚乙稀。 系杆 ： 为矩形截面 ， b h ： 1 3 0 c m 1 8 0 c m， 端横 梁加高加宽 b x h = 1 6 0 c mx 2 6 0 c m。以便纵 向束锚 固及设 置强大箱形端横梁。梁内布置4束 1 5 1 5 2 4及 1 6 束 1 2 p j 1 5 2 4 ， 纵 向束共计钢绞线 2 5 2根 ( 下转第4 0页) 维普资讯 l 4 航 折强度 2 8 航 折强度 图 2 不 同水泥混凝士的抗 折强度比较 口 a 口 b 口 c 从表 7和图 1 、 2可以看出 ： 废弃水 泥混凝土再 生 集料配制的混凝 土的抗压强度和普通碎石 配制 的混 凝 土的抗压强度基本一致 ， 略小于普通碎石配制的水 泥混凝土的抗压强度， 但能满足强度要求。抗折强度 数据略有差别， 但差别不大， 由再生集料与天然河砂 配制的混凝土的抗折强度要大于全部由普通碎石与 天然河砂配制的水泥混凝土的抗折强度， 充分说明再 生集料与天然河砂配制 的水 泥混