桥梁施工：课件-11（第七章 拱桥施工）

1、我国几座典型的拱桥： 湖南乌巢河大桥石拱桥 四川万县长江大桥钢筋混凝土箱形拱 贵州江界河大桥桁式组合拱桥 广东三山西大桥钢管混凝土拱桥 上海卢蒲大桥钢箱形拱 拱桥施工方法 拱桥的施工方法与拱桥的构造形式密切相关，随着拱桥的发展阶段施工技术、施工水平不断发展。 石拱桥阶段有支架施工 双曲拱桥阶段预制拱肋作为支架的一部分，减少支架用量，促进了拱桥施工技术的发展 钢筋混凝土箱形拱桥、肋拱桥、桁式组合拱桥、钢管混凝土拱桥可采用无支架施工（缆索吊装、转体施工、劲性骨架、悬臂浇注、悬臂安装）72 支架就地砌筑、浇筑施工法 拱桥砌筑施工 圬工拱桥 就地浇注施工大跨度拱桥 （1）钢桁架拱架，有支架就地浇注施工

2、 （2）采用型钢或钢管混凝土劲性骨架，无支架就地浇注施工 （3）采用塔架斜拉索法和斜吊式悬浇，无支架就地浇注施工 一、拱架类型及预拱度设置 （一）拱架（上承式拱桥） 1. 按其结构分 （1）支柱式木拱架：支柱间距小，结构简单，稳定性好。 （2）撑架式木拱架：支点间距大，结构复杂。适于大跨径高桥墩。 （3）扇形拱架：与撑架式木拱架相比支点间距更大，结构更复杂。适于拱度很大的拱桥。 （4） 钢木组合拱架：支点间距大。 （5）钢桁式拱架：包括标准节段、拱顶段、拱脚段、连接杆等以钢销或螺栓连接组成，再以纵横向连接系将几片拱架联成一体，作为浇注拱圈的支架。 2. 按材料分 木拱架、钢拱架、竹拱架、土牛拱

3、胎（用于钢木缺乏地区。 （二）拱架安装 1）拱架吊运、安装 2）封拱及卸架 3）吊装和封拱及卸架注意事项 做好试拼； 封拱前调整好拱轴线及各节点标高，收紧侧向风缆； 卸架前拧紧风缆螺栓 （二）预拱度 由于拱轴线变化大大影响结构的受力性能，因此拱架预拱度的设置尤为重要，主要考虑以下： 1、拱圈自重及1/2车辆荷载（不及冲击力）产生的拱顶弹性下沉； 2、拱圈由于温度变化与混凝土收缩产生的拱顶弹性下沉； 3、墩台水平位移产生的拱顶下沉； 4、拱架在承重后的弹性和非弹性变形及拱架的跨中挠度； 5、拱架基础受载后的非弹性压缩。 预拱度设置： 拱顶总预拱度； 拱脚零； 其余按拱轴线坐标高度比或二次抛物线分

4、配。 二、拱桥的砌筑施工 （一）主拱圈砌筑 1.拱圈放样与备料 2.拱圈砌筑 （1）连续砌筑跨径L16m，采用满布式拱架，从两拱脚同时向拱顶一次性按顺序砌筑 （2）分段砌筑跨径16m25m,分段对称砌筑。段间留空缝34cm。 （3）分环、分段砌筑大跨径拱桥，拱圈较厚，由三层以上拱石组成，可将拱圈分成几环砌筑，砌筑一环合拢一环。 （4）多跨连拱砌筑对称均匀。 3.拱圈合拢 （1）安砌拱顶石合拢 （2）刹尖封顶合拢 （3）预施压力封顶 （二）拱上建筑施工 对称、均衡 （三）拱架卸落 为保证拱架均匀受力，按照一定程序进行，即由挠度较大部位向较小部位分级、对称卸架。 卸架设备：砂筒和千斤顶。 卸架方法

5、： （1）砂筒法 （2）千斤顶法 三、拱桥就地浇筑施工 主拱圈浇注： 连续浇注法L16m,避免拱架不均匀沉降引起砼开裂，拱段长度6-15m，间隔槽宽0.5-1.0m； 分环、分段浇注法大跨径、箱形截面拱圈一般采取分环、分段浇注方法。 分两环浇注：底板肋板、隔墙、顶板 分三环浇注：底板肋板、隔墙 顶板 间隔缝浇注： 1.分环填充间隔缝，减轻拱架受力，但工期长； 2.全拱完成后一次填充间隔缝。 （四）卸拱架 拱架拆除应待拱圈混凝土达到一定强度后（70以上）方可拆除。为保证拱架均匀受力，按照一定程序进行，即由挠度较大部位向较小部位分级、对称卸架。 卸架方法： （1）砂筒法 （2）千斤顶法 （五）拱上

6、建筑浇注 大跨径拱桥的拱上建筑施工，应对称均衡施工。 四、劲性骨架施工法 施工步骤：劲性钢骨架制作、劲性钢骨架安装、拱肋浇注、横梁和吊杆安装。 （一）劲性钢骨架制作 可以采用16Mn型钢焊接制成，按照1：1大样分段冷弯成型，在大样架上拼焊加工。 也可以采用常备构件焊接而成，如万能杆件、贝类片等。 近年来，常采用高强、经济的钢管砼作为骨架材料（二）劲性钢骨架安装 1.吊装设施的布置 包括：吊运天线、跑马滑车、起吊滑车组、索塔、扣索、锚定。 2.钢骨架安装 骨架起吊螺栓临时连接合拢调整后焊接接头。 进行骨架的安装关键是控制施工过程中的竖向和横向稳定性。安装时需根据计算要求，设置横向联系，每段骨架采

7、用八字风缆固定。 （三）主拱圈混凝土浇注 拱肋混凝土浇注的关键是保证钢骨架在浇注混凝土过程中的稳定性，需根据计算布置足够的横向连接系和横向风缆。 拱肋混凝土在浇注过程中，钢骨架会随浇注位置而发生轴线变形。因此在施工过程中要严格控制骨架的变形，防止早期浇注砼开裂。 调整时可采用水箱压载法或锚索加载法或斜拉扣挂法或多点平衡浇筑法。 为适应钢骨架变形，避免混凝土开裂，应适当设置变形缝，待混凝土浇注完成后，采用高强度混凝土填缝。 （四）横梁和吊杆安装 1.横梁 横梁一般采用预制安装施工方法。 2.吊杆 一般采用钢绞线，钢管压浆保护。73 预制安装施工法 桁架拱桥、刚架拱桥、箱形拱桥、桁架组合式拱桥、钢

8、管混凝土拱桥普遍采用装配式施工方法。 一、装配式钢筋混凝土拱桥缆索吊装施工 （一）拱肋预制 拱肋的分段预制时，分段点应在拱肋自重M最小的位置或附近。 L30m，分2段或不分段； 30L80m，分5段或7段。 （二）缆索吊装 1.施工工序： 预制拱肋和拱上结构 构件运输 拱肋分段安装 利用扣索对分段拱肋临时固定 吊装合拢段拱肋 调整拱轴线位置 主拱圈合拢 拱上结构安装。 2.吊装要点 （1）大跨径拱桥每段拱肋较长，重量大，为保证拱肋吊装安全，应尽量采用正吊、正落位、正扣，因此索塔的宽度与桥宽相一致。 （2）拱肋分段安装时，每段拱肋由扣索临时固定在扣索架上，此时需设置风缆。 （3）当拱肋跨度大于8

9、0米或横向稳定安全系数小于4时，应采用双基肋合拢成拱的方式。 （4）松索前校正轴线位置和标高符合设计要求。 （5）松索过程采用仪器观测各接头标高，防止发生不均匀变形导致拱肋失稳或开裂。 （6）松索顺序：拱脚段扣索次段扣索起重索的顺序，按比例定长、对称、均匀松索。 （7）每次松索量宜小，各接头高称变化不宜超过1cm； （ 8）接头焊接后方可松索成拱。 （三）稳定措施 横向稳定风缆或拱肋间设横向联系装置。 二、桁架拱桥、刚架拱桥安装 安装工序： 桁架拱片预制（平卧预制） 构件运输 安装合拢处理接头 安装横向连接系形成整体 铺设微弯板或桥面板 安装人行道挑梁和人行道板、栏杆等。 三、 钢管混凝土拱桥

10、 钢管混凝土拱桥具有吊装重量轻，安装方便，刚度大等优点，在大跨径钢筋混凝土拱桥施工中采用钢管混凝土作为拱圈施工的劲性骨架。 例420米万县长江大桥。 (一)钢管混凝土构造特点 1.截面型式 钢管混凝土由于钢管的套箍作用，使混凝土处于三向受力状态，提高了混凝土的抗压强度和变形能力。 1.截面型式 单管截面，适用于小跨径拱桥； 双管哑铃形：适用于跨径小于150米以内； 桁架式截面型式 ：适用于跨径大于150米以内； 2.结构形式 （1）中承式肋拱桥 （2）下承式系杆拱桥 （3）上承式拱桥 （二）钢管拱肋制作 钢管材料一般采用A3钢和16Mn钢，钢管由钢板卷制成型，厚度1020mm管节长度12018

11、0cm。 一般将半跨拱肋在混凝土地面上按1：1进行放样。沿放样的拱肋轴线设置胎架，在大样上放出吊杆位置及段间接头位置和混凝土灌注孔位置。 （三）拱肋安装和混凝土浇注 1.拱肋安装：一般采用缆索吊装或转体施工。 2.拱肋混凝土浇注 钢管拱肋内混凝土一般采用泵送顶升浇注法和吊斗浇捣法。 泵送顶升浇注法在钢管拱肋拱脚位置安装一个带闸门的进料支管,直接与泵车的输送管相连,由泵车将混凝土连续不断自下而上灌入钢管拱肋,无需振捣。 吊斗浇捣法：钢管顶部每隔4米开孔，作为灌注孔和振捣孔，由吊斗灌入混凝土,采用振捣棒进行振捣。 为保证混凝土密实性，一般掺入适量混凝土微膨胀剂。 检测方法：钻孔检测或超声波检测。

12、（四）中承式和下承式系杆施工 无水平推力的钢管混凝土拱桥均有系杆。 下承式拱桥系杆预应力钢束锚固于拱脚，采用单跨型式。 中承式拱桥系杆采用三跨型式，系杆预应力钢束锚固于拱脚端部拱肋上。 中承式拱桥系杆采用两种型式： （1）大尺寸预应力混凝土梁，刚性系杆体系 （2）采用体外预应力钢束组成柔性系杆，PE套管保护。 （五）钢管混凝土劲性骨架（中承式拱桥） 钢管混凝土结构由于吊装重量轻，管内浇注混凝土后刚度大，强度高，变形小，普遍作为大跨径钢筋混凝土拱桥的施工劲性骨架。 施工顺序： 劲性骨架的加工制作劲性骨架的安装（保证轴线位置准确） 劲性骨架内混凝土浇注设模板吊架，立模，帮扎钢筋拱肋混凝土浇注（一般

13、采用分环、分段浇注）。74 悬臂浇注施工 悬臂浇注包括塔架斜拉索法和斜吊式悬浇法。 1.塔架斜拉索法 在拱脚墩、台处安装临时钢或钢筋混凝土塔架，用斜拉索一端拉住拱圈节段，另一端在台后锚固，逐节向河中悬臂架设，直至拱顶合拢。 2.斜吊桁架式悬浇法 利用专用挂蓝，结合使用斜吊钢筋悬臂浇注法。 3.斜压桁架式悬拼法75 转体施工法 一、概述 1. 定义： 在河流两岸或适当位置，利用地形或简易支架先将半桥预制完成，之后以桥梁结构本身为转动体，使用机具设备分别将两个半桥转体到桥轴线位置合拢成桥。 2 .分类： 采用平面转体、竖向转体或平竖结合转体。 3. 适用情况： 拱桥、梁桥、斜拉桥、斜腿刚架桥等。

14、4.特点： 不需搭设支架，减少支架费用；减少高空作业，施工安全；减少施工费用和施工机具，具有良好的经济效益和社会效益。 二、拱桥竖向转体 以钢管混凝土系杆拱桥为例说明施工工序。 1.钢管拱肋竖转扒杆吊装计算 （1）扒杆最大受力计算； （2）起吊及平衡系统计算； （3）扒杆计算； （4）扒杆背索及主地锚计算； （5）拱脚转角计算。 2.钢管拱肋竖转吊装 安装拱肋胎架 安装拱架旋转装置 安装地锚 安装扒杆及背索 拼装钢管拱架 安装起吊及平衡系统 起吊半拱，合拢 拱肋标高调整 焊接合拢接头 拆除扒杆 封固拱脚。 三、平面转体施工 （一）有平衡重转体施工 1.转动方式： （1）以四氟乙烯作为滑板的环道平面承重转体； （2）以球面转轴支承辅以滚轮的轴心承重转体。 2.转动体系构造 转动体系主要由底盘、上盘、背墙、桥体上部构造组成。 3.施工程序