一级建造师市政公用工程管理与实务考试必备讲义汇编 城市桥梁篇一八

第九章拱桥的施工第一节拱桥的有支架施工第二节拱桥的装配式施工第三节拱桥的转体施工拱桥的施工方法与拱桥的结构形式密切相关，它随着拱桥各阶段的发展水平而变化。建国初期主要建造石拱桥和混凝土拱桥，施工一般采用在木拱架和钢木拱架上砌筑石料拱圈或浇筑混凝土拱圈。要求支架有足够强度和刚度及稳定性的拱架，施工期很长，施工场地很大，石料的运输和加工需很多人力。

60年代后双曲拱桥成为主要的拱桥结构形式。用少量钢筋预制的拱肋不仅作为拱圈的一部分承担荷载，还能代替拱架。双曲拱桥的建造，使拱桥走出满堂支架和钢木拱架施工的落后状态，使构件向轻型化和结构装配化迈出一大步。但双曲拱桥的构件数量太多，虽然施工期比石拱桥大大缩短，仍感工序繁多，影响施工质量和工期。以后桁架拱桥和刚架拱桥的推出，将拱桥的构件数量减至很少，施工只要简单几个排架或无支架缆索吊装，这就使拱桥施工进一步简化。80年代以后在上述情况下，中小跨径桥梁，主要采用梁桥，拱桥用于大跨径桥梁。80年代以来至今的拱桥主要结构形式为钢筋混凝土箱形拱桥，肋拱桥，预应力混凝土桁式组合拱桥，钢管混凝土拱桥。以上这四种形式的拱桥可以在跨径1OOm至5OOm范围内与其他形式的桥梁进行竞争。在施工上，这四种拱桥均可以采用缆索吊装，转体施工，劲性骨架，悬臂浇筑和悬臂安装等方法。第一节拱桥的有支架施工

当拱桥的跨径不是很大、拱圈净高较小或孔数不多时，可以采用就地浇注方法来进行拱圈施工。就地浇注方法可以分为两种：拱架浇注法和悬臂浇注法。石拱桥、混凝土预制块砌筑的拱桥以及现浇混凝土拱桥，都采用有支架的施工方法修建，其主要施工工序有：材料准备、拱圈放样、拱架制作与安装、拱圈及拱上建筑施工、拱架卸落等。一、拱架拱架的结构类型1、按使用材料分：木拱架、钢拱架、扣件式钢管拱架、斜拉式贝雷平梁拱架、竹拱架、竹木混合拱架、钢木组合拱架以及土牛胎拱架等多种形式；2、按结构形式可分：排架式、撑架式、扇形式、桁架式、组合式、叠桁式、斜拉式。满布立柱式拱架1-弓形木；2-立柱；3-斜撑；4-卸架设备；5-水平拉杆；6-斜夹木；7-水平夹木；8-桥墩(台)；9-桩木拱架的构造形式弓形木构造1-模板;2-横木;3-弓形木撑架式拱架三角桁式木拱架1-垫块;2-上弦;3-横梁;4-模板;5-下弦;6-竖杆;7-斜杆;8-腹杆(压);9-腹杆(拉)工字梁钢拱架：：中间木支架的钢钢木组合拱架和和无中间木支架架的活用钢拱架架。构造简单，，拼装方便，且且可以重复使用用。适用于施工工期间需保持通通航、墩台较高高、河水较深或或地质条件较差差的桥孔，如图图所示。梁式钢拱架１-三角形垫木；2-模板；3-弓形木；4-工字钢拱式钢拱架1-梁;2-焊接钢桁架拱架：钢桁架式拱架架由单片拱形桁桁架构成，拱片片之间应设置横横向联系，它们们可以采用常备备式构件或型钢钢拼接成三铰、、两铰或五铰拱拱架。二、拱桥的有支支架施工（一）现浇混凝凝土拱桥1、施工工序第一阶段：浇注注拱圈（或拱肋肋）及拱上立柱柱的底座；第二阶段：浇注注拱上立柱、连连接系及横梁等等；第三阶段：浇注注桥面系。2、拱圈或拱肋肋的浇注浇注流程满堂式拱架浇注注流程：支架设计→基基础处理→拼设设支架→安装模模板→安装钢筋筋→浇注混凝土土→养护→拆模模→拆除支架拱式拱桥浇注流流程：钢结构拱架设设计→拼设拱架架→安装模板→→安装钢筋→浇浇注混凝土→养养护→拆模→拆拆除支架连续浇注跨径小于16m的拱圈（或拱拱肋）混凝土，，应按拱圈全宽宽度、自两端拱拱脚向拱顶对称称地连续浇注，，并在拱脚处混混凝土初凝前全全部完成。分段浇注大跨径拱桥的拱拱圈（或拱肋））（跨径≥16m），为避免免拱架变形而产产生裂缝以及减减少混凝土的收收缩应力，应采采用分段浇注的的施工方法，如如图所示。箱形截面拱圈（（或拱肋）的浇浇注大跨径拱桥一般般采用箱形截面面的拱圈（或拱拱肋），为减轻轻拱架负担，一一般采用分环、、分段的浇注方方法。拱圈分段浇筑的的施工程序3、卸拱架及注注意事项拱架拆除必须在在拱圈砌筑完成成后20~30d左右，待待砂浆砌筑强度度达到设计强度度的75%后方方可拆除。卸架设备：为了了使拱圈在卸架架时能够逐渐地地、均匀地受力力，在拱架上部部和下部之间需需设置卸架设备备。常用的卸架架设备有木契和砂筒两种。木楔a），b）简单木楔；c）组合木楔砂筒（尺寸单位位：cm）1-活塞；2-沥青；3-钢板筒；4-泄砂孔；5-垫板；6-砂（二）石（混凝凝土砌块）拱桥桥拱圈砌筑1、砌筑材料拱圈及拱上建筑筑可按设计要求求采用粗料石、、块石、片石、、粘土砖或混凝凝土预制砌块。。拱圈砌缝可用砂砂浆或小石子混混凝土砌筑、填填塞。2、拱圈基本砌砌筑方法（1）粗料石拱拱圈（2）块石拱圈圈（3）浆砌片石石拱圈3、砌筑顺序(1)拱圈按顺顺序对称连续砌筑适用：跨径13m以下、满布式拱拱架；做法：全宽、全厚、、两拱脚同时、、按顺序、对称称均衡地向拱顶顶砌筑，在拱顶顶合龙；注意事项：拱顶顶合龙时，拱脚脚处砌缝砂浆尚尚未凝结。10m以下的拱拱圈，采用拱式式拱架时，应在在拱顶及拱跨1/4处预压。。连续砌筑示意图图1-拱顶预压拱石；；2-拱顶变形线(2)拱圈分段段、分环、分阶阶段砌筑分段砌筑25m以下一般般半跨分三段；；25m以上增加加分段数，每段段≯8m；拱圈圈较厚，拱石超超过3层时时，可分环分段段砌筑，分环合合拢，如图所示示。分段砌筑拱圈分环分段砌筑跨径较大的石拱拱桥（或混凝土土预制砌块拱桥桥），当拱圈厚厚度较大、由三三层以上拱石组组成时，可将全全部拱圈厚度分分成几环砌筑，，每一环可分成成若干段对称、、均衡地砌筑，，砌一环合龙一一环。分阶段砌筑砌筑拱圈时，为为争取时间和使使拱架荷载均匀匀对称、拱架变变形正常，有时时在砌筑完一段段或一环拱圈后后的养护期间，，砌筑工作不间间歇，而是根据据拱架荷载平衡衡的需要，紧接接着将下一拱段段或下一环层砌砌筑部分。箱形拱圈浇筑示示意图1-工作缝;2-顶板;肋墙;4-底板(3)拱圈合拢拢拱顶石合龙：在拱顶预留一龙龙口，各段完成成后安砌拱顶石石，完成拱圈合合龙；分段较多多、分环砌筑的的，为使拱架受受力对称、均匀匀，可在拱圈两两半跨的1/4处或在几处同同时完成拱圈合合龙；为防止过过大的温度附加加应力，合龙应应按设计规定的的温度和时间进进行。如无规定定则宜在接近当当地年平均温度度时进行。刹尖封拱：小跨径拱圈，可可采用刹尖封顶顶完成拱圈合龙龙。做法：在砌筑拱拱顶石前，先在在拱顶缺口中打打人若干组木楔楔，使拱圈挤紧紧、拱起，然后后嵌人拱顶石合合龙。预施压力封顶：用千斤顶施加压力力来调整拱圈应力力，然后进行拱圈圈合龙；应严格按按照设计规定进行行；如设计文件中中无此要求时，不不得采用。4、砌体养护三、拱上建筑浇注注为避免主拱产生过过大的不均匀变形形，应由拱脚向拱拱顶对称、均衡地地砌筑；实腹式拱拱上建筑一般在卸卸架前进行；砌筑筑实腹拱上建筑时时，应将分成几部部分进行，由拱脚脚向拱顶对称地、、作台阶式砌筑；；拱腹填料可随侧侧墙砌筑顺序及进进度进行填筑；填填料数量较大时，，宜在侧墙砌完后后再分部进行填筑筑；空腹式拱，一一般在卸架前施工工腹拱墩，卸架后后施工其它部分拱拱上建筑，如图所所示。拱上建筑浇筑顺序序1、伸缩缝及变形形缝的施工：伸缩缩缝缝宽1.5——2cm，要求笔笔直，两侧对应贯贯通。2、拱上防水设施施（1）拱圈混凝土土自防水（2）拱背防水层层3、拱圈排水处理理4、拱背填充拱桥有支架施工示示例囊谦扎曲河桥位于青康公路湄公公河最上游扎曲河河香达境内。主跨跨100m钢筋混混凝土箱形拱桥，，全长132.24m，桥面宽6+2x0.5(m)。下部结构构囊谦岸为组合式式桥台，桩基承担担垂直力，摩阻力力承担水平推力，，西宁岸为重力式式U型桥台，根据据岩面情况，基础础为锯齿型，以减减少圬工量。上部部结构采用加钢丝丝的预制薄腹板与与顶底板浇筑成箱箱，顶板亦以钢丝丝加强。拱箱采用用分片预制、吊装装就位、木拱架上上拼装的施工方法法，避免采用大型型吊装设备。于1977年竣工。。囊谦扎曲河桥第二节拱桥的的装配式施工拱桥的装配式施工工，按主拱圈结构构所采用的材料可可以分为整体安装装法和缆索吊装法法两种。本节主要要介绍缆索吊装法法。拱桥悬臂拼装施工工动画卢浦大桥合拢段施施工一、拱箱(肋)的的预制构件的预制方法按按构件预制时所处处的状态分立式预制和卧式预制两种。拱箱的预制一般多多采用立式预制；；而桁架拱桥的桁桁架预制段或肋拱拱桥的拱肋这种面面积大、宽度小的的构件，必须采用用卧式预制。二、缆索吊装设备备缆索吊装设备，按按其用途和作用可可以分为：主索、、工作索、塔架和和锚固装置等四个个基本组成部分。。主要包括主索、、起重索、牵引索索、结索、扣索、、缆风索、塔架(包括索鞍)、地地锚、滑车(轮)、电动卷扬机或或手摇绞漫备和机机具。缆索吊装布置示例例(1-主索张紧绳；2-2号起重索；3-后浪风；4-塔架；5-I号起重索；6-扣索；7-平滚；8-主索；9-塔顶索鞍；10-塔顶索鞍；11-地垄；12-手摇绞车；13-扣塔；14-待吊肋段；15-单排立柱浪风；16-法兰螺丝；17-牵引索；18-侧向浪风；19-浪风)1．主索主索亦称为承重索索或运输天线。它它横跨桥墩，支承承在两侧塔架的索索鞍上，两端锚固固于地锚。吊运构构件的行车支承于于主索上。2．起重索主要用于控制吊物物的升降(即垂直直运输)，一端与与卷扬机滚筒相连连，另一端固定于于对岸的地锚上。。3．牵引索用于拉动行车沿桥桥跨方向在主索上上移动(即水平运运输)，故需一对对牵引索。既可分分别连接在两台卷卷扬机上，也可合合栓在一台双滚筒筒卷扬机上，便于于操作。5．扣索当拱箱(肋)分段段吊装时，需用扣扣索悬挂端段箱(肋)及中段箱(肋)，并可利用用扣索调整端、中中段箱(肋)接头头处标高。扣索的的一端系在拱箱(肋)接头附近的的扣环上，另一端端通过扣索排架或或塔架固定于地锚锚上。6．缆风索亦称浪风索。用来来保证塔架的纵横横向稳定及拱肋安安装就位后的横向向稳定7．塔架及索鞍塔架是用来提高主主索的临空高度及及支承各种受力钢钢索的结构物。塔塔架的形式是多种种多样的，按材料料可分为木塔架和和钢塔架两类。起重索的布置图1-卷扬机滚筒;2-转向滑轮组;3-起重索;4-行车;5-主索;6-滑轮组;7-地锚;8-吊重扣索的布置图1-拱肋;2-扣索;3-扣索排架;4-张紧索;5-绞车;6-地锚索鞍构造图1-主索；2-滑轮；3-垫板；4-联结螺栓（固定于于塔架上）；5-支撑板三、吊装方法和加加载程序1．准备工作无支架施工，在吊吊装前应对构件、、墩台拱座进行全全面质量检查和对对起吊设备系统的的试吊工作。对缆缆索设备的检查主主要包括地锚试拉拉、扣索对拉、主主索系统试吊(分分行车空载运行、、静载试吊和吊重重运行三个步骤)等工作。2．吊装方法采用缆索吊装施工工的拱桥，其吊装装方法应根据桥的的跨径、桥的总长长及桥的宽度等情情况而定。合龙的方式有单肋合龙及双基肋肋合龙。单肋合龙是一片中中段基肋与已安装装就位的两边段基基肋在中部合龙，，其横向稳定主要要依靠基肋接头处处设置的缆风索来来加强。无支架施工中的单单肋合拢与双肋合合拢1-缆风索；2-横夹木每片拱箱吊装顺序序1-端段；2-中段；3-中间段；4-中墩；5-运输天线每片拱箱吊装程序序3．加载程序对于中、小跨径拱拱桥，一般可不作作施工加载程序设设计，按有支架施施工方法对拱上结结构作对称、均衡衡的施工。对于大大、中跨径的拱桥桥，一般多按分环环、分段、均衡对对称加载的总原则则进行设计。即在在拱的两个半跨上上，按需要分成若若干段，并在相应应部位同时进行相相等数量的施工加加载。在多孔拱桥桥的两个邻孔之间间，也须均衡加载载。加载程序4．加强稳定性的的措施（1）横向稳定缆缆风索（12）拱肋稳定缆风索在在吊装过程的不同同施工阶段具有不不同的作用。在边边段拱肋就位时，，用以调整和控制制拱肋中线；在拱拱肋合龙时，可以以约束接头的横向向偏移；在拱肋成成拱以后，相当于于一个弹性支承，，从而减少拱肋自自由长度，增大拱拱肋的横向稳定；；在拱肋受外力作作用时，约束拱肋肋的位移。（2）拱肋纵向稳稳定措施当拱肋接头处可能能发生上冒变形时时，可在其位置下下方设置下拉索来来控制变形，下拉拉索一般对称布置置。锚固在两岸的拱肋肋风缆a）多孔桥；b）单孔桥锚固在水中的肋拱拱风缆1-钢筋混凝土锚碇2-转向滑轮3-边拱拱肋4-手链葫芦5-手摇绞车6-千斤绳7-水中牛栏架拱肋设置下拉索（3）拱肋横向联联系在吊装过程中。为为了减少拱肋的自自由长度和增强拱拱肋的横向整体性性，拱肋之间的横横向联系是一项必必不可少的施工措措施。一般采用的的横向联系有木夹板、木剪刀撑、钢筋拉杆、钢横梁和钢筋混凝土横系系梁等形式。拱肋间的横夹木构构造1-拱肋；2-螺栓；3-横夹木；4-砍口凹槽木剪刀撑1-圆木；2-马钉；3-花篮螺栓；4-铅丝钢横梁1-拱肋接头处外露钢钢筋；2-临时焊接角钢；3-拱肋吊环钢筋缆索吊装施工动画画演示缆索吊装示例岷江大桥（图12）位于四川省宜宾宾市，主桥为钢筋筋混凝土箱形拱桥桥，最大桥跨100m。分跨布置置为55+2x100+55(m)，另有8x20m石拱桥引孔孔，全长532.75m。桥面净净宽：8+2x2(m)人行道。。主拱箱高1.6m，矢跨比1/6。全拱横向分分6箱市，纵向分分5段预制，缆索索吊装施工。岷江大桥桥岷江大桥桥缆索吊吊装施工工示意意图第三节拱拱桥桥的转体体施工一、概述述拱桥转体体施工方方法，是是将拱圈圈分成两两个半跨跨，分别别在两岸岸利用地地形作简简单支架架(或土土牛拱胎胎)将半半拱预制制完成．．之后以以桥梁结结构本身身为转动动体，使使用一些些机具设设备，分分别将两两个半拱拱转体到到桥位轴轴线位置置合龙成成拱。转转体施工工一般适适用于单单孔或三三孔的桥桥梁。转体的方方法可以以采用平平面转体体、竖向向转体或或平、竖竖结合转转体。用转体体施工建建造大跨跨度拱桥桥，可节节省支架架费用、、减少安安装工序序，把复复杂的高高空作业业和水上上作业变变为岸边边的陆上上作业。。可不中中断河道道通航或或立交桥桥的交通通，具有有良好的的技术经经济效益益和社会会效益。。巫山龙门门大桥拱拱肋正在在转体即即将合拢拢1．平面面转体按照桥梁梁的设计计标高先先在两岸岸边预制制半跨，，当预制制件达到到设计强强度后，，借助转转动设备备在水平平面内转转动至桥桥位中线线处合龙龙成桥。。平面转体体可分为为有平衡衡重转体体和无平平衡重转转体。有平衡重重转体一般以桥桥台背墙墙作为平平衡重，，并作为为桥体上上部结构构转体用用拉杆(或拉索索)的锚锚锭反力力墙，用用以稳定定转动体体系和调调整重心心位置。。为此，，平衡重重部分不不仅在桥桥体转动动时作为为平衡重重量，而而且也要要承受桥桥梁转体体重量的的锚固力力。有平衡重重转体施施工受到到转动体体系重量量的限制制。过大大的平衡衡重增大大了转动动的难度度且不经经济，一一般适用用于跨径径l00m以内内的拱桥桥。有平衡重重平面转转体一般般构造1-尾铰；2-平衡重；；3-轴心；4-锚梁；5-绞车；6-滑轮组；；7-支点2；8-扣索；9-支点1；10-拱肋；11-上盘；12-上下环道道；13-底盘；14-背墙；15-平衡重；；16-球面铰轴轴心；17-竖向预应应力筋；；18-舡槽梁；；19-拉杆；20-斜腿；21-滚轮；22-轨道板无平衡重重转体施施工是把有平平衡重转转体施工工中的拱拱圈扣索索拉力锚锚在两岸岸岩体中中，由此此来锚固固半跨桥桥梁悬臂臂状态时时产生的的拉力，，并在立立柱的上上端设转转轴，下下端设转转盘，通通过转动动体系进进行平面面转体。。由于节节省了庞庞大的平平衡重，，减轻转转动体系系的重量量。故可可用在大大跨度桥桥梁中。。无平衡衡重转体体施工需需要有一一个强大大牢固的的锚锭，，因此宜宜在山区区地质条条件好或或跨越深深谷急流流处建造造大跨桥桥梁时选选用。无平衡重重转体施施工示例例：涪陵乌江江大桥（（图12）位于当当时的四四川省涪涪陵市。。桥址为为V型河河谷，水水深流急急，大桥桥全长351.83m，桥高高84m，主跨跨为1跨跨200m钢筋筋混凝土土箱形拱拱（此跨跨度为当当时国内内拱桥跨跨度的第第一），，矢跨比比1/4，拱上上建筑为为13孔孔15.8m钢钢筋混凝凝土简支支板，双双柱式柔柔性排架架，桥台台基础置置于岩石石上，主主拱圈采采用3室室箱，全全宽9m。无平衡重重平面转转体一般般构造1-轴向尾索索；2-轴平撑；；3-锚梁；4-上转轴；；5-墩上立柱柱；6-扣索；7-拱肋；8-扣点；9-锚锭：10-斜尾索；；11-轴心；12-环道；13-下转盘；；14-缆风索涪陵乌江江大桥涪陵乌江江大桥的的“无平平衡重转转体施工工工艺””布置图图2．竖向向转体竖向转体体是在桥桥台处先先竖向预预制半拱拱，然后后在桥位位竖平面面内转动动两半跨跨使之在在空中对对接合龙龙。对跨径过过大、拱拱肋过长长的拱桥桥，由于于竖向转转动不易易控制。。施工过过程易出出现问题题．故该该施工法法只宜在在中、小小跨径拱拱桥中使使用。竖向转体体视拱箱箱（肋））预制或或现浇的的方式不不同分为为：（1）俯卧卧预制后后向上转转体；（（2）竖竖直向上上预制后后再向下下转体。。竖向转体体示意图图1-扒杆背索索；2-卷扬机；；3-地锚；4-边拱肋；；5-胎架；6-拱肋竖向转体体施工动动画演示示竖向转体体示例：：1990年前后后，在四四川广元元朝天区区进行了了“三滩滩沟大桥桥”和““杨家沟沟大桥””的“拱拱肋竖向向转体施施工”的的试验工工程。从从图片即可以看看出：为为了节省省拱桥施施工的支支架，拱拱肋在河河涌的低低处进行行预制件件的组装装后（在在支架上上的两段段），通通过拱脚脚设的““铰”和和较少的的提升设设备（2t卷扬扬机），，缓缓的的将拱肋肋向上““竖转””到位（（正在空空中的两两段）。。这两两座大桥桥的试验验成功