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第三篇混凝土拱桥第四章拱桥的施工§4.1混凝土拱桥施工方法简介一、就地浇筑法就地浇筑法就是把拱桥主拱圈混凝土的基本施工工艺流程（立模、扎筋、浇筑混凝土、养护及拆模等）直接在桥孔位置来完成。按照所使用的设备来划分，包括以下两种：1、有支架施工法2、悬臂浇筑法悬臂浇筑箱形拱示意图二、预制安装法预制安装法按主拱圈结构所采用的材料可以分为：整体安装法和节段悬拼法两种。1、整体安装法钢管混凝土系杆拱整体起吊（a）拱肋从平卧到竖立的翻转过程中，形若一根简支曲梁，因此，应将此两个起吊点视为作用于其上的垂直集中力，来验算此曲梁的强度和刚度；（b）在竖向吊运过程中，需验算吊点截面的强度；（c）当两吊点间距较近时，需验算系杆是否出现轴向压力及其面外的稳定性。2、节段悬拼法（a）缆索吊装设备（b）伸臂式起重机悬臂拼装示意图三、转体施工法1、平面转体施工法平面转体施工示意图转体施工法的特点是将主拱圈从拱顶截面分开，把主拱圈混凝土高空浇筑作业改为放在桥孔下面或者两岸进行，并预先设置好旋转装置，待主拱圈混凝土达到设计强度后，再将它就地旋转就位成拱。按照旋转的几何平面又可分为以下三种：转动体系的一般构造2、竖向转体施工法扒杆吊装系统总布置图拱脚旋转装置3、平一竖相结合的转体施工法（1）利用竖向转体法的优点，变高空作业为地上作业，避免了长、大、重安装单元的运输和起吊；（2）利用平面转体法的优点，将全桥三孔分为两段，放在主河道的两岸进行预制和拼装，将桥跨结构的施工对主航道航运的影响减少到最小程度；（3）利用边孔作为中孔半拱的平衡重，使整个转体施工形成自平衡体系，免除了在岸边设置锚碇构造。§4.2上承式拱桥的有支架施工一、拱架拱架是有支架施工建造拱桥必不可少的辅助结构，在整个施工期间，用以支承全部或部分拱圈和拱上建筑的重量，并保证拱圈的形状符合设计要求。因此，要求拱架具有足够的强度、刚度和稳定性。常用的拱架有以下几种：1、满布立柱式拱架立柱式木拱架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.桩木2、撑架式拱架撑架式拱架3、三铰桁式木拱架三铰式木拱架4、钢拱架钢拱架构造型式尺寸单位：cm5、可移动式钢拱架二、拱圈混凝土的浇筑在浇筑拱圈混凝土之前，必须在拱架上立好模板，绑扎或焊接好钢筋骨架。为了保证在整个施工过程中拱架受力均匀和变形最小，必须选择合适的浇筑方法和顺序，并应注意以下几点：（1）跨径小于16m的拱圈或拱肋混凝土，应按拱圈全宽从两端拱脚向拱顶对称地连续浇筑，并在拱脚混凝土的初凝前全部完成，如预计不能在限定时间内完成，则应在拱脚预留一个隔缝并最后浇筑混凝土。（2）跨度大于或等于16m的拱圈或拱肋，应沿拱跨方向分段浇筑。拱圈灌筑顺序（3）间隔槽混凝土，应待拱圈分段浇筑完成后且其强度达到75%以上设计强度，并且接缝按施工缝经过处理后，再由拱脚向拱顶对称进行浇筑。拱顶及两拱脚间隔槽混凝土应在最后封拱时浇筑。（4）浇筑大跨径拱圈时，纵向钢筋接头应安排在设计规定的最后浇筑的几个间隔槽内，并应在浇筑这些间隔槽时再连接。（5）浇筑大跨径拱圈（拱肋）混凝土时，宜采用分环（层）分段法浇筑，也可沿纵向分成若干条幅，中间条幅先行浇筑合龙，达到设计要求后，再按横向对称，分层浇筑合龙其它条幅。其浇筑顺序和养护时间应根据拱架荷载和各环负荷条件通过计算确定，并应符合设计要求。（6）大跨径钢筋混凝土箱形拱圈（拱肋）可采取在拱架上组装并现浇的施工方法。（7）在多孔连续拱桥中，当桥墩不是按单向推力墩设计时，就应注意相邻孔间对称均匀施工。三、拱上建筑的施工拱上建筑的施工，应在拱圈合龙、混凝土强度达到要求强度后进行，如设计无规定，可按达到设计强度的30%以上控制，一般不少于合龙后的三昼夜。对于实腹式拱上建筑，应由拱脚向拱顶对称地浇筑。当侧墙浇筑好以后，再填筑拱腹填料。对空腹式拱桥，一般是在腹拱墩浇筑完后就卸落主拱圈的拱架，然后再对称均匀地砌筑腹拱圈，以免由于主拱圈不均匀下沉导致腹拱圈开裂。四、拱架的卸落1、卸架程序设计2、卸架设备木楔卸架时间必须待拱圈混凝土达到一定强度后才能进行，为了保证拱圈或整个上部结构逐渐均匀降落，以便使拱架所支承的桥跨结构重量逐渐转移给拱圈自身来承担，因此拱架不能突然卸除，而应按照一定的卸架程序进行。（1）简单木楔（2）双向木楔（3）组合木楔§4.3上承式拱桥缆索吊装施工缆索吊装施工工序为：在预制场预制拱肋（或拱箱）节段和拱上结构，通过平车或其它运输设备将它们移运到缆索吊装设备下的合适位置，由起重索和牵引索将预制节段吊运至待拼桥孔处安装就位，立即用扣索再将它们临时固定，最后吊合龙段的拱肋（或拱箱）节段，并进行轴线调整后进行接头固结处理，所有拱肋（或拱箱）安装完毕，横系梁或纵向接缝均处理结束以后，再进行拱上结构的安装缆索吊装布置示意一、拱圈节段的预制（1）先在样台上按设计图的尺寸对每个节段进行坐标放样，然后分别预制箱肋的侧板（箱壁）和横隔板。a)箱壁和横隔板预制板件；（2）在拱箱节段的底模上，将侧板（箱壁）和横隔板安放就位，并绑扎好接头钢筋，然后浇底板混凝土及接缝混凝土，组成开口箱。（3）若采用闭口箱时，便在开口箱内立顶板的底模，绑扎底板的钢筋，浇筑顶板混凝土，组成闭口箱。待节段箱肋混凝土达到设计强度后即可移运拱箱，以便进行下一节段拱箱的预制。b)箱壁与横隔板的拼接（俯视图）；c)Ｕ形肋组合箱形截面；d)闭合箱肋组合截面二、拱肋的吊装为了保证拱肋吊装的稳定和安全，必须遵循以下规定。（1）拱肋的吊装，除拱顶节段外，其余节段均应设置一组扣索悬挂。（2）拱肋分3段或5段拼装时，至少应保持2根基肋设置固定风缆，拱肋接头处应横向联接。（3）对于中小跨径的箱形拱桥，当其拱肋高度大于0.009~0.012跨径，拱肋底面宽度为肋高的0.6~1.0倍，且横向稳定安全系数大于或等于4时，可采用单肋合龙，嵌紧拱脚后，松索成拱。（4）大、中跨径的箱形拱，其单肋合龙横向稳定安全系数小于4时，可先悬扣多段拱脚段或次拱脚拱肋，然后用横夹木临时将相邻两肋联结后，安装拱顶单根肋合龙，松索成拱。（5）当拱肋跨径在80m以上或横向稳定安全系数小于4时，应采用双基肋合龙松索成拱的方式，即当第一根拱肋合龙并校正拱轴线，楔紧拱肋接头缝后，稍松扣索和起重索，压紧接头缝，但不卸掉扣索和起重索，待第二根拱肋合龙，两根拱肋横向联结固定好并接好缆风后，再同时松卸两根拱肋的扣索和起重索。（6）当拱肋分3段吊装，采用阶梯形搭接头时，宜先准确扣挂两拱脚段，调整扣索使其上端头较设计值抬高30~50mm，再安装拱顶段使之与拱脚段合龙。1墩台；2.基肋；3.风缆；4.拱脚段；5.横夹木；6.次拱脚段a)单基肋合龙；b)3段吊装单肋合龙；c)５段吊装单肋合龙拱肋合龙方式示意（7）当拱肋分5段吊装时，宜先从拱脚开始，依次向拱顶分段吊装就位，每段的上端头不得扭斜。首先使拱脚段的上端较设计高程抬高150~200mm，次边段定位后，使拱脚段的上端头抬高值下降为50mm左右，并应保持次边段的上端抬高值约为拱脚段上端头抬高值的2倍的关系，否则应及时调整，以防拱肋接头开裂。（8）当采用7段和7段以上拱肋吊装时，应通过施工控制的方法，准确计算每段吊装后各扣索的索力、各接头的标高位置，并对风缆系统进行专门设计，确保拱肋横向稳定安全系数不小于4，拱肋（包括接头）在各阶段承受的应力也应包含在控制计算中。（9）拱肋合龙温度应符合设计规定，如设计无规定，可在气温接近当地的年平均温度（一般在5~15℃）时进行；天气炎热时可在夜间洒水降温条件下进行。（10）大跨径箱形拱桥分3段或5段吊装合龙后，根据拱肋接头密合情况及拱肋的稳定度，可保留起重索和扣索部分受力，等拱肋接头的连接工序基本完成后再依序松索。三、施工加载程序设计1、目的施工加载程序设计的目的，就是要在裸拱上加载时，使拱肋各个截面在整个施工过程中，都能满足应力、强度和稳定的要求，并在保证施工安全和工程质量的前提下，尽量减少施工工序，便于操作，加快施工进度。2、一般原则（1）对于中、小跨径拱桥、当拱肋的截面尺寸满足一定的要求时，可不作施工加载程序设计。但应按有支架施工方法对拱上建筑进行对称、均匀地施工。（2）对于大、中跨径的箱形拱桥或双曲拱桥，一般应按分环、分段、均匀对称加载的总原则进行设计。即在拱的两个半跨上，按需要分成若干段，并在相应部位同时进行相等数量的施工加载。但对于坡拱桥，一般应使低拱脚半跨的加载量稍大于高拱脚半跨的加载量。（3）在多孔拱桥的两个相邻孔之间，也须均衡加载。两孔间的施工进度不能相差太远，以免桥墩承受过大的单向推力而产生过大的位移，造成施工快的一孔的拱顶下沉，邻孔的拱顶上冒，从而导致拱圈开裂。3、示例下图所示是一座跨径85m的箱形拱桥的施工加载程序，拱箱吊装节段采用闭合箱。加载程序（1）先将各片拱箱逐一吊装合龙，形成一孔裸拱圈。然后将全都纵横接头处理完毕，便浇筑接头混凝土，完成第一阶段加载。（2）浇筑拱箱间的纵缝混凝土。纵缝应分为两层浇注，先只浇筑到大约箱高的一半处，使其初凝后再浇满全高使与箱顶齐平，横桥向各缝齐头并进。注意，下层纵缝应分段浇筑。图中②、③、④、⑤各步骤为纵缝浇筑。（3）拱上各横墙加载。先砌筑1#、2#横墙至3#横墙底面高度；再砌筑1#、2#、3#横墙至4#横墙底面高度；最后全部横墙（包括小拱拱座）同时砌筑完毕，工作按左、右两半拱对称、均匀同时进行，见图中⑥、⑦、⑧步骤。（4）安砌腹拱圈及主拱圈拱顶实腹段侧墙。由于拱上横墙截面单簿只能承受一片预制腹拱圈块件的单向推力，因此，安砌腹拱圈时，应沿纵向逐条对称安砌，直到完毕。见图中⑨。（5）以后各步骤，包括拱顶填料，腹拱填料，桥面系，可按常规工艺要求进行，勿须作加载验算。§4.4中、下承式拱桥的施工一、一般施工程序中承式拱桥与下承式拱桥在构造上的唯一差别是前者在两端的桥面系以下是用门架代替吊杆。因此，它们的施工程序基本上是相同的，即其中拱肋施工是整个过程的关键，下面仅介绍有关它的一些施工要点。拱肋施工工横向风撑撑吊杆（及门架）横梁纵向桥面板桥面构造造中、下承式拱桥施工顺序二、钢筋混凝土箱形拱肋的施工中、下承式箱形拱肋一般是在双铰钢拱架上采用就地浇筑法进行施工，其浇筑方法与前面的上承式箱形截面主拱圈的施工方法相似。当拱肋混凝土达到设计强度和设置好横向风撑以后，便可将贝雷拱架按照设计尺寸从中间拆除若干个单元，然后合龙，并在其上搭设浇筑横梁及安装吊杆的施工平台，完成以后的施工程序。三、钢管混凝土拱肋的施工钢管混凝土拱肋一般分为两个步骤来完成，即先采用缆索起重机（或其它起重设备），分节段地安装钢管拱肋结构，待合龙并连接好两肋之间的K形撑之后，再向钢管内泵送微胀混凝土，以形成承重结构。因此，其中的拱肋吊装与前述的上承式拱肋绕索吊装方法完全相同。钢管混凝土的浇筑应注意以下几点：1、当采用泵送顶升压注施工时，应从两拱脚向拱顶对称均衡地一次压注完成，除拱顶外不宜在其余部位设置横隔。2、钢管混凝土应具有低泡、大流动性、收缩补偿、延后初凝和早强的工作性能。3、钢管混凝土压注前应清洗管内污物，润湿管壁，泵入适当水泥浆后再压注混凝土，直到钢管顶端排气孔排出合格的混凝土时停止，完成以后应关闭设于压注口的倒流截止阀。4、钢管混凝土的质量检测应以超声波检测法为主，人工敲击为辅。5、钢管混凝土的泵送顺序应按设计要求进行，宜采用先钢管后腹箱的程序。四、劲性骨架钢管混凝土拱肋的施工这类拱肋结构一般设计成箱形截面的形式。它是以钢管混凝土骨架代替钢筋骨架，又将钢管混凝土骨架当着浇筑混凝土的钢支架，直接在它的外面包上一定厚度的混凝土，从而提高截面的承载能力，同时又省掉了施工中的卸架工序。因此，它的钢管拱本身的安装和向钢管中压注混凝土的方法及要求完全与上述的钢管混凝土拱肋相同。但是在浇筑外包混凝土的过程中特别要注意以下两个方面的问题：1、准确地设置预拱度2、保证拱肋在施工过程中的侧向稳定§4.5拱式组合体系桥的施工要点一、柔性系杆刚性拱的施工由于柔性系杆只能承受拉力而不能承受弯矩，故该体系桥梁多采用就地浇筑施工法。钢筋