钢筋混凝土拱桥施工技术和方法

1，类型

根据拱圈与巷道的相对位置和承载方式，分为上承式、中承式和下承式。

根据拱圈混凝土浇筑方法，分为现浇混凝土拱和预制混凝土拱然后拼装。

2.主要施工方法

按拱圈施工的拱架(支架):支架法、少支架法、无支架法。

施工方法的选择:根据拱桥的跨度、结构形式、现场施工条件、施工水平等因素。

3.拱形框架的类型和形式

拱型分为木拱、钢拱、竹拱、竹木混合拱、钢木结合拱、土牛拱胎。

按结构形式可分为排架、支撑架、扇形架、桁架、组合架、叠式桁架和斜拉架。

选择拱架的原则:拱架应具有足够的强度、刚度和稳定性，同时应取材容易，结构简单，受力明确，便于制造和拆装，可重复使用。

二、现浇拱桥施工

1，一般规定

拼装拱桥构件吊装时，混凝土强度不得低于设计要求，否则不得低于设计强度值的75%。

拱圈(拱肋)放样应按设计要求设计预拱度。当设计无要求时，可根据跨度大小、恒载挠度、拱架刚度等因素计算预拱度，拱度应为计算跨度的1/1000-1/500。放样时，跨度大于20m时，水平长度偏差和拱轴线偏差不应大于计算跨度的1/5000；当跨度小于或等于20m时，不应大于4mm。

拱圈(拱肋)的封合温度应符合设计要求。当无设计要求时，应在当地年平均气温或5-10℃下进行。

2、在拱架上浇筑混凝土拱圈

跨度小于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连续浇筑，并应在拱脚混凝土初凝前完成。如果不能完成，应在拱脚处预留接缝，最后浇筑接缝混凝土。

跨度大于或等于16m的拱圈或拱肋:宜分段浇筑；分段位置:拱架拱架应设置在拱架的弯曲点、拱架与拱顶、拱脚的连接处；拱顶、1/4跨、拱脚和拱脚处应设置满铺拱架；各节段结合面应垂直于拱轴线，并在各节段点预留间隔槽，宽度为0.5-1m。当预计拱部变形较小时，可减少或不设置间隔槽，分段采用间隔浇筑。

分段浇筑程序应符合设计要求，并应与拱顶对称。每段混凝土应一次连续浇筑。如因故中断，应将施工缝凿成垂直于拱轴线的平面或阶梯状接合面。

间隔槽混凝土浇筑应从拱脚向拱顶对称进行，应在拱圈混凝土分段浇筑完成且强度达到设计强度的75%后进行，结合面按施工缝处理。

分段浇筑钢筋混凝土拱圈(拱肋)时，不得使用纵向长钢筋，钢筋接头应在浇筑后分几个间隔槽安装，在间隔槽浇筑混凝土时焊接。

浇筑大跨度拱圈(拱肋)混凝土时，应采用环(层)分段浇筑法，或采用纵向分格浇筑，先浇筑中间分格，达到设计要求后，再横向对称浇筑其他分格。

拱圈(拱肋)合拢时，混凝土强度应符合设计要求。当设计无要求时，每段混凝土强度应达到设计强度的75%。拱圈合拢前用千斤顶加压调整拱圈应力时，拱圈混凝土强度(包括浇筑的隔板)应达到设计强度。

三。装配式桁架拱和刚架拱的安装

1，预制桁架拱，刚架拱采用水平预制拱片，为了防止拱片在吊装过程中扭曲变形，吊装时必须将整块水平吊起，然后吊起翻转直立。

2、大跨度桁架组合拱、拱顶湿接缝混凝土，宜采用比构件混凝土强度高的早强混凝土。

3.安装过程中，利用全站仪观测拱肋和拱圈的挠度和侧向位移、混凝土裂缝、桥墩位移、安装设施的变形和位移等。

4、拱肋吊装定位合拢时，应观测接缝标高和轴线位置，以便控制和调整拱轴线，使其符合设计要求。1/4跨、1/8跨和拱顶各点的挠度和侧向位移，从拱肋松动加载开始到拱圈施工完成，应随时观测。

四、钢管混凝土拱

1，弯头要顶压加热，加热温度不能超过800℃。

2.拱肋节段的焊接强度不应低于母材强度。

3.钢管拱肋上应设置混凝土注入孔、回流截止阀、排气孔以及扣点和吊点的扣板。

4.钢管拱肋的外露表面应按设计要求进行长效保护处理。

5、钢管拱肋起拱过程中，应同时安装横向连接，未安装的连接不得超过一个节段，否则应采取临时横向稳定措施。

6.管片间的环焊缝应对称焊接，用定位板控制焊缝间隙，不得使用堆焊。

7.封盖的焊接或螺栓连接应在相对稳定的环境温度下快速完成。

8.采用斜拉悬挂拼接法施工时，采用斜拉悬挂拼接法时，安全系数应大于2。

膨胀拱桥

拱桥的由来

中国赵州桥的拱桥建于汉东晚期，已有1800多年的历史。它是由悬臂式木石梁桥和支撑桥逐渐发展而来的。在形成和发展的过程中，形状是弯曲的，所以在古代常被称为弯桥。在古代文献中，还用“气”、“气”、“斗”、“瓮”等词来表示牌坊。

拱桥造型优美，曲线圆润，富有动感。单拱，如北京颐和园玉带桥，有抛物线拱，桥体为汉白玉，桥形如虹如浪。多孔拱桥适用于跨度较大的宽阔水面，多为三孔、五孔、七孔。颐和园著名的十七孔桥长约150米，宽6.6米，连接南湖岛，丰富了昆明湖的层次，成为万寿山的对面景观。河北赵州桥的“开肩拱”是中国首创的，并被许多园林模仿，如苏州东园。

拱桥的特点

中国的拱桥建设历史比以拱桥建设著称的古罗马晚了几百年，但中国的拱桥却是独一无二的。形形之美，世所罕见。有带驼峰的陡拱，有似明月的平拱，有玉带飘动的平多孔拱桥，有自然纵坡的长拱桥。有开拱(比如在大拱上加一个小拱，现在叫空腹拱)和闭拱(现在叫实腹拱)。拱门有半圆形、多边形、弧形、椭圆形、抛物线形、蛋形、马蹄形、尖拱形，可以说应有尽有。

拱桥数量有单孔和多孔之分，奇数孔多于偶数孔。如果一个洞的主拱是受载的，通过墩柱的变形或结构对拱的作用，荷载可以由近及远传递。这种拱桥称为连续拱桥，简称连拱。江浙水乡的三孔、五孔、七孔、九孔石拱桥一般中间孔最大，两边直径依次按比例递减。桥墩窄、薄、轻，格局统一，令人钦佩。由于桥孔搭配得当，全桥对称和谐，自然的坡降不仅方便行人上下，也有利于各种船只的航运。杭州城北的陈宫桥就是三孔的例子，建于明朝崇祯四年(1631)。有些桥有几十个洞，甚至100多个洞。如1979年发现的徐州郭靖大桥，有104个孔。估计是明清时期的桥。多跨拱桥有连续拱和固端拱。定端拱采用粗墩，华北、西南、华中、华东都有，而连续拱只有江南水乡才有。按牌坊建筑的材料，有石牌坊、木牌坊、砖牌坊、竹牌坊和砖石混合牌坊。

单拱桥

拱桥是以拱圈或拱肋为主要承重构件的桥梁，拱结构由拱圈(拱肋)及其支座组成。拱桥可以用具有良好抗压性能的材料建造，如砖、石和混凝土。大跨度拱桥是用钢筋混凝土或钢来承受弯矩的。根据拱圈的静力体系，可分为无铰拱、双铰拱和三铰拱。前两种是超静定结构，后者是超静定结构。无铰拱的拱圈固定在两端桥台上，是最刚性的结构，变形小，比铰拱经济，结构简单，施工方便。这是一种广泛使用的形式，但无铰拱桥的建设需要坚实的基础。双铰拱在拱圈两端设有可转动的铰支座。虽然结构不如无铰拱刚性大，但可以削弱桥台位移等因素的不利影响。在地基条件较差，不适宜修建无铰拱的地方，可采用双铰拱桥。三铰拱是双铰拱。拱顶再加一个铰会使结构刚度降低，拱顶铰的构造和维护更复杂，一般不适合作为主拱圈。拱桥按其结构形式可分为板拱、肋拱、双曲拱、箱型拱和桁架拱。拱桥是桥梁的基本体系之一，一直是大跨度桥梁的主要形式。拱桥建筑历史悠久，20世纪发展迅速，50年代前达到鼎盛时期。国内外著名的桥梁(如赵州桥、卢沟桥、悉尼港湾大桥、科尔克桥等。)遍布全国，在桥梁建设中占据重要地位。适用于大、中、小跨径的公路桥梁和铁路桥梁，因其造型美观，常被用于城市和风景名胜区的桥梁建设中。

拱桥式

拱桥是我国最常用的桥型，在各种桥梁尤其是公路桥中居首位。据不完全统计，我国7%的公路桥梁为拱桥。由于中国是一个多山的国家，石材资源丰富，拱桥以石材为主。湖南吴潮河大桥，建于1990，跨度120米，是当今世界上最大的石拱桥。中国建造的钢筋混凝土拱桥形式更是丰富多彩，样式之多，堪称世界之最。其中，箱形拱、双曲拱、肋形拱、桁架拱、刚架拱等。大部分是桥面桥，桥面宽敞，造价低。

拱桥箱型拱主要用于大跨度。重庆涪陵乌江大桥，跨度200米，是国内最大的箱形拱桥，跨度420米的万县长江大桥正在设计中，这将是世界上最大的钢筋混凝土拱桥。双曲拱是我国首创并不断完善的一种新型钢筋混凝土拱桥。起源于江苏无锡，流传全国。跨度最大的是河南何谦大桥，跨度为150米。桁架拱是为了减轻自身重量，改善拱上建筑物与软土地基上主拱圈的相互作用，利用桁架原理发展起来的一种轻型钢筋混凝土拱桥，适用于中小跨径桥梁。采用预应力措施和悬臂拼装方法，形成悬臂组合桁架拱桥。贵州的界河大桥主跨330米，是中国在建的最大的拱桥。四川宜宾小南门大桥为中承式肋拱，跨度240米，是国内此类桥梁跨度最大的一座。刚架拱桥以简化拱上建筑为目的，利用斜撑将桥面最不利荷载位置的荷载转移到拱脚，改善主拱受力。江苏无锡建成3座跨京杭大运河100米的钢筋混凝土刚架拱。我国也有一定数量的下承式钢筋混凝土肋拱，其中一部分是系杆拱或刚拱刚梁组合拱，后者是跨度为100m的中承式铰拱；中国也修建了一些钢拱桥和斜腿刚构桥。

在我国修建钢筋混凝土拱桥的实践中，对拱轴线的优化、混凝土徐变对混凝土拱内力重分布的影响、多拱计算、拱荷载横向分布、各种类型拱桥设计计算理论的建立和完善、装配式混凝土拱桥的施工控制等进行了研究。为了适应软土地基上混凝土拱桥的建设，提出了组合桥台的形式及其计算理论。拱桥的施工方法也有一些创新:如中小跨径拱桥采用预制拱肋作为拱架，以少支座为主要施工方法，或采用悬臂施工方法；大跨度拱桥采用纵向带、横向节段、预制拱肋、无支架吊装、组合拼装、现浇的施工方法；此外，采用无支架转体法施工拱桥也有不少成功的经验。