1、10 拱橋施工及轉(zhuǎn)體施工 101 概述 拱橋特點(diǎn)： 1.受力上：在豎向荷載作用下，主拱圈主要承受軸向壓力；拱腳處產(chǎn)生豎向反力和水平推力。 2.材料上：小跨徑拱橋采用圬工材料修建，大跨徑橋梁采用鋼筋混凝土、鋼材修建。 3.外形上：美觀，與環(huán)境協(xié)調(diào)性較好。 拱橋發(fā)展階段： 1.建國(guó)初期：修建石拱橋?yàn)橹鳎?2.60年代：修建雙曲拱橋； 3.70年代：修建桁架拱橋、剛架拱橋、箱形拱橋等輕型拱橋； 4.80年代：修建桁式組合拱橋，加大跨越能力； 5.90年代：修建鋼管混凝土拱橋。 我國(guó)幾座典型的拱橋（世界第一）： 湖南烏巢河大橋石拱橋 四川萬(wàn)縣長(zhǎng)江大橋鋼筋混凝土箱形拱 貴州江界河大橋桁式組合拱橋 廣東三

2、山西大橋鋼管混凝土拱橋 上海盧蒲大橋鋼箱形拱 一、拱橋分類 按建筑材料分： 圬工拱橋（石、混凝土）、鋼筋混凝土拱橋、鋼管混凝土拱橋、鋼拱橋 按橋面的位置： 上承式拱橋、下承式拱橋、中承式拱橋 按截面型式分類： 板拱橋、肋拱橋、雙曲拱橋、箱形拱橋 按有無(wú)水平推力分類 有水平推力拱橋、無(wú)水平推力拱橋二、拱橋施工方法綜述 拱橋的施工方法與拱橋的構(gòu)造形式密切相關(guān)，隨著拱橋的發(fā)展階段施工技術(shù)、施工水平不斷發(fā)展。 石拱橋階段有支架施工 雙曲拱橋階段預(yù)制拱肋作為支架的一部分，減少支架用量，促進(jìn)了拱橋施工技術(shù)的發(fā)展 鋼筋混凝土箱形拱橋、肋拱橋、桁式組合拱橋、鋼管混凝土拱橋可采用無(wú)支架施工（纜索吊裝、轉(zhuǎn)體施工、

3、勁性骨架、懸臂澆注、懸臂安裝）102大型拱橋就地澆注 大型拱橋就地澆注施工： （1）鋼桁架拱架，有支架就地澆注施工 （2）采用型鋼或鋼管混凝土勁性骨架，無(wú)支架就地澆注施工 （3）采用塔架斜拉索法和斜吊式懸澆，無(wú)支架就地澆注施工一、有支架就地澆注（上承式拱橋） 施工工序：拱架安裝、拱圈澆注、拱上建筑澆注 （一）拱架 一般采用鋼桁架拱架，包括標(biāo)準(zhǔn)節(jié)、拱頂節(jié)、拱腳節(jié)、連接桿等鋼銷連接組成，再以縱橫向連接系將幾片拱架聯(lián)成一體，作為澆注拱圈的支架。 拱架安裝： （1）拱架吊運(yùn)安裝 （2）封拱及卸吊： 低溫封拱、高溫卸吊的成拱方法 （3）吊裝和封拱及卸吊注意事項(xiàng) 做好試拼； 封拱前調(diào)整好拱軸線及各節(jié)點(diǎn)標(biāo)高

4、，收緊側(cè)向風(fēng)纜； 卸架前擰緊風(fēng)纜螺栓 （二）箱形截面拱圈澆注 箱形截面拱圈一般采取分環(huán)、分段澆注方法。 分兩環(huán)澆注：底板肋板、隔墻、頂板 分三環(huán)澆注：底板肋板、隔墻 頂板 間隔縫澆注： 1.分環(huán)填充間隔縫，減輕拱架受力，但工期長(zhǎng)； 2.全拱完成后一次填充間隔縫。 （三）卸拱架 拱架拆除應(yīng)待拱圈混凝土達(dá)到一定強(qiáng)度后方可拆除。為保證拱架均勻受力，按照一定程序進(jìn)行，即由撓度較大部位向較小部位分級(jí)、對(duì)稱卸架。 卸架方法：卸架方法： （1）砂筒法 （2）千斤頂法 （四）拱上建筑澆注 大跨徑拱橋的拱上建筑施工，應(yīng)對(duì)稱均衡施工。二、勁性骨架施工法（中承式拱橋） 施工步驟：勁性鋼骨架制作、勁性鋼骨架安裝、拱肋

5、澆注、橫梁和吊桿安裝。 （一）勁性鋼骨架制作 采用16Mn型鋼焊接制成，按照1：1大樣分段冷彎成型，在大樣架上拼焊加工。（二）勁性鋼骨架安裝 1.吊裝設(shè)施的布置 包括：吊運(yùn)天線、跑馬滑車、起吊滑車組、索塔、扣索、錨定。 2.鋼骨架安裝 骨架起吊螺栓臨時(shí)連接合攏調(diào)整后焊接接頭。 進(jìn)行骨架的安裝關(guān)鍵是控制施工過(guò)程中的豎向和橫向穩(wěn)定性。安裝時(shí)需根據(jù)計(jì)算要求，設(shè)置橫向聯(lián)系，每段骨架采用八字風(fēng)纜固定。 （三）拱肋混凝土澆注 拱肋混凝土澆注的關(guān)鍵是保證鋼骨架在澆注混凝土過(guò)程中的穩(wěn)定性，需根據(jù)計(jì)算布置足夠的橫向連接系和橫向風(fēng)纜。 拱肋混凝土在澆注過(guò)程中，鋼骨架會(huì)隨澆注位置而發(fā)生軸線變形。 調(diào)整時(shí)可采用水箱壓

6、載法。 為適應(yīng)鋼骨架變形，避免混凝土開(kāi)裂，應(yīng)適當(dāng)設(shè)置變形縫，待混凝土澆注完成后，采用高強(qiáng)度混凝土填縫。（四）橫梁和吊桿安裝 1.橫梁 橫梁一般采用預(yù)制安裝施工方法。 2.吊桿 一般采用鋼絞線，鋼管壓漿保護(hù)。三、懸臂澆注施工 懸臂澆注包括塔架斜拉索法和斜吊式懸澆法。 1.塔架斜拉索法 在拱腳墩、臺(tái)處安裝臨時(shí)鋼或鋼筋混凝土塔架，用斜拉索一端拉住拱圈節(jié)段，另一端在臺(tái)后錨固，逐節(jié)向河中懸臂架設(shè)，直至拱頂合攏。 2.斜吊式懸澆法 利用專用掛藍(lán)，結(jié)合使用斜吊鋼筋懸臂澆注法。103 裝配式拱橋施工 為減輕拱橋自重，拱橋向著結(jié)構(gòu)輕型化、裝配化發(fā)展，加快了拱橋的施工速度。 桁架拱橋、剛架拱橋、箱形拱橋、桁架組合

7、式拱橋、鋼管混凝土拱橋普遍采用裝配式施工方法。 一、纜索吊裝 施工工序：預(yù)制拱肋和拱上結(jié)構(gòu)構(gòu)件運(yùn)輸拱肋分段安裝利用扣索對(duì)分段拱肋臨時(shí)固定吊裝合攏段拱肋調(diào)整拱軸線位置主拱圈合攏拱上結(jié)構(gòu)安裝。 吊裝要點(diǎn) 1.大跨徑拱橋每段拱肋較長(zhǎng)，重量大，為保證拱肋吊裝安全，應(yīng)盡量采用正吊、正落位、正扣，因此索塔的寬度與橋?qū)捪嘁恢隆?2.拱肋分段安裝時(shí)，每段拱肋由扣索臨時(shí)固定在扣索架上，此時(shí)需設(shè)置風(fēng)纜。 3.當(dāng)拱肋跨度大于80米或橫向穩(wěn)定安全系數(shù)小于4時(shí)，應(yīng)采用雙基肋合攏成拱的方式。 4.松索前校正軸線位置和標(biāo)高符合設(shè)計(jì)要求。 5.送索過(guò)程采用儀器觀測(cè)各接頭標(biāo)高，防止發(fā)生不均勻變形導(dǎo)致拱肋失穩(wěn)或開(kāi)裂。 6.松索順

8、序：拱腳段扣索次段扣索起重索的順序，按比例定長(zhǎng)、對(duì)稱、均勻松索。 7.每次松索量宜小，各接頭高稱變化不宜超過(guò)1cm； 8.接頭焊接后方可松索成拱。 二、桁架拱橋、剛架拱橋安裝 安裝工序： 桁架拱片預(yù)制（平臥預(yù)制） 構(gòu)件運(yùn)輸安裝合攏處理接頭 安裝橫向連接系形成整體鋪設(shè)微彎板或橋面板安裝人行道挑梁和人行道板、欄桿等。 三、鋼筋混凝土箱形拱橋纜索吊裝 四、桁式組合拱橋懸臂拼裝104 鋼管混凝土拱橋 鋼管混凝土拱橋具有吊裝重量輕，安裝方便，剛度大等優(yōu)點(diǎn)，在大跨徑鋼筋混凝土拱橋施工中采用鋼管混凝土作為拱圈施工的勁性骨架。例420米萬(wàn)縣長(zhǎng)江大橋。 一、鋼管混凝土構(gòu)造特點(diǎn) 1.截面型式 鋼管混凝土由于鋼管的

9、套箍作用，使混凝土處于三向受力狀態(tài)，提高了混凝土的抗壓強(qiáng)度和變形能力。 單管截面，適用于小跨徑拱橋； 雙管啞鈴形：適用于跨徑小于150米以內(nèi)； 桁架式截面型式 ：適用于跨徑大于150米以內(nèi)； 2.結(jié)構(gòu)形式 （1）中承式肋拱橋 （2）下承式系桿拱橋 （3）上承式拱橋 二、鋼管拱肋制作 鋼管材料一般采用A3鋼和16Mn鋼，鋼管由鋼板卷制成型，厚度1020mm管節(jié)長(zhǎng)度120180cm。 一般將半跨拱肋在混凝土地面上按1：1進(jìn)行放樣。沿放樣的拱肋軸線設(shè)置胎架，在大樣上放出吊桿位置及段間接頭位置和混凝土灌注孔位置。 二、拱肋安裝和混凝土澆注 1.拱肋安裝： 一般采用纜索吊裝或轉(zhuǎn)體施工。 2.拱肋混凝土澆

10、注 鋼管拱肋內(nèi)混凝土一般采用泵送頂升澆注法和吊斗澆搗法。 泵送頂升澆注法在鋼管拱肋拱腳位置安裝一個(gè)帶閘門的進(jìn)料支管,直接與泵車的輸送管相連,由泵車將混凝土連續(xù)不斷自下而上灌入鋼管拱肋,無(wú)需振搗。 吊斗澆搗法在鋼管頂部每隔4米開(kāi)孔作為灌注孔和振搗孔,由吊斗灌入混凝土,采用振搗棒進(jìn)行振搗。 為保證混凝土密實(shí)性，一般摻入適量混凝土微膨脹劑。 檢測(cè)方法：鉆孔檢測(cè)或超聲波檢測(cè)。 3.中承式和下承式系桿施工 無(wú)水平推力的鋼管混凝土拱橋均有系桿。 下承式拱橋系桿預(yù)應(yīng)力鋼束錨固于拱腳，采用單跨型式。 中承式拱橋系桿采用三跨型式，系桿預(yù)應(yīng)力鋼束錨固于拱腳端部拱肋上。 中承式拱橋系桿采用兩種型式： （1）大尺寸預(yù)

11、應(yīng)力混凝土梁，剛性系桿體系 （2）采用體外預(yù)應(yīng)力鋼束組成柔性系桿，PE套管保護(hù)。 四、鋼管混凝土勁性骨架 鋼管混凝土結(jié)構(gòu)由于吊裝重量輕，管內(nèi)澆注混凝土后剛度大，強(qiáng)度高，變形小，普遍作為大跨徑鋼筋混凝土拱橋的施工勁性骨架。 施工順序： 勁性骨架的加工制作勁性骨架的安裝（保證軸線位置準(zhǔn)確） 勁性骨架內(nèi)混凝土澆注設(shè)模板吊架，立模，幫扎鋼筋拱肋混凝土澆注（一般采用分環(huán)、分段澆注）。104 轉(zhuǎn)體施工法 轉(zhuǎn)體施工是在河流兩岸或適當(dāng)位置，利用地形或簡(jiǎn)易支架先將半橋預(yù)制完成，之后以橋梁結(jié)構(gòu)本身為轉(zhuǎn)動(dòng)體，使用機(jī)具設(shè)備分別將兩個(gè)半橋轉(zhuǎn)體到橋軸線位置合攏成橋。 轉(zhuǎn)體施工可采用平面轉(zhuǎn)體、豎向轉(zhuǎn)體或平豎結(jié)合轉(zhuǎn)體。使用于

12、拱橋、梁橋、斜拉橋、斜腿剛架橋等。 特點(diǎn)：不需搭設(shè)支架，減少支架費(fèi)用；減少高空作業(yè)，施工安全；減少施工費(fèi)用和施工機(jī)具，具有良好的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。 一、拱橋豎向轉(zhuǎn)體 以鋼管混凝土系桿拱橋?yàn)槔f(shuō)明施工工序。 1.鋼管拱肋豎轉(zhuǎn)扒桿吊裝計(jì)算 （1）扒桿最大受力計(jì)算；起吊及平衡系統(tǒng)計(jì)算；（3）扒桿計(jì)算；（4）扒桿背索及主地錨計(jì)算；（5）拱腳轉(zhuǎn)角計(jì)算。 2.鋼管拱肋豎轉(zhuǎn)吊裝 工作程序：安裝拱肋胎架安裝拱架旋轉(zhuǎn)裝置安裝地錨安裝扒桿及背索拼裝鋼管拱架安裝起吊及平衡系統(tǒng)起吊半拱，合攏拱肋標(biāo)高調(diào)整焊接合攏接頭拆除扒桿封固拱腳。 二、平面轉(zhuǎn)體施工 （一）有平衡重轉(zhuǎn)體施工 1.轉(zhuǎn)動(dòng)方式： （1）以四氟乙烯作為滑板的環(huán)道平面承重轉(zhuǎn)體； （2）以球面轉(zhuǎn)軸支承輔以滾輪的軸心承重轉(zhuǎn)體。 2.轉(zhuǎn)動(dòng)體系構(gòu)造 轉(zhuǎn)動(dòng)體系主要由底盤、上盤、背墻、橋體上部構(gòu)造組成