1概論

2就地砌筑與澆筑施工

3懸臂法施工

4轉體施工法

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鋼管混凝土拱橋施工第八章拱橋施工本章主要內容第一節概述拱橋是以承受軸向壓力為主的拱圈或拱肋作為主要承重構件的橋梁，拱圈(拱肋)+支座+拱上結構組成拱橋可用磚、石、混凝土等抗壓性能良好的材料建造，大跨度拱橋則用鋼筋混凝土或鋼材建造。拱橋廣泛應用，主要因為拱式體系的受力合理。

支承處產生豎向反力和水平反力。水平推力，使拱的彎矩比相同跨徑梁的彎矩小很多，而拱圈內主要承受壓力。特別對于大跨徑橋梁，靜載占全部荷載的絕大部分，因此合理選擇拱的軸線，使拱圈在靜載作用下主要受壓，就可以充分利用抗壓性能較好的石料和混凝土材料。

建國后我國拱橋施工技術開始快速發展。建國初期，鋼材少，控制用鋼量，主要建造石拱橋．就地澆筑法20世紀60～70年代后雙曲拱橋、桁架拱橋和剛架拱橋，裝配化施工。同期推出箱形拱橋，至今仍被廣泛應用；1990年，第一座跨徑115m的下承式預應力鋼管混凝土系桿拱橋——四川旺蒼東河大橋。四川旺蒼東河大橋一、我國古代拱橋中國石拱橋因南北河道性質及陸上運輸工具不同，所以構造不同。北方大多為平橋或平坡橋，實腹厚墩厚拱；南方水網地區則為駝峰式薄墩薄拱。1．石拱橋趙州橋和盧溝橋，北方石拱橋。趙州橋，建于隋煬帝大業年間(公元595—605年)，是世界上最古老的石拱橋。趙州橋為敞肩圓弧石拱，拱圈并列28道，凈跨37．02m，矢高7．23m，上狹下寬總寬9m。主拱圈等厚1.03m，主拱圈上有護拱石。在主拱圈兩側，各開兩個凈跨分別為3.8m和2.85m的小拱，主要起泄洪作用同時減輕橋的自重。趙州橋制作精良，結構獨剖，造型勻稱美麗，雕刻細致生動，歷代都予重視和保護，1991年列為世界文化遺產。趙州橋，建于隋煬帝大業年間(公元595—605年)敞肩圓弧石拱，拱圈并列28道，凈跨37．02m，矢高7．23m，上狹下寬總寬9m。主拱圈等厚1.03m，主拱圈上有護拱石。開兩個凈跨分別為3.8m和2.85m的小拱，泄洪、減輕盧溝橋：北京廣安門外15km，跨永定河。金代明昌三年(公元1192年)橋拱圈接近半圓形，全長212.2m，11孔；凈跨11.4～13.45m;橋寬9.3m，墩寬6.5～7.9m不等。石欄桿269間，柱頭雕刻有石獅，形態各異，諸多小獅，懷抱背負，趣味橫生。石獅子為鑒賞重點，是統一變化的美學原則的具體應用。江蘇吳江垂虹橋，85孔，尚存殘孔8孔。圖8-3杭州拱宸橋江蘇蘇州寶帶橋：現存最長的多多孔薄拱薄墩連連拱橋。橋始建建于唐，歷代多多次重修，現存存橋53孔，全長316.8m，中間3孔隆起通船，橋橋寬4.1m。橋頭建有石獅、、石亭、石塔2．木拱橋木拱橋始建于宋宋。《清明上河圖》，虹橋，漕運，，水中無橋墩。。虹橋等術拱結結構為中國所獨獨創，尚有竹木木拱橋三、拱橋分類按推力：有推力力和無推力；按拱圈位置：上上承式、下承式式和中承式；按截面形式：板板拱橋、肋拱橋橋、雙曲拱橋、、箱形拱橋等；；按拱上建筑形式式：實腹式及空空腹式、組合體體系式；按拱軸線：拋物物線拱橋、圓弧弧拱橋、懸鏈線線拱橋。按照建筑材料：：石拱橋、混凝凝土拱橋、鋼筋筋混凝土拱橋、、鋼管混凝土拱拱橋以及鋼拱橋橋。拱圈軸線為弧線線。優點：構造造簡單，石料規規格最少，施工工簡便，跨度<20m。(2)拋物線拱橋拱圈軸線為拋物物線，是懸鏈線線拱橋的一種特特例。(3)懸鏈線拱橋拱圈軸線為懸鏈鏈線，受力均勻勻彎矩較小，適適用于實腹拱橋橋，大跨度的空空腹拱橋。圖8-13武漢晴川橋圖8-15盧浦大橋中承式主橋全鋼結構，，長750m一跨過江，主跨跨為550m中承系桿拱，邊跨100m上承式。六車道道，寬28.75m；航道凈空為46m圖8-16錢江四橋滎陽白趙村龍門門大橋磨河雙曲拱橋(上承式)三、拱橋施工技技術發展1.就地澆筑法2.預制安裝法3.懸臂施工法4.轉體施工法將橋梁結構本身身作為施工設施施，滑道及轉盤盤結構，將兩岸岸預制拼裝的橋橋梁結構，繞著著轉盤做整體旋旋轉后就位合龍龍的方法。平面轉體、豎向向轉體或平豎結結合轉體。第二節就地砌筑筑與澆筑施工就地砌筑施工是是拱橋施工中最最為古老的一種種方法。在支架架上砌筑施工一一般用于石拱橋橋的施工，施工工步驟：Step1搭建拱架Step2砌筑主拱圈；Step3砌筑拱上結構；；Step4橋面工程；Step5附屬工程程；施工周期期長，勞勞動力需需求大，，用于小小跨度拱拱橋和盛盛產石料料的地區區。一、拱架架拱架按結結構:滿布式拱拱架和拱拱式拱架架其中滿布布式:支柱式、、撐架式式、扇形形和組合合式拱架架等；拱架按材材料分:木拱架、、竹拱架架和鋼拱拱架。作用：支支承主拱拱圈。圖8-17立柱式木木拱架圖8-18撐架式木木拱架圖8-19扇形木拱拱架圖8-20鋼木拱架架圖8-21拱式拱架架二、拱橋橋的就地地砌筑施施工主要應用用于石拱拱橋(混凝土預預應力拱拱橋)，主要施工工步驟：：拱圈的的放樣、、拱圈的的砌筑、、拱上建建筑的施施工和卸卸拱架。。1．拱圈的的放樣拱石按照照設計圖圖紙尺寸寸進行加加工,樣臺上拱圈按按1:1的比例放出大大樣;然后用木板或或鋅鐵皮在樣樣臺上按分塊塊大小制成樣樣板，進行編編號，以利加加工。拱石分塊的大大小根據加工工能力和運輸輸條件而定。。2．拱圈的砌筑筑(1)連續砌筑跨徑<16m，滿布式拱架架，從兩拱腳腳同時向拱頂頂一次順序砌砌筑．在拱頂頂合龍；跨徑<10m，拱式拱架，，砌筑拱腳同同時，預壓拱拱頂以及拱跨跨1/4部位。拱橋的施工工方案(2)分段砌筑跨徑為16~25m，滿布式拱拱架，半跨跨分成三段段的分段對對稱砌筑方方法；跨徑為10~25m，拱式拱架架，半跨分分成三段的的分段對稱稱砌筑方法法。(3)分環分段砌砌筑大跨徑拱橋橋，拱圈厚厚度較大，，一般由三三層以上拱拱石組成，，將拱圈分分成若干環環砌筑，砌砌一環合龍龍一環。下環砌筑完完并養護數數日后，砌砌縫砂漿達達到一定強強度時，再再砌筑上環環.上下環間拱拱石應犬牙牙交錯，每每環可分段段砌筑跨徑>25m，每段長度度一般不超超過8m，段間可設設置空縫或或閉合楔。。(4)連拱的砌筑筑多跨連拱的的拱圈砌筑筑時，應考考慮與鄰孔孔施工的對稱均勻，以免橋墩墩承受過大大的單向推推力。因此此，當采用用拱式拱架架時，應適適當安排各各孔的砌筑筑程序；采采用滿布式式支架時，，應適當安安排各孔拱拱架的卸荷順序。推力產生的的時間：拱拱架卸荷荷，拱上結結構的砌筑筑3．拱上建筑筑的施工拱上建筑的的施工應自自拱腳向跨跨中對稱進進行。順序：先施施工拱腳處處側墻；然后施工拱拱頂中部側側墻；最后施工臺臺背回填前前面、人行行道、欄桿桿等。跨徑<20m石拱橋，拱拱圈合龍后后3d才能施工；；跨徑≥20m石拱橋，拱拱圈合龍后后7d才能施工；；氣溫較低低時適當延延長施工時時間。拱上砌體必必須在拱圈圈砌筑合龍龍后，拱圈圈達到設計計強度30％以后進行行。拱上建筑的的施工，應應對稱均衡衡地進行，，避免使主主拱圈產生生過大的不不均勻變形形。4．卸拱架為使拱架承承受的荷載載逐漸、平平穩地轉移移給拱圈，，卸架應嚴嚴格按照規規定的工序序進行(1)卸架常用設設備有簡易木楔楔、木馬、、組合木楔楔、砂筒等等。圖8-22砂筒構造(2)卸架的技術術要求①卸架時間。跨跨徑<20m頂合龍后15～20d；跨徑>20m合龍后30d；溫度低于15℃時延長。②多孔拱橋卸架應應考慮相鄰孔推推力的影響。③卸架不能在裸裸拱情況下進行行，實腹式拱橋橋應在側墻完工工或護拱，砌筑筑完畢后方可卸卸架。④卸架應分步進進行、逐漸均勻勻降落，每次下下降均由拱頂向拱腳對對稱進行、逐排排完成，第一次完成后后再從拱頂開始始進行第二次下下降，直至拱架架與拱圈完全脫脫離為止。湖南鳳凰沱江大大橋：四跨連拱拱，拱圈推力通通過橋墩實現相相互平衡，要求求橋墩自身有足足夠的重量，橋橋墩要足夠牢固固，因此石拱拱橋的橋墩體積積一般都十分龐龐大。只要一個個拱圈出現問題題，大橋就會像像多米諾骨牌一一樣出現“一垮垮俱垮”的情形形。三、拱橋的就地地澆筑施工大跨度拱橋的就就地澆筑施工采用鋼桁架拱架架；然后在拱架上進進行拱圈的澆筑筑；最后進行卸拱架架施工。1．拱架安裝大跨度拱橋一般般采用鋼桁架拱拱架，其結構類類型為常備拼裝裝式桁架型拱架架，由標準節、、拱腳節及聯結結桿等組成。首首先通過鋼銷連連接，再通過縱縱橫向連接系將將幾片拱架連成成一體，這就可可以作為澆筑拱拱圈或拱肋的支支架，拱軸曲線線的曲度采用變變換聯結桿長度度的方法得到。。拱架安裝布置。。安裝前拱架需需先按框架形式式組成安裝單元元，其長度可包包括2～3節拱架。安裝時時由拱腳至拱頂頂，兩岸對稱進進行，用門式索索塔安裝。2．拱圈澆筑大跨徑拱橋的拱拱圈，應采取分分段澆筑的方法法以減小混凝土土的收縮應力和和拱架變形而產產生裂縫。分段段長度一般為6～15m，具體劃分拱段段時，必須使拱拱頂兩側能保持持對稱。箱形截面拱圈一一般采取分環分分段的澆筑方法法，施工中一般般分為三環即底底板、肋墻和頂頂板，圖8-24。圖8-24拱量分環方法先分段澆筑底板板，然后分段澆澆筑肋墻，最后后分段澆筑頂板板分環分段澆筑時時，可采取分環環填充間隔縫合合龍，此時，已已合龍的環層可可產生拱架作用用，在澆筑上面面環層時可減輕輕拱架負荷。3．卸拱架大跨徑拱橋采采用就地澆筑筑施工，卸拱拱架是其中最為關鍵的工工序。拱架應待拱圈圈混凝土達到到一定強度后后方可拆除。。為了能使拱拱架所支承的的荷載能逐漸漸轉給拱圈自自身來承受，，拱架不能突突然卸除，而而應按一定的的程序進行。。必須采用專門門設備，最常常用的有砂筒筒和千斤頂。。8-25砂筒四、工程實例例四肋空腹式鋼鋼筋混凝土拱拱橋，全橋由由三個連續等等跨拱組成，，全長159.6m，寬13.2m。拱肋設計凈跨跨徑40m，凈矢高8m，矢跨比1/5，拱肋主體為為0.75m××0.95m，拱腳處高1.1m。在3m范圍內平滑過過渡到標準截截面，拱軸系系數2.24，拱肋間由9條0.45mx0.60m橫系梁連接。。施工關鍵工序序為拱肋施工工中的拱架施施工和拱肋現現澆。1．拱架形式的選擇擇根據施工現場和項項目部實際情況，，初步選定支柱式式木拱架、三架的的三種形式，其優優(缺)點如表8—1所示。拱架形式選擇表表8-1拱架形式優點優點支柱式木拱架安裝，拆卸方便；無需大型起吊設備；施工精度品控制；結構簡單、穩定性好；對橋墩(臺)水平分力小凈空高，木材量大．且木材回收率低；適應河灘和流速小、不受洪水威脅、不通航的河道；節點多，制作安裝用工多．拱架變形三鉸鋼桁架式拱架拱架腳受力，不受凈空、橋下基礎狀況及水流限制；拱架桁架片為標準型，現場情況拼裝，可周轉；承受荷載能力大，受力結構簡單需纜索吊裝設備安裝，吊裝難；拱架材料一次性投入高，若租用，租金較責；縱向靜定，橫向抗傾覆能力較差；橋墩（臺）水平分力較大撐架式拱架

對橋墩(臺)水平分力小；凈空越高，較滿布式拱架越省材料；對橋下水流、通航限制條件較小撐架基礎需處理，費用較高；穩定性較差；材抖量較大，搭設時間較長方案分析與選擇(1)第一、第二跨凈空空較高(最高達30m)，橋下主要為赫泥泥和耕植土，第二二跨有一水庫泄洪洪河道，水流流量量、水位不穩定。。(2)第三跨橋下凈空較較低，橋下為亞黏黏土土質，偶見石石塊，穩定性較好好。(3)橋墩、臺均為擴大大基礎，抗水平荷荷載能力較強。(4)工程較小，施工周周期短，且工期要要求高，租用設備備時間也較短。(5)附近有常備式鋼桁桁架出租，運輸費費用低。綜合考慮，方案確定為：第一、第二跨采用用三鉸鋼桁架式拱拱架第三跨采用支柱式式木拱架。2．拱架施工措施選定拱架形式后，，對兩種拱架在施施工過程中，分別別采取以下措施：：(1)三餃鋼桁架式拱架架：墩身預設鋼筋混凝凝土牛腿，為拱架架的支撐點；每榀拱架安設兩個個φ30砂筒，用以卸載、、調節高度；拱架安裝采用纜索索吊裝，主索塔用用兩榀貝雷梁拼裝裝，按從拱腳到拱拱頂的順序安裝，，拱頂合龍；各個拱肋的拱架橫橫向聯成整體，每每隔2m加設十字撐，拱架架兩側各拉兩根纜纜風繩；橋墩兩側拱肋、同同跨上下游拱肋對對稱施工。(2)支柱式術木拱架拱架材料選用優質質硬雜木，統一下下料，分類按順序序安裝；結點間以抓釘配合合夾板螺栓連接，，結點處桿件端面面、角度吻合良好好；在靠近橋墩處有一一陡坡，凈空較高高，采用八字撐形形式，跨過高凈空空處，以節省材料料；整個拱架分為上部部拱盔和下部排架架兩部分，中間安安裝楔形木塊，調調節高度及卸載。。3．拱肋現澆施工工工藝選擇鋼筋混凝土肋拱橋橋施工，拱肋現澆澆施工工藝：分段段現澆和整體現澆澆兩種。工藝分別為：1)拱肋分段現澆：是指將拱肋對稱地地分成若干段，段段間預留間隔槽，，先澆筑拱肋主體體，后澆筑間隔槽槽封拱合龍。(2)拱肋整體現澆：是指通過對拱肋施施工的各個階段進進行計算，找出自自拱腳開始，拱肋肋混凝土澆筑各階階段和拱頂壓、卸卸載的對應關系，，在拱頂下吊反壓壓平臺或水箱，先先壓載，后卸載，，控制拱架變形對對拱肋混凝土的不不利影響，使整條條拱肋一次成型的的施工工藝。表8—2兩種施工工藝的比比較施工工藝優點缺點拱肋分段現澆工藝較常規，風險小；拱助合龍前，拱架加載及變形已基本完成，混凝土開裂可能性小；無需起吊設備，拱肋間工序轉換快拱肋存在施工縫；間隔槽處理工作量大；單個拱肋的生產周期長，拱上措架工作量大，周轉率低拱肋整體現澆拱肋一次成型，無施工縫；單個拱肋的生產周期短，拱上搭架工作量小，周轉率高1.拱肋荷載反壓需專業設計。混凝土澆筑過程控制難度較高、風險較大，對混凝土緩凝和澆筑速度要求高，在先澆混凝土初凝前完成合龍；2.反壓施工準備工作量大，拱肋間工序轉換慢決定采用拱肋分段段現澆施工工藝4．拱肋施工措施拱肋分段現澆施工工過程中采取以下下措施：(1)精心設計分段加載載方案拱肋現澆前，根據據分段荷載情況和和加載順序，進行行拱架試壓；根據據試壓的拱架變形形情況來決定分段段、加載的合理性性和可行性，決定定是否需進行調整整。(2)間隔槽處理間隔槽位置拱肋兩兩側各加設5根如2鋼筋，嚴格進行施施工縫鑿毛處理。。間隔槽澆筑前，，應在原混凝土面面刷1:1水泥凈漿，以加強強施工縫處的連接接。(3)拱肋現澆過程中，，全程觀測拱架情情況。(4)拱頂主筋的焊接質質量加強，且選擇擇在混凝土達到一一定強度后的低溫溫主筋連接、混凝凝土澆筑封拱合龍龍。(5)合理組織，流水作作業，盡量縮短單單個拱肋的生產周周期，提高拱上搭搭架的周轉率。第三節懸臂法施工工德國工程師師最早采用用懸臂施工工法修建預預應力混凝凝土連續梁梁橋，后來來被推廣用用于T形剛構橋、、預應力混混凝土懸臂臂梁橋、連連續梁橋、、斜腿剛構構橋、桁架架橋以及拱拱橋等。拱橋懸臂施施工法的出出現，大大大提高了施施工速度。。其主要工工藝是將拱拱圈、立柱柱、臨時斜斜拉桿等組組成桁架，，用纜索錨錨固于后臺臺上，再向向河中懸臂臂逐節地施施工，最后后在拱頂合合龍。主要方法：：塔架斜拉索索法：懸臂臂澆筑法和和懸臂拼裝裝法斜吊式懸澆澆法：一、塔架斜斜拉索法塔架斜拉拉索法是是國外最最早采用用的大跨跨度鋼筋筋混凝土土拱橋無無支架施施工方法法：懸臂臂澆筑施施工和懸懸臂拼裝裝施工。。懸澆施工工，圖8-25。在拱腳墩墩臺處安安裝由萬萬能桿件件拼成的的臨時塔塔架，用用斜拉索索一端扣扣住拱圈圈節段，，另一端端錨固在在臺后的的錨碇上上；用設設在已澆澆筑好的的拱段上上的懸臂臂掛籃逐逐段懸臂臂澆筑拱拱圈混凝凝土，整整個拱圈圈混凝土土的澆筑筑應從兩兩拱腳開開始對稱稱地進行行，逐節節向河中中懸臂推推進，直直至拱頂頂合龍；；在拱圈圈混凝土土全部灌灌注完畢畢以后，，在拱圈圈頂面安安裝可調調整內力力的液壓壓千斤頂頂，最后后放松拉拉索。圖8-25拱橋懸臂臂澆筑施施工懸臂拼裝裝法應用用不多，，南斯拉拉夫Dubrovnik橋，拱腳腳位置拱拱圈采用用鋼支架架上現澆澆，其余余部分采采用懸拼拼施工，，圖8-26。圖8-26拱橋懸臂臂拼裝施施工二、斜吊吊式懸澆澆法斜吊式懸懸澆法首首先在日日本得到到應用，，此法借借助于專專用的掛掛籃，結結合使用用斜吊鋼鋼筋進行行懸臂施施工。架架設過程程中作用用于斜吊吊桿的力力是通過過布置在在橋面板板上的臨臨時拉桿桿傳至岸岸邊的地地錨上，，在具體體施工時時，應特特別注意意斜吊鋼鋼筋的拉拉力控制制和地錨錨反力的的控制圖8-27拱橋斜吊吊式懸澆澆施工第四節轉轉體體施工法法轉體施工工法是將將橋梁結結構本身身作為施施工設施施，利用用摩擦系系數很小小的滑道道及合理理的轉盤盤結構，，以簡單單的設備備，將兩兩岸預制制拼裝的的橋梁結結構，繞繞著轉盤盤做整體體旋轉后后就位臺臺龍的方方法。方法節約約用材、、減少施施工設備備、施工工快速安安全，且且不影響響通航、、不中斷斷通車，，具有良良好的經經濟效益益一、概述述轉體施工工一般適適用于各各類單孔孔拱橋的的施工，，基本原理是：：將拱圈或整整個上部結構構分為兩個半半跨，分別在在河流兩岸利利用地形或簡簡單支架現澆澆或者預制裝裝配半拱，然然后利用動力力裝置將其兩兩半拱體轉動動至橋軸線位位置合龍成拱拱。轉體方法：平平面轉體、豎豎向轉體或平平豎結合轉體體。(1)平面轉體按照拱橋設計計高程先在兩兩邊預制半拱拱，當結構混混凝土達到設設計強度后，，借助設置于于橋臺底部的的轉動設備和和動力裝置在在水平面內將將其轉動至橋橋位中線處合合龍成拱。(2)豎向轉體橋臺處先豎向向或者橋臺前前俯臥預制半半拱，然后橋橋位垂直平面面內繞拱腳將將其合龍成拱拱。先豎向預制半半拱，然后向向下轉動成拱拱。特點：占地少，滑模模預制，工期期短，造價低低；在橋面以以下俯臥預制制半拱，然后后向上轉動成成拱，適于河河內無水條件件下使用。(3)平豎結合轉體體受河岸地形條條件限制、在在適當位置預預制半拱后，，采用平轉與與豎轉相結合合的方式，實實現兩個半拱拱橋位合龍。。二、拱橋平面面轉體施工平面轉體施工工法是我國首首創的施工方方法。1977年在四川省遂遂寧市首次采采用四氟板平平面轉體施工工方法建成1孔70m肋拱橋，隨后后該法得到迅迅速推廣。分為：有平衡衡重轉體和無無平衡重轉體體。經常將轉動體體系的重心與與下盤磨心設設計為有較大大的偏心，形形成偏心轉體體施工方法。。圖8-28拱橋平面轉體體法施工示意意圖圖8-28平面轉體法施施工應用平面轉體法施施工前兩橋平平行圖8-28拱橋平面轉體體法施工示意意圖北京亦莊軌道道交通工程跨跨五環路轉體體橋轉體成功功2010-02-011．有平衡重的的平面轉體施施工施工原理:從跨中將拱圈分分為兩半，分別別在兩岸利用地地形搭設簡單支支架預制或拼裝裝主拱肋，利用用結構本身及結結構用鋼組成扣扣錨體系，張拉拉扣索使主拱肋肋脫架，拱肋、、平衡重、轉盤盤上板及扣索組組成轉動體系，，借助與預先設設置的具有摩阻阻系數很小的環環形滑道，通過過卷揚機或千斤斤頂牽引，將拱拱肋轉至河心橋橋軸線就位合攏攏。圖8-29有平衡重的平面面轉體施工圖8-29有平衡重的平面面轉體施工平衡轉動體系兩種類型：(1)專門配置平衡重重的轉體施工用于深山峽谷的的山區的單孔拱拱橋。一般將增加的平平衡重設計成橋橋梁永久荷載的的一部分，如加加大橋臺厚度、、背墻體積等。。體系重心基本本落在下轉盤的的磨心球鉸上，，設計施工相對對簡易，受力明明確。(2)在對稱軸上設置置轉動磨心的轉轉體施工利用結構本身的的對稱性，在對對稱軸上設置轉轉動磨心實現轉轉體。不需額外外增加平衡重，，顯得輕便，材材料使用合理。。近年來用得較多多，一般適用兩兩岸地形比較開開闊，地形有可可能按照轉體要要求來布置橋梁梁岸邊引孔的三三孔橋位。2．無平衡重的平平面轉體施工為解決大跨徑拱拱橋采用平衡重重轉體施工時施施工工痔睫增的的問題，研究出出了“拱橋無平平衡重轉體施工工法”。無平衡重轉體施施工是把有平衡衡重轉體施工中中的拱圈扣索拉拉力錨在兩岸巖巖體中，從而節節省了龐大的平平衡重，錨碇拉拉力由尾索預加加應力傳給引橋橋橋面板，以壓壓力形式儲備。。有、無平衡重轉轉體施工工序、、機具上無大差差別，但其自身身特點存在三大體系：錨固體系、轉動動體系和位控體體系。(1)錨固體系組成：錨碇、錨索、平平撐、錨梁(或錨塊)及立柱。錨碇設置在引道及邊邊坡巖層中錨梁支撐于立柱上，，兩個方向的平平撐及錨索形成成三角形穩定結結構，使錨塊和和上轉軸為一確確定的固定點。。錨碇處巖體計算算：抗剪、抗滑滑尾索：用精軋螺紋鋼筋筋，一端澆于錨錨碇錨旋中，穿穿過錨塊(或錨梁)，在錨塊外側張張拉預應力，使使兩個方向的平平撐和錨塊形成成三角穩定結構構，以固定轉軸軸位置。張拉拱拱肋扣索時，混混凝土平撐與尾尾索隨著拱肋轉轉出的角度，自自動調節各自的的內力處于平衡衡狀態。設計原原則是滿足上轉轉軸交點的內力力平衡與平撐的的變形協調條件件。(2)轉動體系組成：上轉軸、、下轉盤、拱箱箱及扣索。上轉軸由埋于錨梁(或錨塊)中的軸套、轉軸軸和環套組成。。扣索一端與環環套相連，另一一端與拱箱頂端端連接。轉軸在軸套與環套間間均可轉動。下轉盤:馬蹄形鋼環。馬馬蹄形兩端各有有一個走板，兩兩個走板在固定定的環道上精動動。馬蹄形轉盤盤卡于下轉軸外外。下轉盤與滑滑道、下轉軸間間，均有摩阻系系數很小的滑道道材料，從而可以滑動。。拱箱：鋼筋混凝土薄薄壁組合箱。為為減輕重量，頂頂板采用鋼筋網網架板。扣索:精軋螺紋鋼筋，，將拱箱頂部與與上轉軸環套連連接，構成轉動動體系。(3)位控體系組成:系在拱箱頂端扣扣點的纜風索與與無級調速自控控卷揚機、光電電測角裝置、控控制臺用途：控制在轉動過程程中轉動體的轉轉動速度和位置置。三、拱橋豎向轉轉體施工施工法：將拱圈從跨中分分為兩半，在橋橋軸線上利用地地形搭設簡單支支架，在支架上上組拼或現澆拱拱肋。在拱腳安安裝轉動鉸，利利用扣索的牽引引將結構豎向轉轉至設計高程，，跨中合龍完成成結構的安裝。。20世紀50年代意大利用此法修建了跨跨徑70m的多姆斯河橋歐美一些國家及及日本相繼運用，形成成了一套系統的的施工理論。我國鋼管混凝土土拱橋快速發展展應用：1994年建成的浙江省省新安江大橋；；1996年建成的三峽對對外公路上的蓮蓮沱大橋。我國也應用此種種旅工工藝修建建了多座大跨度度鋼管混凝土拱拱橋，如鴛鴦江江大橋(主跨175r~1)和京杭運河橋(主跨235m)。1．豎向轉體施工工分類轉動方向分：(1)由下向上豎轉：：當橋位處地形較較緩、河谷不深深、水深較淺、、搭設支架不困困難時，可以將將拱肋在橋位進進行拼裝成半跨跨，然后用扒桿桿起吊安裝；當當橋位處水較深深或在通航河流流施工時，可以以在橋位附近進進行拼裝成半跨跨，浮運至橋軸軸線位置，再用用扒扦起吊安裝裝。浙江新安江江大橋就是采用用船舶浮運至拱拱軸線位置起吊吊安裝的。(2)由上向下豎轉：當橋位處地形形陡峭、搭設支支架困難時，常常利用橋臺結構構豎向搭設組拼拼拱肋的腳手架架，拱肋由上向向下豎轉至設計計高程。圖8-30拱橋豎轉施工簡簡圖我國拱橋豎向轉轉體法施工大都都采用由下向上上豎轉。2．豎向轉體法施施工體系豎向轉體法施工工體系主要由拱拱肋、拱腳旋轉轉裝置、索塔、、扣索、錨碇和和纜風繩組成。。(1)拱肋：豎轉過程中，拱拱肋內力隨豎轉轉角度不斷變化化，因而要求拱拱肋在不同豎轉轉狀態應具有足足夠的強度、剛剛度和穩定性。。考慮到豎向轉轉體藏工的技術術難度，拱肋應應盡可能地輕型型化以減小安裝裝重量。(2)拱腳旋轉裝置：拱肋在豎轉吊吊裝過程中，拱拱肋需繞拱腳旋旋轉，圖8-31。轉動裝置靈活活可靠，接觸面面滿足承壓。拱腳旋轉裝置：：弧形鋼板鉸、、鋼管混凝土鉸鉸、插入式球鉸鉸豎向轉體法施工工圖8-31弧形鋼板拱腳旋旋轉裝置(3)索塔：索塔高度直接關關系到拱肋在豎豎轉過程中的受受力狀況，所以以應綜合考慮索索塔施工難度及及材料用量，因因地制宜地選用用各組拼構件拼拼裝索塔。一般般索塔的立柱采采用鋼管制作，，頂部附加鋼板板箱梁并與立柱柱焊接。由于索索塔屬于偏心受受壓構件，為了了保證其整體穩穩定，在索塔內內還需要布設橫橫撐和剪力撐。。(4)扣索：根據豎轉重量及及牽引設備，選選用鋼絲繩或鋼鋼絞線。扣索數數量的配置應充充分考慮結構沖沖擊、自然環境境，以及扣索在在轉向處的彎折折影響。(5)錨錠：施工中可通過引引橋及引橋橋墩墩設置扣索錨錠錠，扣索的水平平分力由引橋拱拱肋承受，扣索索豎直分力由邊邊孔重量承受。。此外還可以通通過在地面下設設置L形鋼筋混凝土地地錨來平衡扣索索地拉力。3．豎轉施工的的主要施工流程程(1)主拱基礎、承臺臺、拱座施工，，預埋施工活動動鉸和索塔預埋埋件。(2)索塔安裝，索塔塔分段接長，法法蘭連接。同時時，在大橋設計計橋位投影下方方搭建支架及拼拼裝工作平臺，，修建安全防護護設施，利用吊吊運或浮運，兩兩個半跨的就位位拼裝和活動鉸鉸安裝定位。(3)完成主拱肋拼裝裝后，安裝扣索索和主拱肋錨固固點，張拉扣索索，豎轉主拱肋肋到設計高程。。豎轉施工時應應啟動豎轉施工工觀測系統，豎豎轉速度控制在在6～8m／h，半拱到位后進進行臨時鎖定。。(4)另一半拱轉體完完成后，調整高高程，安裝合龍龍段的吊裝或現現澆施工設備。。(5)調整拱肋線形并并完成瞬時合龍龍。(6)焊接合龍段，完成成全橋合龍。4．豎轉施工的優優點(1)塔架、拱肋同時施施工，提高了施工工速度(2)豎向轉體施工節省省施工場地，對河流的通航影響響不大；對于鋼管管拱，由于拱肋主主要在工廠內焊接接，焊接質量得到到保證，較好地解解決了鋼管拱的安安裝線形。(3)施工過程計算機控控制的液壓同步提升裝裝置，施工設備自自動化程度高，操操作方便靈活，無無高空作業，安全全性好。四、豎轉與平轉相相組合施工方法組合施工方法：豎豎轉與平轉相結合合有效地利用地形，，既通過豎轉將組拼拼拱肋的高空作業業變為低支架上拼拼裝拱肋，又通過過平轉完成障礙物物的跨越。拓寬了轉體施工工藝的的應用范圍，標志志著轉體施工工藝藝的成熟。它和支架施工法、、纜索吊裝法一起起成為橋梁施工的的常用方法。豎轉與平轉相結合合的施工方法適合合于跨越寬闊河流流和橋位較平坦的的大跨徑橋梁。第五節鋼管混凝土土拱橋施工我國鋼管混凝土結結構的研究和應用用已四十歷史，研研究發展勢頭迅猛猛。鋼管混凝土應用主主要集中在鋼管中中灌注素混凝土的的內填型鋼管混凝凝土結構，以圓鋼鋼管混凝土結構居居多。最早研究的是原中國科學院院哈爾濱土建研究究所。20世紀70年代末80年代初，采用壓潰潰理論確定了軸心心受壓構件和偏心心受壓構件的穩定定承載力，建立了了適應這種組合材材料性能的理論計計算體系。進人20世紀80～90年代后，鋼管混凝凝土結構開始在我我國得到快速發展展，主要應用在多多、高層建筑和橋橋梁等的建設中，，如采用鋼管混凝凝土柱的88層的深圳地王大廈廈、68層的深圳賽格廣場場和大跨度拱橋等等。系列鋼管混凝土結結構的設計規程1989年，國家建筑材料料工業局《鋼管混凝土結構設設計和施工規程》1990年，中國工程建設設標準化協會《鋼管混凝土結構設設計和施工規程》1991年，能源部電力規規劃管理局《火力發電廠廠房鋼鋼餛凝土組合結構構設計暫行規定》對于鋼管混凝土結結構在我國的推廣廣應用起到了重要要的指導作用。一、鋼管混凝土結結構特點鋼管混凝土是指將將普通混凝土填入入薄壁圓形或方形形鋼管內而形成的的組合結構。鋼管管內的混凝土由于于受到外圍鋼管約約束，產生套箍作作用，從而提高了了強度。在實際工工程中，還有其他他幾種形式的套箍箍混凝土，如圖8—32所示。圖8-32套箍混凝土種類a)鋼管束；b)螺旋箍筋；c)橫向方格鋼筋網設計和施工角度，，鋼管砼幾個突出優點：(1)承載力高、延性好好，抗震性能優越越；內部混凝土受到鋼鋼管的約束處于三三向受壓狀態，大大大提高了混凝土土的抗壓強度；鋼管內部的混凝土土又可以有效地防防止鋼管發生局部部屈曲。鋼管混凝土柱的承承載力高于相應的的鋼管柱承載力和和混凝土柱承載力力之和。鋼管和混凝土之間間的相互作用使鋼鋼管內部混凝土的的破壞由脆性破壞壞轉變為塑性破壞壞，構件的延性性性能明顯改善，耗耗能能力大大提高高，具有優越的抗抗震性能。(2)施工方便，大大縮縮短工期鋼管作為勁性骨架架承擔施工階段的的施工荷載和結構構重量，施工不受混凝土養養護時間的影響；；鋼管混凝土內部沒沒有鋼筋，便于混混凝土的澆筑和搗搗實；鋼管混凝土結構施施工時，不需要模模板，省支模、拆拆模，省時。(3)有利于鋼管的抗火火和防火鋼管內混凝土能吸吸收大量的熱能，，因此遭受火災時時管柱截面溫度場場的分布很不均勻勻，增加了柱子的的耐火能力，減慢慢鋼柱的升溫速度度，并且一旦鋼柱柱屈服，混凝土仍仍能承受大部分的的軸向荷載，防止止結構倒塌。組合合梁的耐火能力也也會提高，因為鋼鋼梁的溫度會從頂頂部翼緣把熱量傳傳遞給混凝土雨降降低。經實驗統計數據表表明：達到一級耐耐火3h要求和鋼柱相比可可節約防火涂料1/3～2/3甚至更多。(4)耐腐蝕性能鋼管內的混凝土使使鋼管的外露面積積減少，受外界氣氣體腐蝕面積比鋼鋼結構少得多，抗抗腐和防腐所需費費用也比鋼結構節節省。鋼管混凝土土構件的截面形式式對鋼管混凝土結結構的受力性能，，施工難易程度、、施工工期和工程程造價都有很大的的影響。圓鋼管混凝土受壓壓構件借助于圓鋼鋼管對其內部混凝凝土有效的約束作作用，使鋼管內部部的混凝土處于三三向受壓狀態，使使混凝土具有更高高的抗壓強度。但但是圓鋼管混凝土土結構的施工難度度大，施工成本較較高。相比之下，，方鋼管混凝土結結構的施工較為方方便，但鋼管混凝凝土受到的約束作作用較小。結構的的承載力較低。二、鋼管混凝土結結構在拱橋中的應應用鋼管混凝土結構可可以借助內填混凝凝土提高鋼管壁受受壓時的穩定性，，提高鋼管的抗腐腐蝕隧和耐久性，，同時鋼管管壁對對混凝土的套箍作作用又大大提高了了混凝土的抗壓強強度和延性。在施施工工上，鋼管混混凝土可利用空心心鋼管作為勁性骨骨架甚至模板，施施工吊裝重量輕，，施工用鋼量省。。在材料力學性能和和施工方法上的優優越性，鋼管混凝凝土用于大跨度拱拱橋中的受壓構件件是非常合理的。。在20世紀30年代，蘇聯成功建建造了跨越列寧格格勒涅瓦河的鋼管管混凝土拱橋組合合體系。在我國，大量應用用，1990年，我國第一座采用跨徑110m的下承式預應力鋼鋼管混凝土系桿拱拱橋——四川旺蒼東河大橋橋建成，開創了鋼鋼管混凝土拱橋在在我國的先河。此后幾年中，各地地雖然興建了不少少鋼管混凝土拱橋橋，但跨徑在200m以下。直到1998年，廣西建成了三三岸邕江大橋，跨跨徑提高到270m；1999年又建成了跨徑220m的六景大橋。此后，在湖北、浙浙江和貴州等省，，跨徑在250m左右的鋼管混凝土土公路、鐵路拱橋橋開始增多。2000年廣東省廣州市內內建成了當時世界界最大跨徑的中承承式鋼管混凝土拱拱橋一丫髻沙大橋橋，全長1084m，主橋采用三跨連連續中承式鋼管混混凝土系桿拱橋，，跨越珠江主輔航航道、丫髻沙島。。主拱施工采用由兩兩岸地面拼裝、垂垂直提升、水平轉轉動、對接合龍的的新工藝，平轉轉轉體每側量達13680t，是世界同類型第第一座萬噸轉體橋橋梁；豎轉加平轉轉相結合的施工工工藝世界領先，兩兩拱對接偏差僅2mm，如圖8-33所示。圖8-33丫髻沙大橋圖8-33丫髻沙大橋2003年建設完成的巫山山巫峽長江公路大大橋，主跨460m中承式鋼管桁架拱拱橋，是同類橋型型中世界最大跨度度。還有廣東南海海三山西大橋、四四川高谷烏江大橋橋等。其中，采用用鋼管混凝土勁性性骨架的重慶巫山山巫峽長江大橋為為世界上跨徑最大大的鋼筋混凝土拱拱橋，主跨為460m。在具體的應用中，，根據鋼管和混凝凝土之間的組合關關系，鋼管混凝土土結構可以分為內內填型和內填外包包型，如圖8—34所示。圖834鋼管與混凝土的組組合關系a)內填型；b)內填外包型(1)內填型鋼管混凝土土。此類鋼管混凝土結結構的鋼管外露，，含鋼率較高，主主要用于以受壓為為主的結構，如高高層建筑物的柱子子和拱橋。鋼管與與核心混凝土共同同作為結構的主要要承重部分，同時時也作為施工時的的勁性骨架，設計計時以前者控制。。這種結構可以充充分利用鋼管混凝凝土的材料性能，，如抗壓強度高、、抗沖擊能力強等等等。內填型鋼管混凝土土根據鋼管斷面的的形狀，可分為圓圓管、方管、多邊邊形管和圓端形管管等，如圖8-35所示。其中圓形鋼鋼管平面形狀為軸軸對稱，壓力作用用下鋼管環向應力力均勻，施加于內內填混凝土的緊箍箍力也均勻，因而而受力性能良好，，應用最為廣泛。。用于拱橋時主要要有單管和啞鈴形形肋拱、桁拱以及及桁架拱，由于含含鋼率較高，跨徑徑可以從幾十米到到200m。圖8-35鋼管斷面a)圓管；b)方管；c)多邊形管；d)圓端形管(2)內填外包型鋼管混混凝土砼結構的鋼管不外露露，鋼管作為施工工的勁性骨架，鋼鋼管材料可以參與與建成后的受力，，但設計時主要考考慮施工荷載控制制而不是使用荷載載控制。這類橋梁梁有板拱、箱拱、、工字形肋拱、箱箱肋拱和剛架拱。。除板拱外，其跨跨越能力較強。四川萬縣長江大橋橋，主跨達420m。內填外包型鋼管混混凝土結構可以很很好地解決大跨度度拱橋施工中的““自架設”問題：：首先架設自重輕輕、強度和剛度較較大的鋼管骨架，，然后在空鋼管內內灌注混凝土，形形成鋼管混凝土；；接著在鋼管混凝凝土骨架外掛模板板澆筑外包混凝土土，形成完整的鋼鋼管混凝土結構。。鋼管混凝土主要要起施工過程中的的勁性骨架作用，，并且斷面一般配配有較多的普通鋼鋼筋。對于大跨度鋼管混混凝土拱橋，鋼管管混凝土主要用于于受壓構件，因而而其穩定性問題比比較突出。構件的的長細比對穩定性性影響很大，一般般說來，通過加大大管徑來滿足穩定定性要求很難同時時滿足經濟性的要要求，所以對于大大跨度鋼管混凝土土拱橋通常采用多多肢結構來解決穩穩定性要求。大跨跨度鋼管混凝土拱拱橋常用的多肢結結構，圖8-36。圖8-36鋼管混凝土拱橋常常用多肢結構a)圓形截面；b)啞鈴形截面；c)二肢桁式確定橋梁的施工方方法，不僅要考慮慮施工技術設備和和現場環境條件等等因素，還要密切切聯系橋梁結構的的特點。不同的施施工方法，在各階階段施工過程中的的內力是不同的，，有時結構設計往往往由施工內力所所控制，所以施工工方法、施工內力力與變形的研究應應當成為橋梁建設設所關注的焦點，，在大橋建設過程程中要給以充分的的重視。鋼管混凝凝土應用用于拱橋橋有兩大大類型：：一種是是鋼管外外露的，，鋼管以以參與結結構受力力為主，，同時也也是施工工過程的的支架和和澆筑臂臂內餛凝凝土的模模板，成成橋過程程先合龍龍鋼管骨骨架，再再澆筑管管內混凝凝土形成成主拱圈圈；另一一種是鋼鋼管以施施工受力力為主，，同時也也參與成成橋的受受力。成成橋過程程先合龍龍鋼管骨骨架，然然后再澆澆筑管內內混凝土土形成鋼鋼管混凝凝土勁性性骨架，，再將鋼鋼管混凝凝土勁性性骨架作作為埋置置式澆筑筑外包混混凝土，，形成主主拱圈。。顯然利利用鋼管管骨架或或隨之形形成的鋼鋼管混凝凝土作為為勁性骨骨架，較較之傳統統的型鋼鋼骨架，，大大地地減少了了用鋼量量，減輕輕了骨架架的重量量。1.鋼管制作要求求鋼管混凝土拱拱橋中的鋼管管可采用直縫縫焊接管、螺螺旋焊接管和和無縫鋼管。。螺旋焊接管管和無縫鋼管管均由專業生生產廠家生產產，除非用量量程大或特殊殊工程，一般般要根據廠家家的生產規格格選用。無縫鋼管的管管徑較小，單單價也較高，，通常僅用在在用量不大的的小管徑構件件上，如拱肋肋