第二章上承式拱橋

第一節(jié)上承式拱橋的設(shè)計(jì)與構(gòu)造

第二節(jié)上承式拱橋的施工第三節(jié)拱橋的計(jì)算滿膛支架、拱架(圬工拱橋)就地砌筑簡(jiǎn)易排架+吊裝設(shè)備預(yù)制安裝就地澆筑拱架梁式支架(組合體系拱)滿膛支架勁性骨架法有支架施工斜吊式懸澆法勁性骨架與塔架斜拉聯(lián)合法懸臂桁架法塔架斜拉索法懸拼法懸澆法懸臂法纜索吊裝法有平衡重?zé)o平衡重平轉(zhuǎn)豎轉(zhuǎn)豎轉(zhuǎn)和平轉(zhuǎn)的組合轉(zhuǎn)體施工法無(wú)支架施工拱橋的施工方法第二節(jié)上承式拱橋的施工

一、有支架施工

二、纜索吊裝施工三、勁性骨架施工四、轉(zhuǎn)體施工五、懸臂施工一、有支架施工在事先設(shè)置的拱架上進(jìn)行拱體的砌筑、澆注、安裝，最后落架并完成余部分施工。適用情況：磚石、混凝土塊、混凝土拱橋 磚石拱圈及拱上建筑砌筑 鋼筋混凝土拱圈就地澆注

（一）磚石拱圈及拱上建筑砌筑

1、拱架及拱石的準(zhǔn)備 2、拱圈砌筑順序 3、拱圈三分法砌筑 4、拱架預(yù)壓 5、分段支撐砌筑 6、拱圈合攏 7、拱上建筑安裝1、拱架及拱石的準(zhǔn)備－拱圈施工放樣拱圈或拱架的準(zhǔn)確放樣，是保證拱橋符合設(shè)計(jì)要求的基本條件之一。石拱橋的拱石，要按照拱圈的設(shè)計(jì)尺寸進(jìn)行加工，為了保證尺寸準(zhǔn)確，需要制作拱石樣板。一般采用放出拱圈大樣的辦法來(lái)制作樣板，即在樣臺(tái)上將拱圈按1：1的比例放出大樣，然后用木板或鋅鐵皮在樣臺(tái)上按分塊大小制成樣板，并注明拱石編號(hào)，以利加工。樣臺(tái)必須保證在施工期間不發(fā)生過(guò)大變形。對(duì)于對(duì)稱的拱圈，為節(jié)省場(chǎng)地，可只放出半孔大樣。常用的放樣方法有直角坐標(biāo)法、多圓心法等。拱弧分點(diǎn)越多，用這種方法放出的拱圈尺寸越精確。

拱架要求：

結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，穩(wěn)定性好，可重復(fù)使用。

拱架在各種施工荷載作用下，其內(nèi)力須經(jīng)計(jì)算確定。

拱架安裝時(shí)，應(yīng)預(yù)先設(shè)置預(yù)拱度，以抵抗施工過(guò)程中的各種變形和下沉。預(yù)拱度值采用二次拋物線分配。拱架的卸落時(shí)間應(yīng)嚴(yán)格掌握，卸落設(shè)備應(yīng)簡(jiǎn)單可靠。支架基礎(chǔ)必須穩(wěn)固，承重后應(yīng)能保持均勻沉降且沉降值不得超過(guò)預(yù)計(jì)范圍。1、拱架及拱石的準(zhǔn)備－拱架構(gòu)造及安裝拱架構(gòu)造拱架構(gòu)造萬(wàn)能桿件1、拱架及拱石的準(zhǔn)備－拱架的設(shè)計(jì)計(jì)算拱架的計(jì)算荷載拱架的圬工重量。不分環(huán)砌筑時(shí)，按拱圈全部厚度計(jì)入。分環(huán)砌筑時(shí)，按實(shí)際作用于拱架的環(huán)層計(jì)算，一般計(jì)入拱圈總重的60～75%；對(duì)于大跨徑拱橋，分環(huán)數(shù)多，拱架高，相對(duì)剛度較小，應(yīng)根據(jù)施工工序進(jìn)行整體分析。模板、墊木、拱架與拱圈之間各種材料的重量。拱架自重。排架式木拱架包括鐵件可按6.5kN/m３估算。三鉸木拱架可按2.5～3.5kN/m估算。人員、機(jī)具重量。一般可按2.0kN/m2估計(jì)。橫向風(fēng)力。驗(yàn)算拱架穩(wěn)定性時(shí)應(yīng)考慮橫向風(fēng)力。橫向風(fēng)力可參考《公路橋涵設(shè)計(jì)規(guī)范》計(jì)算，也可假定為1.0kN/m2。1、拱架及拱石的準(zhǔn)備－施工預(yù)拱度預(yù)拱度定義：為保證橋梁的成橋立面線形符合設(shè)計(jì)要求，使上部構(gòu)造在卸架后能獲得滿意的外形，需要在施工時(shí)對(duì)結(jié)構(gòu)預(yù)設(shè)一定的，以克服支架的下沉、梁體自身?yè)隙鹊鹊淖冃巍Ｔ摲聪蚬岸燃搭A(yù)拱度。拱圈施工時(shí)和卸架后會(huì)產(chǎn)生下列彈性撓度及下沉變形：

1．拱圈由自重所產(chǎn)生的彈性撓度；

2．拱圈由溫度變化所產(chǎn)生的彈性撓度；

3．拱圈由墩臺(tái)、支座變形、位移而產(chǎn)生的彈性撓度；

4．混凝土拱圈因混凝土硬化收縮所產(chǎn)生的撓度；

5．拱架和支架在設(shè)計(jì)荷載下的彈性及非彈性變形、及由于卸拱設(shè)備的非彈性壓縮所產(chǎn)生的非彈性下沉；

6．拱式拱架在設(shè)計(jì)荷載下的彈性撓度和非彈性下沉、；

7．支架基礎(chǔ)在受載后的非彈性壓縮;1、拱架及拱石的準(zhǔn)備－預(yù)拱度的設(shè)置拱架在拱頂?shù)目傤A(yù)拱度除按上列方法進(jìn)行計(jì)算外，對(duì)一般磚石混凝土拱橋并可按經(jīng)驗(yàn)取為進(jìn)行校核或估算。對(duì)于大跨徑拱橋，總預(yù)拱度值宜根據(jù)施工工序進(jìn)行整體結(jié)構(gòu)分析后得出。設(shè)置預(yù)拱度時(shí)，應(yīng)按在拱頂處為全部變形值，在拱腳處為零設(shè)置；其余各點(diǎn)可按拱軸縱坐標(biāo)高度比例或按二次拋物線分配。f—跨中矢高L——跨徑取左支點(diǎn)為坐標(biāo)原點(diǎn)砂擔(dān)溝大橋拱架云南元磨路橋

（一）磚石拱圈及拱上建筑砌筑

1、拱架及拱石的準(zhǔn)備

2、拱圈砌筑順序

3、拱圈三分法砌筑 4、拱架預(yù)壓 5、分段支撐砌筑 6、拱圈合攏 7、拱上建筑安裝（一）磚石拱圈及拱上建筑砌筑2、拱圈砌筑順序?qū)τ跐M布式拱架，可從拱腳至拱頂依次對(duì)稱砌筑，于拱頂合攏；對(duì)于拱式拱架，在砌筑拱腳的同時(shí)預(yù)壓拱頂和1/4部位。

（一）磚石拱圈及拱上建筑砌筑

1、拱架及拱石的準(zhǔn)備 2、拱圈砌筑順序

3、拱圈三分法砌筑

4、拱架預(yù)壓 5、分段支撐砌筑 6、拱圈合攏 7、拱上建筑安裝

（一）磚石拱圈及拱上建筑砌筑3、拱圈三分法砌筑分段砌筑：先同時(shí)砌筑I、II，然后砌筑III，最后砌筑拱頂合攏。分環(huán)砌筑：大跨厚拱圈可采用2環(huán)或3環(huán)砌筑，砌筑一環(huán)合攏一環(huán)，砌筑完一環(huán)養(yǎng)護(hù)數(shù)日后再砌筑上一環(huán)，下環(huán)和拱架共同負(fù)擔(dān)上環(huán)重力。上下環(huán)間應(yīng)齒牙相接，以免產(chǎn)生剪切裂縫。分階段砌筑：為爭(zhēng)取時(shí)間，使拱架受力均勻而采取的同環(huán)分段及分層分階段交叉砌筑方法。（一）磚石拱圈及拱上建筑砌筑3、拱圈三分法砌筑分段砌筑：先同時(shí)砌筑I、II，然后砌筑III，最后砌筑拱頂合攏。

（一）磚石拱圈及拱上建筑砌筑

3、拱圈三分法砌筑分環(huán)砌筑分階段砌筑

（一）磚石拱圈及拱上建筑砌筑

1、拱架及拱石的準(zhǔn)備 2、拱圈砌筑順序 3、拱圈三分法砌筑

4、拱架預(yù)壓 5、分段支撐砌筑 6、拱圈合攏 7、拱上建筑安裝

（一）磚石拱圈及拱上建筑砌筑4、拱架預(yù)壓：為有效防止砌筑過(guò)程中產(chǎn)生不正常變形和開裂，常需要對(duì)拱圈進(jìn)行預(yù)壓。5、分段支撐砌筑：當(dāng)矢跨比大時(shí)，拱圈砌石會(huì)滑動(dòng)，需要采取分段支撐砌筑方法，如三角撐6、拱圈合攏：可在拱頂及1/4處同時(shí)合攏，使拱架受力對(duì)稱、均勻；合攏溫度應(yīng)選在年平均溫度附近；7、拱上砌體砌筑：應(yīng)在主拱圈完成達(dá)到一定強(qiáng)度后進(jìn)行，常常是在砌筑拱上側(cè)墻或橫墻后才卸落拱架。一、有支架施工（二）鋼筋混凝土拱圈就地澆筑1、澆筑程序澆筑拱圈及拱上立柱墊墻；拱上立柱、聯(lián)結(jié)系及橫墻等；橋面系等；2、拱部澆筑連續(xù)澆筑：15米跨徑以內(nèi)砼拱橋，從拱腳至拱頂對(duì)稱連續(xù)澆筑；分段澆筑：適用于大于15米的拱圈，為減少砼收縮應(yīng)力和避免拱架變形產(chǎn)生裂縫，分段長(zhǎng)度6—15米。箱型板拱或肋拱澆筑：一般采用分環(huán)、分段進(jìn)行澆筑；3、拱上建筑鋼筋與模板：拱上結(jié)構(gòu)宜將鋼筋形成骨架，模板形成整體，吊裝到位進(jìn)行澆筑，簡(jiǎn)化拱圈上的作業(yè)。混凝土澆筑：必須對(duì)稱進(jìn)行澆筑；無(wú)支架施工二、纜索吊裝施工法三、轉(zhuǎn)體施工法四、勁性骨架施工法五、懸臂施工法

二、纜索吊裝施工法纜索吊裝具有水平和垂直運(yùn)輸機(jī)動(dòng)靈活，適應(yīng)性廣，施工也比較穩(wěn)妥方便等優(yōu)點(diǎn)，目前在修建橋梁時(shí)廣泛采用。纜索吊裝施工主要用于預(yù)制安裝的鋼筋混凝土拱橋，同時(shí)在勁性骨架施工拱橋的骨架安裝、拱上結(jié)構(gòu)安裝、桁架、剛架拱橋施工、懸索橋加勁梁安裝中得到廣泛運(yùn)用。1、纜索吊裝設(shè)備2、預(yù)制拱圈3、吊裝方法和加載程序二、纜索吊裝施工法1、纜索吊裝系統(tǒng)：塔架、主索、主索地錨、天線滑車、起重索、牽引索、起重及牽引絞車、風(fēng)纜、扣索、扣索排架、扣索地錨、扣索絞車等。

2、預(yù)制拱圈在預(yù)制臺(tái)上準(zhǔn)確放樣；拱箱預(yù)制均采用組裝預(yù)制，通常分為底板、側(cè)板、隔板和頂板等部分；先預(yù)制側(cè)板和橫隔板；放樣拼裝后澆筑底板形成開口箱；然后綁扎頂板鋼筋澆筑頂板形成閉口箱；達(dá)到強(qiáng)度后移運(yùn)吊裝。

3、吊裝方法和加載程序

（1）吊裝方法：橋位附近預(yù)制拼裝后，先吊運(yùn)安裝兩拱腳段，臨時(shí)固定，最后跨中合攏；

（2）加載程序：一般需遵循對(duì)稱、均衡和多工作面加載的總原則；對(duì)于坡拱橋，低拱腳側(cè)加載稍大于高拱腳側(cè)；

（3）施工加載內(nèi)力計(jì)算：用影響線加載計(jì)算內(nèi)力。

（4）施工加載撓度計(jì)算：查拱橋手冊(cè)進(jìn)行計(jì)算；拱肋的分段：30米以內(nèi)跨徑的拱肋可不分段或分為兩段；30～90米范圍的拱肋可分為三段；

拱肋跨徑大于80米時(shí)，一般分為5段。

拱肋的分段點(diǎn)應(yīng)選擇在拱肋自重彎矩最小的位置或其附近。拱肋的預(yù)制方法：立式預(yù)制——起吊安全、方便；底模可采用土牛拱胎，節(jié)省木料；當(dāng)采用密排澆筑時(shí)，占用場(chǎng)地也較少。臥式預(yù)制——可節(jié)省木料；拱肋的形狀及尺寸較易控制；澆筑混凝土?xí)r操作也方便；但拱肋起吊時(shí)容易損壞；臥式預(yù)制又可分為單片預(yù)制和多片疊制。拱肋座形式拱肋接頭形式塔扣利用主索塔作為支承的扣索通扣用鋼絲繩一端固定在拱肋，另一端通過(guò)在橋墩上的扣架貫通到兩岸的地錨，用滑輪組收緊天扣為專門用以懸掛邊段拱肋的一組主索設(shè)備單孔橋跨由拱肋合攏的橫向穩(wěn)定方案決定吊裝拱肋順序。多孔橋跨，應(yīng)盡可能在每孔內(nèi)多合攏幾片拱肋后再推進(jìn)，一般不少于兩片拱肋。但合攏的拱肋片數(shù)不能超過(guò)橋墩強(qiáng)度和穩(wěn)定性所允許的單向推力；對(duì)高橋墩，應(yīng)以橋墩的墩頂位移值控制單向推力；在設(shè)有制動(dòng)墩的橋跨，可以制動(dòng)墩為界分孔吊裝，先合攏的拱肋可提前進(jìn)行拱肋接頭、橫系梁等的安裝工作。為減少主索的橫向移動(dòng)次數(shù)，可將每個(gè)主索位置下的拱肋全部吊裝完畢后再移動(dòng)主索。為減少扣索往返拖拉次數(shù)，可按吊裝推進(jìn)方向，順序地進(jìn)行吊裝。纜索吊裝注意事項(xiàng)：拱肋的合攏方式懸掛多段邊段或次邊段拱肋后單肋合攏雙基肋合攏留索單肋合攏單基合攏松索前應(yīng)校正拱軸線及各接頭高程，使之符合要求。松索應(yīng)按照拱腳段扣索、次段扣索、起重索的先后順序進(jìn)行，并按比例定長(zhǎng)、對(duì)稱、均勻松卸。松索至扣索和起重索基本不受力時(shí)，用鋼板嵌塞接頭縫隙，在將扣索和起重索放松到不受力，壓緊接頭縫，擰緊接頭螺栓，同時(shí)用風(fēng)纜調(diào)整拱肋軸線。接頭部件電焊后方可松索成拱。無(wú)支架施工二、纜索吊裝施工法三、轉(zhuǎn)體施工法四、勁性骨架施工法五、懸臂施工法三、轉(zhuǎn)體施工

基本原理：將拱圈或整個(gè)上部結(jié)構(gòu)分為兩個(gè)半跨，分別在河流兩岸利用地形或簡(jiǎn)單支架現(xiàn)澆或預(yù)制裝配半拱，然后利用動(dòng)力裝置將其兩半跨拱體轉(zhuǎn)動(dòng)至橋軸線位置（或設(shè)計(jì)標(biāo)高）合龍成拱。方法：平面轉(zhuǎn)體、豎向轉(zhuǎn)體、平豎結(jié)合特點(diǎn)：結(jié)構(gòu)合理，受力明確，節(jié)省施工用料，減少安裝架設(shè)工序，變復(fù)雜的、技術(shù)性強(qiáng)的水中高空作業(yè)為岸邊陸上作業(yè)，施工速度快，不但施工安全，質(zhì)量可靠，而且不影響通航。跨徑200m的重慶涪陵烏江鋼筋混凝土拱橋及主跨360m的廣州丫髻沙飛燕式鋼管混凝土拱橋就是采用轉(zhuǎn)體施工法建成的。

施工關(guān)鍵正確的轉(zhuǎn)體設(shè)計(jì)制作靈活可靠的轉(zhuǎn)動(dòng)裝置布設(shè)可行的牽引驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)平面轉(zhuǎn)動(dòng)豎直轉(zhuǎn)動(dòng)有平衡重平面轉(zhuǎn)動(dòng)無(wú)平衡重平面轉(zhuǎn)動(dòng)轉(zhuǎn)體施工有平衡重轉(zhuǎn)體施工平面承重轉(zhuǎn)動(dòng)裝置環(huán)形滑道和轉(zhuǎn)盤軸心都受力須注意環(huán)形滑道和轉(zhuǎn)盤軸心承力的分配，因聚四氟乙烯滑板受力過(guò)大將產(chǎn)生蠕動(dòng)，增加轉(zhuǎn)動(dòng)困難以球面轉(zhuǎn)軸支承輔以滾輪的軸心承重轉(zhuǎn)動(dòng)裝置；球面轉(zhuǎn)軸受力；須注意整個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)體系的重心必須落在軸心鉸上，球面鉸既起定位作用，有承受全部轉(zhuǎn)動(dòng)重力，鋼滾輪僅起穩(wěn)定保險(xiǎn)作用有平衡重平面轉(zhuǎn)體拱橋的主要施工程序：①制作底盤；②制作上轉(zhuǎn)盤；③試轉(zhuǎn)上轉(zhuǎn)盤到預(yù)制軸線位置，④澆筑背墻；⑤澆筑主拱圈上部結(jié)構(gòu)；⑥張拉拉桿，使上部結(jié)構(gòu)脫離支架，和上轉(zhuǎn)盤、背墻形成一個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)體系，通過(guò)配重基本把重心調(diào)到軸心（磨心）處；⑦牽引轉(zhuǎn)動(dòng)體系，使半拱平面轉(zhuǎn)動(dòng)合攏，⑧封上下盤，夯填橋臺(tái)背土，封拱項(xiàng)，松拉桿，實(shí)現(xiàn)體系轉(zhuǎn)換。有平衡重轉(zhuǎn)體施工無(wú)平衡重轉(zhuǎn)體施工：包括錨固、轉(zhuǎn)動(dòng)、位控三大體系錨固體系：錨碇、尾索、平撐、錨梁(或錨塊)及立柱轉(zhuǎn)動(dòng)體系：上轉(zhuǎn)動(dòng)構(gòu)造、下轉(zhuǎn)動(dòng)構(gòu)造.拱箱及扣索組成。位控體系：在拱箱頂端扣點(diǎn)的纜風(fēng)索與無(wú)級(jí)調(diào)速自控卷?yè)P(yáng)機(jī)、光電測(cè)角裝置．控制臺(tái)拱橋無(wú)平衡重轉(zhuǎn)體施工的主要內(nèi)容和工藝1．轉(zhuǎn)動(dòng)體系施工設(shè)置下轉(zhuǎn)軸、轉(zhuǎn)盤及環(huán)道；設(shè)置拱座及預(yù)制拱箱(或拱助)，預(yù)制前需搭設(shè)必要的支架、模板；設(shè)置立柱；安裝錨梁、上轉(zhuǎn)軸、軸套、環(huán)套；安裝扣索。2.錨碇系統(tǒng)施工制作橋軸線上的開口地錨；設(shè)置斜向洞錨；安裝軸向、斜向平撐；尾索張拉；扣索張拉。3．轉(zhuǎn)體施工4．合攏卸扣施工張緊、放松扣索調(diào)整到拱頂?shù)皆O(shè)計(jì)位置。低溫封拱，鋼楔楔緊拱頂，焊接主筋、預(yù)埋鐵件封橋臺(tái)拱座混凝土，再澆封拱頂接頭混凝土卸扣索，卸索應(yīng)對(duì)稱、均衡、分級(jí)進(jìn)行。涪陵烏江大橋主跨長(zhǎng)：200m施工：雙箱對(duì)稱同步轉(zhuǎn)體涪陵烏江大橋

橋址：重慶市巫山縣主跨結(jié)構(gòu)：122米鋼筋混凝土箱形拱橋施工方法：無(wú)平衡重平面轉(zhuǎn)體施工法（首次采用）箱拱預(yù)制：右岸半跨是全寬一次預(yù)制，左岸半跨分成單箱分別在上、下游預(yù)制，不對(duì)稱轉(zhuǎn)體到對(duì)稱轉(zhuǎn)體再合攏。巫山龍門大橋巫山龍門大橋巫山龍門大橋廣州丫髻沙飛燕式鋼管混凝土拱橋橋址：廣州東南西環(huán)高速公路跨越珠江主航道主跨跨徑組合：76+360+76(m)（全橋總長(zhǎng)1084米）橋下凈高：34米設(shè)計(jì)荷載：汽-超20，掛車-120級(jí)，8級(jí)地震設(shè)防主拱矢跨比：1/4.5橋跨結(jié)構(gòu)：三跨連續(xù)自錨中承式鋼管混凝土拱橋鋼管混凝土的主拱，勁性鋼骨架外包混凝土的邊拱肋，高強(qiáng)度鋼絞線構(gòu)成的系桿主拱肋截面：8.79x3.45m～4.75mx3.45m拱座尺寸：長(zhǎng)20米，寬10.5米，高9.888米承臺(tái)尺寸：52.95mx36.5mx5m樁基（9#墩）54.95mx26mx5m樁基（10#墩）