第三篇第4章 拱橋的施工

1、一、就地澆筑法一、就地澆筑法 有支架施工有支架施工與梁橋相似與梁橋相似 懸臂澆筑法懸臂澆筑法 主拱圈劃分為若干節(jié)段，以專設(shè)鋼桁托架為現(xiàn)澆工作平臺(tái)主拱圈劃分為若干節(jié)段，以專設(shè)鋼桁托架為現(xiàn)澆工作平臺(tái) 缺點(diǎn)：托架重、吊裝難、拱軸線高程難控制缺點(diǎn)：托架重、吊裝難、拱軸線高程難控制較少用較少用 就地澆筑、預(yù)制安裝和轉(zhuǎn)體施工就地澆筑、預(yù)制安裝和轉(zhuǎn)體施工二、預(yù)置安裝法二、預(yù)置安裝法 整體安裝整體安裝宜用于鋼管混凝土拱橋，因拱肋未灌混凝土宜用于鋼管混凝土拱橋，因拱肋未灌混凝土 質(zhì)輕，吊起的拱片應(yīng)驗(yàn)算質(zhì)輕，吊起的拱片應(yīng)驗(yàn)算l 驗(yàn)算拱肋平臥翻轉(zhuǎn)至豎立過程中簡(jiǎn)支曲梁的強(qiáng)度和剛度驗(yàn)算拱肋平臥翻轉(zhuǎn)至豎立過程中簡(jiǎn)支曲梁的

2、強(qiáng)度和剛度l 驗(yàn)算豎向起吊過程中吊點(diǎn)截面強(qiáng)度驗(yàn)算豎向起吊過程中吊點(diǎn)截面強(qiáng)度l 驗(yàn)算系桿軸壓強(qiáng)度及平面外穩(wěn)定性驗(yàn)算系桿軸壓強(qiáng)度及平面外穩(wěn)定性施工中合理設(shè)計(jì)施工方案，先安裝肋間橫向及其它利于橫向穩(wěn)定的桿件施工中合理設(shè)計(jì)施工方案，先安裝肋間橫向及其它利于橫向穩(wěn)定的桿件。二、預(yù)置安裝法二、預(yù)置安裝法 節(jié)段懸拼節(jié)段懸拼 先分段預(yù)制再吊裝先分段預(yù)制再吊裝 起重設(shè)備起重設(shè)備l 纜索吊裝設(shè)備纜索吊裝設(shè)備l 伸臂式起重機(jī)伸臂式起重機(jī) 纜索吊機(jī)塔架纜索吊機(jī)塔架主索主索承重索承重索工作索工作索(架于主索間，處理吊裝設(shè)施故架于主索間，處理吊裝設(shè)施故障時(shí)載人、調(diào)運(yùn)工具等障時(shí)載人、調(diào)運(yùn)工具等)錨固裝置錨固裝置其它其它 塔

3、身塔身(裝配式、鉸接鋼管裝配式、鉸接鋼管)塔頂及索鞍塔頂及索鞍塔底塔底 (鋼箱梁為塔鉸鋼箱梁為塔鉸) 起重索起重索起吊重物起吊重物牽引索牽引索牽引跑車沿主索運(yùn)動(dòng)牽引跑車沿主索運(yùn)動(dòng)結(jié)索結(jié)索扣索扣索固定分段拱肋固定分段拱肋 纜風(fēng)索等纜風(fēng)索等 穩(wěn)定塔架穩(wěn)定塔架 二、預(yù)置安裝法二、預(yù)置安裝法 節(jié)段懸拼節(jié)段懸拼l 伸臂式起重機(jī)伸臂式起重機(jī)拼好一節(jié)段便用輔助拉拼好一節(jié)段便用輔助拉索臨時(shí)拉住索臨時(shí)拉住拼完三節(jié)改用粗鋼索拉住拼完三節(jié)改用粗鋼索拉住拆輔助拉索供重復(fù)使用拆輔助拉索供重復(fù)使用常用于特大跨徑拱橋常用于特大跨徑拱橋 三、轉(zhuǎn)體施工法三、轉(zhuǎn)體施工法 平面轉(zhuǎn)體、豎向轉(zhuǎn)體和平平面轉(zhuǎn)體、豎向轉(zhuǎn)體和平豎結(jié)合轉(zhuǎn)體法豎

4、結(jié)合轉(zhuǎn)體法 平面轉(zhuǎn)體施工法平面轉(zhuǎn)體施工法 將主拱分成兩段，分別在兩岸利用地形作簡(jiǎn)支支架澆注或?qū)⒅鞴胺殖蓛啥?，分別在兩岸利用地形作簡(jiǎn)支支架澆注或拼裝拱肋，安裝橫向聯(lián)系；拼裝拱肋，安裝橫向聯(lián)系； 將扣索一端固定于拱肋近端部，經(jīng)引橋橋墩延伸至埋入巖將扣索一端固定于拱肋近端部，經(jīng)引橋橋墩延伸至埋入巖體內(nèi)的錨錠中，最后用千斤頂收緊扣索，使拱肋脫模，借助體內(nèi)的錨錠中，最后用千斤頂收緊扣索，使拱肋脫模，借助環(huán)形滑道和手搖卷揚(yáng)機(jī)牽引，慢速地將拱肋轉(zhuǎn)體環(huán)形滑道和手搖卷揚(yáng)機(jī)牽引，慢速地將拱肋轉(zhuǎn)體180 (或小于或小于180 )，最后完成主拱合龍，最后完成主拱合龍此法宜用于山區(qū)地質(zhì)條件好或跨越深谷的地質(zhì)條件。此法宜

5、用于山區(qū)地質(zhì)條件好或跨越深谷的地質(zhì)條件。三、轉(zhuǎn)體施工法三、轉(zhuǎn)體施工法 豎向轉(zhuǎn)體施工法豎向轉(zhuǎn)體施工法 當(dāng)橋位無水或水淺當(dāng)橋位無水或水淺時(shí)，可將半拱在橋孔時(shí)，可將半拱在橋孔下方預(yù)置，或在附近下方預(yù)置，或在附近預(yù)置并運(yùn)于橋軸線處，預(yù)置并運(yùn)于橋軸線處，再用起吊設(shè)備和旋轉(zhuǎn)再用起吊設(shè)備和旋轉(zhuǎn)裝置進(jìn)行豎向轉(zhuǎn)體至裝置進(jìn)行豎向轉(zhuǎn)體至合龍。合龍。此法宜用鋼管混凝土此法宜用鋼管混凝土拱橋拱橋三、轉(zhuǎn)體施工法三、轉(zhuǎn)體施工法 平平豎結(jié)合轉(zhuǎn)體法豎結(jié)合轉(zhuǎn)體法優(yōu)點(diǎn)：優(yōu)點(diǎn)：l 變高空作業(yè)為地上作業(yè)變高空作業(yè)為地上作業(yè)l 三孔分兩段分別預(yù)制拼三孔分兩段分別預(yù)制拼裝，減小對(duì)主航道航運(yùn)的裝，減小對(duì)主航道航運(yùn)的影響影響 有支架施工有支架

6、施工拱架拱架(要求有足夠的剛要求有足夠的剛度和穩(wěn)定性度和穩(wěn)定性)拱圈澆注拱圈澆注 立模、綁扎鋼筋、澆注混凝土立模、綁扎鋼筋、澆注混凝土 (注意澆注方法和順序易保證拱架受力均勻且變形最小注意澆注方法和順序易保證拱架受力均勻且變形最小)拱上建筑拱上建筑 應(yīng)在拱圈合龍應(yīng)在拱圈合龍(3天天)、混凝土強(qiáng)度達(dá)、混凝土強(qiáng)度達(dá) 到要求強(qiáng)度到要求強(qiáng)度(設(shè)計(jì)強(qiáng)度的設(shè)計(jì)強(qiáng)度的30%)后進(jìn)行后進(jìn)行拱架卸落拱架卸落 應(yīng)合理設(shè)計(jì)卸架順序應(yīng)合理設(shè)計(jì)卸架順序滿布立柱式滿布立柱式撐架式撐架式三鉸桁式三鉸桁式(木木)鋼拱架鋼拱架(可移動(dòng)式可移動(dòng)式)纜索吊裝施工纜索吊裝施工拱圈節(jié)段預(yù)置拱圈節(jié)段預(yù)置拱肋吊裝拱肋吊裝 應(yīng)保證吊裝的穩(wěn)定

7、性和安全應(yīng)保證吊裝的穩(wěn)定性和安全施工加載程序設(shè)計(jì)施工加載程序設(shè)計(jì) 使拱肋各截面在整個(gè)施使拱肋各截面在整個(gè)施 工過程中滿足應(yīng)力、強(qiáng)工過程中滿足應(yīng)力、強(qiáng) 度和穩(wěn)定要求度和穩(wěn)定要求主拱的受力在不同的施工階段是不同的，且與成橋后的主拱主拱的受力在不同的施工階段是不同的，且與成橋后的主拱受力情況相差較大，必須驗(yàn)算施工階段主拱的強(qiáng)度和穩(wěn)定性受力情況相差較大，必須驗(yàn)算施工階段主拱的強(qiáng)度和穩(wěn)定性一、纜索吊裝施工階段主拱驗(yàn)算一、纜索吊裝施工階段主拱驗(yàn)算1、拱肋、拱肋(箱箱)脫模吊運(yùn)過程中的驗(yàn)算脫模吊運(yùn)過程中的驗(yàn)算 將預(yù)制拱肋將預(yù)制拱肋(箱箱)頂起脫離底板模板時(shí)，應(yīng)進(jìn)行脫模驗(yàn)算頂起脫離底板模板時(shí)，應(yīng)進(jìn)行脫模驗(yàn)算可

8、近似不考慮拱肋曲率，按直線梁計(jì)算，支點(diǎn)位置由千斤頂或吊可近似不考慮拱肋曲率，按直線梁計(jì)算，支點(diǎn)位置由千斤頂或吊機(jī)的吊點(diǎn)確定機(jī)的吊點(diǎn)確定荷載荷載拱肋拱肋(箱箱)自重自重拱肋拱肋(箱箱)與底板與底板與模板的粘著與模板的粘著力力(按按1.5kn/m2計(jì)計(jì))拱肋超重拱肋超重 拱肋吊運(yùn)過程拱肋吊運(yùn)過程(從預(yù)制場(chǎng)至懸掛位置從預(yù)制場(chǎng)至懸掛位置)驗(yàn)算驗(yàn)算荷載荷載拱肋拱肋(箱箱)自重力自重力拱肋超重拱肋超重計(jì)算中應(yīng)計(jì)入計(jì)算中應(yīng)計(jì)入1.2的吊裝動(dòng)載系數(shù)的吊裝動(dòng)載系數(shù)吊點(diǎn)一般與脫模支點(diǎn)相同吊點(diǎn)一般與脫模支點(diǎn)相同slal吊運(yùn)時(shí)，一般采用兩個(gè)支點(diǎn)，如拱肋上下吊運(yùn)時(shí)，一般采用兩個(gè)支點(diǎn)，如拱肋上下對(duì)稱配筋，其吊點(diǎn)位置一般設(shè)

9、值在離各段對(duì)稱配筋，其吊點(diǎn)位置一般設(shè)值在離各段拱肋拱肋(箱箱)端頭的端頭的0.22 0.24 處，并應(yīng)處，并應(yīng)位于拱肋位于拱肋(箱箱)彎曲平面形心軸以上，以防彎曲平面形心軸以上，以防止拱段吊運(yùn)中側(cè)翻。止拱段吊運(yùn)中側(cè)翻。slsl為保證吊點(diǎn)位于拱肋為保證吊點(diǎn)位于拱肋(箱箱)彎曲平面形心軸以上，對(duì)于圓弧拱，要彎曲平面形心軸以上，對(duì)于圓弧拱，要求各段拱肋的吊環(huán)離中心線的距離求各段拱肋的吊環(huán)離中心線的距離 滿足下式：滿足下式：al22)2()(aalhrl對(duì)于懸鏈線，每段可近似按圓弧考慮對(duì)于懸鏈線，每段可近似按圓弧考慮2、拱肋懸掛內(nèi)力計(jì)算、拱肋懸掛內(nèi)力計(jì)算 以分三段吊裝并用一根扣索懸掛邊跨拱肋為例介紹，

10、以分三段吊裝并用一根扣索懸掛邊跨拱肋為例介紹，對(duì)于采用多段施工的拱橋，計(jì)算原理基本相同。對(duì)于采用多段施工的拱橋，計(jì)算原理基本相同。(1)邊段拱肋懸掛時(shí)扣索的計(jì)算邊段拱肋懸掛時(shí)扣索的計(jì)算扣索拉力扣索拉力t1、拱腳的水平拱腳的水平反力反力h1和拱腳的豎向反力和拱腳的豎向反力v1，可按下式計(jì)算，可按下式計(jì)算01gbht由由則則g拱肋自重拱肋自重 為扣索與水平線的夾角，為扣索與水平線的夾角， 由于扣索的拉力隨由于扣索的拉力隨 的減小而的減小而增大，因此增大，因此020sincos11111tgvthhgbt（2）邊跨拱肋懸掛時(shí)自重內(nèi)力計(jì)算）邊跨拱肋懸掛時(shí)自重內(nèi)力計(jì)算任意截面的任意截面的i 內(nèi)力可按下式

11、計(jì)算內(nèi)力可按下式計(jì)算iiiiiiiiiiiiihqnhhgvqagyhxvmcossin1111彎矩彎矩豎直力豎直力水平力水平力軸向力軸向力iqiminihiaiigixiy1h1v中段拱肋吊裝合攏時(shí)，對(duì)邊段懸臂端中段拱肋吊裝合攏時(shí)，對(duì)邊段懸臂端部的作用力大小很難準(zhǔn)確確定。部的作用力大小很難準(zhǔn)確確定。目前，一般按中段拱肋自重的目前，一般按中段拱肋自重的1525作為中段合攏時(shí)對(duì)邊段懸臂端部作為中段合攏時(shí)對(duì)邊段懸臂端部的作用力的作用力(r)。由右圖，可以計(jì)算出由右圖，可以計(jì)算出在在r作用下，扣索拉力作用下，扣索拉力 、支點(diǎn)水平、支點(diǎn)水平反力反力 、豎向反力、豎向反力 為：為：2t2h2vsinco

12、s22222trvthhrlt任意截面任意截面 i 的內(nèi)力為的內(nèi)力為:iiiiiihvnyhxvmcossin2222彎彎 矩：矩：軸向力：軸向力：(3)邊段拱肋邊段拱肋(箱箱)在自重和中段拱肋自重在自重和中段拱肋自重r共同作用下的內(nèi)力計(jì)算共同作用下的內(nèi)力計(jì)算(4)邊段拱肋重力和中段拱肋重力邊段拱肋重力和中段拱肋重力r共同作用的內(nèi)力共同作用的內(nèi)力iiiiiinnnmmm彎彎 矩：矩：軸向力：軸向力：(5)中段拱肋安裝時(shí)的內(nèi)力計(jì)算中段拱肋安裝時(shí)的內(nèi)力計(jì)算受力特點(diǎn)：受力特點(diǎn)：中段拱肋在吊裝合攏時(shí)，由于起重索中段拱肋在吊裝合攏時(shí)，由于起重索放松過程很慢，往往在起重索部分受放松過程很慢，往往在起重索部

13、分受力的情況下，接頭與拱座逐漸頂緊，力的情況下，接頭與拱座逐漸頂緊，拱肋已受軸向力作用，因此在設(shè)計(jì)時(shí)，拱肋已受軸向力作用，因此在設(shè)計(jì)時(shí)，雖然中段拱肋仍按簡(jiǎn)支于兩邊段懸臂雖然中段拱肋仍按簡(jiǎn)支于兩邊段懸臂端的梁來計(jì)算，但計(jì)算荷載則按中段端的梁來計(jì)算，但計(jì)算荷載則按中段拱肋自重的拱肋自重的3050計(jì)算，計(jì)算的計(jì)算，計(jì)算的均布荷載為：均布荷載為：lwg)5 . 03 . 0(3、施工加載計(jì)算、施工加載計(jì)算箱形拱橋施工加載箱形拱橋施工加載 的幾個(gè)計(jì)算階段的幾個(gè)計(jì)算階段裸拱箱裸拱箱縱縫混凝土縱縫混凝土橫墻橫墻腹拱腹拱主拱實(shí)腹段填料主拱實(shí)腹段填料腹拱填料腹拱填料路面和人行道工程路面和人行道工程施工加載計(jì)算步

14、驟施工加載計(jì)算步驟繪制計(jì)算截面的內(nèi)力（彎矩、軸力）影響線繪制計(jì)算截面的內(nèi)力（彎矩、軸力）影響線（一般拱頂、拱腳、拱跨的（一般拱頂、拱腳、拱跨的1/8，1/4，3/8點(diǎn)）點(diǎn)）根據(jù)施工條件參考有關(guān)施工經(jīng)驗(yàn)，初步擬定施工順序根據(jù)施工條件參考有關(guān)施工經(jīng)驗(yàn)，初步擬定施工順序在拱上按擬定程序施工拱上結(jié)構(gòu)，計(jì)算其重力在拱上按擬定程序施工拱上結(jié)構(gòu)，計(jì)算其重力計(jì)算各計(jì)算截面的內(nèi)力，并驗(yàn)算強(qiáng)度計(jì)算各計(jì)算截面的內(nèi)力，并驗(yàn)算強(qiáng)度根據(jù)強(qiáng)度驗(yàn)算情況，調(diào)整施工加載順序和范圍根據(jù)強(qiáng)度驗(yàn)算情況，調(diào)整施工加載順序和范圍4、施工加載撓度的計(jì)算和控制、施工加載撓度的計(jì)算和控制 施工加載程序確定后，還應(yīng)計(jì)算施工加載各工序相施工加載程序

15、確定后，還應(yīng)計(jì)算施工加載各工序相應(yīng)的各點(diǎn)撓度值，以便在施工過程中控制拱軸線的變形應(yīng)的各點(diǎn)撓度值，以便在施工過程中控制拱軸線的變形情況。當(dāng)實(shí)測(cè)撓度過大或出現(xiàn)不對(duì)稱變形等異?，F(xiàn)象時(shí)，情況。當(dāng)實(shí)測(cè)撓度過大或出現(xiàn)不對(duì)稱變形等異?，F(xiàn)象時(shí)，應(yīng)立即分析原因，采用措施，及時(shí)調(diào)整加載程序。應(yīng)立即分析原因，采用措施，及時(shí)調(diào)整加載程序。撓度的控制一般以拱頂、撓度的控制一般以拱頂、l/4，l/8點(diǎn)作為觀測(cè)點(diǎn)。點(diǎn)作為觀測(cè)點(diǎn)。（二）懸臂拼裝施工過程的主拱計(jì)算（二）懸臂拼裝施工過程的主拱計(jì)算1、各伸臂階段拱桁架自重產(chǎn)生的內(nèi)力和撓度計(jì)算、各伸臂階段拱桁架自重產(chǎn)生的內(nèi)力和撓度計(jì)算ealnnfpi11npnl 懸臂桁架端部懸臂桁架端部 i 點(diǎn)的撓度點(diǎn)的撓度 點(diǎn)單位荷載作用下各桿件內(nèi)力點(diǎn)單位荷載作用下各桿件內(nèi)力自重力作用下各桿件的內(nèi)力自重力作用下各桿件的內(nèi)力各桿件的長(zhǎng)度各桿件的長(zhǎng)度2、起吊框構(gòu)時(shí)拱桁架產(chǎn)生的內(nèi)力變形及撓度計(jì)算、起吊框構(gòu)時(shí)拱桁架產(chǎn)生的內(nèi)力變形及撓度計(jì)算3、伸臂拼裝拱桁架的連接設(shè)計(jì)與上弦拉桿計(jì)算、伸臂拼裝拱桁架的連接設(shè)計(jì)與上弦拉桿計(jì)算4、箱形拱頂、底板加載過程中桁架的內(nèi)力計(jì)算、箱形拱頂、底板加載過程中桁架