拱式渡槽的主拱圈型式和構造

1、主拱圈的型式和構造主拱圈是拱式渡槽的主要承重結構，工程中常用的型式有板拱、肋拱和雙曲拱等。（1）板拱。板拱多用于石拱渡槽。板拱在橫截面的整個寬度內，砌筑成整體的矩形斷面，除采用砌石外，也可用混凝土現(xiàn)澆或預制塊砌筑，小型渡槽的拱圈可用磚砌筑。當用料石或混凝土預制塊砌筑時，沿拱圈的徑向截面應布置成通縫（圖1），使各層結合良好并能均勻傳遞軸向壓力。較厚的拱圈常需分層砌筑，各層間切向縫應互相錯開，錯距應不小于10，以保證拱圈的整體性。對于厚度較大的變截面拱圈（拱厚從拱頂?shù)焦澳_步逐漸加大），為了減小料石加工和砌筑的困難，可用料石砌筑內圈，而用塊石砌筑外圈以調整拱圈的厚度。拱圈與墩臺、橫墻等結合處，常彩用

2、五角石，以滿足抗剪要求并便于與砌縫配合。大跨度砌石板拱的砂漿強度等級不低于M10，小跨度可用M5，石料不應低于M30。 圖1 拱圈與墩臺和橫墻的連接 圖2箱式板拱對于大跨度拱圈，可采用圖2所示的鋼筋混凝土箱式板拱，每隔一定距離在橫墻下面等位置設置橫隔板，以加強拱圈的橫向剛度與整體性。施工時，可分成幾個工字形構件預制吊裝，用于大流量渡槽 時，還可在空箱內澆筑二期埋石混凝土，以加大拱圈的軸向承載力。拱圈的橫向寬度一般與槽身寬度相同，且不宜小于拱圈跨度的1/20，以保證拱圈有足夠的橫向剛度和穩(wěn)定性。拱圈的拱頂厚度可以參考已建類似工程的尺寸或按表8-1中所列數(shù)值初步擬定，表中數(shù)值，當拱圈較平坦時采用較

3、大值；拱圈凈跨大于20m時，宜采用變截面拱圈，此時拱腳厚度應加大，可采用1.21.8倍拱頂厚度；當采用混凝土拱圈時，表中數(shù)值可減小1020。表1 砌石拱渡槽主拱圈拱頂厚度數(shù)值參考表拱圈凈（m）6.08.010.015.020.030.040.050.060.0拱頂厚（m）0.30.30350.350.40.40.450.450.550.550.650.70.80.90.951.01.1（2）肋拱。為了節(jié)省材料和減輕自重，可采用肋拱式拱圈。當槽寬不大時多采用雙肋。拱肋之間每隔一定距離在拱上排架下面等位置，設置剛度較大的橫系梁以加強拱圈的整體性，保證拱圈的橫向穩(wěn)定。肋拱式拱圈一般為鋼筋混凝土結構，

4、小跨度的也可采用少筋混凝土或無筋混凝土。鋼筋混凝土拱肋的混凝土強度等級不宜低于C20，無鉸拱肋的縱向受力鋼筋應伸入墩帽內，錨入深度應不小于拱腳厚度的1.5倍。拱肋橫斷面通常采用矩形，厚寬比約為1.52.5。承受彎矩較大的大跨度拱肋，可采用T形、工字形或箱形斷面，以加大抗彎能力和節(jié)省材料用量。為了保證拱圈的橫向穩(wěn)定，拱圈的寬度（拱肋外邊緣的距離）一般不小于拱跨的1/20。拱肋的厚度一般不小于20。小跨度的拱肋常采用等截面，大跨度的可采用變截面。初步擬定尺寸時，拱頂厚度可取為拱跨的1/401/60。連接拱肋的橫系梁，常采用矩形斷面，寬度不小于長度的1/15，且一般不小于20cm。（3）雙曲拱。雙曲

5、拱主要是由拱肋、拱波和橫向聯(lián)系所組成（圖3）。為了加強拱波拱肋的連接，拱肋斷面多采用凸形、L形（用于邊肋）和凹形等形狀,在拱肋頂面常設置齒槽，并配置錨固鋼筋（圖4）。拱波一般分預制和現(xiàn)澆兩層，預制塊的橫斷面采用長方形，一般厚6cm，寬2030，每塊重量根據(jù)運輸、安裝條件決定，但不宜過大。拱波預制塊的一側常做成具有削角的斜面（圖5），以便于砌縫填實，并使現(xiàn)澆層與之結合得更好。拱波橫斷面軸線通常采用圓弧形，有單波和多波等形式。為了減少拱肋與拱波的接縫，加強整體性，以采用單波或少波（二波、三波）為宜。拱波常用跨徑為L01.21.6m，有的工程已采用1.82.0m。拱波的矢跨比多為1315。在渡槽和橋

6、梁工程中，早期的雙曲拱還采用填平式拱波，即將波谷填到與波頂齊平。但這種型式，橫斷面厚度化大，波頂最薄，易產生縱向裂縫，目前已很少采用。 圖3 雙曲拱拱圈（單位：） 圖4連結齒墻與錨固鋼筋雙曲拱的橫向聯(lián)系，常采用橫系梁和橫隔板。拱肋和拱波通過橫向聯(lián)系連接成整體，以加強拱圈的橫向整體性和穩(wěn)定性。橫系梁的間距在35m左右，橫隔板的間距一般不超過10m。通常在拱頂、四分之一拱跨、拱上結構的橫墻或立柱下面以及分段吊裝拱肋的接頭處采用剛性較大的隔板，其它地方則采用橫系梁。對雙曲拱渡槽，空腹式拱上結構的橫墻或立柱下面的橫隔板，不僅加強了拱圈的橫向整體性，而且將橫墻和立柱傳來的豎向荷載比較均勻的傳給拱肋和拱波

7、，使拱肋和拱波同時沿縱向方向共同受力。實踐證明，取消橫向聯(lián)系將會導致主拱圈沿縱向(一般在波頂)產生嚴重的裂縫。橫隔板的厚度一般在20cm左右。目前，橫向聯(lián)系均按構造決定尺寸和配筋，一般可設461016鋼筋，并盡量與拱肋主筋相連。 圖6預制削角拱波 圖6雙曲拱截面尺寸圖雙曲拱的橫截面尺寸（圖6）可按經(jīng)驗公式8-21、式8-22擬定：主拱圈高度d與拱波厚度t： (cm) (cm) （821）拱肋寬度b和高度h：(cm) (cm) （822）式中 L 主拱圈計算跨度(cm) k系數(shù)，可采用左右。主拱圈的混凝土強度等級，一般拱波采用C20，拱肋采用C25C30，水泥強度等級應在400號以上，現(xiàn)澆拱波的波頂里可布置兩根1216mm的縱向鋼筋，以加強主拱圈上緣的抗拉強度。以上所述雙曲拱的預制拱波，沿拱圈縱向的每塊寬度僅2030cm，砌縫多，因此整體性較差。為了加強拱圈的整體性，可將拱肋和兩側各半個拱波，預制成整體的飛鳥型單元（圖7），吊裝就位后焊接