1、第七章 桥梁的施工,拱桥的施工,一、拱桥的有支架施工,当拱桥的跨径不是很大、拱圈净高较小或孔数不多时，可以采用就地浇注方法来进行拱圈施工。就地浇注方法可以分为两种：拱架浇注法和悬臂浇注法。,1、木拱架：一般有排架式、撑架式、扇形式、叠桁式、木桁架式。拱架尺寸和形状要符合设计要求，立柱位置准确且保持直立，各杆件连接接头要紧密，支架基础牢固。,立柱式木拱架 1-弓形木；2-立柱；3-斜撑；4-卸架设备；5-水平拉杆； 6-斜夹木；7-水平夹木；8-桥墩(台)；9-桩木,弓形木构造 1-模板;2-横木;3-弓形木,撑架式拱架,拱架节点构造 1-模板;2-横木;3-弓形木;4-扒钉;5-斜撑;6-拉杆
2、;7-卸架设备;8-立柱,三角桁式木拱架 1-垫块;2-上弦;3-横梁;4-模板;5-下弦; 6-竖杆;7-斜杆;8-腹杆(压);9-腹杆(拉),2、钢拱架与钢木组合拱架 （1）工字梁钢拱架：中间木支架的钢木组合拱架和无中间木支架的活用钢拱架。构造简单，拼装方便，且可以重复使用。适用于施工期间需保持通航、墩台较高、河水较深或地质条件较差的桥孔。,梁式钢拱架 -三角形垫木；2-模板；3-弓形木；4-工字钢,（2）钢桁架拱桥：常备拼装式桁架型拱架、装配式公路钢桁架节段拼装式拱架、万能杆件拼装式拱架、装配式公路钢桁架或万能杆件桁架与木拱盔组合的钢木组合拱架。,1、施工工序：第一阶段：浇注拱圈及拱上立
3、柱的底座；第二阶段：浇注拱上立柱、连接系及横梁等；第三阶段：浇注桥面系。,（一）现浇混凝土拱桥,2、拱圈或拱肋的浇注,（一）现浇混凝土拱桥,（1）浇注流程：满堂式拱架浇注流程：支架设计基础处理拼设支架安装模板安装钢筋浇注混凝土养护拆模拆除支架,拱式拱桥浇注流程：钢结构拱架设计拼设拱架安装模板安装钢筋浇注混凝土养护拆模拆除支架,（2）连续浇注 跨径小于16m的拱圈（或拱肋）混凝土，应按拱圈全宽度、自两端拱脚向拱顶对称地连续浇注，并在拱脚处混凝土初凝前全部完成。,（3）分段浇注大跨径拱桥的拱圈（或拱肋）（跨径16m），为避免拱架变形而产生裂缝以及减少混凝土的收缩应力，应采用分段浇注的施工方法。,（
4、4）箱形截面拱圈（或拱肋）的浇注大跨径拱桥一般采用箱形截面的拱圈（或拱肋），为减轻拱架负担，一般采用分环、分段的浇注方法。,拱圈分段浇注的施工程序,3、卸拱架及注意事项拱架拆除必须在拱圈砌筑完成后2030d左右，待砂浆砌筑强度达到设计强度的75%后方可拆除。卸架设备：为了使拱圈在卸架时能够逐渐地、均匀地受力，在拱架上部和下部之间需设置卸架设备。常用的卸架设备有木楔和砂筒两种。,木楔 a），b）简单木楔；c）组合木楔,砂筒（尺寸单位：cm） 1-活塞；2-沥青；3-钢板筒；4-泄砂孔；5-垫板；6-砂,（二）石（混凝土砌块）拱桥拱圈砌筑,1、砌筑材料（1）拱圈及拱上建筑可按设计要求采用粗料石、块
5、石、片石、粘土砖或混凝土预制砌块。（2）拱圈砌缝可用砂浆或小石子混凝土砌筑、填塞。,2、拱圈基本砌筑方法（1）粗料石拱圈（2）块石拱圈（3）浆砌片石拱圈,3、砌筑顺序,(1)、拱圈按顺序对称连续砌筑适用于：跨径13m以下、满布式拱架；,(2)、拱圈分段、分环、分阶段砌筑 a）分段砌筑b）分环分段砌筑C）分阶段砌筑,连续砌筑示意图 1-拱顶预压拱石；2-拱顶变形线,分段砌筑拱圈,箱形拱圈浇筑示意图 1-工作缝;2-顶板;肋墙;4-底板,（三）拱上建筑浇注,为避免主拱产生过大的不均匀变形，应由拱脚向拱顶对称、均衡地砌筑；实腹式拱上建筑一般在卸架前进行；砌筑实腹拱上建筑时，应将分成几部分进行，由拱脚
6、向拱顶对称地、作台阶式砌筑；拱腹填料可随侧墙砌筑顺序及进度进行填筑；填料数量较大时，宜在侧墙砌完后再分部进行填筑；空腹式拱，一般在卸架前施工腹拱墩，卸架后施工其它部分拱上建筑。,拱上建筑浇注顺序,拱桥有支架施工示例：囊谦扎曲河桥位于青康公路湄公河最上游扎曲河香达境内。主跨100m钢筋混凝土箱形拱桥，全长132.24m，桥面宽6+2x0.5(m)。下部结构囊谦岸为组合式桥台，桩基承担垂直力，摩阻力承担水平推力，西宁岸为重力式U型桥台，根据岩面情况，基础为锯齿型，以减少圬工量。上部结构采用加钢丝的预制薄腹板与顶底板浇筑成箱，顶板亦以钢丝加强。拱箱采用分片预制、吊装就位、木拱架上拼装的施工方法，避免
7、采用大型吊装设备。于1977年竣工。,囊谦扎曲河桥,二、拱桥的无支架施工,在峡谷河段、通航河段、有漂流物影响河段修建拱桥，以及采用有支架的方法施工将会遇很大困难或是很不经济时，便可以考虑采用无支架的施工方法。缆索吊装施工是目前我国大跨度拱桥无支架施工的主要方法，在就地浇筑拱桥的拱架和劲性骨架及钢管混凝土拱桥的钢管拱肋吊装中也是经常采用的。,（一）拱箱(肋)的预制构件的预制方法按构件预制时所处的状态分立式预制和卧式预制两种。拱箱的预制一般多采用立式预制；而桁架拱桥的桁架预制段或肋拱桥的拱肋这种面积大、宽度小的构件，必须采用卧式预制。,（二）缆索吊装设备缆索吊装设备，按其用途和作用可以分为：主索、
8、工作索、塔架和锚固装置等四个基本组成部分。主要包括主索、起重索、牵引索、结索、扣索、缆风索、塔架(包括索鞍)、地锚、滑车(轮)、电动卷扬机或手摇绞漫备和机具。,1-主索张紧绳；2-2号起重索；3-后浪风；4-塔架；5-I号起重索；6-扣索；7-平滚；8-主索；9-塔顶索鞍；10-塔顶索鞍；11-地垄；12-手摇绞车；13-扣塔；14-待吊肋段；15-单排立柱浪风；16-法兰螺丝；17-牵引索；18-侧向揽风；19-揽风,1、主索主索亦称为承重索或运输天线。它横跨桥墩，支承在两侧塔架的索鞍上，两端锚固于地锚。吊运构件的行车支承于主索上。 2、起重索主要用于控制吊物的升降(即垂直运输)，一端与卷扬
9、机滚筒相连，另一端固定于对岸的地锚上。 3、牵引索用于拉动行车沿桥跨方向在主索上移动(即水平运输)，故需一对牵引索。既可分别连接在两台卷扬机上，也可合栓在一台双滚筒卷扬机上，便于操作。,5、扣索当拱箱(肋)分段吊装时，需用扣索悬挂端段箱(肋)及中段箱(肋)，并可利用扣索调整端、中段箱(肋)接头处标高。扣索的一端系在拱箱(肋)接头附近的扣环上，另一端通过扣索排架或塔架固定于地锚上。 6、缆风索亦称浪风索。用来保证塔架的纵横向稳定及拱肋安装就位后的横向稳定。 7、塔架及索鞍塔架是用来提高主索的临空高度及支承各种受力钢索的结构物。塔架的形式是多种多样的，按材料可分为木塔架和钢塔架两类。,起重索的布置
10、图 1-卷扬机滚筒;2-转向滑轮组;3-起重索; 4-行车;5-主索;6-滑轮组;7-地锚;8-吊重,扣索的布置图 1-拱肋;2-扣索;3-扣索排架;4-张紧索;5-绞车;6-地锚,万能杆件拼成的塔架 1-索鞍；2-帽梁； 3-主索； 4-立柱； 5-水平撑； 6-斜撑,索鞍构造图 1-主索；2-滑轮；3-垫板；4-联结螺栓（固定于塔架上）；5-支撑板,（三）吊装方法和加载程序,1、吊装方法采用缆索吊装施工的拱桥，其吊装方法应根据桥的跨径、桥的总长及桥的宽度等情况而定。合龙的方式有单肋合龙及双基肋合龙。单肋合龙是一片中段基肋与已安装就位的两边段基肋在中部合龙，其横向稳定主要依靠基肋接头处设置的
11、缆风索来加强。,每片拱箱吊装顺序 1-端段；2-中段；3-中间段；4-中墩；5-运输天线,2、加载程序对于中、小跨径拱桥，一般可不作施工加载程序设计，按有支架施工方法对拱上结构作对称、均衡的施工。对于大、中跨径的拱桥，一般多按分环、分段、均衡对称加载的总原则进行设计。即在拱的两个半跨上，按需要分成若干段，并在相应部位同时进行相等数量的施工加载。在多孔拱桥的两个邻孔之间，也须均衡加载。,加载程序,3、加强稳定性的措施 （1）横向稳定缆风索（1 2）缆风索在吊装过程的不同施工阶段具有不同的作用。在边段拱肋就位时，用以调整和控制拱肋中线；在拱肋合龙时，可以约束接头的横向偏移；在拱肋成拱以后，相当于一
12、个弹性支承，从而减少拱肋自由长度，增大拱肋的横向稳定；在拱肋受外力作用时，约束拱肋的位移。 （2）拱肋纵向稳定措施当拱肋接头处可能发生上冒变形时，可在其位置下方设置下拉索来控制变形，下拉索一般对称布置。,锚固在两岸的拱肋风缆 a）多孔桥；b）单孔桥,锚固在水中的肋拱风缆 1-钢筋混凝土锚碇 2-转向滑轮 3-边拱拱肋 4-手链葫芦 5-手摇绞车 6-千斤绳 7-水中牛栏架,拱肋设置下拉索,（3）拱肋横向联系在吊装过程中。为了减少拱肋的自由长度和增强拱肋的横向整体性，拱肋之间的横向联系是一项必不可少的施工措施。一般采用的横向联系有木夹板、木剪刀撑、钢筋拉杆、钢横梁和钢筋混凝土横系梁等形式。,拱肋
13、间的横夹木构造 1-拱肋；2-螺栓；3-横夹木；4-砍口凹槽,木剪刀撑 1-圆木；2-马钉；3-花篮螺栓；4-铅丝,钢横梁 1-拱肋接头处外露钢筋；2-临时焊接角钢；3-拱肋吊环钢筋,岷江大桥,岷江大桥缆索吊装施工 示意图,三、拱桥的转体施工,（一）概述转体的方法可以采用平面转体、竖向转体或平、竖结合转体。用转体施工建造大跨度拱桥，可节省支架费用、减少安装工序，把复杂的高空作业和水上作业变为岸边的陆上作业。可不中断河道通航或立交桥的交通，具有良好的技术经济效益和社会效益。,巫山龙门大桥拱肋正在转体即将合拢,1、平面转体按照桥梁的设计标高先在两岸边预制半跨，当预制件达到设计强度后，借助转动设备在
14、水平面内转动至桥位中线处合龙成桥。平面转体可分为有平衡重转体和无平衡重转体。过大的平衡重增大了转动的难度且不经济，一般适用于跨径100m以内的拱桥。 无平衡重转体施工可用在大跨度桥梁中。无平衡重转体施工需要有一个强大牢固的锚锭，因此宜在山区地质条件好或跨越深谷急流处建造大跨桥梁时选用。,无平衡重平面转体一般构造 1-轴向尾索；2-轴平撑；3-锚梁；4-上转轴；5-墩上立柱；6-扣索；7-拱肋； 8-扣点；9-锚锭：10-斜尾索；11-轴心；12-环道；13-下转盘；14-缆风索,涪陵乌江大桥,涪陵乌江大桥的“无平衡重转体施工工艺”布置图,2、竖向转体竖向转体是在桥台处先竖向预制半拱，然后在桥位
15、竖平面内转动两半跨使之在空中对接合龙。对跨径过大、拱肋过长的拱桥，由于竖向转动不易控制,施工过程易出现问题故该施工法只宜在中、小跨径拱桥中使用。竖向转体视拱箱（肋）预制或现浇的方式不同分为：（1）俯卧预制后向上转体；（2）竖直向上预制后再向下转体。,竖向转体示意图 1-扒杆背索；2-卷扬机；3-地锚；4-边拱肋；5-胎架；6-拱肋,3、平、竖结合转体当受到地形条件及施工条件的限制，不可能在桥梁的设计平面和桥位竖平面内预制，则转体既要平转还要竖转才能就位。平转和竖转的方法与前述类同，但平、竖结合的转动轴构造要复杂一些。,首次采用“竖转加平转”的双向转体施工技术的河南安阳文峰大桥,四、拱桥的其他施
16、工方法,（一）塔架、斜拉索及挂篮浇注拱圈这是国外采用最早、最多的大跨径钢筋混凝土拱桥无支架施工的方法。这种方法的要点是：在拱脚墩、台处安装临时的钢塔架或钢筋混凝土塔架，用斜拉索将拱圈用挂篮浇注一段系吊一段，从拱脚开始，逐段向拱顶悬臂浇注，直至拱顶合龙。,塔架、斜拉索及挂篮浇注拱圈 1-悬臂吊篮；2-塔架；3-吊索,剑河桥,施工中的剑河桥,（二）劲性骨架法该法是用劲性钢材(如角钢、槽钢等型钢)按设计形状和尺寸制作并拼装成拱。它既作为拱圈的受力钢材，也作施工钢拱架使用。施工时，用系吊在它上面的吊篮逐段浇筑混凝土，当刚性骨架全部由混凝土包裹后，即形成钢筋混凝土拱圈或拱肋，该刚性骨架作为混凝土的钢筋骨架。浇筑混凝土的时候，应在拱圈两侧对称地进行。为减少混凝土的收缩应力，浇筑应逐段进行。 该法的优点是可以减少施工设备的用钢量，整体性好，拱轴线易于控制。施工进度快等。但结构本身的用钢量大。且用型钢多，不经济。,刚性骨架浇注拱圈 1-钢筋混凝土 2-拱架及骨架,
