桥梁工程-钢筋混凝土拱桥施工

堆载预压
拱圈钢筋绑扎
图7-2-10箱形截面拱圈分环分段浇筑的施工程序示意图(单位：cm)
拱圈砼浇注
拱圈模板安装
3.卸拱架
1)卸架设备 (1)砂筒 (2)千斤顶 (3)木模 2)卸架程序 (1)满布式拱架的卸落 (2)工字梁活用钢拱架的卸落 (3)钢桁架拱架的卸落。
四、拱上建筑浇筑
拱上建筑施工，应对称均衡地进行。施工中 浇筑的程序和混凝土数量应符合设计要求。 在 拱上建筑施工过程中，应对拱圈的内力和变形及 墩台的位移进行观测和控制。 主拱圈拱背以上的结构物称为拱上建筑，它 主要有横墙座、横墙、横墙帽或立柱座、立柱、 盖梁、腹拣圈或梁(板)、侧墙、拱上结构伸缩缝 及变形缝、护拱、拱上防水层、拱腔填料、泄水 管、桥面铺装、栏杆系等。
拱桥施工总体上可分为有支架施工和无支架 施工两大类。有支架施工常用于砖、石和混 凝土预制块拱桥的砌筑施工以及混凝土拱圈的浇 筑施工，而无支架施工主要用于肋拱桥、双曲拱 桥、箱形拱桥、桁架拱桥和钢管混凝土拱桥等。 当拱桥的跨径不大、拱圈净高较小或孔数不多 时，可以采用就地浇筑方法来进行拱圈施工。就 地浇筑方法可分为两种，即拱架浇筑法和悬臂浇 筑法。
3)分段浇筑
4)箱形截面拱圈(或拱肋)浇筑
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，一般采取分环、分段的浇 筑方法。分段的方法与上述相同。分环的方法一 般是分成2环或3环。分2环时，先分段浇筑底板 (第1环)，然后分段浇筑肋墙、隔墙与顶板(第2 环)；分3环时，先分段浇筑底板(第1环)，然后分 段浇筑肋墙脚(第2环)，最后分段浇筑顶板(第3 环) 。 分环分段浇筑时，可采取分环填充间隔缝合 龙和全拱完成后最后一次填充间隔缝合龙两种不 同的合龙方法。图7-2-10为箱形截面拱圈采用分 环分段浇筑的施工程序。
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空腹拱
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实腹拱
二、拱上建筑结构
图7-1-2实腹式拱上建筑构造(尺寸单位：cm)
二、拱上建筑结构
图7-1-3拱式拱上建筑 (a)带实腹段的空拱腹；(b)全空腹拱
二、拱上建筑结构
图7-1-4梁式空腹式拱上建筑 (a)简支腹拱；(b)连续腹拱；(c)框架式腹拱
二、拱上建筑结构
万县长江大桥
任务2 拱桥的浇筑施工
二、拱圈模板
2．肋拱拱肋模板。 拱肋模板其底模与混凝土或钢筋混凝土板 拱拱圈底模基本相同。 拱肋侧面模板，一般应预先按样板分段制 作，然后拼装在底模上，并用拉木、螺栓拉杆 及斜撑等固定。 拱肋间的横撑模板与上述侧模构造基本相 同，处于拱轴线较陡位置时，可用斜撑支撑在 底模板上。
2．肋拱拱肋模板
三、混凝土拱桥就地浇筑
1）木拱架
木拱架一般有排架式、撑架式、扇形式、叠桁式 及木桁架式等。前四种在桥孔中间设有或多或少的 支架，统称满布式拱架，最后一种可采用三铰木桁 架形式，在桥孔中完全不设支架。
（1)满布立柱式拱架
图7-2-1 满布立柱式拱架 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-桩木
劲性钢骨架制作
劲性钢骨架由16Mn型钢焊接制成，钢骨架顺桥向分段制作。 钢骨架的制作是在放样台上进行。在大样上确定一个符合大 多数节段的曲率，按确定的曲率将弦杆型钢在冷弯台座上冷 弯成型，然后在大样上拼焊加工。焊成的钢骨架应进行探伤 检查。
钢骨架安装
每段平卧钢骨架利用滚筒移至桥台，再将钢骨架竖转90°设计安装状态。用平 车将钢骨架运至起吊位置，由吊运天线运至安装位置，先用螺栓将各段进行临时连 接，待钢骨架合拢调整后再将各段接头焊接。对于大跨径劲性骨架的安装，关键是 应确保钢骨架在整个施工过程中的竖向和横向稳定。钢骨架在安装中要根据计算要 求，设置所需的横向联结系。
（2)撑架式木拱架
图7-2-2撑架式木拱架
（3)三铰桁式木拱架
三铰桁式木拱架
2）钢拱架与钢木组合拱架
钢木组合拱架是在木支架上用工字钢梁代 替木斜梁，以加大斜梁的跨度，减少支架用 量。工字钢梁顶面可用垫木垫成拱模弧形线。 钢木组合拱架的支架常采用框架式 工字梁活用钢拱架，构造简单，拼装方便， 且可重复使用，其构造形式见图7-2-5。它适 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。
2)连续浇筑
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 地连续浇筑，并在拱脚处混凝土初凝前全 部完成。如预计不能在限定时间内完成， 则需在拱脚处预留一个隔缝并最后浇筑隔 缝混凝土。 薄壳拱的壳体混凝土，一般从四周向中 央进行浇筑。
2)连续浇筑
3)分段浇筑
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小混凝 土的收缩应力，应采用分段浇筑的施工方 法。分段长度一般为6～15m。分段长度应 以能使拱架受力对称、均匀和变形小为原 则，拱式拱架宜设置在拱架受力反弯点、 拱架结点、拱顶及拱脚处，满堂式拱架宜 设置在拱顶L/4部位、拱脚及拱架节点等处。 各段的接缝面应与拱轴线垂直。
学习情境7 钢筋混凝土拱桥施工
工作任务
任务1.认识拱桥； 任务2.拱桥的浇筑施工； 任务3.装配式拱桥施工。 任务4.转体法施工
学习目标
1.叙述拱桥的主拱圈构造和拱上建筑构造； 2.叙述拱桥各组成部分的概念、术语； 3.叙述拱架构造和和各部分概念和术语； 4.知道混凝土拱桥就地浇筑和拱上建筑浇 筑、 悬臂拱桥浇筑方法； 5.知道装配式拱桥构件的预制、运输与堆放， 起吊与吊装方法； 6.知道拱桥平面转体、竖向转体转动体系构造
1.板拱桥
2.肋拱桥
3.箱形拱桥
4.双曲拱桥
5.钢管混凝土拱桥
6.劲性骨架混凝土拱桥
二、拱上建筑结构
1、实腹式拱上建筑 2.空腹式拱上建筑 实腹式拱上建筑 大、中跨径的拱 构造简单，施工方便， 桥，特别是当矢高较 填料数量较多，恒载 大时，应以空腹式拱 较重，所以一般用于 上建筑为宜。空腹式 小跨径的拱桥。实腹 拱上建筑除具有实腹 式拱上建筑由拱腹填 式拱上建筑相同的构 料、侧墙、护拱、变 造外，还具有腹孔和 腹孔墩。 形缝、防水层、泄水 管以及桥面系组成
任务描述
认知拱桥的结构和分类→叙述拱各组成 部分的概念和术语 → 熟悉拱桥Βιβλιοθήκη Baidu就地浇筑 式施工方法→熟悉装配式梁桥构件的预制、 运输与堆放，起吊与吊装方法
任务1 认识拱桥
一、主拱圈结构
1.板拱桥 2.肋拱桥 3.箱形拱桥 4.双曲拱桥 5.钢管混凝土拱桥 6.劲性骨架混凝土拱桥
1.板拱桥
图7-1-1主拱圈截面形式 (a)板拱；(b)板肋拱；(c)肋拱；(d)双曲拱； (e)箱形拱；(f)钢管混凝土拱；(g)劲性骨架混凝土拱
3)分段浇筑
分段浇筑程序应符合设计要求，且对称于拱顶 进行，使拱架变形保持对称均匀和尽可能地小。 填充间隔缝混凝土，应由两拱脚向拱顶对称进行。 拱顶及两拱脚间隔缝应在最后封拱时浇筑，间隔 缝与拱段的接触面应事先按施工缝进行处理。 间隔缝的位置应避开横撑、隔板、吊杆及刚 架节点等处。间隔缝的宽度以便于施工操作和钢 筋连接为宜，一般为5～100cm。间隔缝混凝土应 在拱圈分段混凝土强度达到75％设计强度后进行； 为缩短拱圈合龙和拱架拆除的时间，间隔缝内的 混凝土强度可采用比拱圈高一等级的半干硬性混 凝土。
施工工序
1.伸缩缝及变形缝的施工 2.拱上防水设施 3.拱圈排水处理 4.拱背填充
• 桥面施工
五、拱桥的悬臂浇筑施工
国外在拱桥就地浇筑施工中，多采用 悬臂浇筑法。以下介绍塔架斜拉索法和斜 吊式悬浇法两种施工方法。
1.塔架、斜拉索及挂篮浇筑拱圈 2.斜吊式悬臂浇筑拱圈
悬臂浇注
• •
斜吊现浇法施工
2.拱圈或拱肋的浇筑
1)浇筑流程
满堂式拱架浇筑流程为：支架设计→基础处理→拼 设支架→安装模板→安装钢筋→浇筑混凝土→养护→拆 模→拆除支架。满堂式拱架宜采用钢管脚手架、万能杆 件拼设；模板可以采用组合钢模、木模等。
1)浇筑流程
拱式拱架浇筑流程为：钢结构拱架设计→拼 设拱架→安装模板→安装钢筋→浇筑混凝土→ 养护→拆模→拆除拱架。拱式拱架一般采用六 四式军用梁(三角架)、贝雷架拼设。
图7-2-7装配式公路钢桁架节段拼装式拱架
（3)扣件式钢管拱架
扣件式钢管拱架一般有满堂式、预留孔满堂式及立柱式 扇形等几种。扣件式钢管拱架一般不分支架和拱盔部分，它 是一个空间框架结构，一般由立柱(立杆)、小横杆(顺水流 向)、大横杆(涵桥轴向)、剪刀撑、斜撑、扣件和缆风索等组 成，所有杆件(钢管)通过各种不同形式的扣件实现联结，不 需设置卸落拱架
一、拱 架
拱架是拱桥有支架施工必不可少的辅助 结构，在整个施工期间，用以支承全部或 部分拱圈和拱上建筑的重量，并保证拱圈 的形状符合设计要求。因此，要求拱架具 有足够的强度、刚度和稳定性。
1．拱架的结构类型
拱架的种类很多，按其使用材料可分 为木拱架、钢拱架、扣件式钢管拱架、斜 拉式贝雷平梁拱架、竹拱架、竹木混合拱 架、钢木组合拱架以及土牛胎拱架等多种 形式；按结构形式可分为排架式、撑架式、 扇形式、桁架式、组合式、叠桁式、斜拉 式等。
六、劲性骨架法
劲性骨架法是先将拱圈的全部受力钢筋按设计形 状和尺寸制成，并安装就位合龙形成钢骨架，然后 甲系吊在钢骨架上的吊篮逐段浇筑混凝土，当钢骨 架全部由混凝土包裹后，就形成钢筋症凝土拱圈(或 拱肋)。用这种方法施工的钢骨架，不但须满足拱圈 的要求，而且施工中还起临时拱架的作用，因此， 须有一定的刚性。一般选用劲性钢材如角钢、槽钢、 钢管等作为拱圈的受力钢筋。
2）钢拱架与钢木组合拱架
图7-2-4钢木组合拱架
图7-2-5工字梁活用钢拱架
2）钢拱架与钢木组合拱架
（2)钢桁架拱架
钢桁架拱架的结构类型通常有常备拼装式桁架形拱架、 装配式公路钢桁架节段拼装式拱架、万能杆件拼装式拱架、 装配式公路钢桁架和万能杆件桁架与木拱盔组合的钢木组合 拱架。
图7-2-6常备拼装式桁架拱架
（3)扣件式钢管拱架
（3)扣件式钢管拱架
（3)扣件式钢管拱架
二、拱圈模板
1.板拱模板 板拱拱圈模板(底模)厚度应根据弧形木或横梁间距 的大小来确定。一般有横梁的底模板厚度为4～5cm，直 接搁在弧形木上时为6～7cm。有横梁时为使顺向放置的 模板与拱圈内弧形圆顺一致，可预先将木板压弯。 石砌板拱拱圈的模板， 应在拱顶处预留一定空 间，以便于拱架的拆卸。 模板顶面高程误差不应 大于计算跨径的l/1000， 且不应超过3cm。
1.施工程序
现浇混凝土拱桥施工工序一般分3阶段进行： • 第l 阶段，浇筑拱圈(或拱肋)及拱上立柱的底座； • 第2阶段，浇筑拱上立柱、联结系及横梁等； • 第3阶段，浇筑桥面系。 前一阶段的混凝土达到设计强度的75％以上 才能浇筑后一阶段的混凝土。拱架则在第2阶段 或第3阶段混凝土浇筑前拆除，但必须事先对拆 除拱架后拱圈的稳定性进行验算。若设计文件对 拆除拱架另有规定，应按设计文件执行。
拱肋浇筑
在进行拱肋混凝土浇筑工作 时，最关键的问题是要确保 钢骨架在浇筑混凝土过程中 的稳定，为此应在钢骨架上 按稳定计算所需布置足够的 横向联结系和横向风缆。拱 肋混凝土浇筑采用单肋分环， 两岸从拱脚到拱顶对称浇筑。 拱箱截面分底板、下肋板、 上肋板、顶板四环浇筑完成。 拱肋混凝土在浇筑过程中， 钢骨架会随浇筑位置而发生 轴线变形。
调整拱肋竖向变形采用水 箱加载法。在拱顶附近布 置水箱，通过对水箱注水 加载和放水卸载，对拱肋 变形予以调整控制。为适 应钢骨架变形，避免混凝 土开裂，应适当设置变形 缝。半跨仅设一条变形缝， 缝宽20cm，待该环混凝土 浇筑完成后，用50号混凝 土将变形缝填实。
任务三 装配式拱桥施工
梁桥上部的轻型化、装配化大大加快了梁桥的施工速 度。要提高拱桥的竞争能力，拱桥也必须向轻型化和装配 化的方向发展。从双曲拱桥及以后发展至桁架拱桥、刚架 拱桥、箱形拱桥、桁式组合拱桥、钢管混凝土拱桥，均沿 着这一方向发展。混凝土装配式拱桥主要包括双曲拱、肋 拱、组合箱形拱、悬砌拱、桁架拱、钢管拱、刚架拱和扁 壳拱等。 目前在大跨径拱桥中，较多采用箱形截面拱，因此本 节将着重介绍箱形截面拱桥的装配式施工。为叙述方便， 下面均以拱肋进行介绍，如无特殊说明，同样适合于板拱。 在本节以缆索吊装施工为例来介绍拱桥的装配式施工。