拱橋技術_第1頁
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1、【考點】拱式橋梁拱橋作為一種傳統(tǒng)橋型,應用非常廣泛。拱橋結構型式很多,各自的施工(架設)方法也不一樣。(一)石拱橋主拱圈施工對于石拱橋這種砌體結構,一般采用拱架法施工。拱架形式有滿堂式、撐架式等。在有條件的地方也可采用土牛拱胎。采用拱架施工石拱本身并不復雜,但其施工過程中拱架的安全是必須引起重視的。據統(tǒng)計,拱橋的垮塌事故大多發(fā)生在施工中,所以,對石拱橋,特別是大跨徑石拱橋施工過程中拱架的受力,變形及穩(wěn)定必須進行監(jiān)控。另外,在大跨徑拱橋施

2、工中,其拱圈一般系分環(huán)、分段逐漸形成的,所以,拱圈內的應力也是逐漸形成的,施工中必須對拱圈應力,特別是先期形成的拱環(huán)應力進行全程監(jiān)控,避免結構在施工過程中出現(xiàn)過大的應力。(二)普通型鋼筋混凝土拱橋施工1、主拱施工普通型鋼筋混凝土拱橋指除桁架拱橋、剛架拱橋、系桿拱橋以外的所有拱橋,普通型拱橋的共同特點是以主拱圈為主要承重結構,并且有外部水平推力。普通型拱橋中,不論是板拱、箱型拱還是箱助拱,也不論是上承式、中承式還是下承式,在有條件的地方以

3、及采用其他施工方法受限的地方,都可以采用在拱架上澆注、拼裝的方法施工主拱圈。拱架形式可以是滿堂式、撐架式,也可以是斜拉式、拱式等。對拱式拱架又分為外置式拱架和埋置式拱架,其中,埋置式拱架又稱為勁性骨架,勁性骨架法是特大跨徑拱橋的主要施工方法。不論哪種拱架都是非剛性的,施工過程中拱架以及分環(huán)分層分段澆注中先期形成的拱環(huán)(段)的受力、變形是在不斷變化的,為保證施工過程中拱架與拱圈的安全和拱軸線型對稱,必須對施工中拱架與拱圈受力、變形、穩(wěn)定進

4、行監(jiān)控。對采用勁性骨架澆筑施工時,往往其橋梁跨徑特大(如420米的重慶萬縣長江大橋),要在不太強大的骨架上經過很多工序和較長時間外包混凝土形成拱圈,其施工中的安全更為重要,實施施工控制就顯得格外重要。除上述有支架施工外,天支架纜索吊裝施工法應用更為廣泛。如圖8。纜索吊裝法是通過設置吊運天線來完成預制拱段(構件)的縱向與豎向運輸,從而完成拱圈拼裝。纜索吊裝也是有支架施工中外置式鋼拱架、埋置式拱架(勁性骨架)以及鋼管混凝土拱中鋼管拱的架設手

5、段。纜索吊裝施工的關鍵在于吊運系統(tǒng)(包括錨碇、塔架、天線)的可靠性以及吊裝與扣掛的過程控制。根據兩岸地形情況,在兩岸制作半拱,然后繞拱座作水平或豎直轉動至合攏成拱的轉體施工法也時有采用,如圖9。轉體施工的成敗在于轉動系統(tǒng)的可靠性和轉動過程中懸扣系統(tǒng)、拱圈等的受力、穩(wěn)定控制,標高監(jiān)控。鋼筋混凝土拱也可采用懸臂施工法施工。拱的懸臂施工主要有兩種方式:一是斜拉扣掛方式,即在拱橋墩臺處設立臨時塔架,用斜拉索系吊已通過掛藍澆成的拱圈段,這樣,澆一

6、段就系吊一段,直至合攏,如圖10所示。二是桁架式,即借用專用掛藍,結合使用斜吊鋼筋將拱圈、拱上立柱和預應力混凝土橋面板齊頭并進,邊澆注拱圈邊構成桁架,直至、合攏,如圖11所示。采用前者施工時,需特別注意對斜拉索力、拱圈受力、標高的監(jiān)測與控制;采用后者施工時,鑒于其屬于自架設施工方式,除需注意施工中結構的受力、穩(wěn)定監(jiān)控外,特別要加強施工標高的控制。另外,普通型拱橋中還有一種是鋼管混凝土拱。鋼管混凝土拱通常是采用纜索吊裝法架設鋼管拱,然后再

7、灌注管內混凝土,相當于在較柔的鋼管拱架上施加非常大的荷載,該施加可以是一次性的,也可以是分步進行的,不論是哪種方式,施工中鋼管(或已先期形成的部分管內混凝土)的受力、變形以及穩(wěn)定系數(shù)都是在不斷變化的,必須承擔待澆節(jié)段的混凝土重量,相當于將傳統(tǒng)掛藍中的懸臂受力變?yōu)楹喼芰?,不足之處是在澆注一個節(jié)段混凝土過程中要分階段調索,工藝復雜。由于斜拉橋結構較復雜,超靜定次數(shù)高,塔柱空間位置、斜拉索位置、錨頭相對尺寸等務必要精確,否則將引起結構內力的

8、變化;同時,為確保橋梁施工過程中結構安全和成橋線形平順,施工中必須進行跟蹤監(jiān)控,監(jiān)控對象主要是主梁標高、斜拉索索力和塔柱變位,考慮混凝土收縮、徐變,溫度變化等引起的標高變化;嚴格控制合攏時間和進行必要的技術處理,保證合攏段工程質量和成橋狀態(tài)內力符合要求。懸臂拼裝法是利用適宜的起吊設備從塔柱兩側逐節(jié)對稱拼裝梁體直至合攏。與懸臂澆注一樣,施工中對非塔、梁、墩固結的斜拉橋也要作臨時固結處理。對于混凝土主梁懸臂拼裝,要特別注意塊件和相鄰已成梁段

9、的相對高差控制,確保主梁線形與設計相符。對于鋼梁懸臂拼裝,合攏段施工是另外需要特別注意的。合攏段施工若處理不好,輕則影響結構內力分配以及橋面平順,重則影響結構安全,根據實際情況,可采用自然或強迫合攏,施工時必須加強合攏控制。(二)懸索橋懸索橋施工包括錨碇施工、索塔施工、主纜(吊桿)施工和加勁梁施工幾個主要部分。錨碇分重力式錨和隧道錨兩種,錨碇(特別是重力式錨)一般均系大體積混凝土結構,施工按常規(guī)的方法進行。施工中除需注意常規(guī)的質量、精度

10、要求外,應特別注意混凝土內部的溫度監(jiān)測與控制。索塔施工與斜拉橋塔柱施工基本相同?;炷了魉ǔ2捎没?、爬模、翻模并配以塔吊或泵送澆注;鋼索塔一般為吊裝施工。同樣,索塔施工中要注意加強測量控制,應力監(jiān)測,對高索塔(特別是鋼塔)還需進行必要的震動控制。主纜架設主要有空中紡絲法(AS法)和預制平行索股法(PPWS法)兩種。AS法是指以卷在卷筒上的單根通長鋼絲為原料、采用移動紡絲輪在空中來回架設鋼絲(紡絲)形成索股,進而形成主纜。PPWS法是

11、指對主纜中的索股(索股中鋼絲根數(shù)按設計規(guī)定有多有少)進行工廠預制,然后逐根架設索股,其架設程序如圖。不論采用哪種方法架設,其鋼絲、或索股、或主纜以及吊索(桿)的線形或拉力等是施工中必須進行監(jiān)控的。加勁梁的架設方法因加勁梁的構造型式不同而異。對桁架式加勁梁可采用單根桿件、桁架片或桁架段(節(jié)段)架設法;對箱形加勁梁或混凝土箱(板)加勁梁(對小跨懸索橋)則采用節(jié)段預制吊裝法。加勁梁架設順序有兩種,即從主塔開始向兩側推進和從中跨跨中和邊跨橋墩(

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