拱橋1預(yù)應(yīng)力大跨拱橋

1、單跨大于60米的拱橋為大跨度拱橋根據(jù)橋面系或橋面結(jié)構(gòu)在拱橋上部結(jié)構(gòu)里面中的位置，拱橋可分為上承式、中承式、下承式 。拱肋是拱肋是拱橋拱橋主拱圈的骨架主拱圈的骨架19971997建成的四川萬縣長江大橋建成的四川萬縣長江大橋 （L=420m)L=420m)花魚洞橋花魚洞橋 貴州道真縣貴州道真縣 360m 360m 廣州丫髻沙大橋廣州丫髻沙大橋。四川巫山長江大橋四川巫山長江大橋 20042004拱橋主要優(yōu)缺點拱橋主要優(yōu)缺點： 主要優(yōu)點主要優(yōu)點 跨越能力大；能充分做到就地取材；耐久性好，養(yǎng)護、跨越能力大；能充分做到就地取材；耐久性好，養(yǎng)護、維修費用?。煌庑蚊烙^；構(gòu)造較簡單，有利于廣泛采用。維修費用小；

2、外形美觀；構(gòu)造較簡單，有利于廣泛采用。 主要缺點：主要缺點： 1 1）是有推力的結(jié)構(gòu)，而且自重較大，因而水平推力也）是有推力的結(jié)構(gòu)，而且自重較大，因而水平推力也較大，增加了下部結(jié)構(gòu)的工程量，對地基較大，增加了下部結(jié)構(gòu)的工程量，對地基 要求也高；要求也高； 2 2）由于水平推力較大，在連續(xù)多孔的大、中橋中，為）由于水平推力較大，在連續(xù)多孔的大、中橋中，為防止一孔破壞而影響全橋的安全，需要采取較復(fù)雜的措施，防止一孔破壞而影響全橋的安全，需要采取較復(fù)雜的措施，或設(shè)置單向推力墩，增加了造價；或設(shè)置單向推力墩，增加了造價； 3 3）上承式拱橋的建筑高度較高。）上承式拱橋的建筑高度較高。20世紀世紀50年

3、代以鋼筋混凝土肋拱和箱形拱的發(fā)展為主年代以鋼筋混凝土肋拱和箱形拱的發(fā)展為主20世紀世紀60年代年代,為適應(yīng)廣大農(nóng)村地區(qū)發(fā)展農(nóng)業(yè)的要求為適應(yīng)廣大農(nóng)村地區(qū)發(fā)展農(nóng)業(yè)的要求,曾創(chuàng)建曾創(chuàng)建一種采用簡易機具施工的雙曲拱橋。一種采用簡易機具施工的雙曲拱橋。20世紀世紀70年代后拱橋向更大跨度發(fā)展年代后拱橋向更大跨度發(fā)展,主要采用預(yù)制拼裝主要采用預(yù)制拼裝的鋼筋混凝土拱橋的鋼筋混凝土拱橋近年來，我國在傳統(tǒng)的無支架吊裝施工工藝上取近年來，我國在傳統(tǒng)的無支架吊裝施工工藝上取得了突破，創(chuàng)建了纜索吊裝、千斤頂、鋼絞線斜得了突破，創(chuàng)建了纜索吊裝、千斤頂、鋼絞線斜拉扣掛懸拼施工工藝拉扣掛懸拼施工工藝拱橋的施工拱橋的施工有支

4、架施工有支架施工無支架施工無支架施工用于中小跨徑的石用于中小跨徑的石拱橋鋼筋混凝土拱拱橋鋼筋混凝土拱橋橋(現(xiàn)澆混凝土拱現(xiàn)澆混凝土拱橋及混凝土預(yù)制塊橋及混凝土預(yù)制塊砌筑的拱橋砌筑的拱橋);懸臂施工法懸臂施工法纜索吊裝施工法纜索吊裝施工法轉(zhuǎn)體施工法轉(zhuǎn)體施工法用于大跨度拱橋用于大跨度拱橋勁性骨架施工懸臂桁架法懸臂桁架法自由懸臂拼裝法自由懸臂拼裝法斜拉懸臂法斜拉懸臂法懸臂施工法是鋼拱橋最主要的施工方法懸臂施工法是鋼拱橋最主要的施工方法, ,根據(jù)施工根據(jù)施工中臨時輔助設(shè)施與拱圈組成的受力結(jié)構(gòu)的不同中臨時輔助設(shè)施與拱圈組成的受力結(jié)構(gòu)的不同1) 1)自由懸臂法自由懸臂法 實際懸臂半拱仍需要輔助結(jié)構(gòu)實際懸臂半

5、拱仍需要輔助結(jié)構(gòu),一般采用少量拉索拉住上弦使拼裝過程中半拱能一般采用少量拉索拉住上弦使拼裝過程中半拱能以懸臂曲梁承受拱圈的自重以懸臂曲梁承受拱圈的自重,只不過這種輔助結(jié)構(gòu)只不過這種輔助結(jié)構(gòu)(如拉索如拉索)與斜拉懸臂法相比非常與斜拉懸臂法相比非常小小,因而稱之為自由懸臂拼裝法。由于鋼拱橋的構(gòu)件均為加工好的構(gòu)件且構(gòu)件重因而稱之為自由懸臂拼裝法。由于鋼拱橋的構(gòu)件均為加工好的構(gòu)件且構(gòu)件重量不大量不大,所以施工中常采用自由懸臂拼裝法進行架設(shè)。獄門橋、悉尼港橋等就采所以施工中常采用自由懸臂拼裝法進行架設(shè)。獄門橋、悉尼港橋等就采用了這一方法用了這一方法(如圖如圖1所示所示)。在采用自由懸臂施工法時。在采用自

6、由懸臂施工法時,還可以通過使用獨立的臨還可以通過使用獨立的臨時支承時支承,來減小自由懸臂長度。貝永橋就是采用了這種方法。來減小自由懸臂長度。貝永橋就是采用了這種方法。（310米米）2)2)斜拉懸臂施工法斜拉懸臂施工法大跨度鋼拱橋中廣泛使用的施工方法大跨度鋼拱橋中廣泛使用的施工方法,此法先在兩邊搭設(shè)施工塔架此法先在兩邊搭設(shè)施工塔架,用拉索拉住懸用拉索拉住懸臂的拱肋。主拱肋分節(jié)段施工臂的拱肋。主拱肋分節(jié)段施工,節(jié)段間接頭用拉索扣掛于塔架上。塔架的平衡由節(jié)段間接頭用拉索扣掛于塔架上。塔架的平衡由背索來維持背索來維持,背索錨固于地錨或邊跨上。施工時逐漸向拱頂懸拼拱肋節(jié)段背索錨固于地錨或邊跨上。施工時逐

7、漸向拱頂懸拼拱肋節(jié)段,直至全直至全橋合龍。美國橋合龍。美國Eads橋是最早采用這種施工方法的橋梁。該橋不僅因首次把鋼材應(yīng)橋是最早采用這種施工方法的橋梁。該橋不僅因首次把鋼材應(yīng)用于橋梁中而在橋梁史上聞名用于橋梁中而在橋梁史上聞名,更因為它是第一座采用斜拉懸臂法施工的橋梁而更因為它是第一座采用斜拉懸臂法施工的橋梁而載入橋梁史冊。它所開創(chuàng)的斜拉懸臂施工法不僅在拱橋中得到廣泛的應(yīng)用載入橋梁史冊。它所開創(chuàng)的斜拉懸臂施工法不僅在拱橋中得到廣泛的應(yīng)用,而且而且也很快地推廣到其他橋梁之中。美國新河谷橋也采用了斜拉懸臂法進行施工。同也很快地推廣到其他橋梁之中。美國新河谷橋也采用了斜拉懸臂法進行施工。同時時,斜拉

8、懸臂施工中可以先架設(shè)主拱斜拉懸臂施工中可以先架設(shè)主拱,也可以同時架設(shè)主拱和拱上建筑。美國與加也可以同時架設(shè)主拱和拱上建筑。美國與加拿大交界處的彩虹橋的施工就采用了后者拿大交界處的彩虹橋的施工就采用了后者美國美國Eads橋斜拉懸臂施工法橋斜拉懸臂施工法3) 3)懸臂桁架法懸臂桁架法將一般桁架拱兩端適當(dāng)位置處的上弦節(jié)點斷開將一般桁架拱兩端適當(dāng)位置處的上弦節(jié)點斷開,使兩端各自成為墩臺的一部分的使兩端各自成為墩臺的一部分的一般懸臂桁架梁一般懸臂桁架梁,與墩臺整體連接支承中部的桁架拱與墩臺整體連接支承中部的桁架拱,其計算跨徑相應(yīng)就減小其計算跨徑相應(yīng)就減小,總的總的外形使兩者成為串聯(lián)式的梁拱組合體系。施工

9、時外形使兩者成為串聯(lián)式的梁拱組合體系。施工時,按桁架按桁架T構(gòu)逐節(jié)懸臂拼裝構(gòu)逐節(jié)懸臂拼裝(利用人利用人字鋼桅桿吊機字鋼桅桿吊機),直至合龍。最后在上弦桿的兩端適當(dāng)位置處直至合龍。最后在上弦桿的兩端適當(dāng)位置處,放松預(yù)應(yīng)力粗鋼筋放松預(yù)應(yīng)力粗鋼筋,并并各自張拉兩端的預(yù)應(yīng)力粗鋼筋各自張拉兩端的預(yù)應(yīng)力粗鋼筋(去掉部分施工用的粗鋼筋去掉部分施工用的粗鋼筋),完成體系轉(zhuǎn)化而構(gòu)成懸完成體系轉(zhuǎn)化而構(gòu)成懸臂桁架拱。臂桁架拱。懸臂施工法解決了大跨徑拱橋無支架施工的問題，但由于需要較多的臨時懸臂施工法解決了大跨徑拱橋無支架施工的問題，但由于需要較多的臨時設(shè)施，施工費用較高，在我國未能得到推廣應(yīng)用。設(shè)施，施工費用較高，

10、在我國未能得到推廣應(yīng)用。纜索吊裝施工法一般是由一纜索吊裝施工法一般是由一孔橋的兩端向中間對稱進行孔橋的兩端向中間對稱進行,在最后一節(jié)構(gòu)件吊裝就位在最后一節(jié)構(gòu)件吊裝就位,并并將各接頭位置調(diào)整到規(guī)定標將各接頭位置調(diào)整到規(guī)定標高以后高以后,放松施工吊索放松施工吊索,各接頭各接頭合龍后撤去扣索的一種施工合龍后撤去扣索的一種施工方法。在大跨度鋼管混凝土方法。在大跨度鋼管混凝土拱橋的施工中獲得較多應(yīng)用拱橋的施工中獲得較多應(yīng)用纜索吊裝的最大單跨跨徑已纜索吊裝的最大單跨跨徑已達達500m以上，由單跨纜索發(fā)以上，由單跨纜索發(fā)展到雙跨連續(xù)纜索。在國外，展到雙跨連續(xù)纜索。在國外，也應(yīng)用于混凝土拱橋的建設(shè)也應(yīng)用于混凝

11、土拱橋的建設(shè)中，如日本日本第二東名富中，如日本日本第二東名富士川橋等其施工內(nèi)容包括士川橋等其施工內(nèi)容包括:拱拱肋肋(箱箱)的預(yù)制、移運和主拱圈的預(yù)制、移運和主拱圈的吊裝，拱上建筑的砌筑和的吊裝，拱上建筑的砌筑和橋面結(jié)構(gòu)的施工等主要工序。橋面結(jié)構(gòu)的施工等主要工序。2纜索吊裝法纜索吊裝法瑞典的瑞典的Askerofjord橋在施工過程中采用了纜索吊裝施工法橋在施工過程中采用了纜索吊裝施工法(如圖所示如圖所示)。拱的每段從。拱的每段從岸上運到船上岸上運到船上,再運到指定的位置再運到指定的位置,然后通過懸索吊起。拱頂先安裝然后通過懸索吊起。拱頂先安裝,然后再向兩拱然后再向兩拱座對稱地進行安裝。座對稱地進

12、行安裝。單肋吊裝，單肋合攏（拱肋分三大段單肋吊裝，單肋合攏（拱肋分三大段吊裝吊裝）吊裝另一根拱肋，合攏吊裝另一根拱肋，合攏 橫撐吊裝橫撐吊裝 混凝土澆筑混凝土澆筑橋面施工橋面施工拱橋初拱橋初成成是將拱圈或整個上部結(jié)構(gòu)分成兩個半跨，分別在河的兩岸利用地形或簡單是將拱圈或整個上部結(jié)構(gòu)分成兩個半跨，分別在河的兩岸利用地形或簡單支架灌筑或預(yù)制裝配成半拱。然后，利用動力裝置將兩半拱轉(zhuǎn)動至橋軸線支架灌筑或預(yù)制裝配成半拱。然后，利用動力裝置將兩半拱轉(zhuǎn)動至橋軸線位置上或設(shè)計標高合攏成拱。轉(zhuǎn)體施工法可減少大量的高空作業(yè)，施工安位置上或設(shè)計標高合攏成拱。轉(zhuǎn)體施工法可減少大量的高空作業(yè)，施工安全，并可大幅度的減少對

13、橋下交通的干撓。轉(zhuǎn)體施工法可按轉(zhuǎn)動方向分為全，并可大幅度的減少對橋下交通的干撓。轉(zhuǎn)體施工法可按轉(zhuǎn)動方向分為三大類：豎向轉(zhuǎn)體、平面轉(zhuǎn)體和平豎結(jié)合轉(zhuǎn)體三種三大類：豎向轉(zhuǎn)體、平面轉(zhuǎn)體和平豎結(jié)合轉(zhuǎn)體三種。 。目前該方法己應(yīng)用。目前該方法己應(yīng)用到拱橋、梁橋、斜拉橋等不同橋型的施工中，如到拱橋、梁橋、斜拉橋等不同橋型的施工中，如2000年建成的拱跨年建成的拱跨36Om的的丫髻沙大橋，丫髻沙大橋，1990年建成的四川綿陽公路跨年建成的四川綿陽公路跨(鐵路鐵路)線橋線橋(預(yù)應(yīng)力混凝土掛孔預(yù)應(yīng)力混凝土掛孔式剛架式剛架)，2003年建成的北京五環(huán)路跨越石景山鐵路編組站的斜拉橋等。大年建成的北京五環(huán)路跨越石景山鐵路

14、編組站的斜拉橋等。大跨橋梁采用轉(zhuǎn)體施工方法，可不搭設(shè)費用較高的支架，減少安裝架設(shè)程序，跨橋梁采用轉(zhuǎn)體施工方法，可不搭設(shè)費用較高的支架，減少安裝架設(shè)程序，把復(fù)雜的、技術(shù)性強的高空作業(yè)和水上作業(yè)變?yōu)榘哆叺年懮献鳂I(yè)，不但施把復(fù)雜的、技術(shù)性強的高空作業(yè)和水上作業(yè)變?yōu)榘哆叺年懮献鳂I(yè)，不但施工安全、質(zhì)量可靠，有利于施工控制，而且在通航河道或跨線橋的施工中工安全、質(zhì)量可靠，有利于施工控制，而且在通航河道或跨線橋的施工中可不干擾或少干擾交通，具有良好的技術(shù)經(jīng)濟效益和社會效益可不干擾或少干擾交通，具有良好的技術(shù)經(jīng)濟效益和社會效益3 3 轉(zhuǎn)體施工法轉(zhuǎn)體施工法豎向轉(zhuǎn)體施工法：豎向轉(zhuǎn)體施工法：拱肋制作時的平面位置相同

15、，但拱肋在低位或靠山仰坡上制作，拱肋制作時的平面位置相同，但拱肋在低位或靠山仰坡上制作，然后再從兩邊逐漸抬升或放倒預(yù)制拱肋搭接成橋。一般只在中、小跨徑拱橋中使用然后再從兩邊逐漸抬升或放倒預(yù)制拱肋搭接成橋。一般只在中、小跨徑拱橋中使用平面轉(zhuǎn)體施工法：平面轉(zhuǎn)體施工法：是是1979年我國四川省首創(chuàng)成功的一種新型施工方法，其年我國四川省首創(chuàng)成功的一種新型施工方法，其施工要點是：將拱圈分成兩個半跨，分別利用兩岸地形立簡單支架，現(xiàn)澆施工要點是：將拱圈分成兩個半跨，分別利用兩岸地形立簡單支架，現(xiàn)澆或預(yù)制拼裝拱肋，安裝拱肋橫向聯(lián)系，把扣索的一端錨固在拱肋的端部或預(yù)制拼裝拱肋，安裝拱肋橫向聯(lián)系，把扣索的一端錨固

16、在拱肋的端部（靠拱頂附近），慢速將拱肋轉(zhuǎn)體（靠拱頂附近），慢速將拱肋轉(zhuǎn)體180度（或小于度（或小于180度）合攏，最后再進度）合攏，最后再進行主拱圈和拱上建筑的施工行主拱圈和拱上建筑的施工。平豎結(jié)合轉(zhuǎn)體：平豎結(jié)合轉(zhuǎn)體：是鋼管混凝土拱橋施工中對轉(zhuǎn)體施工方法發(fā)展所做出的是鋼管混凝土拱橋施工中對轉(zhuǎn)體施工方法發(fā)展所做出的突出貢獻，同時轉(zhuǎn)體重量也有了極大的提高，它使橋梁轉(zhuǎn)體施工法進入了突出貢獻，同時轉(zhuǎn)體重量也有了極大的提高，它使橋梁轉(zhuǎn)體施工法進入了新的發(fā)展階段。新的發(fā)展階段。1995年安陽文峰路立交橋（主跨年安陽文峰路立交橋（主跨135m的鋼管混凝土系的鋼管混凝土系桿拱）首次采用這一方法轉(zhuǎn)體成功。桿拱）

17、首次采用這一方法轉(zhuǎn)體成功。1999年年10月廣州丫髻沙大橋也采用月廣州丫髻沙大橋也采用此法順利合攏。丫髻沙大橋的平轉(zhuǎn)重量達此法順利合攏。丫髻沙大橋的平轉(zhuǎn)重量達13685t，它的建成使我國的橋，它的建成使我國的橋梁轉(zhuǎn)體施工取得了重大突破梁轉(zhuǎn)體施工取得了重大突破。搭支架拼裝半跨主跨與半跨邊跨鋼管拱搭支架拼裝半跨主跨與半跨邊跨鋼管拱肋肋豎轉(zhuǎn)主跨鋼管拱肋就位，采用無平衡重轉(zhuǎn)豎轉(zhuǎn)主跨鋼管拱肋就位，采用無平衡重轉(zhuǎn)體體 利用邊跨為平衡重，平轉(zhuǎn)主跨鋼管拱肋就利用邊跨為平衡重，平轉(zhuǎn)主跨鋼管拱肋就位位 合攏合攏一些橋梁根據(jù)具體情況選擇懸臂拼裝法與其他方法相結(jié)合的施工方法一些橋梁根據(jù)具體情況選擇懸臂拼裝法與其他方法

18、相結(jié)合的施工方法,稱稱之為組合施工法。委內(nèi)瑞拉首都加拉加斯之為組合施工法。委內(nèi)瑞拉首都加拉加斯(Cara-cas)附近的三座姐妹橋施附近的三座姐妹橋施工時采用了懸臂拼裝與纜索吊裝的組合施工法工時采用了懸臂拼裝與纜索吊裝的組合施工法(如圖如圖7所示所示)。該橋先在兩。該橋先在兩拱腳處各修建一個塔架拱腳處各修建一個塔架,利用塔架懸臂拼裝鋼桁架拱肋至利用塔架懸臂拼裝鋼桁架拱肋至1/4跨處跨處,利用固利用固定在邊跨橋墩的后拉索將其懸扣掛住定在邊跨橋墩的后拉索將其懸扣掛住;拱頂段的拱肋部分拱頂段的拱肋部分,在谷底利用少量在谷底利用少量支架拼裝支架拼裝,然后用拉索提升然后用拉索提升,拼裝到指定的位置進行合

19、龍。拼裝到指定的位置進行合龍。2003年建成通車年建成通車被譽為被譽為“世界第一拱世界第一拱”的上海盧浦大橋的上海盧浦大橋,550 m的跨度為世界同類橋梁第的跨度為世界同類橋梁第一一,比排名第二的美國西弗吉尼亞大橋長出比排名第二的美國西弗吉尼亞大橋長出32 m,比悉尼港大橋長比悉尼港大橋長47 m,該該橋采用了斜拉懸臂和纜索吊裝組合的施工方法。橋采用了斜拉懸臂和纜索吊裝組合的施工方法。4 4組合施工法組合施工法5 5 勁性骨架施工勁性骨架施工拱橋勁性骨架施工就是在事先形成的析式拱骨架上分環(huán)分段澆筑混凝土，最終形拱橋勁性骨架施工就是在事先形成的析式拱骨架上分環(huán)分段澆筑混凝土，最終形成鋼筋混凝土箱

20、板拱或肋拱。析式拱骨架在施工過程中起支架作用，在拱圈形成成鋼筋混凝土箱板拱或肋拱。析式拱骨架在施工過程中起支架作用，在拱圈形成后被埋于混凝土并成為截面的一部分。是國外早期采用的無支架施工方法之一。后被埋于混凝土并成為截面的一部分。是國外早期采用的無支架施工方法之一。勁性型鋼骨架剛度大，但用鋼量也較大。由于其用鋼量大，過去施工控制技術(shù)落勁性型鋼骨架剛度大，但用鋼量也較大。由于其用鋼量大，過去施工控制技術(shù)落后等原因，該法以前使用并不廣泛。我國在后等原因，該法以前使用并不廣泛。我國在20世紀世紀80年代開始，由于大跨度混凝年代開始，由于大跨度混凝土拱橋的大量出現(xiàn)以及高強度、經(jīng)濟的骨架材料和施工控制技

21、術(shù)的發(fā)展，在大跨土拱橋的大量出現(xiàn)以及高強度、經(jīng)濟的骨架材料和施工控制技術(shù)的發(fā)展，在大跨徑混凝土拱橋施工中廣泛采用了勁性骨架法，其中最大跨度已經(jīng)達到徑混凝土拱橋施工中廣泛采用了勁性骨架法，其中最大跨度已經(jīng)達到42Om(重慶重慶萬州長江大橋萬州長江大橋)。隨跨徑增大，半勁性骨架施工難度也越突出。直到采用鋼管作為。隨跨徑增大，半勁性骨架施工難度也越突出。直到采用鋼管作為勁性骨架，才使得這一方法得到真正的發(fā)展。勁性骨架，才使得這一方法得到真正的發(fā)展。1990年以來，鋼管混凝土在拱橋上年以來，鋼管混凝土在拱橋上的應(yīng)用在我國發(fā)展很快。的應(yīng)用在我國發(fā)展很快。主拱的橫截面是整塊的實體矩形截面的拱橋主拱的橫截面

22、是整塊的實體矩形截面的拱橋板拱可分為實體板拱和空心板拱。板拱可分為實體板拱和空心板拱。實體板拱多為磚、石拱橋。其截面是整體的實心矩形板。板實體板拱多為磚、石拱橋。其截面是整體的實心矩形板。板拱具有構(gòu)造簡單，施工方便的優(yōu)點是中、小躊拱橋最常用拱具有構(gòu)造簡單，施工方便的優(yōu)點是中、小躊拱橋最常用的的截面型式。實體板拱可建成等截面圓弧拱、等截面或變截面型式。實體板拱可建成等截面圓弧拱、等截面或變截面懸鏈線拱。在截面積相同的條件下，實體矩形截面比其截面懸鏈線拱。在截面積相同的條件下，實體矩形截面比其它類型它類型(肋板式、雙曲拱式、箱型截面肋板式、雙曲拱式、箱型截面)的截面抵抗力矩要小，的截面抵抗力矩要小，在彎矩作用下，材料強度沒有得到充分利用，所以通常在地在彎矩作用下，材料強度沒有得到充分利用，所以通常在地基條件較好的中、小跨石砌拱或混凝土預(yù)制塊拱橋里應(yīng)用基條件較好的中、小跨石砌拱或混凝土預(yù)制塊拱橋里應(yīng)用空心空心(卡砌卡砌)板拱，是把混凝土預(yù)制扳作成空心，挖空面積可板拱，是把混凝土預(yù)制扳作成空心，挖空面積可達達40 60。一般基箱在拱架上拼砌。一般基箱在拱架上拼砌(拱架寬拱架寬1.62.0 m即即可可)，兩側(cè)分箱為橫向?qū)ΨQ卡砌，從而北省拱架用料。空心，兩側(cè)分箱為橫向?qū)ΨQ卡