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来源：职称驿站所属分类：交通运输论文 发布时间：2012-10-13浏览：50次
摘要：刚架拱桥结构兼有拱和梁的特点，斜腿与跨中形成拱的作用承受较大的轴向压力，但只分担较小的弯矩。自成果鉴定多年来，刚架拱桥在推广过程中在跨径增大、外形变化、应用于连拱、在软地基上修建及施工方法改进等方面不断有所发展。本文对刚架拱桥的施工工艺进行了分析。
关键字：刚架拱桥，构造组成，施工工艺
一、刚架拱桥的基本组成
中国的刚架拱桥于1977~1978年在江苏省无锡县建成。它是钢筋混凝土拱式结构，是在双曲拱、桁架拱、肋拱和斜腿刚构等结构型式基础上研制发展起来的一种新桥型，其主拱圈由多片拱肋构成，肋间设横系梁联系。其拱上建筑部分摆脱了双曲拱的立墙、腹拱等较重的拱式拱上建筑，也改变了常用的肋拱或箱形拱梁式拱上建筑仅起传力的作用。钢架拱吸取了斜腿刚构的特点，用弦杆和支撑在墩台的斜撑组成其拱上建筑，因此比桁架拱的杆件少，形式较简单。
二.刚架拱桥的总体布置
1．外形布置
刚架拱桥的合理跨径是25-70m，外形布置一般采用图会2-1形式。当跨径小于30m时，或弦杆配置预应力钢筋时，可不设斜撑。当跨径较大时（7Om以上），可增加斜撑，除第一斜撑支承于桥台（墩）外，其余斜撑支承在拱腿上。
实腹段的下底缘曲线可采用二次抛物线、悬链线或圆弧线。实践上，一般采用二次抛物线。
拱腿可根据跨径的大小设计成直杆或与实腹段下底缘相配合的微曲杆，跨径25-40m时，可简单设计为直杆，40m以上时，从美观考虑可设计为微曲杆件。
2．矢跨比
刚架拱桥的矢跨比，一般以选用1/7-1/10为宜，还应结合桥位处具体情况综合考虑。矢跨比增大，有利于减小抗推刚度，对下部构造的刚度要求相应降低，因此在条件许可时，应选用较大矢跨比，以减小下部构造的工程数量。在通航或漂流物较多的河流上建桥，应注意尽量提高拱腿标高。必要时，拱腿应予加宽或加强横向联系。
3．拱片数目及间距
一般情况下，跨径较大时，宜采用较少的拱片数量，以取得较好的经济效果。当然，如采用预制吊装施工方法时，拱片的起吊重量会相应大一些。拱片净距不宜超过3.5m，对于双车道公路桥，径在25-70m时，可用3-4个拱片，拱片宽度一般为0.2-0.4m,间距约2-3.5m。
4．节点位置的确定
一般情况下，主梁长度约为桥跨径的0.4-0.5倍，主拱腿水平夹角在30度左右，于是在跨径和矢跨比确定后，主节点位置也就大致确定，一般在跨径的0.25-0.3附近，小节点位置则与大节点位置和腹孔段边梁跨度大小有关，对于在只有一根斜撑的拱片，一般可以将一般小节点布置在弦杆中点附近，以改善弦杆的受力性能。
5．刚架拱各杆件的截面形状选用
刚架拱的杆件截面一般采用矩形、工字型、箱形等。采用这样的构造，对减小拱腿支承压应力的效果，比增加拱腿高度的效果要，比增加拱腿高度要好得多，而且可以增加拱片的横向刚度。此外，也可把拱腿的混凝土标号提高一级。
三、刚架拱桥施工工艺
刚架拱桥施工包括构件预制、起吊、运输、安装等工艺，现就一般情况下施工过程中几个主要的施工工艺进行介绍。
1．构件预制
1.1构件预制场地
构件的预制在固定的混凝土预制场内进行。场地的铺筑，按如下程序进行：清除障碍物、粗整平、压实、测量并找平、铺片石、浇混凝土面层。采用C15混凝土，厚6cm石砌地膜浇低标号混凝土，保证底模的强度和平整度。
1.2拱片放样
采用坐标法放样，先放跨径尺寸，再分段放出纵横坐标，将坐标点连接到拱片下缘线。据设计尺寸定出拱片、斜撑、弦杆轴线，画出构件轮廓线及交角圆弧线，定出各吊点位置、横系梁联结点位置及大小结点位置。
1.3拱片模板
拱片为条弧形预制件，为制作方便、降低造价，可采用红松板材制作，用0.3mm厚的优质的铁皮覆包表面，这样既能达到钢模板的效果，又能现场加工，可缩短制作时间。
1.4钢筋骨架制作与就位
钢筋骨架采用分部成型、整体入模的方法，采取先放置钢筋骨架，然后现场焊接接头和安装固定横向联结系预埋件，调整点焊好现浇混凝土接头处钢筋，校核无误后立模。施工时拱腿、斜撑、弦杆三部分提前加工成型，实腹段现场扎制，接头钢板提前加工，这样方便施工、保证骨架成型的质量。
1.5立模
把模板沿放样线拼装成整体，调整好板垂直度、直顺度、底部、上部用螺栓加固。接头缝用1cm厚的海绵条填塞，底模铺一层塑料薄膜。模板表面涂刷脱模剂。待第一片强度达到30%以上时，叠浇第二片、第三片，立模时，先做一层水泥掺粘土砂浆2cm厚隔离层，然后加固模板，确保立模不变形，尺寸准确。
1.6浇筑混凝土
严格按设计配合比配料、拌制。拌制时严格控制配合比及拌制时间，随时检查混凝土塌落度、和易性。浇筑时，每一预制段必须一次浇完，不留施工缝。混凝土的振捣，采用插入式振动器，要控制振动时间，使混凝土表面达到不冒气泡、下沉、表面返浆平整。预制每个构件时，随机取样做三组混凝土试块，分别做3d、7d、28d抗压强度试验。混凝土达到设计强度25%后即可拆模。
1.7微弯板悬臂板预制
为了节省木材，采用土模，表层必须做6cm石灰土，并夯实。加强土模覆盖，以免经雨变形。横系梁的预制在浇筑地膜上，立木制包白铁皮的侧模板浇筑。可在大件预制的同时进行。
1.8设置槽孔
为保证裸肋与桥面整体承受活载，在实腹段及腹孔弦杆截面的凸出部分，除应凿毛外，还需设置侧向齿槽或槽孔。槽孔的制作是在卧浇预制混凝土的构件时，在肋顶凸出部分紧靠上缘钢筋处，插入一块底面积为10×20的木块，于混凝土初凝前拔除成孔。同时在槽孔顶部留溢浆孔。每个槽孔中插入两根Φ8mm～Φ10mm的钢筋，长70cm，以便与桥面钢筋连接作为锚固筋。
2．构件的起吊
为使构件接头位置准确，起模前要将构件编号并复核尺寸，待构件混凝土强度达到设计强度的70%时，方可起吊。所有构件除实腹段应空中翻身外，其余构件均可直接翻身就位，其起吊翻身应须仔细小心，以免误伤构件。
起吊时用二台汽车，分别拴住构件两端上、下缘吊环，拴下缘吊环必须用倒链，两吊车同时轻、慢提升，撬棍与之配合轻撬动，构件一端撬起的高度要控制在2cm之内，边撬边垫同一直径8mm的短钢筋，当4点一同上升上缘稍有移动时，再用20mm的短钢筋逐步深入，待与底部完全脱离，上部缓慢上升，下部倒链回放，使拴下缘吊链逐渐放长，构件逐渐立起，直至构件完全成垂直状，将倒链取下，构件翻身完成。实腹段起吊时应注意：决不能使实腹段下缘两端点着地，造成跨中弯矩过大，而使构件发生裂缝甚至断裂。同时要注重两台吊车同时均匀、缓慢提升，保证两端升空高度一致，下缘回放迅速。
3．构件的运输
所有构件运输，根据构件重量采用10t～20t挂车。构件翻身完成起吊到一定高度，将预备好的拖车开入，使构件轻轻下放，构件两端吊环处放枕木，使构件两端不接触车厢为宜，然后用倒链将构件捆牢，以免在运输中倾斜或歪倒。吊装前修好预制场到桥位的便道，运输过程有专人指挥行驶，确保行车及构件的安全。其它构件可按安装次序起吊、装车、运输，但也要确保构件的完好、安全。
4．构件的安装，包括临时支架的搭拆和构件的安装，此外，还有构件拼接接头施工和桥面系施工，这些技术都比较成熟，本文不再涉及。
参考文献：
[1]范立础主编，徐光辉主审；桥梁工程：人民交通出版社；2000年1月.
[2]裘伯永，盛兴旺，乔建东，文雨松；桥梁工程:中国铁道出版社；2001年.
《浅析刚架拱桥的结构与施工工艺》
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文章名称： 浅析刚架拱桥的结构与施工工艺
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