淺論拱橋施工技術(shù)

杜俊剛

（太原市政建設(shè)集團(tuán)有限公司，山西 太原 030002）

1 拱橋施工方法

拱橋的施工方法應(yīng)根據(jù)其結(jié)構(gòu)類型、跨徑長(zhǎng)度、修筑材料、周邊環(huán)境的實(shí)際情況以及本著經(jīng)濟(jì)適當(dāng)?shù)脑瓌t而定，一般可以分為石拱橋、混凝土預(yù)制塊拱橋、鋼筋混凝土拱橋、桁架拱橋、桁式組合拱橋、剛架拱橋等。

2 扣件式鋼管拱架

1） 在設(shè)計(jì)和安裝拱架時(shí)，應(yīng)根據(jù)橋梁所處地理環(huán)境，周邊的地理?xiàng)l件、橋位處地基承載力的大小等多種條件中和考慮確定，主要原則就是既要保證拱架的強(qiáng)度、剛度、穩(wěn)定性滿足要求又要又保證施工方便、工藝簡(jiǎn)單、拆裝方便、費(fèi)用經(jīng)濟(jì)并能重復(fù)使用的要求。

扣件式鋼管拱架是一個(gè)空間框架結(jié)構(gòu)，一般部分支架和拱盔，所有受力桿件通過不同形式的扣件連接，立桿為主要受力構(gòu)件一般為ф48.25mm 的鋼管，一般縱向間距取0.6-0.9m，橫向間距取0.9m,大橫桿起連接立桿的作用，一般取1.5m,小橫桿起橫向連接立干的作用，間距同大橫桿。剪刀撐、斜撐、拋撐以及纜風(fēng)繩的設(shè)置及間距可根據(jù)實(shí)際情況進(jìn)行計(jì)算?？奂前迅魇芰U件連接成整體受力鋼管拱架的關(guān)鍵。

扣件式鋼拱架常用于修建由肋拱及拱板組成的主拱圈，當(dāng)主拱圈結(jié)構(gòu)形式為板型，或現(xiàn)澆箱型的底板時(shí)，頂端小橫桿上的荷載可按均布荷載進(jìn)行計(jì)算，當(dāng)主拱圈結(jié)構(gòu)形式為肋板型，由于肋寬較窄，則需按集中力荷載進(jìn)行計(jì)算。

2） 施工預(yù)拱度：拱架在施工過程中由于受到荷載作用會(huì)產(chǎn)生彈性變形及非彈性變形，因此為保證拱圈的拱軸線符合設(shè)計(jì)要求，需在拱架上設(shè)置預(yù)拱度，以消除拱架發(fā)生的豎直變形。

3） 設(shè)置預(yù)拱度時(shí)，拱頂最高處應(yīng)按計(jì)算預(yù)拱度值全值設(shè)定，拱腳處預(yù)拱度值為零，其余各點(diǎn)可按拱軸線的縱向坐標(biāo)確定也可按二次拋物線設(shè)定分配。按二次拋物線設(shè)定時(shí)可參照以下公式：δx=δ (1-4x2/L2） 式中：δx：任一點(diǎn)的預(yù)加高度；δ 拱頂總預(yù)加高度；L：計(jì)算跨徑；x：跨中至任意一點(diǎn)的水平距離。

4） 鋼拱架安裝：①安裝鋼拱架時(shí)，應(yīng)精確測(cè)出各拱架節(jié)點(diǎn)的實(shí)際坐標(biāo)，如與設(shè)計(jì)圖紙有出入，則應(yīng)在拱架上用弧形木和墊木進(jìn)行調(diào)整，使模板弧線符合拱圈內(nèi)湖曲線形狀要求。拱架的卸落宜采用砂筒進(jìn)行，砂筒由鋼質(zhì)筒或鑄鐵筒內(nèi)置干燥的砂構(gòu)成，頂芯由混凝土或鋼柱制成，砂筒與頂芯見得空隙應(yīng)由密封材料填充，以免雨水進(jìn)入砂受潮后不宜流出。通過卸砂孔的開關(guān)控制砂子的流出量借此控制拱架卸落的高度，可以分次對(duì)拱架進(jìn)行卸落，避免了拱架的不均勻下降引起的混凝土開裂等病害的發(fā)生。當(dāng)砂筒放置在拱腳時(shí)，為防止拱架與墩臺(tái)頂緊阻礙落架，應(yīng)在拱腳與橋臺(tái)之間設(shè)置木碶，拱架卸落時(shí)先松動(dòng)木碶在逐次對(duì)稱卸砂落架。

②鋼拱架安裝時(shí)立桿位置要準(zhǔn)確，要求垂直于地面，相鄰桿頭不能再統(tǒng)一高程內(nèi)，桿頭不宜采用搭接，對(duì)接斷面應(yīng)平穩(wěn)，應(yīng)采用套筒扣件進(jìn)行對(duì)接。所有扣件要求擰緊，對(duì)頂端小橫桿的扣件在混凝土澆筑過程中應(yīng)安排專人進(jìn)行檢查，嚴(yán)防滑松引起支架坍塌。對(duì)剪刀撐、斜撐位置均應(yīng)復(fù)核，滿足規(guī)范要求。

3 拱圈

3.1 拱圈混凝土澆筑

①拱圈底膜厚度應(yīng)根據(jù)橫梁間距和荷載大小來確定，板面應(yīng)平整光滑，拼縫應(yīng)嚴(yán)密以防漏漿，側(cè)模應(yīng)預(yù)先按樣板分段制作，然后拼裝在底模上，并用拉桿斜撐固定，模板安裝時(shí)應(yīng)先按內(nèi)模，帶鋼筋綁扎完畢后在安置外模，模板在適當(dāng)長(zhǎng)度內(nèi)設(shè)置2cm 的變形縫，以防在拱架沉降時(shí)模板縫隙咬死。

②拱圈跨徑小于16 米的應(yīng)按全寬由兩處拱腳處向頂部對(duì)稱均勻連續(xù)澆筑，并應(yīng)在混凝土初凝前完成，當(dāng)跨徑大于16 米時(shí)，為避免荷載過大引起拱架變形同時(shí)澆筑時(shí)間過長(zhǎng)引起混凝土收縮變形量的增大，一般采用分段澆筑的方法。分段位置的確定應(yīng)使拱架受力均勻，變形最小，一般設(shè)置在支點(diǎn)、節(jié)點(diǎn)及拱頂、拱腳等部位并預(yù)留適當(dāng)間隔縫，間隔縫寬度一般為1.0m,施工方法按后澆帶控制，間隔帶內(nèi)混凝土強(qiáng)度應(yīng)較拱圈混凝土強(qiáng)度提高一個(gè)等級(jí)，各間隔縫的斷面均應(yīng)與拱軸線垂直。前一段的混凝土強(qiáng)度達(dá)到70%以上時(shí)才能澆筑后一段混凝土，大跨徑拱橋一般采取分環(huán)分段對(duì)混凝土進(jìn)行澆筑，分環(huán)的方法一般有兩種：先澆筑底板再澆腹板及頂板、先澆筑底板在澆筑腹板，最后澆筑頂板。

3.2 拱圈砌筑

1） 砌筑拱圈用的材料強(qiáng)度應(yīng)符合設(shè)計(jì)要求。砌筑時(shí)先在拱圈大樣上劃分段落及合理確定砌筑尺寸，如采用混凝土預(yù)制塊則預(yù)制砌塊應(yīng)在拱圈合攏前2-4 個(gè)月提前預(yù)制，以減少混凝土收縮對(duì)拱圈的影響。拱圈的砌縫應(yīng)與拱軸線垂直，相鄰兩排的各層砌縫應(yīng)相互錯(cuò)開，錯(cuò)縫距離應(yīng)小于10CM，粗料石砌縫寬度不應(yīng)大于2cm，預(yù)制塊不應(yīng)大于1cm，塊石砌縫不宜大于3cm，片石砌縫不宜大于4cm，塊石砌縫不宜大于5cm。

2） 石塊砌筑時(shí)宜豎向放置，小頭朝上，大面朝向拱軸，較大的石塊應(yīng)放在下面，尖銳突出部分應(yīng)加以剔除，應(yīng)以2-3 層為一個(gè)工作層分層進(jìn)行砌筑，每一層的水平縫大致找平，豎縫錯(cuò)開不得形成通縫。外圈定位石及轉(zhuǎn)角石應(yīng)采用形狀較為整齊，尺寸較大的石塊與里層石塊咬合，形成整體，特別是拱圈與側(cè)墻連接處、拱圈與護(hù)拱連接處。拱腳與墩臺(tái)身連接處、拱圈的上下層之間及拱圈橫向均應(yīng)“錯(cuò)縫咬馬”，連成整體。

3） 拱圈跨徑小于13m 時(shí)應(yīng)按拱圈全寬及全厚由兩側(cè)拱腳對(duì)稱均勻的向拱頂砌筑，若大于13m 則應(yīng)分段、分環(huán)進(jìn)行砌筑，分段砌筑時(shí)各段之間應(yīng)預(yù)留空隙，防止拱架受力變形過大，同時(shí)還可以起到對(duì)支架的部分預(yù)壓作用。分段長(zhǎng)度一般不宜大于8m，具體分段方法應(yīng)按設(shè)計(jì)要求進(jìn)行，若設(shè)計(jì)無要求時(shí)應(yīng)通過驗(yàn)算確定，一般在拱腳附近，1/4 跨徑處、拱頂處、滿布式拱架節(jié)點(diǎn)處均應(yīng)留置。

4 拱上建筑砌筑

1） 拱上建筑的砌筑應(yīng)在拱圈合攏且空隙填塞完成，同時(shí)砌筑砂漿強(qiáng)度達(dá)到30%時(shí)方能進(jìn)行，砌筑時(shí)由拱腳向拱頂對(duì)稱進(jìn)行以消除拱圈產(chǎn)生過大的不均勻變形，拱腹填料可隨著側(cè)墻砌筑順序及完成情況進(jìn)行，若填料方量較大時(shí)可以待側(cè)墻全部砌筑完成后分層、分部回填。實(shí)腹式拱應(yīng)在橋臺(tái)處設(shè)置伸縮縫以此隔離側(cè)墻與橋臺(tái)，多跨式拱應(yīng)在拱頂處設(shè)置伸縮縫將側(cè)墻分開?？崭故焦皯?yīng)在主拱圈砌筑完成后先砌筑腹拱橫墻，待拱架卸落后在砌筑腹拱拱圈，腹拱側(cè)墻在拱鉸處應(yīng)設(shè)置變形縫。

2） 拱圈砌筑完成后應(yīng)立即用草簾或薄膜覆蓋養(yǎng)生，養(yǎng)護(hù)時(shí)每天應(yīng)灑水。在養(yǎng)護(hù)時(shí)為避免鋼拱架產(chǎn)生變形，在施工氣溫較高時(shí)對(duì)拱架向陽面的氣體應(yīng)加以遮蓋、包裹。

5 結(jié)語

隨著橋梁工程建設(shè)力度的增大，大量新技術(shù)、新結(jié)構(gòu)、新工藝、新材料、新設(shè)備的廣泛使用，使我國(guó)橋梁的建造技術(shù)得到了空前的發(fā)展，其水平已躋身世界前列，有些橋型則處于世界領(lǐng)先的地位，拱橋作為一種基礎(chǔ)橋型其施工工藝也在不斷地發(fā)展，這就需要我們不斷學(xué)習(xí)，將理論知識(shí)與實(shí)踐充分結(jié)合，根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)周邊情況結(jié)合圖紙?jiān)O(shè)計(jì)情況對(duì)施工方法進(jìn)行綜合考慮，在滿足工程安全、質(zhì)量、進(jìn)度的同時(shí)取得較好的經(jīng)濟(jì)效益，節(jié)省施工費(fèi)用，使之更好地服務(wù)于工程項(xiàng)目。