首頁 > 專家觀點 > 正文
樓莊鴻:我國鋼筋混凝土拱橋(二)
2011-07-12 來源:中國橋梁網
3 鋼筋混凝土拱的施工方法

    大跨徑拱橋的施工方法,是關系到拱橋方案能否成立,拱橋方案能否被采用的關鍵技術問題。無支架施工,應該是拱橋施工的發展方向。

    我國采用滿堂支架施工最著名的拱橋是河南許溝大橋,跨徑220m,由于跨越干溝,所以采用滿堂支架施工。采用鋼拱架施工的,有四川攀枝花3006大橋(新莊金沙江大橋),跨徑146m;后來又用在跨徑110m的攀枝花3005大橋(荷花池金沙江大橋)以及跨徑170m的3007大橋(寶鼎金沙江大橋)上。另一座湖南五強溪纜子灣大橋,跨徑133m,因五強溪水庫開工,沒有箱肋預制的場地,因此用單層貝雷架,上弦加短桿件作為拱架,并以斜拉索加勁,拼裝預制拱段。第一條箱肋合攏后,即與拱架一起,共同承受其他箱肋重力。

    以下介紹鋼筋混凝土拱的無支架施工方法,這些施工方法當然也能用于鋼拱和鋼管混凝土拱上。

    3.1  塔架扣掛懸臂施工法

    分懸拼和懸澆兩類,以懸拼為主,一般是在墩臺上安裝塔架,以斜拉索扣掛預制拱段,直至合龍,這是用得最多的施工方法。一般采用三段或五段吊裝合龍。而且在我國,多跨拱橋也往往采用這種方法進行,是我國特有的多跨拱橋施工方式。目前采用五段吊裝的最大跨徑拱橋,是跨徑150m的四川馬鳴溪大橋。吊重達700kN。 

    在跨徑更大時,或采用較寬的箱時,吊重很大,不得不采用多段吊裝。1999年在廣西來賓磨東紅水河大橋上,對4條寬達2.6m的分離箱肋,采用28段吊裝,見圖12。以后又在跨徑228m的福建寧德天池大橋及跨徑195m的貴州六圭河大橋上,采用多段吊裝,先合龍兩邊箱,然后加澆中室箱的頂、底板,形成三室箱拱圈。寧德天池大橋邊箱分19段吊裝,六圭河大橋邊箱分20段吊裝。
 
    圖12 磨東大橋28段吊裝

    在跨徑150m的四川攀枝花白沙溝大橋上,還采用了多段懸臂澆筑的施工方法,以掛籃懸澆23段中的20段,是我國第一座采用多段懸臂澆筑的拱橋【15】,見圖13。
    圖13  四川攀枝花白沙溝大橋的多段懸臂澆筑

    3.2 懸臂桁架施工法【8】

    多用于桁式組合拱,以人字扒桿吊裝桿件,上弦桿施加預應力,直至合龍,然后,在上弦桿的某一部位,卸除預應力連接器,轉換體系而成拱,見圖14。
    圖14 懸臂桁架施工法

    3.3 轉體施工法【9】

    分為平轉及豎轉兩大類:

    1)平轉施工法

    主拱圈采用平轉施工是我國首創。在兩岸各制作半拱,平轉就位合龍,可以最大限度地減少水上施工,并用簡單的設備來修建大跨徑拱。1977年,以設平衡重的轉體施工方法,修建了跨徑70m的四川遂寧建設大橋。1987年,在跨徑122m的重慶巫山龍門大橋上實現了無平衡重轉體施工。1988年,在跨徑200m的涪陵烏江大橋上,采用了雙箱對稱同步轉體施工。由有平衡重到無平衡重,以至雙箱對稱同步轉體,是平轉施工發展的三個階段,其轉動、錨固和位控體系均得到進一步的完善。
    圖15 涪陵烏江大橋的雙箱對稱同步轉體施工

    目前,平轉施工方法,不僅在箱形拱上應用,而且還曾在雙曲拱、桁架拱、剛架拱上應用過,也用在連續剛構及斜拉橋上。

    2)豎轉施工法

    往往在溝底搭架,修建兩個半拱,拱腳設鉸,向上轉動,然后合龍、封鉸。例如,跨徑60m的四川楊家溝大橋,以及跨徑60m的四川三灘溝大橋(剛架拱橋)。[page]

    3.4 勁性骨架施工法

    將型鋼制成拱形勁性骨架,或在角隅處帶有鋼管的拱形勁性骨架,分段吊裝合龍,形成勁性骨架拱,含鋼管的灌注管的混凝土,然后搭設模板,分底板、腹板和頂板,分層澆筑拱圈混凝土(勁性骨架埋在混凝土中),形成拱圈。

    該施工方法上世紀80年代引入我國,首先在跨徑60m的遼寧螞蟻沙大橋上應用,以后又在跨徑156m的丹東沙河口大橋中承拱上采用。交通部又設科研課題,以宜賓小南門金沙江大橋為試驗橋,跨徑240m的中承拱。后來,又在跨徑420m的重慶萬縣長江大橋及跨徑312m的廣西邕寧邕江大橋(中承拱)上應用,使這種施工方法更為成熟。

    早期用勁性骨架法施工拱圈時,主拱圈的板件混凝土自拱腳至拱頂,連續澆筑,為防止勁性骨架失穩,需在l/4-3l/4區段,尤其是拱頂區段壓重,隨混凝土澆筑而卸載,施工控制不方便,而且拱的變形及應變大而反復,以致在某些橋上出現過勁性骨架的某些桿件局部失穩的情況,其預拱度為四分點附近最大的馬鞍形。

    在萬縣長江大橋及邕寧邕江大橋中改進了施工工藝。萬縣長江大橋鋼管內壓注混凝土的順序是先中間,后兩邊;先下弦后上弦。拱箱混凝土的澆筑,分環順序是先中箱,后邊箱。每箱先底板,后腹板,再頂板。各環間混凝土均間隔一個齡期,使先澆筑的混凝土參與結構整體變力,共同承受新澆筑的混凝土重力。在每一環的澆筑過程中,將拱箱沿縱向等分為6段,設置6個工作面(邊箱分8個工作面),對稱同步地澆筑混凝土,最多允許一個工作段的快慢差別。因此澆筑中保證了骨架穩定,其撓度及應力比較均勻,完全避免了早期勁性骨架法的缺點,見圖16。

    邕寧邕江大橋則是利用扣索,對勁性骨架施加拉力,把澆筑過程中出現的結構應力和變位調整和控制在設定的目標函數內,實現連續澆筑拱肋混凝土,大大減少了拱肋澆筑時間,對勁性骨架法的施工工藝,又作了進一步的完善。見圖17。

    隨著勁性骨架施工方法的完善,我國跨徑150m以上的鋼筋混凝土拱橋中,采用此方法的日益增多。
    圖a 分環澆筑順序
    
圖b 中箱底板縱向澆筑分段圖c 邊箱底板縱向澆筑分段
    
圖16  萬縣長江大橋的拱箱混凝土澆筑順序(單位:cm)


    
圖17  邕寧邕江大橋的扣掛勁性骨架(單位:cm)

    4 結束語

    綜上所述,我國的鋼筋混凝土拱橋橋型品種很多,有雙曲拱、箱形拱、桁架拱、剛架拱、系桿拱和特殊拱等,而且已形成了一整套有我國特色的拱橋無支架施工方法,外國有的,我們都有,我國把塔架扣掛法用于多跨,創造了平轉施工方法,極大地改進了勁性骨架施工法,這些是對拱橋施工工藝作出的貢獻和創新。我們應該為之自豪,并在些基礎上不斷前進。[page]

    參考文獻:

    1. 樓莊鴻,國內外橋梁的現狀及發展趨勢,樓莊鴻橋梁論文集,2004,人民交通出版社。

    2. 樓莊鴻等,中國大跨徑拱橋,中國公路學會橋梁和結構工程分會2009年全國橋梁學術會議論文集,人民交通出版社

    3. 樓莊鴻等,中國鋼拱橋,同上

    4. 樓莊鴻,關于石拱橋,北京建達道橋咨詢公司2007年度論文集

    5. 中國公路學會橋梁和結構工程分會,面向創新的中國現代橋梁,2009,人民交通出版社

    6. Jian Liang etc.,A newly developed technique for the design of the Jialing River Bridge in Guangyuan(China),  ARCH’10 6th International Conference on Arch Bridges 2010

    7. 湯文杰,國內大跨徑公路拱橋綜述,1981,大跨徑鋼筋混凝土拱橋。

    8. 陳天本,桁式組合拱橋,2001,人民交通出版社

    9. 張聯燕等,橋梁轉體施工,2003,人民交通出版社

    10. 交通部,中國橋譜,2001,外文出版社

    11. 陳長明,福州尤溪州閩江大橋空腹式剛架拱總體施工方案,見紀念武漢長江大橋通車五十周年論文集錦(下)

    12. 劉耿等,長沙市黃柏瀏陽河大橋異型拱的施工控制,湖南交通科技 2007.33(3)

    13. 王純等,雙提籃拱橋的設計與靜力穩定分析,中國公路學會橋梁和結構工程分會2005年全國橋梁學術會議論文集,人民交通出版社

    14. 中國公路學會橋梁和結構工程學會,1996年橋梁學術討論會論文集,人民交通出版社

    15. 張佐安等,攀枝花白沙溝大橋扣索鋼絞線錨固系統的研制,中國公路學會橋梁和結構工程分會2006年全國橋梁學術會議論文集,人民交通出版社

    16. 梅堯坤等,單拱面預應力混凝土系桿拱橋設計簡介,廣東省橋梁工程學術會議論文集,1994

    17. 剛架拱橋--清遠北江大橋,1987,廣東科技出版社

    
Copyright © 2007-2022 www.sqirsji.com.cn All Rights Reserved
服務熱線:010-64708566 法律顧問:北京君致律師所 陳棟強
ICP經營許可證100299號 京ICP備10020099號  京公網安備 11010802020311號
新时时五星技巧