淺談鋼管混凝土系桿拱橋主拱肋施工方法

摘要:目前鋼管混凝土拱橋在我國的應用前景非常廣泛，主拱肋施工又是鋼管混凝土拱橋施工的關鍵環(huán)節(jié)。本文簡單介紹了鋼管混凝土拱橋的特點，并對其中的主拱肋施工方法進行研究。

關鍵詞:鋼管混凝土；主拱肋；施工方法；拱橋

一、鋼管混凝土拱橋概述

將鋼管混凝土應用于拱橋同時解決了拱橋材料高強化和拱圈施工輕型化的兩大問題，因此，一種新型的拱橋—鋼管混凝土拱橋近年來在我國得到了廣泛的應用。根據(jù)鋼管混凝土發(fā)揮材料作用和施工作用的不同側重，出現(xiàn)了兩種不同的利用鋼管混凝土的形式。一種為鋼管內(nèi)填混凝土，即鋼管管壁外露，與核心況凝土共同作為結構的主要受力組成部分，鋼管在混凝土施工過程中又可作為支架和模板，給施工帶來方便，材料方面的優(yōu)點是設計采用這一結構的最主要考慮。一般將這種類型的拱橋稱為鋼管混凝土拱橋。

鋼管混凝土拱橋在我國迅速發(fā)展的原因

鋼管混凝土拱橋在30年代的前蘇聯(lián)就已出現(xiàn)，近年來國外也有修建，但其真正的發(fā)展在我國，主要原因如下:

1、拱橋是一種極具美學表現(xiàn)力的橋型，在我國又有著深厚的文化底蘊，鋼管混凝土結構的應用，使拱橋更加輕巧、柔美，尤其是中承式和下承式橋型，以其獨特的美感在風景區(qū)和城市橋梁中備受青睞。

2、我國的鋼管混凝土理論研究處于世界先進水平，一些鋼管混凝土結構的設計規(guī)程相繼頒布實施，出版了一批有代表性的專著，鋼管混凝土在廠房、高層建筑、輸變電工程中的應用不斷發(fā)展，為鋼管混凝土應用于拱橋莫定了堅實的理論基礎，并提供了寶貴的工程實踐經(jīng)驗。

3、拱橋作為橋梁的基本橋型之一，在我國過去的交通土建工程中得到廣泛的應用，為我國的主橋型。由于我國的國情，拱橋橋型中主要是鋼筋混凝土拱和污工拱，現(xiàn)在仍無法大量應用鋼結構;材料強度低，施工方面的問題一直制約著拱橋跨徑的發(fā)展。鋼管混凝土拱橋一定程度上解決了這兩大難題，成為許多適合拱橋情況下的一個選擇。

鋼管混凝土系桿拱橋的特點

由于我國的國情所限，污工拱橋和鋼筋混凝土拱橋長期以來在我國的拱橋中占絕大多數(shù)。但在工程實際中，這兩種橋型主要有以下兩方面的缺點:

1、由于自重較大，水平推力也較大，在軟弱地基的地方不適合修建。對鋼管混凝土拱，若做成無推力的下承式或中承式拱，拉桿的代價較大，且跨徑也不大，因此不經(jīng)濟。

2、上承式拱在平原地區(qū)受通航和兩地接線問題的影響較大。鋼管混凝土系桿拱橋的出現(xiàn)，較好的解決了這兩大問題，大幅度提高了拱橋的跨徑，充分發(fā)揮了拱橋豐富的結構表現(xiàn)力。首先，系桿作為全橋受力的構件，主要平衡恒載產(chǎn)生的拱腳水平推力，從而減輕了基礎的受力負擔，減小了基礎工程量，降低了拱橋對地基的要求。

二、鋼管混凝土系桿拱橋主拱肋主要施工方法的重要性

橋梁作為跨越障礙物的空中道路，其施工過程所用的時間比起成橋使用周期來說要短暫的多，但是施工過程中的結構行為并不比成橋后的簡單。橋梁的施工技術是橋梁技術的重要組成部分，而且往往是大橋建設的關健技術。

橋梁的施工方法，除要考慮施工技術設備和現(xiàn)場環(huán)境條件等因素外，還與橋梁結構特點密切相關。不同的施工方法，在各階段施工過程中的內(nèi)力是不同的，有時結構設計往往由施工內(nèi)力所控制，所以施工方法、施工內(nèi)力與變形的研究應當成為橋梁建設所關注的焦點，在大橋建設過程中予以充分的重視。

橋梁的橋型、結構、材料、施工工藝等是在相互促進的過程中不斷發(fā)展的。隨著鋼管混凝土拱橋的應用推廣，它的施工問題日益受到重視，并已取得了相當?shù)难芯砍晒?。眾多科學家未保證施工的順利進行，做了許多有益的技術探索，此外國家贊助的科研項目和新修訂的技術規(guī)范中有關鋼管混凝土拱橋的內(nèi)容都對這種橋型的發(fā)展起到了有力的指導和促進作用。

三、轉體施工法

轉體施工法是將拱橋主拱圈大致分為兩個對稱的半跨，分別在橋梁施工現(xiàn)場兩側利用實際地形先做好簡單支架或拱胎模架，在支架或模架上按照設計拱軸線形完成組拼拱肋析架節(jié)段和橫向連接構件的工作，并用扣索將組拼成形的半跨拱肋與轉體系統(tǒng)動力設備連成一體，然后操作動力系統(tǒng)施使拱肋旋轉一定空間角度實現(xiàn)主拱肋的合龍。轉體施工根據(jù)主拱圈繞拱座的轉動方向可分為三種：豎向轉體施工法；平面轉體施工法；豎轉、平轉組合法。

豎向轉體施工法

豎向轉體施工法一般是將拱圈從跨中分為兩半，在橋軸線上利用地形搭設簡單支架，在支架上組拼或現(xiàn)澆拱肋。在拱腳安裝轉動較，利用扣索的牽引將結構豎向轉至設計標高，跨中合龍完成結構的安裝。

1、豎向轉體施工技術要求

拱肋:在豎轉過程中，拱肋內(nèi)力隨豎轉角度不斷變化，因而要求拱肋在不同豎轉狀態(tài)應具有足夠的強度、剛度和穩(wěn)定性;同時拱肋安裝重量直接關系到豎轉規(guī)模和技術難度，這就要求拱肋輕型化。

豎轉鉸:要求轉動靈活，轉動校的接觸面滿足局部承壓要求。常用的豎轉鉸有鋼板銷子鉸、鋼管混凝土鉸、插入式球鉸。

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