浅谈拱桥施工方法

王淑嫒

(哈尔滨铁道职业技术学院)

1 前言

以往的拱桥如果想朝着大跨径方向发展，则碰到的技术障碍通常都是施工问题。因为以前使用的施工方法非常不便，而且由于跨径在不断增大，致使结构自重也持续加大，特别是为了对抗随着不断增大的拱脚在水平方向上的推力，就必须选择墩台支撑体系(工程浩大)，这样就阻碍了拱桥发展。

目前拱桥无支架施工措施已经得到了应用以及发展，而且计算方法也在持续完善，尤其是钢管混凝土组合材料的大力普及，致使拱桥跨越能力不断加强。现今钢拱桥超过了500 m(在此以美国1982年建造的新河谷桥为例，长度为518 m)，同时关于混凝土拱桥，其跨径已实现了420 m(比如我国于1996年建造的万县长江大桥)，此外处于建造状态的钢管混凝土拱桥，其跨度也实现了460 m(比如我国的巫峡长江大桥)。据理论推算可以得出，钢拱桥跨径以及混凝土拱桥的最大值分别为1 200 m以及500 m。拱桥跨径记录不断得到刷新，促进各国学者针对这种桥梁设计开展理论以及施工方法方面的深层次研究。

2 拱桥施工方法简介

2.1 拱架施工

施工时如果有支架，则这种施工方式也叫拱架施工。其步骤是先使用钢材以及木材等材料形成拱架，接着在拱架上完成主拱圈的砌筑，最后一步是落架以及结束其余施工。在拱架上对拱圈进行砌筑时，拱架会由于荷载的不断加大而发生相应的变形，这样的话，已砌以及浇筑完成的部分污工就有出现裂缝的可能，为了使各个砌筑环节的拱架获得均衡受力，使变形程度最低，保证拱圈质量，务必要使用合理的砌筑方法以及步骤。这其实属于一种施工控制方法，非常简单。因为该种施工方式对那些跨度较小的桥梁较为合适，而且工艺简单，能对施工精度产生影响的因素不多，再加上施工控制力度不足而导致的不良后果也不是非常明显，因此人们易于将其重要性忽略。

2.2 缆索吊装施工方式

拱桥施工过程中的缆索吊装，是通过缆索吊机开展水平运输工作，将拱圈节段垂直起吊并进行安装，利用悬扣(也可以是构成悬臂析架)进行分段安装，并于最后将拱圈合拢。缆索吊装施工也称为无支架施工，该方法属于拱桥施工过程中经常使用的一种方法。桥梁施工过程中缆索架桥方法不仅跨越能力强，而且其不管是水平还是垂直运输都灵活以及机动，不会因为地形或者是施工场地等而受到影响，此外施工方便快捷，目前，该方法主要应用于跨度较大的钢管混凝土拱桥建设过程中。

现今，缆索吊装的单跨跨径极限值已经超过了500 m，从单跨缆索演变为双跨连续缆索，其单跨跨径极限值已超过400 m，吊装质量实现了75 t，可以对跨径实现160 m左右的分段预制箱形拱桥进行吊装。与此同时缆索架桥设备不断改进，目前己开始成套生产。处于建造状态且位于湖南长沙以及南县地区的黑石铺湘江大桥以及茅草街大桥，位于浙江杭州地区的钱江四桥，位于广西南宁和重庆巫山地区的永和大桥以及巫峡长江大桥等都选择了无支架索塔吊装法开展施工。

拱桥缆索吊装施工主要有以下步骤即:预制以及移运拱肋，对主拱圈进行的吊装，对拱上建筑进行的砌筑以及对桥面结构开展的施工等。

3 劲性骨架施工方式

拱桥劲性骨架施工主要指的是在已经成形并稳固的析式拱骨架上浇筑混凝土(分环以及分段)，以促进钢筋混凝土箱肋拱(也可以是板拱)的形成。在施工中，析式拱骨架主要发挥支架功能，当拱圈形成后要将其埋在混凝土当中使其成为截面的一个基本组成。在我国，析式骨架方式也叫做埋置式拱架方式，而在其他国家也叫米兰方式。刚开始时，析式骨架方式都选择型钢(如槽钢，角钢以及工字钢)做成。其中劲性型钢具有较大的骨架刚度，不过用钢需求量大。因为其用钢需求量大，以往施工控制技术不先进等，致使这种方法在以往并没有得到大规模使用。我国从20世纪80年代起，因为出现了很多大跨度混凝土拱桥以及经济合理，强度较大的骨架材料，再加之施工控制技术的不断发展，因此劲性骨架法在大跨径混凝土拱桥施工过程中得到了大力普及，其跨度极限已实现了420 m(比如重庆地区的万州长江大桥)。

我国在拱桥建造中最早使用钢管混凝土的时间是20世纪90年代初，四川旺苍县在1990年第一次选择无支架施工以及缆索吊装方式建造的东河大桥，是我国首座钢筋混凝土拱桥，其跨度达到了115 m，从此以后钢管混凝土结构在我国的桥梁建造中得到了使用并不断深入。大跨径拱桥即钢管混凝土拱桥使历史悠久的拱桥再次焕发活力。

4 转体施工方式

在高山深谷建桥往往存在着一定的难度，因此桥梁转体施工技术日益受到重视并不断发展。该施工技术的关键是，在两岸地区借助地形以及简单支架进行桥梁半跨结构的预制，通过桥梁半跨结构以及合理的配重，并扣索以及拉杆，同时进行低摩擦系数的滑道以及转盘的设置，建立转体系统，借助简单设备，对两岸地区的桥梁半跨结构进行旋转，记住一定要旋转到位，以确保其成为一个整体。以旋转方式为标准进行划分，主要包括竖直，水平以及平竖结合这三类转体。现今这一方式已经在斜拉，拱桥以及梁桥等各类桥型施工过程中得到了应用，比如建造于2000年且拱跨为360 m宽的丫髻沙大桥，建造于2003年位于北京五环地区的斜拉桥(跨过了石景山区的铁路编组站)以及建造于1990年位于四川绵阳地区的公路跨线桥等。大跨桥梁选择了转体施工法，不需要搭设高成本支架，简化安装架设步骤，将对技术要求高，复杂程度高的高空作业以及水上作业转换为陆上作业，这样的话，不仅保证了施工安全以及质量合格，而且保证了施工控制，同时还有利于通航河道以及跨线桥在开展施工的过程中降低对交通的干扰性，因此不管是技术经济效益还是社会效益都非常不错。