装配式拱桥的施工工艺以及温度作用对施工过程的影响

摘要：拱桥在施工过程中会受到拱桥施工工艺以及温度作用等因素的影响，这些因素对拱桥的施工进展程度产生很大的影响，针对这些影响因素，本篇文章对装配式拱桥的施工工艺以及温度作用对拱桥施工安装过程中产生的影响进行了较为详细的介绍。

关键词：装配式拱桥;施工工艺;温度作用;施工过程

一、引言

装配式拱桥施工，先将拱桥构件分块预制，然后采用缆索吊装系统依次进行拼装。混凝土拱桥采用缆索吊装系统进行装配式施工时，适用于双曲拱桥、肋拱桥、箱形拱桥以及组合箱形拱桥等桥型。在目前的建筑行业领域，较大跨径的拱桥大部分都采用箱形截面拱。对于装配式拱桥，拱圈应该提前进行制作、运输、装备合拢，充分考虑温度对拱圈合拢施工产生的影响，整个施工过程也要进行全面科学的计算，来充分保证施工的顺利进行。

二、装配式拱桥的施工技术

以箱形拱缆索安装施工为例，缆索吊装施工的主要工序包括：缆索吊装系统的设计与安装、预制构件、吊装拱肋、拱肋的合拢、拱上建筑的吊装等。

（一）构件的预制方法

分为拱肋坐标放样与拱肋立式预制这两种方法。对于装配式混凝土拱桥，拱肋坐标放样与有支架施工的拱肋坐标放样相同。而拱肋立式预制则是用立式浇筑的方法预制拱肋，这种方法起吊较方便、能节约材料，是预制拱肋时最常见的一种方法，特别适合于大跨径拱桥。

（二）拱肋起吊、运输及堆放

拱肋在脱模、运输、起吊的时候，混凝土强度不得低于设计要求的吊篮强度，并且一般不低于设计强度的75%。

拱肋起吊时，吊点的位置应该是设计图纸所示位置，没有设计要求时，应该充分结合拱肋形状、截面内部的钢筋布置情况、以及在吊运放置过程中的受力情况等来考虑确定，以保证移运过程的稳定与安全;场内运输时，可以采用龙门架、胶轮平板挂车、汽车平板车、轨道平车或者船只等工具;拱肋在堆放时要尽可能采用卧放，特别是对于矢跨比较小的构件，例如拱肋和拱块。

（三）拱肋的分段与接头

1.拱肋的分段方法：

当拱桥拱肋的跨径小于20m时，可不对其进行分段;处于20-50m之间时，可将其分为2段：而大于50m时，可以分成3段。拱肋在分段吊装时，我们可以将接头安装在拱肋自重弯矩最大处，虽然实际过程中常常将其进行等分，这样可以使每一段所受的重力大小基本相同，吊装的设相对比较节省。

2.拱肋间的接口方法：

为了方便进行定制，并且还能将构造进行简化，使拱肋在分为2段吊装的时，大多可以直接使用对接的方法。在吊装的时候应该先定中间段的拱肋，然后将边段的拱肋朝着中间段进行靠拢，以防止中间段拱肋被搁置，并且导致拱桥的扣索拉力和中间段拱桥拱肋间搁置的弯矩的增加。而对于那种接口位于连接处的，在实质上是全截面通用的缝，这需要實际连接的材料强度要非常高才行。

3.接口间连接的方法和实际要求：

拱肋接口间的连接材料，在实际上应用中，有电焊的型钢、钢板的螺栓以及电焊的拱肋钢筋等等。并且接口处混凝土的实际强度必须要比装配式拱桥拱肋中所使用的混凝土强度要高很多。

（四）拱桥的拱座

拱肋与墩台之间的连接被称之为装配式拱桥的拱座。因为它构造十分简单，消耗的钢材量很少，并且在固定时性能十分良好，所以在实际工程中应用的较为广泛。

（五）温度对拱桥施工的影响

钢箱型拱桥在施工完成过后，其拱肋拱轴线的线形与设计拱轴线线形的差值体现了安装精度的高低，温度作用对成桥过后拱轴线线形的影响较大。因为钢箱型拱桥不仅仅有美观的外观造型，同时还以其强度高、抗扭刚度大以及具有良好的稳定性而深受桥梁设计师们的青睐，因钢材的质量轻、强度高，所以近年来钢拱桥的跨域的能力也在不断提高，因此对施工技术也提出了更高要求，斜拉扣挂悬臂拼装施工法有着跨域能力大、施工方便快捷的优点，在大跨度拱桥中经常被采用。钢材由于导热性能好，对温度变化较为敏感，温度作用已成为影响吊装过程中拱肋安装精度的重要因素，在结构设计和施工中必须引起足够的重视。

三、拱桥的安装顺序

安装拱桥时，一般是先进行边段拱肋的吊装和悬挂，然后才是次边段拱肋的吊装和实际悬挂。

（一）拱桥吊装拱肋的顺序

因为在拱肋合龙的方法当中，横向的方案较为稳定，多孔的桥吊必须安装在每个孔合龙的几片小型拱肋中，通常在两片以上。而对实际工程中的肋拱桥，在安装每一个拱肋时，必须尽早地安装横置的系梁，来加强每一个拱肋的固定的稳定性，必须设置横向的临时的连接系统，来加快实际施工的进度。但是，系统合龙时吊装的拱肋所产生单向的推力必须要小于桥墩实际的承受能力。对于那些位置高的墩，我们应根据桥墩的位置来控制其单向推力，其位移的数值应在300到500之间。而在设有制动的墩桥跨中，可以制动桥墩作为界分孔来进行安装。

（二）装配式拱桥采用缆索吊装

可以把每个主索位置下的所有拱肋全部进行吊装，待完毕之后再来移动主钢索。通常把吊起的桥孔放在安装的最后阶段进行吊装，并且必要的时候还要在该孔最后的拱肋间进行穿孔，来保证起吊的安全性。

（三）缆索吊装的先后顺序

为了减少在实际应用时扣索来回往返的次数，可以根据吊装前进的方向，按一定的顺序进行实际吊装。在实际应用中，吊装顺序为：预定拱肋以及拱上建筑的结构→把定制的拱肋通过运输工具运至拱桥的安装位置→吊装钢筋合龙→拱上建筑结构的安装。

四、温度对吊装过程拱肋线形的影响

桥梁结构会因为不均匀的温度作用而引起外加变形或者约束变形，当结构的设计温度与实际施工温度不一致时，会导致桥梁结构在体系温差的作用下产生温度内力和位移，从而影响整个吊装的精度。在吊装过程中，当实际环境温度与设计的温度不一致时，将会导致体系温差，若在施工过程中不予以考虑，将会影响节段的整体安装精度。在施工时应当尽量选择在环境温度接近与设计温度的环境下进行，以减小体系温差造成的误差。

当桥位的平均温度大于实际施工合拢温度时，拱轴线会伸长，拱内将产生压力，拱顶会出现负弯矩，而拱脚则会出现正弯矩;反之，当桥位的平均温度小于实际施工合拢温度时，拱轴线会缩短，拱内将产生拉压力，拱顶会出现正弯矩，而拱脚则会出现负弯矩。

五、总结

在装配式拱桥施工期间，工程施工必须要真正做到事前进行控制，认真执行装配式拱桥的施工工艺控制方法，以此来解决实际工程应用中的各类问题，及时纠正施工中发现的错误，同时避免在实际施工过程时产生浪费，进而有效地保证工程目标按期完成。

装配式拱桥在吊装过程中时，其安装坐标受温度作用影响较大，其中体系温差对里程影响较大，并且影响值会随着悬臂长度的增加而增加。实际施工时，应当结合施工现场的测量数据，来进行相应误差的修正，以此提高吊装的精度。

参考文献：

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作者简介：

李是材（1995-），男，汉族，四川雅安人，重庆交通大学硕士研究生，研究方向：桥梁工程。