第十二章拱式桥梁的施工doc.docx

第十二章 拱桥施工Equation Chapter 12 Section 1与梁桥施工方法相似，拱桥施工方法总体上也分为有支架施工和无支架施工两大类。石拱桥、混凝土预制块拱桥和现浇钢筋混凝土拱桥，只能采用有支架施工方法修建。钢筋混凝土拱桥施工方法较多，除了支架施工法外，还可以采用缆索吊装法、悬臂浇筑法、转体施工法和劲性骨架法施工；钢管混凝土拱桥、钢拱桥则多采用缆索吊装和转体施工法施工。劲性骨架法实际上是同时使用了缆索吊装和支架施工两种方法，即先用缆索吊装法架设拱形劲性骨架，然后围绕钢骨架浇筑拱箱（肋）混凝土，形成箱形拱圈（肋）。与有支架方法不同的是，劲性骨架法将劲性骨架埋入混凝土拱箱中，作为拱圈的一部分不再回收，而有支架法在拱圈（肋）混凝土浇筑完后拱架撤除予以回收。拱桥施工一直是制约拱桥发展的关键技术问题。同学们应该认真学习施工方法，勇于创新施工方法，为今后我国朝更大跨径拱桥建设做出贡献。本章重点介绍有支架法和缆索吊装法，其它方法做简略介绍。第一节 有支架施工有支架施工的主要施工工序有材料准备、拱圈放样（包括石拱桥的拱石放样）、拱架制作与安装、拱圈及拱上建筑的砌筑等。拱桥材料选择应满足设计和有关规范的要求。石拱桥石料准备（包括开采、加工和运输等）是决定施工进度的一个重要环节，也在很大程度上影响桥梁的造价和质量。特别是料石拱圈，拱石规格繁多，所费劳动力也很多。为了加快桥梁建设速度，降低桥梁造价，减少劳动力消耗，可以用小石子混凝土取代砂浆砌筑拱石来修建拱桥。拱圈或拱架的准确放样，是保证拱桥符合设计要求的基本条件之一。石拱桥的拱石，要按照拱圈的设计尺寸进行加工，为了保证尺寸准确，需要制作拱石样板，它是将拱圈按1:1比例放出大样，然后用木板或铁锌皮在样台上按分块大小制成样板，并注明拱石编号（图12. 1），以利加工。样板必须保证在施工期间不发生过大变形，便于施工过程中对样板进行复查。对于左右对称的拱圈，可只放出半跨大样。常用的放样方法有直角坐标法、多圆心法等。拱弧分点越多，用这种方法放出的拱圈尺寸越精确。图12. 1拱石编号拱架是拱桥有支架施工过程中的重要临时结构，在拱桥的整个施工期间，用以支承全部或部分拱圈和拱上建筑的重量，并保证拱圈的形状符合设计要求，因此，要求拱架具有足够的强度、刚度和稳定性。拱架又是一种施工临时结构，在设计和安装拱架时，要求构造简单，稳定可靠，受力清楚，装卸方便，以加快施工进度，减少施工费用。一、 拱架构造及安装（一）满布式木拱架满布式木拱架的优点是施工可靠，技术简易，木材和铁件规格要求较低，缺点是木材用量多，木材和铁件的损耗率也较高，受洪水危险大，因此，木拱架多用于可设中间支架的桥孔和不通航的河流上。满布式木拱架通常由拱架上部（拱盔）、卸架设备和拱架下部（支架）三部分组成。1）立柱式拱架立柱式拱架（图12. 2），上部由斜梁、立柱、斜撑和拉杆组成拱形桁架（拱盔），下部由立柱及横向联系（斜夹木和水平夹木）组成支架，上下部之间放置卸架设备（木楔或砂筒等）。图12. 2 立柱式木拱架1-弓形木；2-立柱；3-斜撑；4-卸架设备；5-水平拉杆；6-斜夹木；7-水平夹木；8-桩木为适应拱腹曲线形状，需要在斜梁上钉以弧形垫木，通常将斜梁和弧形垫木合称为弓（弧）形木。弓（弧）形木支承在立柱或斜撑上，长度一般为2m3m。在弓形木上设置横梁，间距一般为0.6m0.7m，上面再纵向铺设24cm厚的模板（图12. 3a），就可砌筑拱石或作为现浇混凝土拱的底模板。当拱架横向间距较密时，也可不设横梁，直接在弓形木上横向铺设35cm厚的模板（图12. 3b）。图12. 3 弓形木构造立柱间距按桥梁跨径及承受拱圈重量的不同，一般在1.55m之间，拱架横桥向间距一般在1.21.7m。为了增强横向稳定性，拱架之间应设置横向联系（水平及斜向夹木）。2）撑架式拱架撑架式拱架（图12. 4），是用少数框架式支架加斜撑来取代数量众多的立柱，材料用量较立柱式拱架少，构造也不复杂，而且能在桥孔下留出适当的空间，减少洪水及漂浮物的危险，在一定程序上满足通航或桥下通行的要求，因此，在实际中采用较多。图12. 4 撑架式木拱架拱架的卸落设备，一般设置于拱架水平拉杆与支架帽木间上下立柱相对应之处；跨径较大时，可设于弓形木下支点处。拱架各杆件的联结应紧密，可用铁夹板、硬木夹板或螺栓等铁件或硬木联结。一般拱架上应力较小部位的杆件可用圆钉、扒锯钉等简易铁件联结。3）支架基础支架基础必须稳固，承重后应能保持均匀沉降且沉降值不得超过预计范围。基础为石质时，应挖去表土，将柱根处岩面凿低、凿平。基础为密实土壤时，如在施工期间不致被流水冲刷，可采用枕木、石块铺砌或混凝土作基础，如施工期间可能被流水冲刷，或为松软土质时，须采用桩基或框架结构，或其他加固措施。基础承重后的预计沉降值可按载重实验确定，应不大于在计算预拱度时采用的基础下沉值。4）拱架的制作及安装拱架的弓形木及立柱等主要杆件，应采用材质较强、无损伤及湿度不大的木材。拱架制作及安装时，应以基础牢固、立柱正直、节点联结紧密为主要原则。高拱架应特别注意其横向稳定性。拱架可就地拼装，或根据起吊设备能力，预拼成组件后再进行安装。满布式木拱架的制作及安装程序如下： 在平台上，按拱圈拱腹弧线加预拱度放出拱模弧线，并将拱模弧线分成段，定出弓形木接头位置和排架、斜撑、拉杆的中心线。 在样台上量出各杆件尺寸，制作各杆件大样。 在支架及卸落设备上操平，定出拉杆水平线。 安装拉杆、立柱、斜撑、夹木及弓形木等杆件。 在弓形木各节点操平（包括预拱度），准确的按拱模弧线（减去模板、垫木和横梁的高度）控制弓形木高度。由于木拱架需要耗用大量木材，而且损耗大，目前已经很少采用。如仍需满布式拱架时，可采用钢管或碗扣式钢管搭设。（二）满布式钢管拱架（三）工字梁活用钢拱架工字梁活用钢拱架构造形式见图12. 5。这种钢拱架构造简单，拼装方便，可重复使用，适用于河流需保持畅通、墩台较高、河水较深和地质条件较差的桥孔。拱架由工字钢梁基本节（分成几种不同长度）、楔形插节（由同号工字钢截成）、拱顶铰、拱脚铰等基本构件组成。工字钢与工字钢或工字钢与楔形插节，可在侧面用角钢和螺栓联结，在上下面用拼装钢板联结。基本节一般用两个工字梁横向平行组成。用基本节和楔形插节连成拱圈全长时即组成一片拱架。图12. 5 工字梁活用钢拱架用选配工字钢长度和楔形插节节数的方法，可使拱架适用于多种曲度和跨度的拱。横桥向拱架片数，应根据拱圈宽度和重量来确定。拱片间用角钢杆件联结成整体。卸拱时，可采用拱顶复式楔、拱脚砂筒或弓形木下的木楔等卸拱设备。工字梁活用钢拱架安装方法简单，一般是将每片拱架先组成两个半拱片，然后安装就位。架设工作分片进行。在架设每个拱片时，应先同时将左、右半拱两段拱片吊至一定高度，并将拱片脚插入墩台缺口或预埋的工字梁支点上与拱座铰联结，然后安装拱顶卸顶设备进行合龙。（四）钢桁架拱架1）结构类型 常备拼装式桁架型拱架此种拱架系由标准节、拱顶节、拱脚节及联结杆等以钢销联结而成，再以纵横向联结系将两拱架联成一组，即可作为砌筑、浇筑或吊装一片拱肋的支架。用变换联结长度的方法来调整曲度和跨度，如图12. 6所示。图12. 6 常备拼装式桁架型拱架装配式公路钢桥桁节拼装拱架在配装式公路钢桥桁节上弦接头处加上一个不同长度的钢铰接头，即可拼成用于多种曲度和跨度的拱架。拱架两端应另设拱脚节及支座，以构成两铰拱架，为使完工后卸架方便，应在弓形木下设置木楔。拱架的横向稳定则需依靠各片拱架间的抗风拉杆、撑杆以及风缆等设备，拱架构造如图12. 7所示。 图12. 7 公路装配式钢桥桁节拼装拱架近年来，这种拱架形式在四川、贵州等地应用较多，非常适合于山区地形复杂，又需要建造拱桥的地区。 万能杆件拱架万能杆件经补充一部分带钢铰的联结短杆后也可拼装成拱架。拼装时，先拼成桁架节段，再用长度不同的联结短杆连成折弧形。万能杆件桁架、装配式公路钢桥桁架与木拱盔或钢管脚手架组合拱架图12. 8所示为山西丹河大桥（146m跨石拱桥）所采用的拱架形式，由万能杆件桁架（也可用装配式公路钢桥桁架）拼装成支架，上面布置帽木、立柱、斜撑、横梁及弧形木等构成拱架。图12. 9所示为一座60m拱桥的组合拱架示意，它是用钢管脚手架取代帽木、立柱、斜撑、横梁及弧形木形成拱架。图12. 8 丹河大桥拱架图12. 9 60m跨组合拱架斜拉贝雷平梁拱架如图12. 10所示，斜拉贝雷平梁拱架可用于一跨或几跨连续施工的情况，在距边墩一定位置设一临时墩，在中间墩墩顶各设一个塔柱，塔柱顶端伸出斜拉杆（索）拉住贝雷平梁，平梁设拱盔，形成几孔连续的斜拉式贝雷平梁拱架结构。斜拉贝雷平梁拱架的平梁可采用浮吊船架设，也可采用悬臂扒杆节段拼装。由于斜拉贝雷平梁拱架柔性较大，施工中应严格掌握和控制对称加载及塔柱、平梁的挠曲变形，控制平梁、斜拉杆（索）及塔柱的受力不超限。该拱架适用于山区河流、航道复杂地段或深谷间施工的钢架拱及其他拱桥的现浇施工。图12. 10 斜拉贝雷平梁拱架2）钢桁架拱架的安装半拱旋转法该架设方法与工字梁活用钢拱架相似，但起吊前拱脚先安在支座上，然后用拉索使两半拱拱架向上旋转合龙。竖立安装法在桥跨内的两端拱脚上，垂直拼成两半孔拱架，再以绕拱脚铰旋转的方法安放至设计位置进行合龙。悬臂拼装法适用于拼装式桁架型拱架。拼装时从拱脚起逐节进行，拼装好的节段，用滑车组或斜拉索系吊在墩台临时塔架上，与劲性骨架、钢管混凝土拱桥的悬臂施工相似。二、拱架的设计计算（一）拱架的计算荷载 拱圈圬工重量。不分环砌筑时，按拱圈全部重量计入。分环砌筑时，对于小跨径拱桥，按实际作用于拱架的环层计算，一般计入拱圈总重的60%75%；对于大跨径拱桥，分环数多，拱架高，相对刚度较小，不宜简单地以多少拱圈重量计算，而应根据施工工序进行整体分析。模板、垫木、拱架与拱圈之间各种材料的重量。拱架自重。排架式木拱架（包括铁件）可按6.5kN/m3估算。人员、机具重量。一般可按2.0kN/m2估计。横向风力。验算拱架稳定性时应考虑横向风力。横向风力可参考现行公路桥涵设计通用规范第2.3.8条计算，缺乏资料时也可假定1.0kN/m2。受风时，拱架抗倾覆稳定系数不小于1.3。（二）有中间支架的拱架计算1）拱块重力的分解作用在拱架上的拱块重量，只有在拱顶处是全部传到拱架上的，在其它处，拱块重量将分解为垂直于斜面的正压力和平行于斜面的切向力。此外，由于的作用，使拱块与模板间产生阻力，以抵抗使拱块下滑的切向力。由此，切向力一部分传给拱架斜梁，其余部分则继续往下传至墩台或下一根斜梁，拱块重力作用图式如图12. 11所示。图12. 11 立柱式和撑架式拱架计算图式 (12.1) (12.2) (12.3)式中：G拱块重量；拱块与模板间的摩阻系数，混凝土拱圈采用0.47，石砌拱圈采用0.36。作用在拱架斜面上的拱块切向力，当时，应采用；当时，应采用，部分将传给下一已成拱块，或由临时支承传给下一段斜梁。2）满布式木拱架杆件内力计算计算满布式木拱架时，不考虑拱盔的桁架作用，各杆件的内力可从拱顶开始用节点法逐次分析，但大多用图解法，以避免繁琐计算。图12. 12所示为拱架顶部4个不同的节点受力情况。图12. 12 拱架顶部节点受力图式由于木拱架的节点构造一般不适于受拉，故斜梁、立柱和斜撑只能承受压力，并假定拱架正压力平均分配于斜梁两端节点，合力只由其作用相邻的两杆件承受，则当斜梁上的作用力和已知时，即可计算出斜梁、立柱和斜撑所受的压力。斜梁除了承受轴向力外，还要承受由拱石正压力引起的弯矩，应按压弯构件计算。立柱和斜撑按压杆计算。模板按受弯构件计算，斜夹木和横夹木，作为增强稳定之用，按构造要求设计，不考虑受力，不做计算。（三）拱式拱架的计算计算三铰拱式拱架内力之前，应根据前述拱架受力分析方法，分别求得各节点所承受的竖直力和水平力，再按三铰拱求得拱架的支承反力和，如图12. 13所示。然后根据拱架构造用节点法或截面法分析各杆件内力。图12. 13 拱架受力图式这种计算方法比较精确，但也费时。对此，可采取具有一定精度、且偏于安全的简捷方法，即在计算拱架荷载时，不考虑拱块和模板间的摩阻力及拱块部分重量可由下一拱块逐次传至拱脚的有利作用，偏安全地假定拱块全部重量均由拱架承担，于是各节点仅有竖向力，这样就大大简化了计算，并可利用影响线选择合理的砌筑（或浇筑）顺序。对于钢桁拱架，由于拱架的上下弦隐蔽程度不同，温差颇大，要根据当地情况对温度作出估计，进行温度应力验算。大跨度拱桥的拱圈（肋）自重很大，为了节省拱架材料，采用分层浇筑法或分环砌筑方法，并使先筑好的层次与拱架一起共同支承后筑的层次。理论计算和工程实践表明，先筑好的拱圈可以承担30%40%的自重。在计算拱圈底（环）与拱架共同工作时，由于两者的刚度相差甚大，可假定拱架承受全部弯矩和剪力，拱圈底（环）则仅帮助拱架承受一部分轴向压力，如图12. 14所示。因此，拱架必须有足够的刚度，以免底板混凝土开裂。图12. 14 拱圈与拱架共同作用情况三、施工预拱度计算与设置拱架在拱桥施工中，会产生弹性和非弹性变形。另外，当拱圈砌筑（浇筑）完毕，强度达到要求而卸落拱架后，在自重、温度变化等因素影响下，拱圈也会产生弹性下沉。为使拱圈的拱轴线符合设计要求，必须在拱架上设置施工预拱度，以抵消各种可能发生的竖直变形。（一） 拱圈施工时和卸（脱）架后产生的变形 拱圈自重产生的拱顶弹性挠度； 拱圈温度变化所产生的拱顶弹性挠度； 拱圈墩台、支座变形、位移而产生的拱顶弹性挠度； 混凝土拱圈因混凝土硬化收缩所产生的挠度； 拱架和支架在设计荷载下的弹性及非弹性变形及由于卸拱设备的非弹性压缩所产生的非弹性下沉； 拱式拱架在设计荷载下的弹性挠度和非弹性下沉； 支架基础在受载后的非弹性压缩； 无支架吊装时的裸拱变形，一般可预估为/1000，为拱圈的计算跨径； 斜拉平梁拱架由于不平衡加载引起的塔柱变形产生的挠度。（二） 拱圈脱架后所产生的弹性挠度下沉值的估算1）拱圈自重所产生的拱顶弹性挠度值拱圈自重所产生的拱顶弹性变形可用以下两种方法计算，以资比较： (12.4)式中: 不计弹性压缩的拱圈横截面水平推力； 拱圈计算跨径； 拱顶厚度； 拱圈材料弹性模量； 拱圈计算矢高； 水平推力影响线在跨径中点的坐标，可自无铰拱计算用表查得，悬链线拱按下式计算： (12.5)式中： ，随拱轴系数大小而定； 计算系数，可参见有关设计手册。 按拱的平均压力计算： (12.6)式中：， 意义同上；拱圈横截面产生的平均压应力，可取，其中为半跨拱弦线与水平线夹角，意义同上，为拱圈平均截面积。2）拱圈因温度变化所产生的拱顶弹性挠度值 (12.7)式中：， 意义同前； 拱圈材料线膨胀系数； 年平均温度；合龙时的温度；当时，拱顶上挠，反之，拱顶下挠。3）墩台水平位移产生的拱顶弹性挠度值或 (12.8)式中：拱脚相对水平位移总和。4）混凝土拱圈由收缩徐变产生的拱顶下沉值整体施工拱圈，可按降低温度15所产生的下沉值计算。分段施工的拱圈，可按降低515计算。计算公式见式。（三）满布式拱架在拱顶处产生的弹性及非弹性下沉满布式拱架受载后，主拱圈拱顶产生的弹性及非弹性下沉，同样可按上述拱圈脱架后所产生的弹性挠度下沉值的估算。满布式拱架本身的下沉量按下列项目估算： 拱架和支架在受载后的弹性下沉 (12.9)式中： 拱架立柱受载后的压应力； 立柱高度； 立柱材料的弹性模量。 拱架和支架在受载后的非弹性变形此种变形是由于杆件结合不紧密（缝隙）所致，其值一般按经验估算。顺纹木料相接，每条接缝变形以2mm 计；横纹木料相接以3mm计；顺纹与横纹木料相接以2.5mm计；木料与金属或木料与圬工相接以2mm计。 (12.10)式中：各接头数目。对于扣件式钢管拱架，扣件沿立柱滑动或相对转动可引起拱架非弹性变形，按经验估计。 砂筒的非弹性压缩一般200kN压力砂筒为4mm，400kN压力砂筒为6mm，筒内砂子未预压紧时取10mm。 支架基础在受载后的非弹性压缩其值一般可估计为：枕梁在砂土上取510mm；枕梁在粘土上取1020mm；打入砂土的桩取5mm；打入粘土之桩取10mm。（四）拱式拱架的挠度及下沉量 拱式拱架的弹性挠度值 (12.11) 拱架受载后的非弹性下沉 (12.12)式中： 半跨拱架内接缝道数； 每道缝的宽度，可估计为1mm2mm。 其他弹性及非弹性下沉拱式拱架本身变形以外的卸拱设备的下沉，以及在有支架时支架的弹性及非弹性下沉等，可按前述方法估算。（五）预拱度的设置拱架在拱顶处的总预拱度，应根据上述各种下沉量，按可能产生的各项数值相加后得到。由于影响预拱度的因素很多，不可能算得非常准确，实际施工时，应根据以上计算结果并结合实际经验，进行适当调整。对一般的砌体拱桥，在缺乏可靠资料时，拱顶预拱度按进行校核或估算。对于大跨径拱桥，总预拱度值应根据施工工序进行整体结构分析后得出。计算出拱顶预拱度后，其余各点的预拱度可近似按二次抛物线分配（图12. 15），即： (12.13)图12. 15 预拱度分配式中：与拱顶距离为处的预拱度； 拱顶总预拱度； 拱圈计算跨径。除按二次抛物线分配以外，也可采用水平推力影响线分配。对于不对称拱桥或坡拱桥，应按拱的弹性挠度反向比例设置。四、 拱架、拱圈施工放样（一）放样平台大、中跨悬链线拱桥施工，一般均须先在放样台上放出拱圈大样，以确定拱块形状尺寸、拱圈分段位置以及各种构件的位置和尺寸。大样比例一般采用1:1，放样平台应选择桥位附近较为平坦和宽敞的场所。随着计算机图形技术的发展，目前已基本上采用计算机图形放样。（二）放样方法拱圈和拱肋一般采用直角坐标法放样。直角坐标法是以拱轴线的顶点为原点，（图12. 16），用经纬仪放出及两坐标基线及AA、BB、CC、DD等辅助线，并以对角线校核。按拱轴线方程计算出计入预拱度后的拱轴线及内外弧线各预定点的纵横坐标，再由经纬仪用交会法放出各点，也可用细钢丝交出各点，然后用长而细的木条（或竹条）将各点联成一平滑曲线。这种方法简单，容易掌握，因此使用较广。图12. 16 拱圈坐标法放样图五、拱架的卸落和拆除（一）卸落时间拱架卸落过程实际上是拱圈受力体系的转换过程，若控制不好，将直接影响拱圈质量，甚至会危及到拱圈和施工人员的安全。通常，拱圈须在砌筑完成后20d30d，砌筑砂浆达到70%设计强度或规范规定的要求后才可卸落拱架。此外还须考虑拱上建筑、拱背填料、连拱等因素对拱圈受力的影响，尽量选择对已成拱体影响最小的时机，过早或过迟卸架都将对拱圈受力产生不利。一般情况下，卸架时间应选择在以下阶段进行： 实腹式拱在护拱、侧墙完成后； 空腹式拱上腹拱横墙完成、腹拱圈砌筑前； 裸拱卸架时，应对裸拱进行截面强度及稳定性验算，并采取必要的稳定措施； 如必须提前卸架，应适当提高砂浆（或混凝土）强度或采取其他措施； 较大跨径拱的拱架卸落期限，一般在设计中有明确规定，应按设计规定进行。（二）卸架设备1） 木楔木楔有单木楔和组合木楔两种构造型式。单木楔构造简单，在满布式拱架中较常使用。单木楔由两坡度1:61:10的斜面硬木块组成，其构造如图12. 17a）所示。落架时，用锤轻轻敲击木楔小头，将木楔取出，拱架即卸落。不足之处是敲击时震动较大，而且容易造成下落不均匀，适合于中、下跨径拱桥。组合木楔由三块楔木和一根拉紧螺栓组成，见图12. 17b）。卸架时，只需扭松螺栓，楔木在压力作用下徐徐下降，完成卸架。组合式木楔构造简单而完善，比用单木楔卸落稳定和均匀，适用于40m以下的满布式拱架或20m以下的拱式拱架。图12. 17 卸落用设备a）简单木楔；b）组合木楔；c）砂筒2）砂筒拱式拱架和大跨径拱架在卸落点处的受力较大，宜采用砂筒卸架。砂筒的构造如图12. 17c）所示，它是由内装砂子的金属筒及活塞组成。卸落是靠砂子从筒的下部预留泄砂孔流出，因此，要求砂子均匀、干燥、洁净。砂筒与顶心间的空隙应用沥青填塞，防止砂子受潮。通过砂子流出量可控制拱架卸落高度，这样就能由泄砂孔的开与关，分数次进行落架，并能使拱架均匀下落而不受震动。一般多用于50m以上的满布式拱架和30m以上的拱式拱架。我国170m混凝土箱形拱桥所用的钢制砂筒直径达86cm，使用效果良好。3）千斤顶这种卸架设备可较精确地控制下降量，但费用较高。此外，还可用于调整拱圈内力。（三）满布式拱架的卸落在卸落拱架中，因拱架受力后产生变形，所以，只有达到一定卸落量后，拱架才能脱离拱体。满布式拱架所需卸落量，应为拱体弹性下沉量及拱架弹性回升量之和，即前面所列预拱度中及等项数值之和。该卸落量为拱顶处的卸落量，拱顶两边各支点的卸落量可按直线比例分配。为使拱体逐渐均匀地降落和受力，各点卸落量应分成几次和几个循环逐步完成，各次和循环之间应有一定的间歇，间歇后应将松动的卸落设备顶紧，使拱体落实。满布式木拱架可依据算出和分配的各点卸落量，从拱顶开始，同时向两端对称地进行。悬链线拱的拱架，可考虑从两拱脚开始分别对称地向拱顶进行，或由两边1/4处开始，分别对称地向拱顶和拱脚两个方向进行。 （四）钢桁架拱架的卸落及拆除1）卸落量的计算拱式拱架的卸落量一般应包括。2） 卸落方法卸落设备位于拱顶时，可在系吊或支撑的情况下逐步松动卸落设备，逐步卸落拱架，至拱架脱开拱体后，将拱架拆除。当卸落设备（一般用砂筒）设于拱脚下时，为防拱架与墩台顶紧阻碍下降，应在拱脚三角垫与墩台间设置木楔（图12. 18）。卸落拱架时，先松动木楔，清除墩台对拱架降落的阻力，再逐步对称地降落砂筒。在拱架与拱体间有一定的空间时，也可采取满布式拱架的卸落方法，即在弓形木或横梁下各支点处设置木楔，用此木楔完成卸落量，使拱架脱开后再拆除拱架。图12. 18 钢桁架拱架卸落装置 1垫木；2木楔；3混凝土三角垫；4斜拉杆；5砂筒；6、7支架拼装式钢桁架拱架可吊挂在已建成的拱体上分节拆除，拆除的拱节可用缆索吊车或汽车吊车吊移。拆除方法如图12. 19所示。图12. 19 拼装式拱架拆除六、圬工拱圈及拱上结构的砌筑（一）拱圈的砌筑在拱架上砌筑拱圈时，拱架将随荷载的增加而不断变形，有可能使已砌筑砌体产生裂缝。为了保证在整个砌筑过程中，拱架受力均匀，变形最小，拱圈质量符合设计要求，必须选择适当的砌筑方法和顺序。一般可根据跨径的大小，采用不同的砌筑方法。在多跨连拱拱桥的施工中，应考虑与邻孔的对称均衡问题，以防桥墩承受过大的单向推力。当为拱式拱架时，应适当安排各孔砌筑程序；当为满布式拱架时，应适当安排各孔拱架的卸落程序。1）拱圈按顺序对称砌筑跨径16m以下的拱圈，当采用满布式拱架施工时，可以从拱脚至拱顶一次性按顺序对称砌筑，在拱顶合龙。当采用拱式拱架时，对跨径10m以下的拱圈，应在砌筑拱脚的同时，预压拱顶与拱跨1/4部位。2）拱圈三分法砌筑分段砌筑采用满布式拱架砌筑、跨径在16m以上25m以下的拱圈和采用拱式拱架砌筑、跨径在10m以上25m以下的拱圈，可采取每半跨分成三段对称砌筑方法。每段长度不宜超过6m，分段位置一般在1/4点及拱顶（3/8 点）附近。当为满布式拱架时，分段位置宜在拱架节点上。如图12. 20所示，先对称砌筑段和段，后砌段，或各段同时向拱顶方向对称砌筑，最后砌筑拱顶石合龙。图12. 20 分段砌筑（跨径小于25m） 跨径大于25m时，应按跨径大小及拱架类型等情况，在两半跨各分成若干段、均匀对称地砌筑。每段长度一般不超过8m。具体分段方法应按设计规定，无规定时应通过验算确定。分段砌筑时应预留空缝，以防拱架变形产生拱圈开裂，并起部分顶压作用。空缝数量应视分段长度而定。一般在拱脚附近、1/4点、拱顶及满布式拱架的节点处必须设置空缝。分环砌筑较大跨径石拱桥的拱圈，当拱圈较厚、由三层以上拱石组成时，可将全部拱圈分成几环砌筑，砌一环合龙一环。当下环砌完并养护数日后，砌缝砂浆达到一定强度时，再砌筑上环。按此方法砌筑时，下环可与拱架共同承担上环之重量，因而可减轻拱架之荷载。其所能减轻拱架荷载的数值，须依所分环数、上下环厚度和砌缝砂浆硬化程度等情况而定。分环砌筑时，各环的分段方法、砌筑程序及空缝的设置等，与一次砌筑完成时相同，但上下环间应犬牙相接。分阶段砌筑砌筑拱圈时，为争取时间和拱架荷载均匀、变形正常，有时在砌完一段或一环拱圈后的养护期间，工作并不间歇，而是根据拱架荷载平衡的需要，紧接着将下一拱段或下一环层砌筑部分。此种前后拱段和上下环层分阶段交叉砌筑的砌筑方法，称为分段砌筑方法。不分环砌筑拱圈的分阶段的砌筑方法，通常是先砌拱脚几排，然后同时砌筑拱顶、拱脚及1/4点等拱段。上述各拱段砌到一定程度后，再均匀的砌筑其余拱段。分环砌筑的拱圈，可先将拱脚各环砌筑几排，然后分段分次砌筑其余环层。在砌完一环后，利用其养护期，砌筑次一环拱脚之一段，然后砌筑其余环段。图12. 21为一孔净跨30m、矢跨比1/5单层拱圈分阶段砌筑示例，其中在第阶段时应在1/4点下方压两排拱石。图12. 22为一孔净跨65m、矢跨比1/6的石拱圈分阶段砌筑实例。较大跨径拱圈的分阶段砌筑方法，一般在设计文件中有规定，应按设计文件的规定进行。图12. 21 30m单层拱圈分阶段砌筑图12. 22 65m石拱圈分阶段砌筑实例3）预加压力砌筑预加压力砌筑法是在砌筑前，在拱圈上预加一定重量，以防止或减少拱架弹性和非弹性下沉的砌筑方法。此法对于预防拱圈产生不正常变形和开裂较为有效。所需压重材料以利用拱圈本身准备使用的拱石较为简便和节省。加压顺序应与计划砌筑顺序一致。砌筑时，应尽量利用附近压重拱石就地安砌，随撤随砌，使拱架保持稳定。在采用刚性较强的拱架时，可仅预压拱顶，预压拱顶时，可将拱石堆放在该段内，或当时就将该段砌筑完。压重材料不能利用拱石时，也可采用砂袋等其他材料。对于刚性较差的拱架，预压须均匀地进行，不可单纯压拱顶。4）分段支撑分段砌筑拱圈时，如拱段倾斜角大于石块与模板间摩擦角（约20），则拱段将在切线方向产生一定的滑动。这种情况下，必须在拱段下方临时设置分段支撑，以防拱段向下滑动。分段支撑所需强度应通过计算求出。分段支撑的构造依支撑强度而定。强度较大时，须制成三角支撑并须支撑于拱架上。较平坦的拱段，可简单地用横木、立柱、斜撑木等支撑于拱架或模板上。分环砌筑时，上环也可用撑木支撑在下环的拱石上。三角撑应在拱圈放样平台上按拱圈弧形放样制作。三角撑的构造如图12. 23所示。图12. 23 分段支撑a） 支撑支顶在下一拱段 b）三角支撑支顶在模板上5）空缝的设置与填塞砌筑拱圈时所预留的空缝，应位置正确，形状规则，宽度以34cm为宜。在靠近底面和侧面处，缝宽应与周围砌缝相同，且靠空缝一面的拱石应当加工凿平。空缝的填塞，应在所有拱段及拱顶石砌完后（刹尖封顶及预加压力封顶除外）进行；分环砌筑时，应在整环砌合后进行；当须用大力夯实空缝砂浆，以增强拱圈压力时，应在拱圈砌完且砌缝砂浆强度达到设计的70%后，拱架卸落前进行。填塞空缝宜在一天中较低温度，且两半跨对称地进行。6）拱圈合龙砌筑拱圈时，常在拱顶留一龙口，在各拱段砌筑完成后安砌拱顶石合龙。分段较多的拱圈和分环砌筑的拱圈，为使拱架受力对称和均匀，可在拱圈两半跨的1/4处或在几处同时砌筑合龙。为防止拱圈因温度变化而产生过量的附加应力，拱圈合龙应按设计规定的温度和时间进行。设计无规定时，宜选择在接近当地年平均温度时或昼夜平均温度（一般为1015）时进行。（二）拱上砌体的砌筑拱上砌体的砌筑，必须在拱圈砌筑合龙和空缝填塞后，经过数日养护，使砌缝砂浆强度达到70%后才能进行。养护一般不少于3昼夜，跨度较大时应酌情延长。砌筑实腹式拱的拱上砌体时，应如图12. 24所示，将侧墙等拱上砌体分成几部分，由拱脚向拱顶对称地做台阶式砌筑。拱腹填料可随侧墙砌筑顺序及进度进行填筑。填料数量较大时，宜在侧墙砌完后再分部进行填筑。实腹式拱应在侧墙与桥台间设伸缩缝使二者分开。多跨拱桥应在桥墩顶部设伸缩缝使两侧侧墙分开。图12. 24 砌筑实腹式拱的拱上砌体为防止空腹拱桥的腹拱受到主拱圈卸落拱架时的变形影响，可在主拱圈砌完后，先砌腹拱横墙，然后待卸落拱架后再砌筑腹拱拱圈。腹拱上的侧墙，应在腹拱拱铰处设置变形缝。较大跨径拱桥桥上砌体的砌筑程序，应按设计文件的规定进行。七、钢筋混凝土拱圈就地浇筑（一）连续浇筑跨度16m以内的拱圈（肋）混凝土，应按拱圈全宽度从两端拱脚向拱顶对称连续浇筑，并在拱脚混凝土初凝以前完成。如预计不能在限定的时间内完成，则须在拱脚处留一隔缝并最后浇筑隔缝混凝土。（二）分段浇筑跨度大于16m的拱圈（拱肋），为减少混凝土的收缩应力，避免因拱架变形产生裂缝，应采取分段浇筑的方法。拱段的长度一般为615m。分段位置应能使拱架受力对称、均匀和变形小为原则。拱式拱架宜设置在拱架受力反弯点、拱架节点、拱顶及拱脚处；满布式拱架宜设置在拱顶、L/4、拱脚及拱架节点处。如预计变形较小且采取分段间隔浇筑时，也可减少或不设间隔槽。间隔槽的位置应避开横撑、隔板、吊杆及刚架节点等处。间隔槽的宽度以便于施工操作和钢筋联结为度，一般为50100cm。间隔槽内的混凝土，为防止延迟拱圈合龙和拱架拆除时间，可采用比拱圈强度高一级的半干硬性混凝土。拱段的浇筑程序应符合设计规定，在拱顶两侧对称地进行，使拱架变形保持均匀并尽可能的最小，并应预先做出设计。分段浇筑时，各分段内的混凝土应一次连续浇筑完毕，因故中断时，应浇筑成垂直于拱轴线的施工缝。间隔槽混凝土，应待拱圈分段浇筑完成后，且达到75%设计强度和接合面按施工缝处理后，由拱脚向拱顶对称浇筑。拱顶及两拱脚间隔槽混凝土应在最后封拱时进行。封拱合龙温度应符合设计要求，如设计无规定时，宜在接近当地年平均温度或在515。（三）箱形截面拱圈或拱肋的浇筑箱形截面拱圈或拱肋，一般采取分环、分段的浇筑方法。分段的方法与上述方法相同。分环的方法应根据截面形式和截面高度确定，一般是分成两环或三环，特大跨径桥梁分环数则更多。分两环浇筑时，先分段浇筑底板，然后分段浇筑腹板、横隔板与顶板。分三环浇筑时，先分段浇筑底板，然后分段浇筑腹板和横隔板，最后分段浇筑顶板。分环分段浇筑时，可采取分环填充间隔槽合龙和全拱完成后最后一次填充间隔槽合龙两种不同的合龙方法。分环填充间隔槽合龙时，已合龙的环层可产生拱架作用。在浇筑上面环层时可减轻拱架作用。在浇筑上面环层时可减轻拱架负荷，但工期较一次合龙的方法为长。采用最后一次合龙方法时，仍必须一环一环地浇筑，但不是浇完一环合龙一环，而是留待最后一起填充各环间隔槽合龙。此时，上下环的间隔缝应相互对应和贯通，其宽度一般为2m左右，有钢筋接头的间隔槽为4m左右。图12. 25所示为一孔146m跨径的箱形拱圈分环（三环）和分段（9段）浇筑方法。图12. 25 箱形拱圈分环分段浇筑（尺寸单位：m）当拱桥建设工期短，或拱架受到洪水危险时，可采取在拱架上组装并现浇的施工方法。先将预制好的腹板、横隔板和底板钢盘在拱架上组装，在焊接腹板、横隔板的接头钢筋形成拱片后，立即浇筑接头和拱箱底板混凝土。组装和现浇混凝土时，应从两拱脚向拱顶对称进行，浇底板混凝土时应按拱架变形情况设置少量间隔缝，并于底板合龙时填筑，待接头和底板混凝土达到设计强度的75%以上时，安装预制顶板盖板，然后铺设钢筋，现浇顶板混凝土。（四）拱肋联结系浇筑当为各拱肋同时浇筑和卸落拱架的情况，各拱肋横向联结系应与拱肋浇筑同时施工并卸落拱架；当为各拱肋非同时浇筑和卸落拱架的情况，应在各拱肋卸架后再浇筑横向联结系。拱上立柱的柱脚、接头钢筋以及垫梁底座和拉杆的接头钢筋或钢丝束的穿孔，应在浇筑拱肋混凝土时按设计位置留置。（五）拱圈和拱肋钢筋的绑扎拱脚钢筋预埋 无铰拱钢筋混凝土拱圈（拱肋）的主钢筋须伸入墩台内，因此在浇筑墩台混凝土时应按设计要求的位置和深度将其端部预埋入混凝土内。为便于预埋，主钢筋端部可截开，但须使各根钢筋的接头按规定错开。钢筋接头布置 为适应拱圈在浇筑过程中的变形，主钢筋或钢筋骨架一般不应使用通长的钢筋，应在适当位置的间隔缝中设置接头。最后浇筑的间隔缝则为必设接头之处。绑扎顺序分环浇筑时，可分环绑扎。分环绑扎时，各项预埋钢筋应临时加以固定，并在浇筑混凝土前进行检查和校正。第二节 缆索吊装施工缆索吊装施工（Erection by Cableway）是无支架施工拱桥中使用最主要的方法之一。其优点是所用吊装设备跨越能力大，水平和垂直运输灵活，适应性广，施工方便、安全。不仅用于单跨大、中型拱桥施工，在修建特大跨径或连续多孔的拱桥中更能显示其优越性。通过长期的实践，该法已得到了很大发展并积累了丰富的经验。目前，缆索吊装的最大单跨跨径已达500m以上，由单跨缆索发展到双跨连续缆索（2400m）。吊装重量已从原来的几十吨发展到现在的几百吨。采用缆索吊装的拱桥，为了充分发挥缆索系统的作用，拱上建筑也应尽量采用预制装配构件，这样能有效提高桥梁工业化施工的水平，并有利于加快桥梁建设的速度。例如主桥全长1250m的长沙湘江大桥，17孔共408节拱肋和其中8孔76m跨径的拱上建筑预制构件（立柱、盖梁、腹拱圈等）全部由两套缆索吊机吊装，仅用了65个工作日就安装完成。这对于加快大桥建设速度、减少模板用量、降低桥梁造价等方面都起了很大的作用。拱桥缆索吊装施工内容包括：拱肋（箱）的预制、移运和主拱圈的吊装，拱上建筑的砌筑以及桥面结构的施工等主要工序。除缆索