淺談拱橋主拱圈的構造

袁景富

(貴州省交通建設咨詢監理有限公司)

1 板拱橋

按建筑材料劃分，板拱橋又可分為石板拱橋、混凝土板拱橋和鋼筋混凝土板拱橋等。下面重點介紹石板拱橋。

砌筑石板拱橋主拱圈的石料主要有料石、塊石和片石等。用粗料石砌筑拱圈時，拱石需要隨拱軸線和截面形式不同而分別進行編號，以便加工。等截面圓弧拱圈的拱石規格少，編號簡單;變截面圓弧拱圈的拱石類型較多，編號較復雜，施工不便。有的石拱橋也采用等截面或變截面的懸鏈線作為拱軸線，這時，拱石的編號更為復雜。因此，目前大多采用等截面拱橋。

用于拱圈砌筑的石料應石質均勻，不易風化和無裂紋。石料標號不得低于M50，砌筑拱石用的砂漿，對大、中跨徑拱橋不得低于M10，對于小跨徑拱橋不得低于M7.5。根據拱圈的受力(主要承受壓力，其次是彎矩)特點和需要，拱圈砌筑應滿足下列構造要求。

1.1 錯縫

對料石拱橋，拱石受壓面的砌縫應與拱軸線垂直，可以不錯縫;當拱圈厚度不大時，可采用單層砌筑，但其橫向砌縫必須錯開且不小于10 cm;當拱圈厚度較大時，采用多層砌筑，但其垂直于受壓面的順橋向砌縫、拱圈橫截面內拱石豎向砌縫以及各層橫向砌縫必須錯開且不小于10 cm，以免因存在通縫而降低砌體的抗剪強度和削弱其整體性。對塊石拱橋，應選擇較大平面與拱軸線垂直，拱石大頭在上，小頭在下，砌縫錯開不小于8 cm。對片石拱橋拱石較大面與拱軸線垂直，大頭在上，砌縫交錯。

1.2 限制砌縫寬度

拱石砌縫寬度不能太大，因砂漿強度比拱石低得多，縫太寬必將影響砌體強度和整體性。通常，對料石拱橋縫寬不大于2 cm，對塊石拱橋縫寬不大于3 cm，對片石拱橋縫寬不大于4 cm，采用小石子混凝土砌筑時，塊石拱橋砌縫寬不大于5 cm，片石拱橋砌縫寬為4～7 cm。

1.3 設五角石

拱圈與墩臺以及拱圈與空腹式拱上建筑的腹孔墩連接處，應采用特別的五角石，以改善該處的受力狀況。為避免施工時損壞或被壓碎，五角石不得帶有銳角，為了簡化施工，目前常用現澆混凝土拱座及腹孔墩底梁代替石質五角石。

2 肋拱橋

肋拱橋是由兩條或多條拱肋、橫系梁、立柱和由橫梁支承的行車道部分組成，如圖1所示。

圖1 肋拱橋

拱肋是主要承重結構，通常由混凝土或鋼筋混凝土做成。拱肋的數目和間距以及截面形式主要根據橋梁寬度、主拱材料性能、荷載等級、施工條件、拱上結構等各方面綜合考慮決定。為了簡化構造，一般在吊裝能力滿足要求的情況下，采用少肋形式。通常，橋寬在20 m以內時均可考慮采用雙肋式，當橋寬在20 m以上時，宜采用分離的雙幅雙肋拱，以避免由于肋中距增大而使肋間橫系梁、拱上結構橫向跨度與尺寸增大太多。上下游拱肋最外緣的間距一般不宜小于跨徑的1/20，以保證肋拱的橫向整體穩定性。

拱肋的截面形式分為實體矩形、工字形、箱形、管形等。矩形截面構造簡單、施工方便，一般僅用于中小跨徑的肋拱。肋高可取跨徑的1/40～1/60，肋寬可為—肋高的0.5～2.0倍。工字形截面，常用于大、中跨徑的肋拱橋。肋高一般為跨徑的1/25～1/35，肋寬約為肋高的0.4/0.5倍，腹板厚度常為30～50 cm。管形肋拱是指采用鋼管混凝土結構作為拱肋的拱橋，其肋高與跨徑之比常在1/45～1/65之間。當肋拱橋的跨徑大、橋面寬時，拱肋還可采用箱形截面，這樣可減少更多的圬工體積，箱肋高一般為跨徑的1/40～1/55。