組合法施工鋼筋混凝土拱橋

萬 嬌

(重慶交通大學)

1 引 言

1997 年我國建成了世界第一跨的重慶萬州長江大橋，跨徑為420 m 鋼筋混凝土箱型拱橋。近十年，日本和歐洲等國家對大跨徑鋼筋混凝土拱橋的研究相當活躍。法國米勒高架橋602 m 混凝土拱橋方案，日本600 m 混凝土拱橋的試設計，這兩座跨徑在600 m 左右的混凝土拱橋試設計施工方案都采用組合施工法。組合施工法即兩種或兩種以上的施工方法相結合完成整個拱圈的施工，其特點是充分利用各種施工方法的優點，因地制宜，優化施工工藝，節省施工設備，縮短施工工期。目前國內外采用的組合施工法有:斜拉扣掛和剛性骨架組合法、轉體施工和勁性骨架組合法等。我國在大跨徑混凝土拱橋的研究方面與外國相比相對落后，為了促進我國拱橋事業的進一步發展，本文對兩座采用組合施工法的鋼筋混凝土拱橋進行介紹。

2 日本帝釋橋

2.1 概述

1978 年建成的日本帝釋橋，橋長284 m 的無鉸拱橋，在陡峭的溪谷上架設的高速公路橋。該橋分為上下行橋，跨徑145 m，矢高30 m，拱軸線為m=2.5 的懸鏈線。拱圈截面為雙室箱，拱頂高2.4 m，拱腳高3.8 m，拱圈寬度為9.9 m。

2.2 施工方法

施工時，在左右兩岸搭設安裝28 m 高的塔架，用塔架上伸出的斜拉桿將拱肋吊起，大約一半長度跨徑的拱肋用懸臂伸出法施工。余下的跨中部分，用型鋼制作米蘭構件，用特殊工程車澆筑混凝土將米蘭構件部分裹住形成拱肋，在拱肋上安裝支架施工立柱和橋面板。

主要施工步驟如下:(1)施工拱臺、錨定及端立柱，架立剛塔架，安裝支座和支座混凝土塊，架設懸掛支架，架設導向索纜，設置預應力鋼筋并安裝拱肋底板模板。(2)在拱腳處設置施工用的銷支座，在懸吊支架34 m 范圍內澆筑混凝土(一般平均澆筑長度4.5 m)，在頂板間配置橫向預應力鋼筋。(3)澆筑拱腳混凝土并固定拱腳，配置拆除懸掛支架用的預應力鋼筋，將斜拉桿從懸掛支架上移至拱體上，拱肋與懸掛支架脫離，拆除底板模板，用纜索起重機從懸掛支架前端逐段撤除支架。(4)在懸掛支架前端設置米蘭構件臨時支撐臺，安裝支座和支座混凝土塊，架設第1 ～5 段米蘭構件，設置斜拉預應力鋼筋，架設第6 ～9 段米蘭構件，架設第10 ～12 段米蘭構件至拱頂合龍成拱。(5)在米蘭構件上安裝掛籃，米蘭構件共14 段，左右相互交錯澆筑混凝土包裹米蘭構件，配置橫向預應力鋼筋(澆筑每段長6.5 m)，澆筑拱頂合龍段混凝土(4 m)，拱肋澆筑完畢拆除掛籃，拆除全部的預應力鋼筋，釋放橫向預應力鋼筋的拉力。(6)澆筑拱上立柱和引跨墩，澆筑橋面板，橋梁主體工程完成，施工橋面，全橋竣工。

3 日本宇佐川橋

3.1 概述

日本宇佐川橋位于山口、島根、廣島三縣交界處三口縣境內。宇佐川橋址指定在國定公園內，屬于第一類特區，為了不損壞大自然的優美景色，在考慮橋梁方案時，以宇佐川為中心的200 m 范圍內不能設置橋墩等結構物。從經濟合理、施工方便、縮短工期及美觀等方面考慮，最終選定了跨徑204 m 的混凝土拱橋方案。宇佐川橋是鋼筋混凝土無鉸拱橋，由于橋位兩岸的地形不同，以及選擇橋臺位置受限制，拱的形狀左右不對稱且矢度很大(矢跨比:右半拱為1/6，左半拱為1/9);橋面分為上下行四個車道，拱圈作為整體結構，拱圈為寬度17.8 m 的一個三箱室截面，梁高由拱腳的4.4 m變化至拱頂的3.6 m。在拱頂處，上下行線的橋面板作為整體結構，而在拱的其他部位橋面板作成分離結構，為了盡可能減輕拱圈的負荷，橋面板選用了自重輕、梁高為75 cm 的預應力混凝土空心板。

3.2 施工方法

混凝土拱橋的拱圈在施工過程中會產生很大的應力，此應力往往對拱圈設計斷面起控制作用。本橋采用塔柱、米蘭組合的施工方法，與1978 年10 月建成的帝釋橋采用的方法大體相同，但帝釋橋施工時再拱腳處設置了臨時鉸，并靠拱腳一大段拱圈采用懸掛支架施工。本橋因跨度大，拱腳作成固結狀態，并自拱腳開始采用懸臂施工，這是與帝釋橋最大的區別。

主要施工步驟如下:(1)施工拱臺、錨定及端立柱，架立剛塔架，安裝支座和支座混凝土塊，架設懸掛支架，架設導向索纜，設置預應力鋼筋并安裝拱肋底板模板。(2)拱圈分為42 段，每段長度約4 ～6 m，兩拱腳50 m 范圍內采用斜拉預應力鋼筋進行懸臂架設施工。(3)拱圈中部約100 m 長度用塔柱和斜拉預應力鋼筋架設米蘭構件，形成拱圈形狀，其后將米蘭構件澆筑鋼筋混凝土合龍拱圈。(4)拱圈完成后，撤去斜拉預應力鋼筋和塔柱，澆筑拱上立柱和引跨墩，澆筑橋面板，全橋竣工。

4 結 語

組合施工方法吸取了懸臂澆筑法的優點，整個拱圈現場澆筑，保證了結構的整體性，只有中間部分采用勁性骨架，與勁性骨架拱橋相比又節省了部分用鋼量，最重要的是能使橋梁在跨徑方面能有更進一步的突破。以最廉價的原材料修建大跨度的混凝土拱橋，是大跨徑拱橋發展的方向。因此，開展部分懸澆與部分勁性骨架組合施工法的研究，對完善混凝土拱橋施工工藝、推動拱橋進一步發展具有十分重要的意義。

［1］ 陳寶健，許有勝，陳寶春. 日本鋼筋混凝土拱橋調查與分析［J］.中外公路，2004，(4).

［2］ 日本土木學會.コニケリ－ト長大ァ－チ橋－支間600mクラヌ－の設計施工［M］.東京:日本土木學會，2003.

［3］ 陳寶春，黃卿維.600 m 跨徑混凝土拱橋的試設計研究［J］. 中外公路，2006，(2).