淺論拱橋施工技術

杜俊剛

（太原市政建設集團有限公司，山西 太原 030002）

1 拱橋施工方法

拱橋的施工方法應根據其結構類型、跨徑長度、修筑材料、周邊環境的實際情況以及本著經濟適當的原則而定，一般可以分為石拱橋、混凝土預制塊拱橋、鋼筋混凝土拱橋、桁架拱橋、桁式組合拱橋、剛架拱橋等。

2 扣件式鋼管拱架

1） 在設計和安裝拱架時，應根據橋梁所處地理環境，周邊的地理條件、橋位處地基承載力的大小等多種條件中和考慮確定，主要原則就是既要保證拱架的強度、剛度、穩定性滿足要求又要又保證施工方便、工藝簡單、拆裝方便、費用經濟并能重復使用的要求。

扣件式鋼管拱架是一個空間框架結構，一般部分支架和拱盔，所有受力桿件通過不同形式的扣件連接，立桿為主要受力構件一般為ф48.25mm 的鋼管，一般縱向間距取0.6-0.9m，橫向間距取0.9m,大橫桿起連接立桿的作用，一般取1.5m,小橫桿起橫向連接立干的作用，間距同大橫桿。剪刀撐、斜撐、拋撐以及纜風繩的設置及間距可根據實際情況進行計算。扣件是把各受力桿件連接成整體受力鋼管拱架的關鍵。

扣件式鋼拱架常用于修建由肋拱及拱板組成的主拱圈，當主拱圈結構形式為板型，或現澆箱型的底板時，頂端小橫桿上的荷載可按均布荷載進行計算，當主拱圈結構形式為肋板型，由于肋寬較窄，則需按集中力荷載進行計算。

2） 施工預拱度：拱架在施工過程中由于受到荷載作用會產生彈性變形及非彈性變形，因此為保證拱圈的拱軸線符合設計要求，需在拱架上設置預拱度，以消除拱架發生的豎直變形。

3） 設置預拱度時，拱頂最高處應按計算預拱度值全值設定，拱腳處預拱度值為零，其余各點可按拱軸線的縱向坐標確定也可按二次拋物線設定分配。按二次拋物線設定時可參照以下公式：δx=δ (1-4x2/L2） 式中：δx：任一點的預加高度；δ 拱頂總預加高度；L：計算跨徑；x：跨中至任意一點的水平距離。

4） 鋼拱架安裝：①安裝鋼拱架時，應精確測出各拱架節點的實際坐標，如與設計圖紙有出入，則應在拱架上用弧形木和墊木進行調整，使模板弧線符合拱圈內湖曲線形狀要求。拱架的卸落宜采用砂筒進行，砂筒由鋼質筒或鑄鐵筒內置干燥的砂構成，頂芯由混凝土或鋼柱制成，砂筒與頂芯見得空隙應由密封材料填充，以免雨水進入砂受潮后不宜流出。通過卸砂孔的開關控制砂子的流出量借此控制拱架卸落的高度，可以分次對拱架進行卸落，避免了拱架的不均勻下降引起的混凝土開裂等病害的發生。當砂筒放置在拱腳時，為防止拱架與墩臺頂緊阻礙落架，應在拱腳與橋臺之間設置木碶，拱架卸落時先松動木碶在逐次對稱卸砂落架。

②鋼拱架安裝時立桿位置要準確，要求垂直于地面，相鄰桿頭不能再統一高程內，桿頭不宜采用搭接，對接斷面應平穩，應采用套筒扣件進行對接。所有扣件要求擰緊，對頂端小橫桿的扣件在混凝土澆筑過程中應安排專人進行檢查，嚴防滑松引起支架坍塌。對剪刀撐、斜撐位置均應復核，滿足規范要求。

3 拱圈

3.1 拱圈混凝土澆筑

①拱圈底膜厚度應根據橫梁間距和荷載大小來確定，板面應平整光滑，拼縫應嚴密以防漏漿，側模應預先按樣板分段制作，然后拼裝在底模上，并用拉桿斜撐固定，模板安裝時應先按內模，帶鋼筋綁扎完畢后在安置外模，模板在適當長度內設置2cm 的變形縫，以防在拱架沉降時模板縫隙咬死。

②拱圈跨徑小于16 米的應按全寬由兩處拱腳處向頂部對稱均勻連續澆筑，并應在混凝土初凝前完成，當跨徑大于16 米時，為避免荷載過大引起拱架變形同時澆筑時間過長引起混凝土收縮變形量的增大，一般采用分段澆筑的方法。分段位置的確定應使拱架受力均勻，變形最小，一般設置在支點、節點及拱頂、拱腳等部位并預留適當間隔縫，間隔縫寬度一般為1.0m,施工方法按后澆帶控制，間隔帶內混凝土強度應較拱圈混凝土強度提高一個等級，各間隔縫的斷面均應與拱軸線垂直。前一段的混凝土強度達到70%以上時才能澆筑后一段混凝土，大跨徑拱橋一般采取分環分段對混凝土進行澆筑，分環的方法一般有兩種：先澆筑底板再澆腹板及頂板、先澆筑底板在澆筑腹板，最后澆筑頂板。

3.2 拱圈砌筑

1） 砌筑拱圈用的材料強度應符合設計要求。砌筑時先在拱圈大樣上劃分段落及合理確定砌筑尺寸，如采用混凝土預制塊則預制砌塊應在拱圈合攏前2-4 個月提前預制，以減少混凝土收縮對拱圈的影響。拱圈的砌縫應與拱軸線垂直，相鄰兩排的各層砌縫應相互錯開，錯縫距離應小于10CM，粗料石砌縫寬度不應大于2cm，預制塊不應大于1cm，塊石砌縫不宜大于3cm，片石砌縫不宜大于4cm，塊石砌縫不宜大于5cm。

2） 石塊砌筑時宜豎向放置，小頭朝上，大面朝向拱軸，較大的石塊應放在下面，尖銳突出部分應加以剔除，應以2-3 層為一個工作層分層進行砌筑，每一層的水平縫大致找平，豎縫錯開不得形成通縫。外圈定位石及轉角石應采用形狀較為整齊，尺寸較大的石塊與里層石塊咬合，形成整體，特別是拱圈與側墻連接處、拱圈與護拱連接處。拱腳與墩臺身連接處、拱圈的上下層之間及拱圈橫向均應“錯縫咬馬”，連成整體。

3） 拱圈跨徑小于13m 時應按拱圈全寬及全厚由兩側拱腳對稱均勻的向拱頂砌筑，若大于13m 則應分段、分環進行砌筑，分段砌筑時各段之間應預留空隙，防止拱架受力變形過大，同時還可以起到對支架的部分預壓作用。分段長度一般不宜大于8m，具體分段方法應按設計要求進行，若設計無要求時應通過驗算確定，一般在拱腳附近，1/4 跨徑處、拱頂處、滿布式拱架節點處均應留置。

4 拱上建筑砌筑

1） 拱上建筑的砌筑應在拱圈合攏且空隙填塞完成，同時砌筑砂漿強度達到30%時方能進行，砌筑時由拱腳向拱頂對稱進行以消除拱圈產生過大的不均勻變形，拱腹填料可隨著側墻砌筑順序及完成情況進行，若填料方量較大時可以待側墻全部砌筑完成后分層、分部回填。實腹式拱應在橋臺處設置伸縮縫以此隔離側墻與橋臺，多跨式拱應在拱頂處設置伸縮縫將側墻分開。空腹式拱應在主拱圈砌筑完成后先砌筑腹拱橫墻，待拱架卸落后在砌筑腹拱拱圈，腹拱側墻在拱鉸處應設置變形縫。

2） 拱圈砌筑完成后應立即用草簾或薄膜覆蓋養生，養護時每天應灑水。在養護時為避免鋼拱架產生變形，在施工氣溫較高時對拱架向陽面的氣體應加以遮蓋、包裹。

5 結語

隨著橋梁工程建設力度的增大，大量新技術、新結構、新工藝、新材料、新設備的廣泛使用，使我國橋梁的建造技術得到了空前的發展，其水平已躋身世界前列，有些橋型則處于世界領先的地位，拱橋作為一種基礎橋型其施工工藝也在不斷地發展，這就需要我們不斷學習，將理論知識與實踐充分結合，根據現場周邊情況結合圖紙設計情況對施工方法進行綜合考慮，在滿足工程安全、質量、進度的同時取得較好的經濟效益，節省施工費用，使之更好地服務于工程項目。