浅论拱桥施工技术

杜俊刚

（太原市政建设集团有限公司，山西 太原 030002）

1 拱桥施工方法

拱桥的施工方法应根据其结构类型、跨径长度、修筑材料、周边环境的实际情况以及本着经济适当的原则而定，一般可以分为石拱桥、混凝土预制块拱桥、钢筋混凝土拱桥、桁架拱桥、桁式组合拱桥、刚架拱桥等。

2 扣件式钢管拱架

1） 在设计和安装拱架时，应根据桥梁所处地理环境，周边的地理条件、桥位处地基承载力的大小等多种条件中和考虑确定，主要原则就是既要保证拱架的强度、刚度、稳定性满足要求又要又保证施工方便、工艺简单、拆装方便、费用经济并能重复使用的要求。

扣件式钢管拱架是一个空间框架结构，一般部分支架和拱盔，所有受力杆件通过不同形式的扣件连接，立杆为主要受力构件一般为ф48.25mm 的钢管，一般纵向间距取0.6-0.9m，横向间距取0.9m,大横杆起连接立杆的作用，一般取1.5m,小横杆起横向连接立干的作用，间距同大横杆。剪刀撑、斜撑、抛撑以及缆风绳的设置及间距可根据实际情况进行计算。扣件是把各受力杆件连接成整体受力钢管拱架的关键。

扣件式钢拱架常用于修建由肋拱及拱板组成的主拱圈，当主拱圈结构形式为板型，或现浇箱型的底板时，顶端小横杆上的荷载可按均布荷载进行计算，当主拱圈结构形式为肋板型，由于肋宽较窄，则需按集中力荷载进行计算。

2） 施工预拱度：拱架在施工过程中由于受到荷载作用会产生弹性变形及非弹性变形，因此为保证拱圈的拱轴线符合设计要求，需在拱架上设置预拱度，以消除拱架发生的竖直变形。

3） 设置预拱度时，拱顶最高处应按计算预拱度值全值设定，拱脚处预拱度值为零，其余各点可按拱轴线的纵向坐标确定也可按二次抛物线设定分配。按二次抛物线设定时可参照以下公式：δx=δ (1-4x2/L2） 式中：δx：任一点的预加高度；δ 拱顶总预加高度；L：计算跨径；x：跨中至任意一点的水平距离。

4） 钢拱架安装：①安装钢拱架时，应精确测出各拱架节点的实际坐标，如与设计图纸有出入，则应在拱架上用弧形木和垫木进行调整，使模板弧线符合拱圈内湖曲线形状要求。拱架的卸落宜采用砂筒进行，砂筒由钢质筒或铸铁筒内置干燥的砂构成，顶芯由混凝土或钢柱制成，砂筒与顶芯见得空隙应由密封材料填充，以免雨水进入砂受潮后不宜流出。通过卸砂孔的开关控制砂子的流出量借此控制拱架卸落的高度，可以分次对拱架进行卸落，避免了拱架的不均匀下降引起的混凝土开裂等病害的发生。当砂筒放置在拱脚时，为防止拱架与墩台顶紧阻碍落架，应在拱脚与桥台之间设置木碶，拱架卸落时先松动木碶在逐次对称卸砂落架。

②钢拱架安装时立杆位置要准确，要求垂直于地面，相邻杆头不能再统一高程內，杆头不宜采用搭接，对接断面应平稳，应采用套筒扣件进行对接。所有扣件要求拧紧，对顶端小横杆的扣件在混凝土浇筑过程中应安排专人进行检查，严防滑松引起支架坍塌。对剪刀撑、斜撑位置均应复核，满足规范要求。

3 拱圈

3.1 拱圈混凝土浇筑

①拱圈底膜厚度应根据横梁间距和荷载大小来确定，板面应平整光滑，拼缝应严密以防漏浆，侧模应预先按样板分段制作，然后拼装在底模上，并用拉杆斜撑固定，模板安装时应先按内模，带钢筋绑扎完毕后在安置外模，模板在适当长度内设置2cm 的变形缝，以防在拱架沉降时模板缝隙咬死。

②拱圈跨径小于16 米的应按全宽由两处拱脚处向顶部对称均匀连续浇筑，并应在混凝土初凝前完成，当跨径大于16 米时，为避免荷载过大引起拱架变形同时浇筑时间过长引起混凝土收缩变形量的增大，一般采用分段浇筑的方法。分段位置的确定应使拱架受力均匀，变形最小，一般设置在支点、节点及拱顶、拱脚等部位并预留适当间隔缝，间隔缝宽度一般为1.0m,施工方法按后浇带控制，间隔带内混凝土强度应较拱圈混凝土强度提高一个等级，各间隔缝的断面均应与拱轴线垂直。前一段的混凝土强度达到70%以上时才能浇筑后一段混凝土，大跨径拱桥一般采取分环分段对混凝土进行浇筑，分环的方法一般有两种：先浇筑底板再浇腹板及顶板、先浇筑底板在浇筑腹板，最后浇筑顶板。

3.2 拱圈砌筑

1） 砌筑拱圈用的材料强度应符合设计要求。砌筑时先在拱圈大样上划分段落及合理确定砌筑尺寸，如采用混凝土预制块则预制砌块应在拱圈合拢前2-4 个月提前预制，以减少混凝土收缩对拱圈的影响。拱圈的砌缝应与拱轴线垂直，相邻两排的各层砌缝应相互错开，错缝距离应小于10CM，粗料石砌缝宽度不应大于2cm，预制块不应大于1cm，块石砌缝不宜大于3cm，片石砌缝不宜大于4cm，块石砌缝不宜大于5cm。

2） 石块砌筑时宜竖向放置，小头朝上，大面朝向拱轴，较大的石块应放在下面，尖锐突出部分应加以剔除，应以2-3 层为一个工作层分层进行砌筑，每一层的水平缝大致找平，竖缝错开不得形成通缝。外圈定位石及转角石应采用形状较为整齐，尺寸较大的石块与里层石块咬合，形成整体，特别是拱圈与侧墙连接处、拱圈与护拱连接处。拱脚与墩台身连接处、拱圈的上下层之间及拱圈横向均应“错缝咬马”，连成整体。

3） 拱圈跨径小于13m 时应按拱圈全宽及全厚由两侧拱脚对称均匀的向拱顶砌筑，若大于13m 则应分段、分环进行砌筑，分段砌筑时各段之间应预留空隙，防止拱架受力变形过大，同时还可以起到对支架的部分预压作用。分段长度一般不宜大于8m，具体分段方法应按设计要求进行，若设计无要求时应通过验算确定，一般在拱脚附近，1/4 跨径处、拱顶处、满布式拱架节点处均应留置。

4 拱上建筑砌筑

1） 拱上建筑的砌筑应在拱圈合拢且空隙填塞完成，同时砌筑砂浆强度达到30%时方能进行，砌筑时由拱脚向拱顶对称进行以消除拱圈产生过大的不均匀变形，拱腹填料可随着侧墙砌筑顺序及完成情况进行，若填料方量较大时可以待侧墙全部砌筑完成后分层、分部回填。实腹式拱应在桥台处设置伸缩缝以此隔离侧墙与桥台，多跨式拱应在拱顶处设置伸缩缝将侧墙分开。空腹式拱应在主拱圈砌筑完成后先砌筑腹拱横墙，待拱架卸落后在砌筑腹拱拱圈，腹拱侧墙在拱铰处应设置变形缝。

2） 拱圈砌筑完成后应立即用草帘或薄膜覆盖养生，养护时每天应洒水。在养护时为避免钢拱架产生变形，在施工气温较高时对拱架向阳面的气体应加以遮盖、包裹。

5 结语

随着桥梁工程建设力度的增大，大量新技术、新结构、新工艺、新材料、新设备的广泛使用，使我国桥梁的建造技术得到了空前的发展，其水平已跻身世界前列，有些桥型则处于世界领先的地位，拱桥作为一种基础桥型其施工工艺也在不断地发展，这就需要我们不断学习，将理论知识与实践充分结合，根据现场周边情况结合图纸设计情况对施工方法进行综合考虑，在满足工程安全、质量、进度的同时取得较好的经济效益，节省施工费用，使之更好地服务于工程项目。