公路工程施工技术：拱桥施工方法和应用

拱桥是比较常见、具有我国民族传统特点的桥梁结构形式。条件适当时，拱桥是十分经济、合理、坚劲和美观的结构。我国于2009年建成通车的重庆朝天门长江大桥（图7.42），长1 741 m，主桥为190 m+552 m+190 m连续钢桁系杆拱桥，是世界上跨度最大的拱桥。其设计首创多肋式飞燕式钢桁拱形式是古典桥与现代建桥技术的完美结合，是我国大跨度钢桁拱桥设计创新的代表作。

图7.42　重庆朝天门长江大桥

拱桥因为在跨径、材料、位置以及结构形式等方面存在差异，因此其施工方法也不同。拱桥的施工方法主要有拱架法施工、缆索吊装法施工、劲性骨架法施工和转体法施工。

（1）拱架法施工

采取施工时搭设临时性支架施工上部结构的方法，这种施工方法也称拱架施工。其步骤是先使用钢材以及木材等材料搭设形成拱架，接着在拱架上完成主拱圈施工，待主拱圈及其拱上结构施工完毕后，再拆除拱架。

在拱架上对拱圈进行施工时，拱架会由于荷载不断加大而发生相应的变形，可能导致已施工完成的部分圬工出现裂缝。为了使各个施工环节的拱架获得均衡受力，使变形程度最低，保证拱圏质量，务必要使用合理的施工方法以及步骤。该种施工方法对那些跨度较小的桥梁较为合适，而且工艺简单，能对施工精度产生影响的因素不多，再加上施工控制力度不足而导致的不良后果也不是非常明显，因此人们易于将其重要性忽略。

（2）缆索装法施工

缆索吊装法施工是通过缆索吊机开展水平运输工作，将拱圏节段垂直起吊并进行安装，利用悬扣（也可以是构成悬臂析架）进行分段安装，并于最后将拱圈合龙。缆索吊装法施工也称为无支架施工，属于拱桥施工过程中经常使用的一种方法。其不仅跨越能力强，而且不论是水平还是垂直运输都灵活、机动，不会因为地形或者是施工场地等而受到影响，同时施工方便快捷。目前该方法主要应用于跨度较大的钢管混凝土拱桥建设过程中。

现今，缆索吊装法施工的拱桥单跨跨径极限值已经超过了500 m。从单跨缆索演变为双跨连续缆索，其单跨径极限值已超过400 m，吊装质量实现了75 t，可以对跨径160 m左右的分段预制箱形拱桥进行吊装。与此同时，缆索架桥设备不断改进，目前己开始成套生产。湖南长沙的黑石铺湘江大桥以及茅草街大桥、浙江杭州的钱江四桥、广西南宁的永和大桥以及重庆巫山地区的巫峡长江大桥等都选择了无支架索塔吊装法施工。(www.xing528.com)

（3）劲性骨架法施工

劲性骨架法施工是以钢骨架作为拱圈的劲性拱架，采用现浇混凝土包裹骨架，最后形成钢筋混凝土拱桥。施工中，首先将拱圈的全部受力钢筋按设计形状和尺寸制成，并安装就位合龙形成钢骨架，然后用系吊在钢骨架上的吊篮逐段浇筑混凝土。当骨架全部由混凝土包裹后，就形成钢筋混凝土拱圈（或拱肋）。用这种方法施工的钢骨架，不但需满足拱圈的要求，而且施工中还起临时拱架的作用，因此，需有一定的刚性。一般选用劲性钢材（如角钢、槽钢、钢管等）作为拱圈的受力钢筋。劲性骨架法因能解决拱桥施工的“自架设问题”，目前主要用于大跨径拱桥中。这种埋入式拱架的方法在国内外已有施工实例，国外称为“米兰拱”。

采用劲性骨架的拱桥上部施工，主要施工步骤：劲性钢骨架制作→劲性钢骨架安装→拱肋浇筑→横梁和吊杆安装。

（4）转体法施工

转体法施工是将拱圈或整个上部结构分成两个半跨，分别在河两岸利用地形或简单支架浇筑或预制装配成半拱。然后，利用动力装置将两半拱转动至桥轴线位置上或设计标高合龙成拱。转体施工法可减少大量的高空作业，施工安全，并可大幅度地减少对桥下交通的干挠。转体施工法可按转动方向分为三大类：竖向转体、平面转体和平竖结合转体。

竖向转体施工：拱肋制作时的平面位置相同，但拱肋在低位或靠山仰坡上制作，然后再从两边逐渐抬升或放倒预制拱肋搭接成桥。一般只在中、小跨径拱桥中使用。

平面转体施工：将拱圈分成两个半跨，分别利用两岸地形立简单支架，现浇或预制拼装拱肋，安装拱肋横向联系，把扣索一端锚固在拱肋端部（靠拱顶附近），慢速将拱肋转体180°（或小于180°）合龙，最后再进行主拱圈和拱上建筑施工。关键设备是转盘。

平竖结合转体施工：钢管混凝土拱桥施工中对转体施工方法发展所做出的突出贡献，同时转体重量也有了极大的提高，它使桥梁转体施工法进入了新的发展阶段。1995年，安阳文峰路立交桥（主跨135 m钢管混凝土系杆拱）首次采用这一方法转体成功。2018年建成的唐山市二环路上跨津山铁路立交桥，采用此法成功将3.3万t梁体转体到位，其采用的转体球铰直径5.5 m，重110 t，承载力和尺寸均刷新了世界纪录，使我国桥梁转体施工取得了重大突破。