拱桥的施工方法[优质PPT]

7.1 概述
一、拱桥的特点与适用范围
二、拱桥的基本组成
三、拱桥的主要类型
拱桥是我国公路上常用的一种桥梁体系。拱桥
与梁桥的区别，不仅在于外形的不同，更重要的
是两者受力性能有差别。
由力学知识可以知道，梁式结构在竖向荷载作
用下，支承处仅仅产生竖向支承反力，而拱式结
构在竖向荷载作用下，支承处不仅产生竖向反力，
及拱上建筑（又称拱上结构）所构成。由于主拱圈是曲
线形，一般情况下车辆无法直接在弧面上行驶，所以在
桥面系与拱圈之间需要有传递压力的构件或填充物，以
使车辆能在平顺的桥面上行驶。桥面系和这些传力构件
或填充物统称为拱上结构或拱上建筑。拱上建筑可做成
实腹式或空腹式，相应称为实腹拱桥或空腹拱桥。
中承式拱桥的拱圈由分离的拱肋所组成，由横梁及支承于
桥面高程，当用于城市及平原区的桥梁时受到的限制。
二、拱桥的基本组成
1.基本组成
拱桥也和其它桥梁一样，也是由桥跨结构（上部结构）
及下部结构两个部分组成。
根据行车道的位置，拱桥的桥跨结构可以做成上承式、
下承式和中承式三种类型，图7-1表示的是拱桥的各主
要组成部分及其名称。
按桥面位置分
上承式拱桥，桥跨结构是由主拱圈（肋、箱）简称主拱
③ 跨径：根据主拱的受力条件确定，中小跨径
2.5~5.5m，大跨径（1/8~1/15）L
❖拱式拱上建筑
④腹拱圈
➢石砌、混凝土预制或现浇的板拱
➢常用圆弧拱
➢矢跨比常用1/2-1/6
➢厚度：跨径小于4m时，石板拱为30cm，混凝土板拱为
15cm。跨径大于4m时，依据板拱方法确定。
➢在拱上建筑需要设置伸缩缝或变形缝的地方应设铰(三

2）钢桁架拱架的安装 ①半拱旋转法
先将每片拱架组拼成两个半拱片，其次将左右两半拱片 的拱铰安在铰座上，然后用拉索使两半拱片向上旋转合龙。 ②竖立安装法
在桥跨内的两端拱脚上，垂直拼成两半孔拱架，再依托 拱脚铰旋转至设计位置合龙。 ③浮运安装法
在水流比较平稳的河流上，可采用浮运安装法。
2）钢桁架拱架的安装
在拱脚混凝土初凝前全部完成 。如不能完成，在拱
脚预留一个隔缝并最后浇筑隔缝混凝土。
2）分段浇筑
为避免先浇筑的混凝土因拱架下沉而开裂，并为减 小混凝Байду номын сангаас的收缩力，而沿拱跨方向分段浇筑，各段之间 留有间隔槽。
拱段的长度一般取6～15m，划分拱段时应使拱顶两 侧保持对称、均匀。间隔槽宽0.5～1.0m，一般宜设在拱 架受力的反弯点、拱架节点处、拱顶或拱脚。
②装配式公路钢桥桁节拼装拱架
在配装式公路钢桥桁节上弦接头处加上一个不同长度的 钢铰接头，即可拼成用于多种曲度和跨度的拱架。拱架两端 另外设拱脚节及支座，以构成双铰拱架，为使完工后卸架方 便，应在弓形木下设置木楔。拱架的横向稳定则需依靠各片 拱架间的抗风拉杆、撑木以及风缆等组件。
③万能杆件拱架
万能杆件经补充一部分带钢铰的联结短杆后，可用它 拼装拱架。拼装时，先拼成桁节，再用长度不同的联结短 杆连成折弧形。
② 拱架模板设施自重。排架式木拱架包括铁件可按 6.5kN/m３估算。三铰木拱架可按2.5～3.5kN/m估算。
③ 人员、机具重量。一般可按2.0kN/m2估计。
④ 横向风力。验算拱架稳定性时应考虑横向风力。横向 风力可参考现行《公路桥涵设计通用规范》第2.17条 计算，也可假定为1.0kN/m2。
竖转和平转的组合
12.1 有支架施工

卸架设备：使拱圈在卸架时能够逐渐地、均匀地受力，在 拱架上部和下部之间需设置卸架设备。
2021/1/1
木契
砂筒
腹拱圈施工
腹拱圈拱架在横墙上。 因横墙不能承受拱圈单向推 力，各个腹拱均设拱架向跨中 逐孔浇筑腹拱，在相邻腹拱跨 中设斜撑，以抵抗拱圈卸拱后 作用于横墙的单向推力。
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腹拱圈施工
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伸缩缝和变形缝构造图
2021/1/1
排水与防水层
对于空腹式拱桥，防水层应沿腹拱上方与主拱圈跨中实 腹段的拱背设置。
泄水管布置在1/4跨径处，采用塑料管。泄水管进口处 周围防水层做成积水坡，并用大块碎石做成反滤层。
2021/1/1
拱上填料、桥面铺装及人行道
填料同时起护拱作用，采用M7.5砂浆砌片石，要求分层灌 浆，嵌塞密实，使上部恒载容量均匀，砌至与拱顶高度齐平时 ，大致找平，用以调整桥面2%的双向横坡。
松山湖拱桥施工方案
2021/1/1
工程概况
东莞市松山湖南区其规划用地范围内兴建农业生态 休闲主干道路工程，根据路线走向，在支线 KZA0+030.00处需要修建一座桥梁.
桥梁为空腹式拱桥，荷载等级为公路-Ⅱ级；人群荷 载为3.0KN/㎡，桥面宽度：净6+2×0.5=7米，桥 面横坡：2.0％，净跨径：1×30米，设计洪水频率： 1/100，矢跨比为1/5，桥台采用U型桥台，基础为 桩基础。
2021/1/1
靠拱脚的腹拱为三铰拱，
铰不用灰浆砌缝，而垫以 2～3层油毡或沥青浸制麻 布。铰石选择石质坚硬而无 裂纹的石料，一对铰石的接 触面应较一般拱石多加修凿 以增大实际接触面积。
伸缩缝与变形缝的设置
伸缩缝
变形缝

环保理念的融入
将绿色环保理念融入拱桥设计和施工中，降低能 耗和资源消耗，减少对环境的影响。
社会经济影响
促进区域经济发展
上承式拱桥的建设往往能带动周边地区的经济发展，促进物流、 旅游等产业的繁荣。
提高交通效率
上承式拱桥作为重要的交通枢纽，能够提高区域交通效率，缓解交 通压力。
提升城市形象
造型优美的上承式拱桥成为城市的新地标，提升城市的形象和知名 度。
支撑桥梁的结构，将荷载传递到地 基。
04
结构特点
01
02
03
承载能力强
上承式拱桥的拱圈能够将 桥面荷载转化为垂直压力 ，从而减小水平推力。
稳定性好
拱桥的拱圈和桥墩、桥台 形成一个稳定的结构体系 ，能够抵抗风、地震等自 然灾害。
施工方便
上承式拱桥的构造相对简 单，施工难度较低，能够 缩短工期。
适用环境
根据具体情况选择合适的施工方法 ，如预制桥梁段拼装、浇筑等。
维护管理
定期进行检测和维护，确保桥梁安 全和持久。
经验教训
重视历史文化遗产保护
加强安全管理
对于具有历史和文化价值的桥梁，应 注重保护和修复，保持其原貌和历史 价值。
桥梁建设和运营过程中，应加强安全 管理措施，确保人员和财产安全。
创新设计和施工技术
性要求。
经济合理
在满足功能需求的前提 下，优化设计方案，降
低工程成本。
环保美观
注重环境保护，合理利 用资源，同时考虑桥梁 的美观性，与周围景观
相协调。
施工便利
设计时要考虑施工的可 行性和便利性，尽量减
少施工难度和成本。
施工方法
预制桥梁段拼装
将桥梁分成若干段进行预制， 然后在施工现场进行拼装。

❖拱架按其构造类型可满分布为式满拱布架式拱架、墩架式拱架、拱式拱 架等。
拱架形式
墩架式拱架
工字梁拱式拱架
常备式钢拱架 桁架拱式拱架
二、拱架
❖（一）拱架的型式和构造
❖1、满布式拱架
支架基础要稳固。
基础为石质时，将表土 挖去，立柱根部岩面应 凿低、凿平。 基础为密实土时，如果 施工期不会被流水冲刷， 则采用枕木或铺砌石块 做支架基础； 基础为松软土质时，需 采用桩基、框架结构或 其他加固措施施工 。
二、拱架
❖（一）拱架的型式和构造
❖3、常备式钢拱架 ❖2）桁架拱式拱架
桁架拱 式拱架 的构造
二、拱架
❖（一）拱架的型式和构造
❖3、常备式钢拱架 ❖2）桁架拱式拱架
东岗镇黄河桥施工钢拱架
二、拱架
❖（二）拱架的设计、制作与安装
❖1、拱架的计算 ❖计算荷载：应考虑拱架自重荷载，拱圈圬工重量、施工人员 及机具重量、横向风力等。 ❖计算方法：一般采用图解法，认为节点不承受拉力，拱架的 斜梁除受轴向力外，还承受拱石正压力引起的弯矩，应按压弯 构件计算。斜撑、立柱按压杆计算。模板按受弯构件计算。 ❖斜夹木和横夹木作为增强稳定之用，按构造设置。 ❖施工预拱度：应对拱架承受荷载后产生的弹性和非弹性变形， 拱圈卸落拱架后由于自重、温度变化、及墩台位移等影响因素 产生的弹性下沉进行计算，确定拱架预留拱度。
❖
❖木楔宜用硬木制成，简单木楔剖面应刨光成1：6～1：10的 斜面，卸架时简单木楔可用锤轻轻敲击木楔的小头。
❖
❖组合木楔只需扭动螺栓，则木楔徐徐下降。
❖
❖砂筒可用铸铁或木料制成，卸架时只需打开泄砂孔，使砂徐
二、拱架
❖（三） 拱架的卸落
拱架卸架设备

§10—2大型拱桥就地浇注
大型拱桥就地浇注施工：
（1）钢桁架拱架，有支架就地浇注施工 （2）采用型钢或钢管混凝土劲性骨架，无支架 就地浇注施工
（3）采用塔架斜拉索法和斜吊式悬浇，无支架 就地浇注施工
一、有支架就地浇注（上承式拱桥） 施工工序：拱架安装、拱圈浇注、拱上建筑浇注 （一）拱架
一般采用钢桁架拱架，包括标准节、拱顶节、拱脚节、 连接杆等钢销连接组成，再以纵横向连接系将几片拱架联 成一体，作为浇注拱圈的支架。 拱架安装：
间隔缝浇注：
1.分环填充间隔缝，减轻拱架受力，但工期长；
2.全拱完成后一次填充间隔缝。 （三）卸拱架 拱架拆除应待拱圈混凝土达到一定强度后方可拆除。为 保证拱架均匀受力，按照一定程序进行，即由挠度较大部 位向较小部位分级、对称卸架。
卸架方法：
（1）砂筒法
（2）千斤顶法
（四）拱上建筑浇注
大跨径拱桥的拱上建筑施工，应对称均衡施工。
7.每次松索量宜小，各接头高称变化不宜超过1cm；
二、桁架拱桥、刚架拱桥安装
安装工序：
桁架拱片预制（平卧预制） → 构件运输→安装 合拢处理接头→ 安装横向连接系形成整体→铺设 微弯板或桥面板→安装人行道挑梁和人行道板、栏 杆等。 三、钢筋混凝土箱形拱桥缆索吊装 四、桁式组合拱桥悬臂拼装
§10—4 钢管混凝土拱桥
§10
拱桥特点：
拱桥施工及转体施工
§10—1 概述
1.受力上：在竖向荷载作用下，主拱圈主要承受轴向压 力；拱脚处产生竖向反力和水平推力。
2.材料上：小跨径拱桥采用圬工材料修建，大跨径桥梁 采用钢筋混凝土、钢材修建。 3.外形上：美观，与环境协调性较好。
一、拱桥分类 按建筑材料分：
圬工拱桥（石、混凝土）、钢筋混凝土拱桥、钢管混凝 土拱桥、钢拱桥

2019/12/4
丹河大桥拱架最终采 用了结构受力明确、 稳定性与安全度高、 施工速度快、设备重 复利用率高的空间排 架式钢拱架。
拱架制作与安装要求
拱架的顶部高程应符合拱圈下 缘加预拱度后的几何变形
设预拱度、卸落装置
2019/12/4
拱架纵轴的平面位置偏差应不大于跨 度的1/1000，且不大于30mm。
• 拱架应稳定、牢固，应能抵抗在施工过程中可能发生的偶然碰撞 和震动。
2019/12/4
现浇混凝土拱圈
• 拱圈(或拱肋)的分段浇筑施工
0.5~1.0m
分段原则
对称 均匀 变形小
拱顶 1/4 拱脚 拱架顶点
跨径≥16m的拱圈(或拱肋)，为避免拱架变形而产生 裂缝以及减少混凝土的收缩应力，应采用分段浇筑 的施工方法。
卸落拱架应按提前拟定的卸落程序进行，且宜分步卸 落；在纵向应对称均衡卸落，在横向应同时一起卸落
2019/12/4
石 拱 圈 分 阶 段 砌 筑 示 意 图
2019/12/4
石拱桥的拱架卸落时间要求：
• 1.浆砌石拱桥拱架，应待砂浆强度达到设计强度 的85%后方可卸落；设计另有规定时，应从其规定 。
2019/12/4
分段砌筑拱圈实例
例：一孔跨径 30m、矢跨比为 1/5 的单层(不分环)拱 圈分阶段砌筑示例，其中在第二阶段时应在跨径 1/4 点下方压两排拱石。
2019/12/4
注意事项
• (1)间隔缝混凝土应在拱圈分段混凝土强度达到
设计强度的85％后进行浇筑；
• (2)为缩短拱圈合龙和拱架拆除的时间，间隔缝 内的混凝土强度可采用比拱圈高一等级的半干硬性 混凝土；
缆索吊装法
劲性骨架与塔架斜拉联合法

实例
中国著名的赵州桥和美国旧金山的金门大桥都是预应力混凝土拱桥的典型代表。
Байду номын сангаас
02
CHAPTER
预应力混凝土拱桥的设计与施工
总结词：设计原则、流程详细描述：预应力混凝土拱桥的设计应遵循安全、经济、适用和美观的原则。设计流程一般包括前期准备、方案设计、初步设计、施工图设计和后期服务等阶段。在前期准备阶段，需要进行详细的工程调研和资料收集，为后续设计提供基础数据。方案设计阶段主要确定桥梁的总体布置和主要技术标准。初步设计阶段对关键技术进行研究和试验，制定施工方案和预算。施工图设计阶段需要完成全部设计图纸和施工说明，并经审查批准后方可进行施工。后期服务阶段包括施工配合、竣工验收和后期维护等。
环保材料
优化桥梁照明、通风等系统设计，降低能源消耗。
节能设计
在桥梁建设过程中注重生态恢复，减少对周边环境的破坏。
生态恢复
THANKS
感谢您的观看。
总结词：质量控制
03
CHAPTER
预应力混凝土拱桥的力学性能
预应力混凝土拱桥在受力时，主要承受压力，具有较好的抗压性能。同时，由于预应力的作用，桥梁的抗拉和抗剪能力也得到提高。
受力特点
通过建立力学模型，对预应力混凝土拱桥进行受力分析，包括静力分析和动力分析。静力分析主要研究桥梁在恒载和活载作用下的受力状态，动力分析则研究桥梁在动力荷载作用下的响应。
提高桥梁的承载能力、减小结构自重、优化结构尺寸等。
优化目标
约束条件
结构安全性
包括施工可行性、经济性、环境影响等。
确保优化后的桥梁结构满足安全性和稳定性要求。
03
02
01
建立预应力混凝土拱桥的数学模型，包括几何模型、材料模型、边界条件等。

2021
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2、柔性吊杆
柔性吊杆一般采用高强钢丝索或冷轧粗圆钢制作，只承受轴力。关键是 保证钢索的耐久性，防止钢丝的锈蚀非常重要021
7
支架工程
2021
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一、预压的目的：
1、检验支架及地基的强度及稳定性，消除砼施工前 支架的非弹性变形（消除整个地基的沉降变形及支 架各接触部位的变形）。
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拱肋测点
2021
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系杆测点
▪ 系梁测试断面为梁端、1/4跨、跨中，系梁
共布置3个测试断面（如图3所示），我们 对其中一片系梁（一般取与应力重点监测 主拱同侧）作应力重点监测。
▪ 对应力重点监测系梁，6－6，7－7和8－8
测试断面布置应力测点，每个断面布置两 个应力测点，分别位于系梁上缘和下缘。 测点位置如图4所示。
• 加劲板焊接骨架钢管采用周边焊，焊缝高12㎜。
• 下弦管压注头设在离拱脚约7.5m处的钢管侧面，与钢
管轴线呈30°～50°夹角，上弦管压注头设在离拱脚 约2.5m处的钢管顶部，与轴线的角度同下弦管，压注 头安装M125截止阀，出渣孔设在拱座上钢管最低点， 采用M70截止阀或钢板螺栓连接封闭。
2021
2021
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测试工况
▪ 张拉吊杆力后； ▪ 吊杆最终张拉(调整索力)前后 ▪ 支架拆除前后； ▪ 二期恒载施工前后。
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• 若根据受力计算可知一根钢管内填充混凝土后对拱肋未
产生塑性变形，则可以先压注一根钢管，然后再压注对
称的另一根钢管，即实现单根压注循环。一根钢管应采 用两台泵车同时对称泵送，混凝土宜连续灌注，一气呵
成。必须停歇时，最终灌注完成时间不得超过第一盘入