组合法施工钢筋混凝土拱桥

万 娇

(重庆交通大学)

1 引 言

1997 年我国建成了世界第一跨的重庆万州长江大桥，跨径为420 m 钢筋混凝土箱型拱桥。近十年，日本和欧洲等国家对大跨径钢筋混凝土拱桥的研究相当活跃。法国米勒高架桥602 m 混凝土拱桥方案，日本600 m 混凝土拱桥的试设计，这两座跨径在600 m 左右的混凝土拱桥试设计施工方案都采用组合施工法。组合施工法即两种或两种以上的施工方法相结合完成整个拱圈的施工，其特点是充分利用各种施工方法的优点，因地制宜，优化施工工艺，节省施工设备，缩短施工工期。目前国内外采用的组合施工法有:斜拉扣挂和刚性骨架组合法、转体施工和劲性骨架组合法等。我国在大跨径混凝土拱桥的研究方面与外国相比相对落后，为了促进我国拱桥事业的进一步发展，本文对两座采用组合施工法的钢筋混凝土拱桥进行介绍。

2 日本帝释桥

2.1 概述

1978 年建成的日本帝释桥，桥长284 m 的无铰拱桥，在陡峭的溪谷上架设的高速公路桥。该桥分为上下行桥，跨径145 m，矢高30 m，拱轴线为m=2.5 的悬链线。拱圈截面为双室箱，拱顶高2.4 m，拱脚高3.8 m，拱圈宽度为9.9 m。

2.2 施工方法

施工时，在左右两岸搭设安装28 m 高的塔架，用塔架上伸出的斜拉杆将拱肋吊起，大约一半长度跨径的拱肋用悬臂伸出法施工。余下的跨中部分，用型钢制作米兰构件，用特殊工程车浇筑混凝土将米兰构件部分裹住形成拱肋，在拱肋上安装支架施工立柱和桥面板。

主要施工步骤如下:(1)施工拱台、锚定及端立柱，架立刚塔架，安装支座和支座混凝土块，架设悬挂支架，架设导向索缆，设置预应力钢筋并安装拱肋底板模板。(2)在拱脚处设置施工用的销支座，在悬吊支架34 m 范围内浇筑混凝土(一般平均浇筑长度4.5 m)，在顶板间配置横向预应力钢筋。(3)浇筑拱脚混凝土并固定拱脚，配置拆除悬挂支架用的预应力钢筋，将斜拉杆从悬挂支架上移至拱体上，拱肋与悬挂支架脱离，拆除底板模板，用缆索起重机从悬挂支架前端逐段撤除支架。(4)在悬挂支架前端设置米兰构件临时支撑台，安装支座和支座混凝土块，架设第1 ～5 段米兰构件，设置斜拉预应力钢筋，架设第6 ～9 段米兰构件，架设第10 ～12 段米兰构件至拱顶合龙成拱。(5)在米兰构件上安装挂篮，米兰构件共14 段，左右相互交错浇筑混凝土包裹米兰构件，配置横向预应力钢筋(浇筑每段长6.5 m)，浇筑拱顶合龙段混凝土(4 m)，拱肋浇筑完毕拆除挂篮，拆除全部的预应力钢筋，释放横向预应力钢筋的拉力。(6)浇筑拱上立柱和引跨墩，浇筑桥面板，桥梁主体工程完成，施工桥面，全桥竣工。

3 日本宇佐川桥

3.1 概述

日本宇佐川桥位于山口、岛根、广岛三县交界处三口县境内。宇佐川桥址指定在国定公园内，属于第一类特区，为了不损坏大自然的优美景色，在考虑桥梁方案时，以宇佐川为中心的200 m 范围内不能设置桥墩等结构物。从经济合理、施工方便、缩短工期及美观等方面考虑，最终选定了跨径204 m 的混凝土拱桥方案。宇佐川桥是钢筋混凝土无铰拱桥，由于桥位两岸的地形不同，以及选择桥台位置受限制，拱的形状左右不对称且矢度很大(矢跨比:右半拱为1/6，左半拱为1/9);桥面分为上下行四个车道，拱圈作为整体结构，拱圈为宽度17.8 m 的一个三箱室截面，梁高由拱脚的4.4 m变化至拱顶的3.6 m。在拱顶处，上下行线的桥面板作为整体结构，而在拱的其他部位桥面板作成分离结构，为了尽可能减轻拱圈的负荷，桥面板选用了自重轻、梁高为75 cm 的预应力混凝土空心板。

3.2 施工方法

混凝土拱桥的拱圈在施工过程中会产生很大的应力，此应力往往对拱圈设计断面起控制作用。本桥采用塔柱、米兰组合的施工方法，与1978 年10 月建成的帝释桥采用的方法大体相同，但帝释桥施工时再拱脚处设置了临时铰，并靠拱脚一大段拱圈采用悬挂支架施工。本桥因跨度大，拱脚作成固结状态，并自拱脚开始采用悬臂施工，这是与帝释桥最大的区别。

主要施工步骤如下:(1)施工拱台、锚定及端立柱，架立刚塔架，安装支座和支座混凝土块，架设悬挂支架，架设导向索缆，设置预应力钢筋并安装拱肋底板模板。(2)拱圈分为42 段，每段长度约4 ～6 m，两拱脚50 m 范围内采用斜拉预应力钢筋进行悬臂架设施工。(3)拱圈中部约100 m 长度用塔柱和斜拉预应力钢筋架设米兰构件，形成拱圈形状，其后将米兰构件浇筑钢筋混凝土合龙拱圈。(4)拱圈完成后，撤去斜拉预应力钢筋和塔柱，浇筑拱上立柱和引跨墩，浇筑桥面板，全桥竣工。

4 结 语

组合施工方法吸取了悬臂浇筑法的优点，整个拱圈现场浇筑，保证了结构的整体性，只有中间部分采用劲性骨架，与劲性骨架拱桥相比又节省了部分用钢量，最重要的是能使桥梁在跨径方面能有更进一步的突破。以最廉价的原材料修建大跨度的混凝土拱桥，是大跨径拱桥发展的方向。因此，开展部分悬浇与部分劲性骨架组合施工法的研究，对完善混凝土拱桥施工工艺、推动拱桥进一步发展具有十分重要的意义。

［1］ 陈宝健，许有胜，陈宝春. 日本钢筋混凝土拱桥调查与分析［J］.中外公路，2004，(4).

［2］ 日本土木学会.コニケリ－ト长大ァ－チ桥－支间600mクラヌ－の设计施工［M］.东京:日本土木学会，2003.

［3］ 陈宝春，黄卿维.600 m 跨径混凝土拱桥的试设计研究［J］. 中外公路，2006，(2).