11 系杆拱桥施工技术

11 系杆拱桥施工技术

1 概述

系杆拱是一种无推力的拱式组合体系，通过将要紧承担压力的拱肋和要紧承担拉力的系杆组合起来，共同承担荷载，如此就充分发挥被组合的简单体系的特点及组合作用，以达到节约材料和降低对地基的要求的目的。

系杆拱桥是外部静定结构，兼有拱桥的较大跨过能力和简支梁桥对地基习惯能力强的两大特点，因此在桥面高程受到限制而桥下又要求保证较大净空（桥下净跨和净高），或当墩台基础地质条件不良易发生沉降，但又要求保证较大的跨度时，要优先采纳系杆拱桥。

2 系杆拱结构

系杆拱桥一样由拱肋、吊杆、系杆、横梁、桥面系等组成。结构见图1。拱肋一样为钢筋砼或钢管拱结构。系杆一样为型钢或预应力钢筋砼结构。吊杆一样为预应力钢筋砼、圆钢或高强钢丝束。

1 拱肋；

2 拱顶；

3 拱脚；

4 拱轴线；

5 拱腹；

6 拱背；

7 系杆；

8 支承节；

吊杆； 10 吊杆节点； 11 横梁； 12 桥道梁； 13 支座； 14 横撑；

净跨径； 计算跨径； 净矢高； 计算矢高

图1 系杆拱结构

3 系杆拱桥施工工艺

3.1 系杆拱桥常用施工方法

系杆拱桥按照拱肋和系杆相对刚度不同，分为柔性系杆刚性拱（EI拱/ EI系＝80～100）、刚性系杆柔性拱（EI拱/EI系<1/80）、刚性系杆刚性拱（E I拱/EI系＝1/80～80）。关于柔性系杆刚性拱桥，由于系杆只承担拉力，施工时抗弯能力较差，多采纳就地现浇法施工；关于刚性系杆柔性拱，由于刚性系杆作为偏心受拉构件，有抗击拉力和弯矩的能力，可采纳就地现浇法施工或预制装配法施工；关于刚性系杆刚性拱桥，由于系杆和拱肋刚度大，均能承担轴力和弯矩，施工中可采纳就地现浇法施工、整体拼装施工或整体拖拉（顶推）施工。实际施工中，由于场地和其它条件限制，多种方法可交叉使用。

下面介绍常用的系杆拱桥施工方法：先梁后拱的施工方式，设临时支墩，拖拉架设支架粱，在支架梁上立模现浇系梁，张拉部分预应力索，再

在系梁上搭设支架安装并焊接钢管成钢管拱，然后由拱脚向拱顶对称泵送无收缩混凝土形成钢管混凝土拱肋，安装并张拉吊杆，拆除系梁支架，调整好吊杆力，施工二期恒载及桥面系，复测并调整吊杆索力至设计值，至此，系杆拱桥施工完成；

3.2 施工工艺

3.2.1 施工工艺框图（见图2）

图2 系杆拱桥施工工艺框图

3.2.2 临时支墩施工

临时支墩在桥孔内设置，拖拉时要承担拖拉的反力、纵横向风载、支架梁上下墩和墩顶移动时的水平荷载及拖拉中产生的冲击力，系杆现浇时要承担系杆的自重及施工荷载，因此要具有足够的强度和刚度。临时支墩由基础、墩身、顶面滑道及上墩下墩设施等组成。基础一样为桩基，墩身用万能杆件或贝雷架组拼。上墩下墩设施采纳牛腿及千斤顶：在支架梁前端焊一牛腿，在临时支墩墩顶及牛腿间设置千斤顶。千斤顶底座下布设小

滚轴，一面顶起一面移动，直到支架梁的上滑道到达支墩顶面受力后，再拆除千斤顶。

3.2.3 支架梁组拼

支架梁为连续梁，既要保证拖拉时不变形，又要保证作为系梁现浇时的支撑，要具有足够的刚度。按照运算支架梁采纳单层双片式六四式军用梁拼装而成。长度为：跨度＋12米。支架梁的拼装在事先搭好的平台上进行，宽度为10米，长度不小于35米。用设在平台两侧的龙门吊将杆件吊至平台上，当拼装长度达到30米后，开始拖拉，拖拉一段，拼装一段，直到达到设计长度。

3.2.4 支架梁拖拉 支架梁前端布置牵引系统，包括锚锭、定滑车组、动滑车组、穿绕的钢丝绳等。牵引动力为单卷筒慢速电动卷扬机。钢丝绳通过转向滑车接入

卷扬机。下支架梁后方设置制动系统，包括与牵引系统相同的滑车组、钢

丝绳和卷扬机等。

3.2.

4.1 滚移设施和滑道的设置 滚移设施和滑道的结构见图3。

支墩顶滑道下支架梁下支架梁滑道

滚轴

短枕

图3 滚移设施和滑道的结构

⑴滑道设置

对设在支架梁底面和支墩顶面的上下滑道，要求有充分的长度，表面平坦，刚度大，能平均分布反力，结构简单，拆装方便，两端易于吞吐辊轴或滑块。关于支架梁底面的上滑道由纵向垫木、枕木、滑道钢轨及吊枕几部分组成。纵向垫木与支架梁等宽，滑道钢轨一样选用38公斤以上的钢轨，1-3跟并列，用道钉反钉在横木上，钢轨间距15-16毫米。支墩顶下滑道与上滑道相对，钢轨数目比上滑道多1-2跟，一样为2-4跟。下滑道长度依据顺桥向宽度决定。

⑵滚滑设施

滚滑设施包括滑板、辊轴、滚轮箱、走轮和聚四氟乙烯滑块等。滑板一样采纳较厚的钢板，在钢板两侧焊接角钢作为导向，滑道顶面涂润滑油。辊轴一样可采纳圆钢截锯使用，荷载较大时须通过镟削加工并通过热处理。

3.3.

4.2牵引设施

牵引设备采纳单卷筒慢速电动卷扬机。牵引动力按下式运算

F=KΨQ＋GQ

F：牵引力

Ψ:滑道摩擦系数

Q：下支架梁自重

G：坡度

一样将F取为下支架梁自重的5％。在施工实践中为了便于操纵下支架梁前进方向和速度，要设置制动设施，制动设施所需牵引力为：F=K(0.4AW-ΨQ+GQ)

K：安全系数，一样为3-5

A：下支架梁横向受风面积

W：风荷载强度

Ψ:滑道摩擦系数

Q：下支架梁自重

G：坡度

3.3.

4.3下支架梁拖拉

开动卷扬机，缓慢牵引下支架梁前移，下支架梁没上第一个支墩前，要保证下支架梁的重心在拼装平台上。为改善在牵引过程中，显现的脉冲式跳跃前进现象，需尽可能缩短钢丝绳长度，加粗钢丝绳直径，换用大功率的滑车组。为保证拖拉方向，需在下支架梁外侧安装导向角钢；在支墩两侧安装侧向支架，内置千斤顶调整下支架梁横向位置。在拖拉过程中，要做好中线的观测工作，遇有偏斜时随时纠正。纠正方法是打斜部分辊轴，使下支架梁转移。纠正时不要操之过急，否则会发生摇动、滑道变形等情形或事故。

3.2.4系杆施工