第七章-拱桥的无支架施工

第七章
钢筋混凝土拱桥、钢管混凝土拱桥及劲性
骨架混凝土拱桥的无支架施工
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第 七 章
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第七章 拱桥的无支架施工
§7.1 §7.2 §7.3 §7.4 §7.5 §7.6 §7.7 §7.8 概述 吊装—吊装设备 混凝土的灌注 转体施工—平转、竖转 转动机构的构造与布置 转动的动力 斜拉扣挂施工法 塔扣一体化施工技术
管、后上管或上、下管和相邻管的混凝土浇筑
按一定程序交错进行或按设计要求进行。
• 浇筑时环境气温应大于5度，当环境气温高于40 度，钢管温度高于60度 时，应采取措施，降低 钢管温度。
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• 因浇筑管道较小，要求混凝土有较高的和易性，
为减小混凝土凝结时收缩，施工时应加入 适量的减水剂和微膨胀剂，并注意振捣密实。
内将其转动至桥位中线处合龙成拱。由于是平面 转动，因此，半拱的预制标高要准确。
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平面转体通常需要在岸边适当位置先做模架，
模架可以是简单支架，也可做成土牛胎模。根据
是否采用平衡块来防止转体过程中的倾覆可分为
平衡重转体和无平衡重转体。
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有平衡重转体
• 管内混凝土的配合比及外掺剂等，应通过设计、 试验来确定，施工中须严格管理，以确保 钢管混凝土的质量。
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返回 大跨径钢管混凝土拱桥的浇筑
大跨径钢管混凝土拱桥，混凝土可以分环 或分段浇注，灌注时应从拱脚向拱顶对称进行。 大跨径拱肋灌注混凝土时应对拱肋变形和应力 进行观测，并在拱顶附近配置压重!以保证施工 安全。
• 风缆：固定塔架或基肋
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（1）主索(承重索) 主索常采用纤维芯钢绳。其直径、型号和 根数可根据索塔距离（主索跨度）、起吊重、 设计垂度（通常为 L/15，L为主索跨度）计算出 主索所能承受的拉力。比如缆索设备的主索吊 装30t重的拱肋时可采用一组4根直径47.5纤维芯 钢丝绳。
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（13）电动卷扬机及手摇绞车 电动卷扬机及手摇绞车为牵引、起吊的动 力装置。电动卷扬机速度快，但不易控制，一 般多用于起重索和牵引索。对于要求精细调整 钢索的部位，多采用手摇绞车，以便于操纵。
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（14）其他附属设备 如各种倒链葫芦、花篮螺栓、钢丝卡子 （钢丝轧头）、千斤绳等。缆索吊装设备的形 式及规格都非常多，必须按照因地制宜的原则， 结合各工程的具体情况合理地选用，才能取得 良好的效果。
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• 每根钢管的混凝土须由拱脚至拱顶一次连续浇
筑完成，不得中断，且浇筑完成时间不宜超过
第一盘入管混凝土的初凝时间。当钢管直径较
大，混凝土初凝时间内不能浇完一根钢管时， 可设隔板把钢管分为3段或5段、分段灌注。隔 板钢板厚度应大于1.5 倍钢管壁厚。下一段开口 应紧靠隔板，使两段混凝土通过隔板严密结合。
有平衡重转体以桥台背墙作为平衡和拱体
转体用拉杆（或拉索）的锚碇反力墙，通过平
衡重稳定转动体系和调整其重心位置。平衡重 大小由转动体的质量大小决定。由于平衡重过 大不经济，也增加转体困难，所以，采用本法 施工的拱桥跨径不宜过大，一般适用于跨径
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7.2.2 缆索吊车组成及作用
施工动画
缆索吊装布置示意图
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缆索吊车各主要组成的作用
• 塔架：立于桥台上或桥头高地，四面用风缆固
定，支撑主索 • 主索：起重小车的轨索，用数根粗钢索组成
• 牵引索：牵引起重小车，使其能沿主索移动 • 起重索：用于起重小车的动滑轮组升降
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§7.4
转体施工—平转、竖转
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将拱圈分为两个半拱，在桥头将基肋预先
拼装或灌筑，然后旋转就位后合拢，可分为平
转和立转二种方式。
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返回 7.4.1 转体法施工桥梁的特点
结构合理，受力明确，节省施工用料，减少
安装架设工序，变复杂的、技术性强的水上高空
§7.9 贵州六圭河大桥钢筋混凝土箱拱的扣挂法安装 §7.10 拉西瓦黄河大桥钢管混凝土拱桥的扣挂法安装
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§7.1
概述
在峡谷或水深流急的河段上，或在通航河
流上需要满足船只的顺利通行，或在洪水季节
施工并受漂流物影响等条件下修建拱桥，以及 采用有支架施工将会遇到很大困难或很不经济 时，就宜考虑采用无支架施工。无支架施工包 括转体施工、缆索吊装施工。 它是一种风险很
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（9）塔架 塔架由塔身、塔顶、塔底和索鞍等几个主 要部分组成。塔身常用型钢或万能杆件组拼而 成，也可以用装配式公路钢桥桁节片（贝雷） 等构件拼装而成。对个别小跨径桥也可采用木 塔架。
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（10）索鞍 塔架顶部应设索鞍。主索通过索鞍时，要 求索鞍半径 R大于12倍钢索直径 或300倍钢丝直 径。见索鞍示意图.
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返回 浇筑混凝土注意事项
钢管混凝土填充的密实度是保证钢管混凝 土拱桥承载能力的关键问题。钢管内混凝土是 否灌满，混凝土收缩后与钢管壁形成空隙往往 是问题所在。质量检测办法以超声波检测为主， 人工敲击为辅。当然，采用小铁锤敲击钢管听 声音的方法是十分简单和有效的。通过检测， 有空隙部位必须进行钻孔压浆补强。施工中除 应按设计要求进行外，还应注意以下几点：
作业为岸边陆上作业，施工速度快，不但施工安
全，质量可靠，而且不影响通航，减少施工费用 和机具设备，造价低。转体施工是具有良好技术 经济效益的拱桥施工方法之一。
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返回 7.4.2 平转施工
平面转体施工就是按照拱桥设计标高在岸边
预制半拱，当结构混凝土达到设计强度后，借助
设置于桥台底部的转动设备和动力装置在水平面
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§7.3
混凝土的灌注
根据钢管拱肋的截面形式及施工设备，钢管混 凝土的浇筑可采用以下两种浇筑方法： • 人工浇筑法
• 泵送顶升浇筑法
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返回 人工浇筑法
这种方法是用索道吊点悬吊活动平台，在 钢管拱肋顶部每隔4m 开孔作为,灌注孔和振捣孔。 混凝土由吊斗运至拱肋灌注孔，混凝土由人工 铲进，插入式和附着式振捣器振捣。所以人工 浇筑法一般使用在拱肋截面为单管、哑铃形等 实体形钢管拱肋。浇筑程序对于哑铃形一般先 腹板、后下管、再上管。
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灌注混凝土的配合比除满足强度指标外， 尚应注意混凝土坍落度的选择。对于泵送顶升 浇灌法粗集料粒径可采用0.5～3cm，水灰比不 大于0.45，坍落度不小于15cm；对于吊斗浇捣 法粗集料粒径可采用1～4cm。为满足上述坍落 度的要求，应掺入适量减水剂，为减少收缩量， 可掺入适量的混凝土微膨胀剂。
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主索一般用事先架好的工作索来安装。工 作索直径较小，安装拉力不大，可依靠更细的 钢丝绳或麻绳引导过河。为防止主索因自重下 坠入水，增加拖拉阻力，须设置后捎绳，将主 索后端拉紧，随着主索牵引前进，徐徐放松后 捎绳。
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理论上，增加钢丝绳根数可增大主索起吊 重量。但实际使用时必须考虑每根钢丝之间受 力分配的均匀性，并采取一定的措施。目前较 好的办法是使多根主索联通联动。 缆索的安装垂度应符合设计要求，若小于 设计值，则地锚、索塔、主索等重要部件会超 载或严重超载，这是十分危险的。相反，若缆 索安装垂度大于设计值，则会引起工作垂度过 大，增大了构件吊运上下坡的坡度，影响构件 安装工作的顺利进行。
大的施工方法。
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§7.2
吊装—吊装设备
7.2.1 施工工序
• 拱箱(肋)在河滩或桥头岸边预制或预拼 • 将预制块移运到缆索下，由缆索上的起重小车
起吊送至桥位安装
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• 自一桥孔的两端向中间对称进行吊装，端铰基
肋吊装后用扣索临时系住，然后松开吊索，在 最后一节构件吊装就位并将各接头位置调整到 规定标高后，才能放松吊索并将各个接头合拢， 最后将所有的扣索撤去。 • 拱上建筑施工 • 桥面结构施工
隔板周边应与钢管内壁焊接。
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• 浇筑入口应设在浇筑段根部，应从两拱脚向拱
顶对称浇筑。用顶升法浇筑时，严禁从中部或
顶部抛灌。
• 浇筑混凝土的前进方向，应每隔30m 左右设一 个排气孔，有助于排出空气，提高管内混凝土 的密实度。
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• 桁式钢管拱肋混凝土的浇筑顺序，一般为先下
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（7）横移缆 若缆索吊装系统只设置一道主索，则预制 构件需要通过横移索来实现横向移动就位。横 移索的方向应尽可能与预制构件的轴线相垂直。 横移索的直径大小、钢丝绳类型可与风缆相同。
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（8）跑车(天线滑车、骑马滑车） 跑车是在主索上运行和起吊重物的装置， 可采用定型滑车，也可根据吊重的实际情况自 行加工。跑车大都由跑车轮、起重滑轮组和牵 引系统三部分组成。
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（2）起重索 起重索套绕于天线滑车组，用于起吊构件， 起重索承受吊重拉力，宜选用柔软耐磨、不易 打结的钢丝绳。
（3）牵引索
牵引天线滑车（跑车）沿主索前后移动， 宜选用柔性好的钢丝绳。
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（4）扣索 暂时固定分段拱肋所用的钢丝索称为扣索。 扣索用绞车或链滑车收紧，用拉紧器（花篮螺 丝）微调。 扣索分墩扣、塔扣、天扣、通扣等几种形式。 用作扣索的钢丝绳可采用与起重索或牵引索相 同的类型。其直径大小按计算所受拉力大小 确定。
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（5）安全索 安全索是一种辅助索，它不与主索发生联 系。一般可在主索之间设1～2根类型与起重索 相同的钢丝索作安全索，其直径可小于主索。 安全索也可作工作索用。
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（6）风缆 风缆又称缆风索、浪风索，用于稳定塔架 （包括索架和墩上排架），调整和固定拱肋的 位置。风缆采用钢丝绳类型与牵引索、扣索相 同。其直径大小按计算所受拉力大小确定。
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加载顺序从拱脚向拱顶，按对称、均衡的 原则进行，并可通过严格控制拱顶上升及墩顶 位移来调整浇筑顺序，以使施工中钢管拱肋的 应力不超过规定值，并保证拱肋的稳定性。但 应尽量采用泵送顶升浇筑法以保证质量。
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返回 泵送顶升浇筑法
这种方法适用于桁架式钢管拱肋内混凝土 的浇筑，也可用于单管、哑铃形等实体形拱肋 截面的混凝土浇筑。一般输送泵设于两岸拱脚， 对称均衡地一次压注混凝土。在钢管上应每隔 一定距离开设气孔，以减小管内空气压力。泵 送混凝土之前，应先用压力水冲洗钢管内壁， 再用水泥砂浆通过，然后连续泵送混凝土。
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返回 7.2.3 拱肋起吊方法
大跨径拱桥拱肋构件的脱模起吊一般采用 龙门架，小跨径拱桥拱肋及小型构件可采用三 角扒杆、马凳、吊车等机具进行。三角扒杆如 图(a)构造简单，移动方便，稳定性好。但起吊 一次须立即清理场地并移动扒杆，进度较慢。 用马凳起吊拱肋时，可以横移装车，进度较快。 如图(b)马凳可用钢梁做横梁、用手动滑车或起 重滑轮组起吊。当预制场场地分散时，可用履 带吊机起吊，如图 (c)或用轮胎式吊机与履带吊 机联合起吊装车，如图(d).拱肋起吊方法示意图
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（12）锚碇 锚碇为固定主索、起重索、扣索、铰磨、 绞车、缆风绳、溜绳、导向滑车、各式扒杆、 绳索吊机等不可缺少的设备。重要的锚碇应进 行专门设计计算，在正式使用前进行试拉。锚 碇的种类按构造形式可分为地垅、钢筋锚环、 水中锚旋和其他锚固点等。如一种简易锚碇
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（11）塔架基础 塔架基础一般采用浆砌片石或片石混凝土。 塔底有铰接和固接两种形式。底座设铰的塔架 必须依靠风缆维持稳定。有的工地则于塔架下 端设球面或平面与垫木平面接触的自由铰。缆 索架桥设备的塔底是在分片拼装的锥形塔脚节 下设筒形铰支座。见简易塔脚铰构造。有些塔 架脚底固定在基础混凝土中，或预埋螺栓与塔 固接。这种形式的塔底可以承受弯矩，但塔架 的稳定仍需用风缆帮助。