拱桥悬臂浇筑施工方法研究

李星辰

（重庆市城市建设投资〈集团〉有限公司，中国 重庆400015）

0 前言

拱桥悬臂浇筑施工方法在国外得到了迅速的发展，修建范围遍及世界，修建数量急剧增加，跨径也不断增大。将悬臂浇筑施工法应用到我国多高山、多深谷、地形崎岖复杂的西部山区交通建设当中，发挥了其基本上不受地形条件限制、施工方便、结构简洁、后期维护少、维修简便、整体性好(抗风、抗震性能好)、不中断桥下通航或通车、对设备的起重能力要求不高、对环境的破坏较小等的优点。因此，开展山区钢筋混凝土拱桥建设新工艺的研究对我国大跨度拱桥建设的推进具有现实意义。

1 拱桥悬臂浇筑施工方法的分类

1.1 塔架斜拉扣挂悬浇法

塔架斜拉扣挂悬浇法是在拱脚墩台处安装临时的钢或者钢筋混凝土塔架，用斜拉索（或者用斜拉粗钢筋）一端拉住拱圈或者拱肋节段，另一端绕向台后并锚固于岩盘上，从拱脚开始，逐段向拱顶悬臂浇筑，直至拱顶合龙。 在施工过程中由索、塔、拱肋三种基本结构组成的组合结构。 这种特有的施工方法目前得到广泛的使用，也是国外采用的时间最早、数量最多的大跨径钢筋混凝土拱桥无支架施工方法。 该方法如分别于1997 年和2005 年在克罗地亚建成的跨径分布为L=26m+10×30m+24m 的Masleniea 桥和净跨径204.0m， 净失高52.0m的Krka 河桥。 在国内，2007 年四川省西昌—攀枝花高速公路上的白沙沟大桥[1]，为我国悬臂浇筑施工打开了历史的开端，打破了我国尚无悬臂浇筑钢筋混凝土拱桥的境遇。

1.2 斜吊式悬浇法

采用桁式概念进入拱桥的施工当中，用悬臂桁架法架设大跨径桥梁，是当今世界普遍采用的新技术。悬臂桁架浇筑法是将主拱圈、拱上立柱、桥面板齐头并进，边浇筑边构成桁架发挥效应，施工时用预应力钢筋或钢绞线作为桁架的临时斜拉杆。桥面板的临时明索用拉杆或者桥面梁锚固于台后的岩盘上，向河中悬臂施工，最后拱顶合龙。过程中主拱圈和上部结构同时施工，这样使得在施工过程中，拱上结构也参与了受力，整体性好，提高了施工过程中的稳定性，同时施工的工期得到大幅度的提高。虽然采用这种施工方法在目前桥梁的修建中数量不是很多，但是它特有施工方法已经逐渐显示出自己修建上承式拱桥独有的优点及其强大的生命力。 如2002 年葡萄牙采用结合临时辅助墩的悬臂桁架法建成了欧洲仅次于克罗地亚Krk 桥的第二大跨度的混凝土拱桥——InfanteD.Henrique 桥[2－3]，跨度为280m，也是拱圈直线节段施工中跨度最大的拱桥和大跨度范畴内世界上最坦的拱桥。 2004年西班牙采用同种方法建成了跨度255m 的Tilos 桥[4-5]，为西班牙混凝土拱桥跨度之最，主拱圈为钢筋混凝土结构，桥面为钢混凝上组合结构。

2 拱桥悬臂浇筑施工方法的受力特点

塔架斜拉扣挂悬浇与斜吊式悬浇两种悬臂浇筑施工方法归纳起来都是借助斜拉索将拱肋以弹性支承的形式吊挂传力构件上。在悬臂施工期间，由于浇筑力的持续施加，使得主拱圈的最大拉应力很容易超出安全合理范围， 对于先成拱的塔架斜拉扣挂悬臂浇筑法来说，拱脚截面较为不利，而形成桁架体系的悬臂桁架法的危险截面还会出现在立柱下的主拱圈处。临时斜拉扣索这些中间弹性支承（斜拉索）加强了主拱的刚度，形成多点弹性支承的拱肋，降低拱肋的截面弯矩、减轻拱重、提高拱的跨越能力，斜拉索的水平分力对主梁产生的轴向预施压力的作用可以增强拱肋的抗裂性能，节约高强度钢材的用量。 拱桥悬臂浇筑施工（塔架斜拉扣挂和悬臂桁架）结构待施工完成以后都要拆除斜拉索，由主拱圈作为主要的承受压力的结构。

3 结语

综上所述，针对我国多高山、多深谷、地形崎岖复杂的西部山区恶劣环境的建设需求，在国内外相关拱桥悬臂浇筑施工科研资料以及深层分析目前研究成果的基础上总结了悬臂浇筑施工方法的分类以及各自特点，并详细阐述了悬臂浇筑施工当中的受力行为方式，在配合拱桥特点的基础上得到悬臂浇筑施工在各种施工方法的优越性。

［1］李晓斌.大跨度钢筋混凝土拱桥悬臂浇注施工控制与模型试验研究[D].西南交通大学,2008.

［2］楼庄鸿.楼庄鸿桥梁论文集[M].北京:人民交通出版社,2004.

［3］陈宝春,黄卿维.葡萄牙亨里克拱桥的设计与施工[J].世界桥梁,2006(03):1-3.

［4］高玉峰,蒲黔辉,李晓斌,等.悬臂浇筑法在国外大跨度混凝土[J].世界桥梁,2008(01):18-21.

［5］Santiago Pérez-Fadón, José Emilio Herrero and Juan José Sánchez. Los Tilos arch on La Palma Island [C].ARCH’10-6th International Conference on Arch Bridges,2001:101-106.