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环球网校一级建造师《公路工程管理与实务》新考纲精讲
【知识点】拱桥施工
一、拱(支)架上现浇混凝土拱圈
跨径较小的拱圈或拱肋,应按拱圈的全宽从两端拱脚向拱顶对称地连续浇筑混凝土,并应在拱脚
混凝土初凝前全部完成。跨径较大的拱圈或拱肋,应沿拱跨方向分段对称浇筑,分段的位置应以拱架
受力对称、均匀和变形小为原则,且宜设置在拱顶、1/4跨部位、拱脚及拱架节点等处;各段的接缝
面应与拱轴线垂直,各分段点应预留间隔槽,其宽度宜为0.5~1.0m,槽内有钢筋接头时,其宽度尚
应满足钢筋接头的需要。
浇筑拱圈混凝土时,应严格按照预先制定的浇筑程序对称于拱顶进行,并应控制两端的浇筑速度,
避免产生过大的偏差。分段浇筑时,各分段内的混凝土宜一次连续浇筑完成,因故中断时,应浇筑成
垂直于拱轴线的施工缝;如已浇筑成斜面,应凿成垂直于拱轴线的平面或台阶式结合面。
采用在拱架上组装部分预制部件然后现浇混凝土的方法施工大跨径钢筋混凝土箱形拱圈,组装和
现浇均应从两拱脚向拱顶对称进行。箱形拱圈的底板施工应按拱架的变形情况设置间隔缝,缝内混凝
土应在底板合龙时浇筑;拱圈的底、腹板混凝土强度达到设计强度的 85%后方可安装盖板,布设钢
筋,现浇顶板混凝土。
二、无支架和少支架预制安装
(一)采用无支架和少支架方法施工时,拱圈的预制应符合:
1.拱肋宜采用立式方法预制。
2.箱形拱预制时可先预制横隔板、腹板并在拱胎上进行组装,再浇筑底、顶板和接头混凝土。混
凝土强度达到设计强度的85%后,方可起吊运输到存放场地存放。
(二)采用无支架方法安装拱圈时,宜根据桥梁规模、构件重力、施工环境条件等,选用适宜的
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吊装方式和吊装机具。
(三)缆索吊装法进行拱桥无支架安装
1.缆索吊装法
适用范围:在峡谷或水深流急的河段上,或在通航的河流上需要满足船只正常通行时可选用。缆
索吊装由于具有跨越能力大,水平和垂直运输机动灵活,适应性广,施工比较稳妥方便等优点,在
拱桥施工中被广泛采用。
主要施工设备:缆索吊机塔架、缆索吊机主索(承重索)、起重索、牵引索、扣索、工作索、
风缆、横移索、跑车(天车、骑马滑车)、索鞍和锚碇等。
2.主要施工工序
在预制场预制拱肋(箱)和拱上结构→将预制拱肋和拱上结构通过平车等运输设备移运至缆索吊
装位置→将分段预制的拱肋吊运至安装位置→利用扣索对分段拱肋进行临时固定→吊装合龙段拱肋
→对各段拱肋进行轴线调整→主拱圈合龙→拱上结构安装。
3.施工要点
(1)主塔和扣塔宜釆用常备式定型钢构件在墩、台顶上拼装,其基础应牢固、可靠,周围应设
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置防排水设施;塔的纵、横向宜设置风缆,且风缆的安全系数应不小于2,当塔自身能满足横向受力
及抗风要求时,可不设横向风缆;塔顶部应设置可靠的避雷装置。
(2)扣塔上索鞍顶面的高程应高于拱肋扣点高程。
(3)主缆宜采用钢丝绳,其直径和数量应根据吊装构件的重量通过计算确定,安全系数应不小
于3,且每根主缆应受力均匀;抗风钢丝绳的安全系数应不小于2;起吊绳的安全系数应不小于5;
牵引绳的安全系数应不小于3;钢丝绳扣索的安全系数应不小于3;钢绞线扣索的安全系数应大于2。
地锚的设置应满足主缆可靠锚固的要求,抗拔安全系数应不小于2,抗滑、抗倾安全系数应不小于1.4。
(4)缆索吊装系统设计时,应对可能出现的各种工况进行强度、刚度和稳定性验算;吊装前应
对吊装系统进行检查验收,并应按设计荷载进行试吊,检验其安全性和可靠性,检验合格后方可用于
正式吊装。
(5)缆索吊装系统的安装、使用和拆除均应制定专项施工方案,保证施工安全。
(6)固定的风缆应待全孔合龙、横向连结构件混凝土的强度满足设计要求后方可撤除。
(7)拱肋安装时,各段拱肋的高程和线形应根据施工控制的要求确定,且宜从拱脚段开始,依
次向拱顶分段吊装就位。扣索的扣挂应稳妥可靠,应使拱肋断面不产生扭斜,且各段拱肋的上端头均
应通过扣索的调整使其略高于设计高程。
(8)松索的流程应根据施工控制的要求经计算确定,松索前应校正拱轴线位置及各接头高程,
使之符合要求。松索应按拱脚段扣索、次拱脚段扣索、起重索三者的先后顺序,并按比例定长、对
称、均匀地松卸。
(四)少支架施工时支架安装和拆卸的技术要求:
1.当拱肋接头混凝土及拱肋横向连结构件混凝土的强度符合设计规定或达到设计强度的 85%时,
方可开始卸架。卸架宜在主拱圈安装完成后,分次缓慢卸落,使拱圈及墩、台逐渐成拱受力。
2.在严寒地区,主拱圈不宜在支架上过冬,支架宜在冰冻前拆除。
【例题·案例节选】【2019】
【背景资料】
某施工单位承建了一座桥梁工程。主桥为上承式钢管混凝土拱桥,跨度为220m,左右分幅布置。
每幅拱桥由两片拱肋组成,每片拱肋采用钢管混凝土桁架,拱肋桁架主管采用4根钢管,内灌C50混
凝土。拱桥位于山间河流水库区域,桥梁设计按Ⅲ级航道净空控制。桥位处谷深狭窄,山体陡峻,呈
“V”型,岸坡地段基岩浅埋或者裸露,出露或钻孔揭露的基岩为片麻岩、花岗片麻岩。
施工中发生如下事件:
事件一:施工单位在施工前进行了施工调查,根据桥位处水文、工程地质和地质情况,拟采用缆
索吊装主拱肋施工方案,主拱肋缆索吊装示意图如图所示。
事件二:主拱肋施工方案中拟采用的缆索吊装主要施工工序为:拱肋和拱上钢结构加工预制→陆
运至桥位附近临时码头→船运分段拱肋至安装位置→(G)→用扣索对分段拱肋临时固定→安装平联
单元→吊装其他分段拱肋→各段拱肋轴线调整→(H)→灌注主管内混凝土→安装拱上结构。
【问题】
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1.说明事件一施工单位采用缆索吊装方案的理由。
2.写出图中A、B、C、D对应的设备或结构名称。
3.写出事件二拟采用的缆索吊装主要施工工序中G、H的内容。
【参考答案】
1.理由:该桥位于山间河流水库区域,有通航要求,两侧谷深狭窄,山体陡峻,呈“V”型的峡
谷,而缆索吊装施工适用于峡谷或水深流急的河段上,或在通航的河流上需要满足船只正常通行的情
形,所以施工单位采用了缆索吊装方案。
2.A为缆索吊机塔架;B为扣索;C为承重索;D为跑车(天车、骑马滑车)。
3.G为将拱肋吊运至安装位置,H为主拱圈合龙。
三、转体施工
(一)概述
上部结构转体施工是跨越深谷、急流、铁路和公路等特殊条件下的有效施工方法,具有不干扰运
输、不中断交通、不需要复杂的悬臂拼装设备和技术等优点。
转体施工分为竖转法、平转法和平竖结合法。
平转施工主要适用于刚构梁式桥、斜拉桥、钢筋混凝土拱桥及钢管拱桥。
竖转施工主要适用于转体重量不大的拱桥或某些桥梁预制部件(塔、斜腿、劲性骨架)。
(二)平转法施工
安装四氟乙烯片 下球铰和销轴涂抹黄油和四氟乙烯粉
上球铰安装 滑道安装
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1.有平衡重转体施工
特点:转体重量大。
对跨径较大、转动体系重心较高的拱桥,宜采用环道与中心支承相结合的转盘结构;
对中、小跨径的拱桥,可采用中心支承的转盘结构。
平衡重宜视情况利用桥台或设置临时配重。
(1)拱圈混凝土达到设计规定强度后,方可分批、分级张拉扣索,对扣索的索力应进行检测,
其允许偏差为±3%。张拉达到设计控制应力时,拱圈应脱离支架成为以转盘为支点的悬臂平衡状态,
且应根据合龙高程(考虑合龙温度)的要求精调张拉扣索。
(2)采用内、外锚扣体系时,扣索宜采用钢绞线或带镦头锚的高强度钢丝等高强度材料,其安
全系数应大于2。
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(3)转体的牵引索可采用钢绞线或高强度钢丝束,其一端引出,另一端应绕固于上转盘上,牵
引动力可采用连续作业液压千斤顶等。
(4)转体合龙应在当日最低温度时进行,当合龙温度与设计计算温度相差较大时,应考虑温度
差带来的影响,修正合龙高程。宜采取先打入钢楔的快速合龙措施,然后施焊接头钢筋、浇筑接头混
凝土、封固转盘。合龙应严格控制拱肋的高程和轴线,合龙接口的高程允许偏差应为±10mm,轴线允
许偏差应为±5mm。合龙段混凝土达到设计强度后,应分批、分级松扣,拆除扣、锚索。
2.无平衡重转体
主要是针对大跨度拱桥施工,是把有平衡重转体施工中的拱圈扣索拉力由在两岸岩体中锚碇平衡。
无平衡重转体施工包括转动体系施工、锚碇系统施工、转体施工、合龙卸扣施工工艺。
(1)张拉尾索时,两组尾索应按上下左右对称、均衡的原则,对桥轴向和斜向的尾索进行分次、
分组交叉张拉,并使各尾索的内力均衡。张拉达到设计规定的荷载后,应对其内力进行量测;不符合
要求时,应重新进行张拉,使其达到设计内力且均衡。
(2)张拉扣索前,应在桥轴向和斜轴向支撑以及拱顶、3/8、1/4、1/8跨径处设立平面位置和高
程监测点,并全面检查支撑、锚梁、轴套、拱铰、拱体和锚碇等的质量,经分析确认安全后,方可开
始张拉。扣索分级张拉时,应对称于拱体按由下向上的次序进行。
(3)两岸拱体平转至桥轴线位置就位后,应对其高程和轴线进行测量,不符合设计要求时应进
行调整,且按设计要求的合龙温度或修正后的合龙温度进行合龙施工。
(4)合龙口混凝土符合设计规定的强度或达到设计强度的 85%后,应按对称均衡的原则,分级
卸除扣索。
(三)竖转法施工
1.混凝土肋拱、刚架拱、钢管混凝土拱,当地形、施工条件适合时,可选择竖转法。
2.扣索宜选用钢丝绳或钢绞线,扣索的锚碇宜采用钢筋混凝土结构。
3.转动前应进行试转,检验转动系统的可靠性。
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四、劲性骨架拱
1.劲性骨架宜采用无支架或少支架法进行节段拼装。
2.采用分环多工作面均衡浇筑法施工时,各工作面的工作段长度可根据模板长度划分,且浇筑进
度差宜不超过一个工作段。
五、钢管混凝土拱
1.钢管拱肋的制造加工规定:
(1)钢管拱肋的制造应在工厂内进行。根据设计文件编制制造工艺,绘制加工图和拼装图等,
公差范围应考虑加工误差和焊接变形的影响合理确定,并应进行焊接工艺评定;制造完成后,应在厂
内进行不少于三个安装节段的试拼装。
(2)拱肋节段的对接接头宜与母材等强度焊接。所有焊缝均应进行外观检查,焊缝内部质量应
达到Ⅱ级以上标准,熔透焊缝应进行100%的超声波探伤。
(3)钢管拱肋的外表面应按设计规定进行长效防腐处理。
2.钢管拱肋的安装规定:
(1)钢管拱肋在成拱过程中,宜同时安装横向连结系,未安装连结系的拱肋不得超过一个节段,
否则应采取临时横向稳定的措施。
(2)拱肋节段间的焊接宜按安装顺序同步进行,且宜对称施焊。施焊前应保证节段间有可靠的
临时连接,并应有效地控制焊缝间隙;施焊时结构应处于无应力状态。
3.混凝土的施工规定:
(1)混凝土应采用泵送顶升压注施工,混凝土应具有低含气量、大流动性、收缩补偿、延后初
凝和早强等性能,其配合比应经试验确定。
(2)压注前应先对管内进行清洗、润湿管壁并泵入适量水泥浆,然后再正式压注混凝土。
(3)混凝土应由拱脚至拱顶对称、均衡地压注,有腹箱的断面应先管后腹,除拱顶外不宜在拱
肋内的其他部位设置横隔板。压注应连续进行,不得中断,直至拱顶端的溢流管排出正常混凝土时方
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可停止,溢流管的高度应为1.5~2.0m。压注时尚应考虑上、下游拱肋的对称性和均衡性,并应将施
工时间控制在混凝土初凝时间内。混凝土压注完成后应及时关闭设于压注口的倒流截止阀。
(4)大跨径钢管混凝土拱桥宜采用多级泵送工艺,其混凝土的配合比和泵送工艺,应在试验室
试验的基础上,根据需要进行模拟压注试验。
4.吊索和系杆索的安装施工规定:
(1)纵横梁安装完成后,对吊索应按高程和内力双控制的原则进行调整。
(2)系杆索的张拉值应符合设计规定,并应与加载工况相对应,上、下游应对称张拉。
六、悬臂浇筑
七、钢拱桥
1.钢拱肋制造加工完成后应在厂内进行试拼装。
2.钢拱桥的安装程序应符合设计规定,且宜采用无支架或少支架的安装方法施工。
悬臂吊机安装、缆索系统吊装、起重船安装。
3.钢拱桥可单构件安装或拼装成节段进行安装。当拼装成节段进行安装时,应防止节段在施工过
程中产生过大的变形,必要时应采取临时加固措施增加其刚度。
4.拱肋节段间的安装应对称进行。拱肋的端头应设临时连接装置,安装时应先临时连接后再进行
正式连接,并应对称施焊或栓接。
八、石拱桥
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拱圈的砌筑规定:
(1)跨径小于10m的拱圈,当采用满布式拱架砌筑时,可从两端拱脚起顺序向拱顶方向对称、
均衡地砌筑,最后砌拱顶石;当采用拱式拱架砌筑时,宜分段、对称地先砌筑拱脚和拱顶段,后砌
1/4跨径段。
(2)跨径10~20m的拱圈,不论采用何种拱架,每半跨均应分成三段砌筑,先砌拱脚段和拱顶
段,后砌1/4跨径段,且两半跨应同时对称地进行。对分段砌筑的拱段,当其倾斜角大于砌块与模板
间的摩擦角时,应在拱段下部设置临时支撑,避免拱段滑移。
(3)跨径大于20m的拱圈,其砌筑程序应符合设计规定;设计未规定时,宜采用分段砌筑或分
环分段相结合的方法砌筑,必要时应对拱架预加一定的压力。分环砌筑时,应待下环砌筑合龙、砌缝
砂浆强度达到设计强度的 85%以上后,再砌筑上环。
【例题·单选】关于桥梁上部结构竖转法施工特点的说法,正确的是( )。 【2018】
A.在桥台处设置转盘,将两岸预制的整跨或半跨转至设计合拢位置
B.转体重量大,施工中需设置转体平衡重
C.主要适用于转体重量不大的拱桥
D.主要针对大跨度拱桥施工,采用锚固体系代替平衡重
【答案】C
【解析】竖转施工主要适用于转体重量不大的拱桥或某些桥梁预制部件(塔、斜腿、劲性骨架)。
对混凝土拱肋、刚架拱、钢管混凝土拱,当地形、施工条件适合时,可选择竖转法施工。
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