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2025环球网校一级建造师《公路工程管理与实务》考点精讲-第35讲
【课前学习建议】
①此讲主要讲授拱桥施工的内容,包括现浇混凝土拱圈的施工方法,无支架和少支架预制安装的
施工技术,转体施工的分类等。
②重点理解不同类型的拱桥适用的施工方法,如现浇、预制安装、转体施工等。
③学习区分各种施工方法的具体步骤和工序,尤其是缆索吊装法和转体施工法的详细流程。
【考点】拱桥施工
1.拱(支)架上现浇混凝土拱圈
跨径较小: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: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、L/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。
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【课中知识拓展】精
拱的跨度较大时沿拱跨方向分段浇筑,是为避免先浇混凝土因拱架下沉而开裂;段与段之间预留
间隔槽,是为避免拱圈产生裂缝。
分段浇筑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。
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。
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2.无支架和少支架预制安装
(1)采用无支架和少支架方法施工时,拱圈的预制应符合下列规定:
箱形拱预制可先预制横隔板、腹板,然后在拱胎上进行组装,并浇筑底、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。
(2)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的顺利通行时可选用。
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)、索鞍和锚锭等。
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2)主要施工工序 8
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在预制场预制拱肋(箱)和拱上4 9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
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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
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→对各段拱肋进行轴线调整→主拱圈合龙→拱上结构安装。
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3)施工中的注意要点
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A.缆索吊装系统应符合下列规定:
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a.塔的纵、横向宜设 置风缆,且风缆的安全系数应不小于2。
b.扣塔上索鞍顶面的高 程应高于拱肋扣点高程。
c.主缆宜采用钢丝绳,安全系数应不小于3,且每根主缆应受力均匀。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。
d.吊装前应对吊装系统进行检查 验收,并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。
e.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。
B.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
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拱顶分段吊装就位。 9 1
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C.各段拱肋在松索过程中,应符合下列规定: 信 3
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a.松索前应校正拱轴线位置及各接头高程,使其符合 要求。松索应系按拱脚段扣索、次拱脚段扣索、
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起重索的先后顺序【2021⑴X】,按比例定长、对称、均匀地松卸。 一
唯
b.每次松索时均应采用仪器观测并控制各接头、拱顶及1 /4 跨处的高程,防止拱肋接头发生非对
称变形而导致拱肋失稳或开裂。
(3)拱肋接头的焊接作业应在调整完轴线偏差、嵌塞并压紧接头缝钢板后且全部松索成拱前进
行。
(4)少支架施工,当拱肋接头混凝土及拱肋横向联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。
【例题·实务操作与案例分析】
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。
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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8 元→吊装其他分段拱肋→各段拱肋轴线调整→(H)→灌注主
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管内混凝土→安装拱上结构。 4 9
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【问题】 信
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1.说明事件一施工单位采系用缆索吊装方案的理由。
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2.写出图中A、B、C、题D对应的设备或结构名称。
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3.写出拟采用的缆索准吊装主要施工工序中G、H的内容。
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【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的顺利通行的
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为首节段起吊安装就位,H为 主拱圈合龙。
3.转体施工
(1)概述 8
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适用条件:跨越深谷、急流、铁路和公路等。
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特点: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信
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分类:竖转法、平转法和平竖结合法。 系
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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
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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)。
(2)平转法施工
1)有平衡重转体
①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。
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②采用内、外锚扣体系时,扣索安全系数应大于2。
③扣索张拉到位、拱圈卸架后,应8 有 24h的观测阶段,检验锚固、支承体系的可靠程度,同时应
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观测拱结构的变形状态及随气温变化4 9的规律,确定转体前拱顶的高程。
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④采用钢绳牵引转动时,应在千斤顶直接顶推启动后再进行。
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⑤转体合龙应在当日最联低温度时进行,宜采取先打入钢楔的快速合龙措施,然后施焊接头钢筋、
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浇筑接头混凝土、封固转押盘。合龙应严格控制拱肋的高程和轴线;合龙段混凝土达到设计强度后,应
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分批、分级松扣,拆除精扣、锚索。
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2)无平衡重转体
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无平衡重转体主要适用于大跨度拱桥施工,是 把有平衡重转体施工中的8
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拱圈扣索拉力通过设置在
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两岸岩体中的锚碇平衡,包括转动体系施工、锚碇系统 施工、转体施工微、合龙卸扣施工工艺。
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①转体系统由锚固、转动和位控三大体系组成。在尾索张拉、扣索张拉、拱体平转、合龙卸扣等
工序施工时应进行索力、轴线、高程等监测。
锚固体系:锚碇、尾索、平撑、锚梁(或锚块)及立柱;
转动体系:上转动构造、下转动构造、拱箱及扣索组成;
位控体系:在拱箱顶端扣点的缆风索与无级调速自控卷扬机、光电测角装置控制台。
②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,卸除过程中应对拱体的拱轴线和高程以及扣索的内力进行监测;全部扣索卸除后,应测量
拱体的最终轴线位置和高程。
(3)竖转法施工
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1)适用:混凝土肋拱、刚架拱、钢管混凝土拱。
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。钢丝绳的安全系数应不小
于6;钢绞线的安全系数应不小于2;锚碇的抗拔、抗滑安全系数应不小于2。
3)转动前应进行试转,检验转动系统的可靠性。
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4.劲性骨架拱
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劲性骨架拱圈的浇筑应符合下列规定:
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①施工过程中应对结 构的应力和变形进行监控。
②采用水箱压载分环浇 筑法施工时,应严格控制 1/4跨截面附近劲性骨架的变形,预防混凝土开
裂。
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5.钢管混凝土拱 联
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(1)钢管拱肋的制造加工应符合下列规定:
①钢管拱肋的制造应在工厂内进行。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。
(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,并有效地控制焊缝间隙;施焊时结构应处于无应力状态。合龙口的焊接或栓接作业应选择
环境温度相对稳定的时段内尽快完成。
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(3)混凝土施工应符合下列规定:
①压注前应先清洗内管,润湿管壁并泵入适量水泥浆,然后再正式压注混凝土。
②应由拱脚至拱顶对称、均衡地压注混凝土,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。
③缀板间的混凝土不宜采用压注施7 8工。
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【注:采用压注施工时,往往8会因泵压过大而发生事故,所以一般不采用压注施工】
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④大跨径钢管混凝土拱桥宜采用多级 泵送工艺。
【注:大跨径钢管混凝土拱桥采用一级泵送混凝土时,容易因泵压过大发生事故】
6.悬臂浇筑
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(1)悬臂浇筑拱圈应选择在当天温度最低且 温度场较为稳定的时段合龙,1 7且宜先焊接劲性骨架,
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达到受力状态下的合龙;然后绑扎钢筋,浇筑合龙 段 混凝土,完成结构状
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的合龙。
(2)扣索和锚索应在合龙段混凝土符合设计规定 的强度或达到设计微强度的85%后方可拆除。
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7.钢拱桥
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(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。
(3)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。
8.石拱桥
(1)拱圈砌筑的程序应符合下列规定:
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满布式拱架 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
跨径小于10m
拱式拱架 分段、对称地先砌筑拱脚和拱顶段,后砌1/4跨径段
跨径10~20m 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
跨径大于20m 宜采用分段砌筑或分环分段相结合的方法砌筑
(2)拱圈的封拱合龙应符合下列规定:
1)封拱合龙宜在当日最低温度且温度场较为稳定的时段进行。
2)分段砌筑的拱圈应待填塞空缝的砂浆强度达到设计强度的85%后再进行合龙。
9.拱上结构
主拱圈的混凝土强度达到设计规定强度后,方可进行拱上结构的施工。
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