中、小跨径钢筋混凝土拱桥
现浇支架(拱架)设计指南
1前言
拱桥在桥梁设计中应用广泛,钢筋混凝土拱桥主要适用于中、小跨径的桥梁,拱桥的主要受力结构是主拱圈,在竖向荷载作用下,主拱圈主要承受轴向压力,但也承受弯剪,拱座支承反力不仅有竖向反力,也承受较大的水平推力。
中、小跨径钢筋混凝土拱桥现浇,需要搭设支架拱架,进行浇注施工,具体作法是:在支架(拱架)上立模、绑扎钢筋、浇注混凝土拱圈。
2支架(拱架)材料分类及有关资料
支架(拱架)的种类很多,按结构形式可以分为:满堂式、排架式、撑架式、扇形式、桁架式、组合式、叠桁式、斜拉式等,其常用材料有木材、万能杆件、贝雷梁、扣件式钢管脚手架、碗扣支架、门式支架、型钢组合桁架。
3各型支架适用范围
满堂式支架主要采用扣件式钢管脚手架或碗扣支架,钢管直径一般为Φ48mm,壁厚为35mm。满堂式支架对地基处理的要求比较高,原地面要求地形地势相对比较平整,适合旱桥施工。
排架式、撑架式、桁架式主要采用木材、万能杆件、门式支架、型钢组合桁架结构,这些方式支座不采用满堂布置,支架支点较少,支点数量和距离根据实际跨度和计算后得出。跨河、跨较小的山沟都可以采用这些支架方式。
扇形式只在拱两端支座位置有两个支点,桁架采用贝雷梁、拼装梁或型钢连接成拱弧线形状。这种支架和主拱圈一样,主要承受轴向压力,同时承受弯剪。跨深沟,地形条件比较差的拱桥比较适合用这种支架。
斜拉式贝雷梁拱架一般应用在几跨连续施工的情况,在距边墩一定距离处设置临时墩,在中间墩墩顶各设一个塔柱,塔柱顶端伸出斜拉杆拉住贝雷梁,贝雷梁上设拱盔,形成几孔连续斜拉式贝雷梁拱架结构。其主要构件均由常备式贝雷桁架、支撑架、加强弦杆等组成,结构构件处理方便。由于整体拱架体系柔性多变,施工中应严格掌握和控制对称加载及塔柱、平梁的挠度变形,控制平梁、斜拉杆、塔柱的受力不得超过容许值。
组合式、叠桁式主要是支架组合的多样性,根据计算受力的需要,支架由不同类型的桁架组成。
4支架(拱架)结构设计
支架(拱架)设计的原则为:必须使支架(拱架)上部接近合理拱轴线,能承受施工过程中产生的竖向力与水平力,确保支架(拱架)的稳定,尽量减少非弹性压缩,注意对局部受力不利杆件进行加固。假设某大桥为现浇混凝土箱拱桥,根据不同地形条件,采用不同支架(拱架)形式进行现浇施工。
41支架(拱架)受力分析
箱形截面拱圈一般采用分环、分段进行浇注施工r