双曲拱桥的主拱圈通常由拱肋、拱波、拱板和横向联系等几部分组成。双曲拱桥的主要特点是将主拱圈以“化整为零”的方法按先后顺序进行施工,再以“集零为整”的组合式整体结构承重。双曲拱桥的构造与板拱桥、肋拱桥相比较有其独特的优点。
双曲拱桥主拱圈截面,根据桥梁的跨度、宽度、设计荷载的大小、所用材料以及施工等不同情况,可以采用不同的形式。
目前,公路双曲拱桥采用较多的是多肋多波的截面形式。一般说来,拱肋间距不宜过小,以免限制拱波的矢高,减小拱圈的截面刚度。但采用无支架施工时,拱肋间距又不宜过大,以免拱肋数量少而过分加大拱肋截面尺寸,增加吊装重量,给施工带来困难。在跨径和载重量较小的单车道桥梁中,还可以采用单波的形式。
拱肋是主拱圈的重要组成部分,它不仅参与承受全部恒荷载和活荷载,对主拱圈质量有重大影响,而且在施工过程中,又要起砌筑拱波和浇筑拱板的支架作用。因此必须保证拱肋具有足够的强度和刚度。采用无支架施工的双曲拱桥,还须保证拱肋具有足够的纵向和横向稳定性。
常用的拱肋截面形式有矩形、倒T形(凸形)、槽形和工字形等。一般根据跨径大小、受力性能、施工难易等条件综合选择合理的截面形式,要求所选拱肋截面有利于增强主拱圈的整体性,制作简单且能保证施工安全。
拱肋通常可以利用支架现浇混凝土或采用预制安装的方法施工。预制的拱肋,如果长度太大,不便于预制、运输和吊装,则常常分成几段。分段数量和长度应根据桥梁跨径大小、运输设备和吊装能力等条件来考虑。由于拱顶往往是受力最不利的截面,因此拱肋分段时接头不宜布置在拱顶。接头宜设置在拱肋自重作用下弯矩最小的地方,一般在跨径的0.29~0.32倍附近。这样,拱肋一般均可分为3段。(www.daowen.com)
当前,随着吊装设备的发展,起吊重量逐步增大,施工技术也不断提高。当跨径在30 m以内时,可以采用单根拱肋整体预制吊装;当跨径在30~80 m时,可分为3段预制安装;当跨径超过80 m时,可考虑分为5~7段预制安装。同时,为了保证拱肋在吊运、安装过程中的稳定性,拱肋的每段长度一般不宜超过拱肋宽度的50倍。
预制拱肋的接头,应做到构造简单、结构牢固、操作方便。制作时,应特别注意尺寸的准确性。
拱波一般用混凝土预制,常做成圆弧形。拱波不仅是与主拱圈共同承受荷载的组成部分,而且在浇筑拱板混凝土时起模板的作用。
拱板在拱圈截面中占有最大比重,而且现浇混凝土拱板又将拱肋、拱波连成整体,使拱圈实现“集零为整”。因此,拱板在加强拱圈整体性方面起着重要的作用。
横向联系能使活荷载在主拱圈上均匀分布,并能承受拱波作用在拱肋上的水平推力,还能保证在无支架施工中拱的稳定性。横向联系常用的形式是横系梁和横隔板,通常布置在拱顶、腹孔墩下面、分段吊装的拱肋接头处等,间距一般为3~5 m。考虑到横向联系在拱顶附近作用更为明显,因此在拱顶部分(或在整个拱顶实腹区段)可适当加密。对于跨径较小的宽桥,拱顶部分的横向联系更应特别加强。
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