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双曲拱桥设计与施工 　　摘要　阐述了双曲拱桥的设计理论，并对设计及施工等各个环节进行详细研究，以期为双曲拱桥设计提供参考。 　　关键词　双曲拱桥；设计；施工 　　中图分类号　U442.5 文献标识码 A 文章编号 1007-5739（2012）17-0214-02 　　1 双曲拱桥的设计 　　1.1 计算理论的采用 　　双曲拱桥是介于板拱与肋拱之间的一种新的推力结构形式，拱圈的工作状态基本上处于弹性受力阶段，故整个计算理论仍然采用弹性理论。各种外力考虑曲拱圈单独承受，拱圈内力按无铰拱（个别按双铰拱、三铰拱）计算，断面应力按圬工计算。当抗应力和偏心距均超过圬工允许值时全断面含筋率达到钢筋砼构件标准时，则按钢筋砼验标应力。另外，由于温度应力混凝土收缩和徐变影响等因素，结构强度上应留有一定的潜力储备，所以采用弹性理论的设计是必要的。 　　1.2 矢跨比的选择 　　应用矢跨比应根据地形条件、地质情况、净空要求和施工方便、单跨或多跨、大跨或小跨、等跨或不等跨、空腹或实腹等多种因素综合考虑。从结构应力来看，矢跨比小则弹性压缩，砼收缩和温度附加力均较大，对拱圈不利。矢跨比减小后水平力的增加要比垂直反力的减小迅速得多。因此，坦拱对墩台受力来说是明显不利的，尤其是当地基不好时则导致较大的位移。反过来又对拱圈产生不利因素，根据营口地区公路桥矢跨比，多选用1/8～1/5。从拱的纵向稳定考虑，拱过坦或过陡不利。 　　1.3 拱轴线型选择与拱轴系数M值的确定 　　一是基本线型选择原则。营口地区拱圈形式有圆弧线、悬链线、高次抛物线3种线型，不论哪种线型都应满足以下2个条件：①谋求与恒载压力线（三铰拱压力线）基本相吻合的轴线，就是要使拱桥在自重作用下尽可能地处于均匀受压的状态，尽量避免弯曲应力的出现，保证主拱稳定。②保证施工方便，节省材料。二是拱轴系数M值的确定。根据拱桥使用情况看，有裂纹的多在拱顶下缘，M值的增加对正弯距控制的拱顶断面不利，因此应着重控制拱顶正弯距，选用较小的拱轴系数M值是有利的。如果设计时选用较大的M值，将使裸肋、裸拱在施工过程中产生较大偏心，受力不利。增加施工的加载困难，甚至威胁施工安全。 　　1.4 拱圈截面型式的选择 　　一是合理分配断面刚度。平板式拱圈断面，横向刚度不均匀，在砼收缩作用下，波顶（厚度较小）容易产生纵向裂纹，波形断面上下刚度均匀，选用拱波矢跨比1/5～1/3 L。二是拱肋断长型式与肋波板的连接。为了保证拱的整体性，防止水平裂纹出现，采用设剪力筋、剪力槽。拱波、拱脚或采用Ⅰ型凹型拱肋比较好。三是砼标号的采用。砼收缩差、温度差的附加力，对拱桥整体强度影响很大。因此，肋波板的砼标号尽量接近，同时水泥标号控制在32.5级以上，以减少收缩变形。 　　1.5 钢筋的布置 　　一是拱肋布筋。拱肋主筋直径不宜采用过大，选用Φ 18～22为好，最好用螺纹筋增加粘结力，有些肋纵向裂纹，中间比上下缘宽，是砼收缩所致。因此，当肋高度大时，应设一定数量的防收缩纵筋。二是肋背描固筋。应选用Φ 10～14、间距30 cm门型锚筋，过去采用的单筋，因施工中妨碍操作弄弯作用不大，如果采用门型对板波肋结合强度，对防止环向裂纹大有好处。三是拱板布筋。在拱脚至第1排立柱处，应设抗拉钢筋，或在拱脚一段（至第1排立柱）和拱顶一段布置钢筋方格网较好。 　　1.6 加强横向联系 　　拱顶和1/4点荷载横向分布是不均???的，桥越宽越不均匀，过去不采用横向拉杆，使用效果不好，对大中型桥更不适宜，在拱顶、腹拱墩下、分段吊装处、拱肋接头处应采用横隔板。 　　1.7 拱上构造 　　一是腹拱型式。选用偏于轻型，以利于拱轴系数M值的降低。立柱与横墙式比较，横墙式较好，开裂较少。二是腹拱跨度。腹拱跨度选用不宜过大，为主拱1/8～1/5，其比值随主拱跨度增大而减少。三是拱顶填料。拱顶填料应根据活载作用及地基情况来定，如果地基很好，为了减少活载冲击影响和有利于活载分布或予留拱度，在早期不能完成情况下，应填一些轻质材料。如果地基不好，为了减少地基的负担，拱顶填料应尽量减薄。四是预留拱度设置。影响拱圈下沉的因素很多，必须把预留拱度这个问题处理好，一般按Δf=（L/800）～（L/600）设置预留拱度。另外，双拱桥在水平位移、温度变化影响下，拱脚下第1个腹拱反映最为灵敏。因此，在靠近桥墩（台）的孔应作为三铰拱，并在拱脚处铰上侧墙设置伸缩缝与墩台分开。 　　1.8 下部构造 　　在软土地基建设双曲拱桥拱脚位置对桥的受力情况有很大影响，落脚点过高，桥台容易向岸方转动，落脚建过低桥台容易向河心转动，此2种情况对双曲桥都很不利。根据外地经验把拱脚放在桥台高度的1/4～1/3处就能使桥台本身转动较小，而使桥台基低压力分布比较均匀（当然要看具体条件），让作用在桥台上的力互相平衡制约，并与桥头接