2015年一級建造師《專業(yè)工程管理與實(shí)務(wù)》復(fù)習(xí)資料（60）

　　一、鋼管混凝土拱橋施工方法

　　從施工技術(shù)看，我國鋼管混凝土拱橋的空鋼管拱肋架設(shè)由以往的滿堂支架上施工發(fā)展到無支架施工。主要有以下幾種方式：

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　　有支架施工方法就是在橋位處先按鋼管拱肋的設(shè)計(jì)線形和預(yù)留拱度值，拼裝好膺架，于膺架上就位拼裝、焊接成拱的施工方法。膺架可以采用滿堂式或分離式，或者兩種方式相結(jié)合。如三峽蓮沱大橋的兩邊跨、天津彩虹大橋等，均采用有支架施工法。

　　采用有支架施工時(shí)，膺架的基礎(chǔ)沉降、彈性和非彈性變形等應(yīng)事先算出，并預(yù)留拱度，膺架頂部設(shè)置微調(diào)裝置，如：千斤頂、絲杠等，以便對拱肋的標(biāo)高和平面位置進(jìn)行調(diào)整。在拱肋吊裝過程中，應(yīng)不斷觀測各支撐點(diǎn)的沉降，發(fā)現(xiàn)問題及時(shí)調(diào)整。

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　　平轉(zhuǎn)施工法就是將兩個(gè)拱圈分為兩個(gè)半拱，分別在兩岸偏離橋位的位置，利用山體、岸坡或引橋的橋墩設(shè)置膺架，拼裝拱肋和拱上立柱，形成半拱，然后水平轉(zhuǎn)體就位，再拼裝合龍段成拱。

　　近幾年來，平轉(zhuǎn)法在鋼管混凝土拱橋施工中應(yīng)用不少，如：三峽的黃柏河大橋、江西德興太白橋、安陽文峰路立交橋以及貴州北盤江大橋等。轉(zhuǎn)體重量最大者為北盤江大橋，重達(dá)8100t，為鋼管混凝土拱橋轉(zhuǎn)體重量世界之最。由于通常利用兩岸山體設(shè)置拱肋膺架，因此，轉(zhuǎn)體角度大多在100°左右。如：北盤江大橋兩側(cè)分別為121°和113°；黃柏河大橋的南側(cè)是74°。當(dāng)兩岸坡度較平緩時(shí)，可以利用引橋橋墩作為膺架。如：黃柏河、安陽文峰路立交橋等均轉(zhuǎn)體180°。

　?。ㄈ┴Q轉(zhuǎn)施工法

　　豎轉(zhuǎn)施工法就是先在拱頂附近將主拱圈一分為二，并以拱腳為旋轉(zhuǎn)中心，將設(shè)計(jì)拱軸線垂直向下旋轉(zhuǎn)一定角度，將拱頂合龍端置干地面或浮船上，這樣即可在較低的膺架上拼裝兩個(gè)半拱。待兩半拱拼裝完成后，由兩副墩頂扒稈分別將其拉起，在空中對接合龍。如：新安江望江大橋、三峽蓮沱大橋等均采用了豎轉(zhuǎn)吊裝施工技術(shù)。

　　（四）纜索吊裝法

　　纜索吊裝懸臂施工方法是我國修建大跨度拱橋的主要方法之一。當(dāng)這種方法用于鋼管混凝土拱橋時(shí)，遇到的新考驗(yàn)（當(dāng)跨徑較大時(shí)，拱肋節(jié)段多、重量大）促使對它進(jìn)行改造與創(chuàng)新。經(jīng)過多年理論與實(shí)踐的結(jié)合，創(chuàng)立了千斤頂、鋼絞線斜拉扣掛懸臂拼裝和合龍松索技術(shù)，并得到廣泛的應(yīng)用與發(fā)展。

　　每一段拱肋用纜索吊裝后，必須用扣索斜拉到塔架上，拱肋分段長度要考慮到起吊能力和扣索的拉力。千斤頂斜拉扣掛懸拼架設(shè)法在大跨徑鋼管混凝土拱橋施工中普遍采用。其主要優(yōu)點(diǎn)是：（1）采用強(qiáng)度高、承載力大、延伸量小、變形穩(wěn)定的鋼絞線作斜拉索，減小了架設(shè)過程中的不穩(wěn)定非彈性變形；（2）采用千斤張拉系統(tǒng)對斜拉索加卸拉力、收放索長，張拉能力大，行程控制精度高，索力調(diào)整靈活，錨固可靠；（3）斜拉扣掛體系自成系統(tǒng)，不受纜索吊裝系統(tǒng)干擾；（4）可以準(zhǔn)確計(jì)算懸拼架設(shè)過程中各施工階段的索力、延伸量以及由此產(chǎn)生的大段接頭預(yù)抬高量，作為施工監(jiān)測適時(shí)控制的依據(jù)。

　　二、鋼管混凝土拱橋施工預(yù)拱度設(shè)置

　　鋼管混凝土拱橋在施工中，拱架承受荷載后將產(chǎn)生彈性變形和非彈性變形。另外，當(dāng)拱肋安裝完畢，強(qiáng)度達(dá)到要求而卸落拱架后，拱肋由于承受自重、溫度變化及墩臺位移等因素影響，也要發(fā)生彈性下沉。這些因素將導(dǎo)致拱軸線發(fā)生變位，使最終的拱橋拱軸線無法符合設(shè)計(jì)要求。為了使拱圈的拱軸線符合設(shè)計(jì)要求，必須在拱肋上設(shè)置施工預(yù)拱度，以抵消上述可能發(fā)生的變形。預(yù)拱度的設(shè)置主要考慮以下主要因素：（1）主拱圈及拱上建筑自重；（2）主拱圈溫度變化；（3）鋼管內(nèi)混凝土的收縮徐變；（4）墩臺水平位移。

　　三、鋼管混凝土拱橋的施工穩(wěn)定問題

　　拱橋作為壓彎構(gòu)件，穩(wěn)定問題歷來受到重視，鋼管混凝土拱橋?qū)儆谧约茉O(shè)體系，施工穩(wěn)定問題更受到工程界重視，穩(wěn)定問題主要有鋼管骨架架設(shè)與合龍時(shí)的穩(wěn)定問題和后續(xù)加載過程的穩(wěn)定問題等。

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　　平衡分岔失穩(wěn)也稱分支點(diǎn)失穩(wěn)、第一類失穩(wěn)，是指結(jié)構(gòu)到達(dá)臨界荷載時(shí)，除結(jié)構(gòu)原來的平衡狀態(tài)理論上仍然可能外，出現(xiàn)第二個(gè)平衡狀態(tài)，即在同一個(gè)荷載點(diǎn)出現(xiàn)了平衡分岔現(xiàn)象。發(fā)生分支點(diǎn)失穩(wěn)時(shí)，拱肋在豎平面內(nèi)拱軸線離開原來的以主要受壓為主的對稱變形，向反對稱的平面撓曲狀態(tài)轉(zhuǎn)化；或者拱軸線傾出豎平面之外，轉(zhuǎn)向空間彎扭的變形狀態(tài)，上述兩種現(xiàn)象都是由于拱的平衡狀態(tài)出現(xiàn)了分支，使原來的平衡狀態(tài)失去了穩(wěn)定性而轉(zhuǎn)向新的平衡狀態(tài)，統(tǒng)稱為第一類穩(wěn)定問題。拱的第一類穩(wěn)定問題在數(shù)學(xué)上是一個(gè)齊次方程的特征值問題。

　?。ǘO值點(diǎn)失穩(wěn)

　　對于彎壓結(jié)構(gòu)，其結(jié)構(gòu)的撓度隨荷載而增加，處于穩(wěn)定平衡狀態(tài)結(jié)構(gòu)，隨著荷載的繼續(xù)增加，結(jié)構(gòu)位移與荷載曲線出現(xiàn)極值點(diǎn)，沒有出現(xiàn)平衡的分岔點(diǎn)，構(gòu)件彎曲變形的性質(zhì)沒有改變，因此，稱為極值點(diǎn)失穩(wěn)，也稱為第二類失穩(wěn)。平衡分支的穩(wěn)定問題只是在理想情況下才能出現(xiàn)，實(shí)際工程問題中，由于構(gòu)件都存在初始缺陷和偏心荷載，因此一般都表現(xiàn)為第二類失穩(wěn)，即極值點(diǎn)失穩(wěn)。發(fā)生第二類失穩(wěn)時(shí)，拱的平衡形式不再出現(xiàn)分支現(xiàn)象，拱肋進(jìn)入彈塑性工作狀態(tài)，br—△曲線具有極值點(diǎn)，極值點(diǎn)荷載就是第二類穩(wěn)定的臨界荷載。拱的第二類失穩(wěn)是幾何非線性和材料非線性共同作用的結(jié)果。

　　實(shí)際拱橋的側(cè)傾失穩(wěn)大部分是發(fā)生在彈塑性變形范圍，即拱發(fā)生側(cè)向屈曲時(shí)結(jié)構(gòu)的應(yīng)力大于材料的彈性極限，鋼管混凝土拱橋中的鋼和混凝土的彈性模量將隨著應(yīng)力大小而變化，這時(shí)，按彈性理論計(jì)算的拱橋側(cè)傾穩(wěn)定安全系數(shù)就有可能大大超過實(shí)際值。因而需要用彈塑性理論重新計(jì)算結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定安全系數(shù)?？紤]拱的大變形影響和材料彈塑性影響，按幾何非線性和材料非線性理論來求得拱橋的失穩(wěn)極限荷載是拱橋的壓潰荷載，因此，在這個(gè)意義上，當(dāng)考慮材料非線性時(shí)，拱橋的穩(wěn)定問題與強(qiáng)度問題是一致的。面外側(cè)傾失穩(wěn)是大跨度鋼管混凝土拱橋失穩(wěn)的主要形式。

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