我国悬浇施工大跨度钢筋混凝土拱桥的发展

(重庆交通大学 重庆 404100)

一、概述

钢筋混凝土拱桥悬臂浇筑施工是以临时索塔、临时索以及拱圈作为受力体系，通过挂篮对拱圈进行悬臂浇筑施工，最终实现拱圈合龙，然后拆除临时受力体系的一种施工工艺。

进入21世纪，我国西部交通迅速发展，西部地区地形地貌处于第一二级阶梯，峡谷地形地貌尤为显著，并且预制场地稀缺，悬臂浇筑钢筋混凝土拱桥就此应运而生。该桥在峡谷沟壑地貌中极具竞争力，近十年已经修建完成或者在建的已经包括十余座，我国钢混混凝土悬浇拱桥跨度已经达到240m，是目前国内最大跨度的通过悬浇施工的钢筋混凝土拱桥。

本文将对悬浇施工的钢筋混凝土拱桥在国内的发展，及其设计计算理论和施工方法座椅系统概述，以便研究者掌握钢筋混凝土拱桥发展动态，明确下一步工作发展动态。

二、悬浇混凝土拱桥的特点

与传统方法施工的钢筋混凝土拱桥相比，悬浇拱桥是一种新型的成拱方式(即悬浇施工拱圈、张拉索力合龙拱圈完成体系转换)，采用斜拉扣挂与悬浇施工的桥梁同时具备斜拉桥与梁桥悬浇施工的受力特点，使得该桥型具有自己独特的受力方式。

(1)结构体系转换的次数多。悬臂浇筑的混凝土主拱圈，每张拉一次扣索索力，其超静定次数就增加一次，最终拱圈合龙，完成体系转换。其具备斜拉桥受力特点是因为施工过程中需要张拉临时索索力，这与斜拉桥施工过程中张拉斜拉索相似；不同之处是扣锚索在拱圈合龙之后需要全部拆除。具备梁桥悬臂施工的受力特点是因为拱圈在悬臂施工过程中通梁桥一样会出现顶板出现拉应力的情况；不同之处是悬臂施工的钢筋混凝土拱桥在扣锚索作用下，拱圈顶底板会出现拉压应力反复的情况，而梁桥一般只在顶板出现拉压应力反复的情况。

(2)施工周期长。与悬臂拼装的钢筋混凝土拱桥相比，悬浇施工钢筋混凝土拱桥施工工序更加复杂，增加了移动挂篮的工序，并且需要调模、并在挂篮内施工作，以及施工过程中不定常要素的影响，会大大增加工期。如贵州夜郎湖特大桥主拱圈施工从1#节段到主拱圈合龙接近九个月时长，使得各节段混凝土收缩徐变不一致，因而变形常常出现与设计偏离的情况。

(3)结构性能好。一般来讲，钢筋混凝土悬浇拱桥成桥后，其结构整体性好、强度高、后期养护费用较小。

三、钢筋混凝土悬浇拱桥的发展

21世纪初，我国首座悬浇混凝土拱桥四川白沙沟1#桥修建完成，其优良的特点使其在国内迅速发展。从2008年到2018年十年期间，在我国四川、贵州及重庆界内先后修建完成或正在修建十座同种类型的公路桥梁。并且主拱跨径不断刷新记录，目前，300m跨径的悬浇混凝土拱桥在我国的发展已经逐步凸显其可能性，该桥在西部山区已经体现了其竞争力优势，展现了其无限潜力。

目前国内对钢筋混凝土悬浇拱桥的研究主要体现在以下方面：

李晓斌[1]对悬浇拱桥进行施工控制理论研究；陈啟婵[2]对悬浇拱桥的拱圈构造及力学行为进行研究；訾银辉[3]田振生[4]对悬浇拱桥施工索力优化及合理成桥状态进行研究。

总之，目前对钢筋混凝土悬浇拱桥研究的相关文献仍相对较少，对悬浇拱桥的抗震、稳定、温度效应及动力分析需要进一步深入。

四、钢筋混凝土悬浇拱桥设计计算理论

目前，钢筋混凝土悬浇拱桥施工阶段设计方法一般是采用应力叠加法，成桥阶段一般采用内力叠加法。研究表明，内力叠加法计算的各构件计算受力均匀，应力变化幅度不大；而应力叠加法计算的各构件，先浇筑的混凝土应力较大，后浇筑的混凝土的应力较小。后者计算更接近实际受力状态。

五、钢筋混凝土拱桥悬浇施工的发展

钢筋混凝土拱桥施工采用斜拉扣挂的方式进行施工，随着主拱跨径增加或者扣塔高度受到限制，组合施工法便在悬臂浇筑拱桥施工中出现。2018年建成的贵州夜郎湖特大桥，其跨中合龙段采用劲性骨架合龙，组合施工法便在悬浇拱桥施工中得到了成功应用，这也为我国悬浇拱桥向更大跨径的发展奠定了基础。

综上所述，悬浇施工拱桥还需要做大量的数值仿真研究，使该桥更加安全可靠地向前发展。