高清PDF《上承式混凝土拱桥建造实例及评析》严允中、杨虎根、许伟、曾爱

本书以上承式混凝土拱桥为主线，按照五大类施工方法分别介绍了国内外若干实桥的施工工艺及结构设计情况，并对各类施工方法的特点、优势与不足进行了探讨。根据国内已建成的143座上承式混凝土拱桥的有关资料进行统计分析，提出了常用的等截面箱形拱桥拱圈构造与设计的参考数据。对上承式混凝土拱桥结构设计与分析计算若干重要问题以及发展趋势进行了分析讨论。
本书可供从事桥梁工程可研、设计、施工、监理、养护等工作的技术人员使用。

拱桥既是一种具有实用功能的构造物，又是一种优美的建筑物。在很多情况下，拱桥的结构设计与美学考虑是密切相关的。国内外一些著名的拱桥，不仅在技术上有所创新、有所发展，在桥梁与地形协调体现优美景观的整体布局上以及体现特有的文化内涵上都有上乘的表现。拱桥在我国具有悠久的历史，蕴藏着十分深厚的文化和地方特色元素。我国古代桥梁中，拱桥占了最重要的位置，遍布全国各地。按材料划分，有石、砖、竹木及砖石混合等数种，其中石拱桥使用最广，留存最久，直至现代桥梁仍在采用。拱桥在立面上形成各种曲度的曲线，比如优美平顺曲线、连拱情况下的波形曲线以及大拱上叠小拱的双层甚至三层曲线。古时称拱桥为曲桥、飞梁、虹，包含了绘画艺术的含义。在祖国的广阔土地上，至今仍留下了不少杰出的古代拱桥作品。较为著名的有：
北京故宫内、外金水桥，建成于明朝永乐年间（公元1417~1421年），天安门前的金水桥称为外金水桥，故宫内的称为内金水桥。内外金水桥都不是单座桥，而是由若干桥组成的拱桥建筑群。玲珑秀丽的外金水桥和天安门红墙、城楼、石狮、华表一起组成的艺术建筑群体，已经成为首都北京甚至成为中华人民共和国的象征。
北京颐和园十七孔桥，建成于清朝乾隆年间。中间一孔最为高大，由此向两侧逐渐缩小。
从两端向中孔数去，均为“九”。古文化认为“九”是最大的阳数，封建皇帝也被称为“九五”。
从建筑艺术上看，十七孔桥是最美的古代桥梁之一。
北京卢沟桥，建成于金章宗完颜璟明昌三年（公元1192年），是一座多跨连拱石拱桥。卢沟桥在中国当代历史上具有重大意义。1937年7月7日，侵华日军在这里炮轰桥东头的宛平城，当地守军奋起抵抗，这就是震惊中外的“七七事变”，也称为“卢沟桥事变”。它揭开了我国全民族反抗日本帝国主义的正义战争——抗日战争的序幕，是我国八年艰苦抗战的起点，具有重大历史意义。
河北省赵州桥，建成于隋文帝开皇年间（公元591~599年）。其跨度为37.02m,这个纪录在我国保持了1300多年之久，建成后服役至今超过了1400年，被称为超长寿命的桥梁。在大拱圈之上布置空腹式腹拱，既减轻了拱上自重，又增大了泄洪面积，还减小了水流对桥梁基础的冲刷。这种结构布局，在当时是一种重大的技术创新。美国建筑专家伊丽莎白·莫斯克在其《桥梁建筑艺术》一书中赞誉赵州桥时写道：“结构如此合乎逻辑，造型如此美丽，使大部分西方古桥在对照之下，显得笨重和不明确”。赵州桥是中国古代桥梁的一颗耀眼的明珠，建造该桥的领头人李春，是中国古代桥梁伟大的建筑师。
新中国成立后，混凝土拱桥的建造取得了一系列重大进展，在上承式钢筋混凝土拱桥方面，有下列一些具有代表性的桥梁：
20世纪50年代末至70年代，国家基本建设资金缺乏，钢材货源少、价格高，为了发展公路交通，创造了“双曲拱桥”这种造价低、钢材用量少的桥型，采用“化整为零，以零凑整”的施工工艺，降低了施工难度，加快了施工进度。1968年首次提出了钢丝绳斜拉扣挂悬拼双曲拱拱肋的施工方法，首创了双曲拱桥无支架施工工艺，为混凝土拱无支架施工奠定了技术基础。
1969年建成的广东佛山澜石大桥，为我国首座钢拱架上现浇的箱形拱桥，孔跨4×60m。
1970年建成的四川义敦巴楚河桥，为我国首座采用天线吊装的箱形拱桥。
1977年首次在四川遂宁县采用平转法建成跨径为70m的箱形拱桥；1987年建成的四川巫山龙门大桥，主跨122m,为我国首座无平衡重平转施工箱形拱桥；1989年建成的重庆涪陵乌江大桥，主跨200m,采用无平衡重平转施工。转体施工上承式混凝土拱桥的跨径首次突破200m。
1992年首次提出钢绞线斜拉扣挂悬拼法，使拱桥悬臂施工法获得重大进展，跨越能力大幅提高。
1990年建成的四川广元三滩刚架拱桥，跨径60m,国内首次采用正角度（从下往上转体）竖转施工工艺。2008年建成的贵州务川珍珠大桥，主跨120m,国内首次采用负角度（从上往下转体)竖转施工工艺。
主跨420m的重庆万州长江大桥，为钢管混凝土劲性骨架上承式RC箱形拱，于1997年建成，至2014年保持约17年世界最大跨径上承式混凝土拱桥的纪录。在设计、施工若干重要领域，取得了突破性重大进展。
2014年正在建设的贵州北盘江铁路大桥，主跨达445m,采用钢管混凝土劲性骨架法施工，为上承式钢筋混凝土无铰拱，将成为这种桥型新的跨径世界纪录。
2007年建成的四川攀枝花白沙沟大桥，主跨150m,是国内首座采用挂篮悬浇法施工的上承式RC箱形拱桥。它填补了我国大跨径混凝土拱桥塔架斜拉扣挂悬臂现浇法施工的空白，也积累了若干重要技术经验。
2007年建成的福建宁德天池大桥，主跨205m,为国内目前最大跨径悬臂施工法——塔架斜拉扣挂拼装法（国内简称天线吊装法）施工的上承式RC箱形拱桥。
到目前为止，我国在石拱桥、钢箱拱桥、钢桁拱桥、混凝土拱桥和钢管混凝土拱桥等拱式体系桥梁的最大跨径均居于世界首位，已进入世界拱桥大国和强国的行列。但在现代混凝土拱桥重要的施工方法之一的悬臂桁架法与组合施工法方面以及有些特殊桥型结构方面（如刚梁柔拱)，与世界先进技术比较，仍存在差距，我们有待进一步努力。
由于技术与材料的进步，国内已很少采用石拱桥。钢拱桥仅在某些特殊情况下采用。RC箱形拱桥与钢管混凝土拱桥是近期发展较快的两种拱式桥梁。两者最大跨径目前分别达到445m(贵州北盘江铁路大桥)和530m(四川合江长江大桥)。这两种桥型及其主要施工方法各有优势与不足之处，都应在发展中趋利避害，一起推动我国拱桥的发展。
在混凝土拱桥中，上承式拱桥占有很大的比例，尤其是山岭地区，更显突出，成为混凝土拱桥的主要结构形式，在公路、城市道路建设中广泛采用。本书主要涉及上承式混凝土拱桥，但不对这种桥型结构在设计、施工方面进行系统的论述，而是根据我国上承式RC拱桥的设计、施工经验，并结合国外同类桥型的主要成就，对一些主要问题进行讨论，并介绍国内外若干大桥的施工、设计实例，供业内同行参考。
我国上承式混凝土拱桥拱圈的施工方法，除悬臂桁架现浇法暂无实例外，其余均有实例。
其中悬臂桁架拼装法，目前仅限于桁式组合拱桥，其最大跨径为1995年建成的江界河大桥，主跨330m;采用组合施工法的混凝土拱桥也很少。本书附录A所列我国上承式混凝土拱桥共计194座，各种施工方法对应的座数分别为：落地支架现浇法47座；钢拱架现浇（拼装）法31座；转体施工法23座；钢管混凝土劲性骨架法11座；挂篮悬臂浇筑法3座；天线缆索吊装法79座。其中所占比例最高的是天线缆索吊装法，达到38.9%。说明在跨径200m以下，天线缆索吊装至今仍是最主要的施工方法。但跨径超过200m后，我国在悬臂桁架施工法没有较大突破性进展的情况下，钢管混凝土劲性骨架法得到了快速发展。
本书附录B为国外部分上承式混凝土拱桥的简况，共计160座桥梁。其中跨径≥120m,且施工方法明确的共计65座，其中落地支架法12座；钢拱架法9座；转体施工法1座；劲性骨架法4座；挂篮悬浇法14座，天线缆索吊装法2座；悬臂桁架现浇法2座；悬臂桁架拼装法3座；组合施工法18座。所占比例最高的是组合施工法，其次是挂篮悬臂浇筑法。这与国内的情况有所不同。值得我们注意的是，组合施工法在大跨径混凝土拱桥发展过程中，日益显示出其优越性，应该引起我们的重视，并应在设计与施工中积极实践。
国外，主要是欧美和日本等工业发达国家，在混凝土拱桥的建造方面，取得若干重大成就。
如1980年建成的南斯拉夫·克尔克桥（主跨390m与244m),为上承式RC箱形拱桥，采用悬臂桁架拼装法施工；2011年建成的美国胡佛水坝大桥（主跨323m),为上承式箱形双肋混凝土拱桥，采用塔架斜拉悬臂浇筑法施工；1964年建成的澳大利亚·悉尼格拉特斯维尔桥（主跨364.8m),为上承式素混凝土箱肋无铰拱桥，采用可横移的钢管拱架拼装法施工；
2002年建成的葡萄牙·亨里克桥（主跨280m),为上承式刚性梁柔性拱桥，采用悬臂桁架现浇法施工；
1989年建成的日本·别府明矾桥（主跨235m),为上承式不对称RC无铰拱，采用悬臂桁架与劲性骨架组合法浇筑主拱圈。国外上承式混凝土拱桥的技术成就与实例，在本书有关章节中介绍，供我国桥梁建设者参考。
设计与施工实践表明，混凝土拱桥尤其是大跨径混凝土拱桥，跨径、结构设计与施工方法是三个重要而又相互制约影响的关键性因素，是桥梁总体方案应认真研究的主要内容。本书对设计计算的有关论述，尽可能结合施工方法展开讨论，在介绍施工方案时，也尽量表述结构设计的情况。同时，在某些问题上还提出了编著者的一些想法和初步分析成果，仅为笔者的浅见，供读者参考，不当之处敬请斧正。

内容索引：

第1章上承式混凝土拱桥发展概况1
第2章上承式混凝土拱桥施工方法分类6
2.1落地支架现浇法6
2.2钢拱架现浇（拼装）法7
2.3转体施工法7
2.4劲性骨架法8
2.5悬臂施工法8
2.6组合施工法10
第3章上承式混凝土拱桥拱圈构造11
3.1板拱与肋拱11
3.2拱圈截面构成的两种基本形式11
3.3拱圈高度11
3.4·拱圈宽度12
3.5箱形截面拱圈的构造13
3.6关于拱箱预制构件的轻型化14
3.7箱形截面肋拱15
第4章上承式混凝土箱形拱桥拱圈常用尺寸及配筋17
4.1既有上承式混凝土箱形拱桥等截面拱圈高度统计分析17
4.2拱圈常用尺寸19
4.3上承式混凝土箱形板拱桥拱圈主要配筋20
第5章上承式混凝土拱桥施工实例21
5.1落地支架现浇法施工实例21
5.2钢拱架现浇法施工实例24
5.3转体施工法施工实例37
5.4劲性骨架法施工实例47
5.5悬臂法施工实例54
5.6组合施工法施工案例82
5.7具有特色的几种施工方法实例85
第6章上承式混凝土拱桥施工方法评析88
6.1落地支架现浇88
6.2钢拱架现浇（拼装）法95
6.3转体施工法105
6.4劲性骨架法114
6.5悬臂施工法——天线缆索吊装法122
6.6悬臂施工法——挂篮悬臂浇筑法130
第7章上承式混凝土拱桥结构设计有关问题的讨论135
7.1孔跨布置135
7.2矢跨比140
7.3拱上建筑布置146
7.4拱座基础155
7.5主拱设计与施工方案157
7.6刚性梁柔性拱桥161
7.7无铰拱桥与有铰拱桥165
7.8桁式组合拱桥有关问题的探讨168
第8章上承式混凝土拱桥结构分析计算有关问题讨论171
8.1主要结构形式及其特点171
8.2拱桥计算理论的简要回顾与讨论178
8.3拱的压力线与拱轴线183
8.4RC箱形拱腹板与顶板结合面抗剪验算193
8.5转体施工上承式RC箱形拱桥结构分析计算与讨论194
8.6上承式混凝土拱桥温度、混凝土收缩徐变效应分析….208
第9章上承式混凝土拱桥发展趋势……216
附录A国内部分上承式混凝土拱桥简况223
附录B国外部分上承式混凝土拱桥简况……230
附录C交通部标准图《缆索吊装箱形拱桥》(JT/GQB047一83)要点247
参考文献…249

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