重庆交通大学 土木工程学院 重庆 400074
摘要：随着国民经济的进一步发展，为了使西南地区的人民进一步享受改革发展的红利，本着“经济发展，交通先行”的发展理念，西南山区的交通基础设施建设便成了摆在我们面前的头等大事。在山区特有的“V”形和“U”形峡谷上修建拱桥既能够减小桥梁跨径和工程规模，又能适应山区良好的地形地质条件。针对山区桥梁的跨径不断增大这一趋势，对于组合法施工在大跨径桥梁中的应用研究显得尤为重要。
关键词：西南山区；“V”形和“U”形峡谷；拱桥；组合法施工
1引言
近年来，伴随着山区桥梁建设的快速发展，桥梁跨径的进一步增大将导致结构重量的增大，对结构的受力和线形的施工控制带来很大困难。已有研究表明“100米和1000米的拱桥在设计难度上并无太大别，其主要的难点在于施工工法上”，我国著名桥梁专家郑皆连院士同样也认为修建大跨径拱桥的难度不在于设计而在于施工方法上。采用“悬臂浇筑+劲性骨架”的组合法修建大跨度钢筋混凝土拱桥避免了单一施工方法的不足，其工作原理是拱脚先悬臂浇筑到一定长度，然后架设劲性骨架实现提前合龙，最后外包劲性骨架段混凝土，能够降低对扣锚系统的要求，降低施工风险，加快工期，节省造价。
2大跨钢筋混凝土拱桥的施工工法
拱桥的施工工法对于一个拱桥方案能不能被采用起着决定性的作用，对于在山区修建大跨度钢筋混凝土拱桥而言更是如此。常用于修建大跨度山区混凝土拱桥的施工工法有以下几种①劲性骨架法②悬臂浇筑法③悬臂拼装法④“悬臂浇筑+劲性骨架”组合法施工
劲性骨架法的施工工艺是：分阶段预制钢骨架，然后分阶段吊装，实现劲性骨架合龙城拱，最后在劲性骨架上分环分段浇筑外包混凝土，形成完整的拱圈修建过程。采用这一工法修建大跨径钢筋混凝土拱桥，需要耗费大量钢材，造价高，不经济，同时需要分换分段浇筑外包混凝土，工艺繁琐，工期漫长。
悬臂施工法分为悬臂浇筑和悬臂拼装，其中悬臂浇筑又分为塔架斜拉扣挂悬臂浇筑法和悬臂桁架浇筑法，悬臂拼装分为塔架斜拉扣挂悬臂拼装法和悬臂桁架拼装法。悬臂桁架浇筑法目前在日本运用的较多，我国目前还属于空白，采用悬臂桁架拼装法在我国修建的跨度最大的是贵州江界河大桥，但在后期运营中发现采用该法施工会导致桁架节点出现裂缝危险桥梁结构安全，已不在推广。塔架斜拉扣挂悬臂拼装法目前在我国运用的最多，施工控制理念也比较成熟，其优点在于预制节段的质量可以得到有效控制，采用预制拼装能够加快施工进度，缺点是接头多，焊接质量难以保证，对于缆吊系统要求高。塔架斜拉扣挂悬臂浇筑法施工在我国起步较晚，然而因为其独特的优势越来越受到我国桥梁工程师的重视，特别是在山区桥梁建设中由于场地狭小，没有预制场地，同时道路不畅，不适合采用预制拼装，同时采用现浇的工艺，桥梁结构整体性好，因而受到越来越多的桥梁工程师的关注。
在山区采用塔架斜拉扣挂悬臂浇筑法修建钢筋混凝土拱桥时通常采用在拱脚处搭设支架现场浇筑混凝土，其余节段采用挂篮悬臂浇筑，通过张拉扣索调整拱圈应力和线性，拱圈的整体性得到提高。随着山区桥梁跨径的进一步增大，如果单一的使用塔架斜拉扣挂悬臂浇筑法，此时悬臂浇筑的长度会增大，悬臂拱圈节段重量增加，会对扣锚索造成极大的负担，同时悬臂浇筑长度过大会增加施工过程的应力、线性的控制难度，此时扣索力控制稍有控制不好，就会造成拱圈的开裂。针对该方法的不足，在修建大跨度钢筋混凝土拱桥时，桥梁工程师创造性的提出：在拱圈跨中区段架设劲性骨架段，然后浇筑劲性骨架外包混凝土，实现拱圈提前合龙，降低扣索数量，降低施工风险。
3组合法施工在国内外的运用
从上世纪80代开始，日本针对当地特殊地形就开始了对组合式施工方法的研究，取得了丰硕的研究成果，采用组合法修建了众多的钢筋混凝土拱桥，部分统计如下表。
表1日本组合施工法修建的大跨混凝土拱桥
相比日本等国家对采用悬“臂浇筑+劲性骨架”的组合施工法研究较早，我国起步较晚，直到2018年才建成通车的贵州夜郎湖大桥和重庆涪陵乌江大桥复线桥，施工技艺仍在探索研究中，需要指出的是这两座桥跨径都不是特别大，夜郎湖大桥主跨径210米，而重庆涪陵乌江大桥主跨220米，而且这两座桥劲性骨架长度都不长，为山区桥梁向更大跨度的发张奠定了坚实基础
4组合法施工研究现状
拱桥在山区桥梁建设中有其独特的优势，根据所选用材料的不同可以分为圬工拱桥，钢管混凝土拱桥，钢筋混凝土拱桥，钢拱桥。拱圈是压弯为主的构件，圬工材料抗压性能良好能够满足拱圈的受力特性，但随着跨径的增大，圬工材料就不能满足拱圈的受力，钢管混凝土拱桥虽然能够满足大跨径拱桥的修建，但是其管内混凝土脱空及节点连接处存在焊缝质量问题，钢拱桥选用轻质高强的钢材能够显著增加跨径，但随着跨径的增大稳定性问题会非常突出，钢筋混凝土拱桥因为就地取材方便，后期维修养护费用少，且耐久性好，而为其在山区桥梁建设中朝大跨度奠定了基础。
通过对国内外的资料进行研究，发现采用组合法施工还存在以下问题：
（1）钢筋混凝土拱桥采用组合法施工时，设计时各结构参数的合理取值，有待于我们进一步研究。
（2）悬臂浇筑节段和劲性骨架段的分段位置如何选取，劲性骨架段的吊装段长度的合理取值。
（3）扣锚索的布置形式如何能使结构的线形和受力达到最优，同时控制施工过程的施工风险，加快工期，节省造价。
（4）确定最为合理的外包混凝土浇筑方案，使拱圈的受力和线形合理。
5结论
在山区修建大跨度钢筋混凝土拱桥，采用组合法施工是最有发展前景的施工方法，也是未来修建超大跨度的钢筋混凝土拱桥优先采用的一种施工方法。总结国内外大跨度桥梁建设经验，采用拱脚悬浇，然后劲性骨架合龙，可以加快建设周期，提前合龙可以控制施工风险，有利于施工中控制结构线型和应力，结合我国西部山区交通设施发展现状，对悬臂浇筑和劲性骨架组合施工法的研究就显得极为总要。
参考文献：
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