淺談拱橋主拱圈的構(gòu)造

袁景富

(貴州省交通建設(shè)咨詢監(jiān)理有限公司)

1 板拱橋

按建筑材料劃分，板拱橋又可分為石板拱橋、混凝土板拱橋和鋼筋混凝土板拱橋等。下面重點(diǎn)介紹石板拱橋。

砌筑石板拱橋主拱圈的石料主要有料石、塊石和片石等。用粗料石砌筑拱圈時(shí)，拱石需要隨拱軸線和截面形式不同而分別進(jìn)行編號，以便加工。等截面圓弧拱圈的拱石規(guī)格少，編號簡單;變截面圓弧拱圈的拱石類型較多，編號較復(fù)雜，施工不便。有的石拱橋也采用等截面或變截面的懸鏈線作為拱軸線，這時(shí)，拱石的編號更為復(fù)雜。因此，目前大多采用等截面拱橋。

用于拱圈砌筑的石料應(yīng)石質(zhì)均勻，不易風(fēng)化和無裂紋。石料標(biāo)號不得低于M50，砌筑拱石用的砂漿，對大、中跨徑拱橋不得低于M10，對于小跨徑拱橋不得低于M7.5。根據(jù)拱圈的受力(主要承受壓力，其次是彎矩)特點(diǎn)和需要，拱圈砌筑應(yīng)滿足下列構(gòu)造要求。

1.1 錯(cuò)縫

對料石拱橋，拱石受壓面的砌縫應(yīng)與拱軸線垂直，可以不錯(cuò)縫;當(dāng)拱圈厚度不大時(shí)，可采用單層砌筑，但其橫向砌縫必須錯(cuò)開且不小于10 cm;當(dāng)拱圈厚度較大時(shí)，采用多層砌筑，但其垂直于受壓面的順橋向砌縫、拱圈橫截面內(nèi)拱石豎向砌縫以及各層橫向砌縫必須錯(cuò)開且不小于10 cm，以免因存在通縫而降低砌體的抗剪強(qiáng)度和削弱其整體性。對塊石拱橋，應(yīng)選擇較大平面與拱軸線垂直，拱石大頭在上，小頭在下，砌縫錯(cuò)開不小于8 cm。對片石拱橋拱石較大面與拱軸線垂直，大頭在上，砌縫交錯(cuò)。

1.2 限制砌縫寬度

拱石砌縫寬度不能太大，因砂漿強(qiáng)度比拱石低得多，縫太寬必將影響砌體強(qiáng)度和整體性。通常，對料石拱橋縫寬不大于2 cm，對塊石拱橋縫寬不大于3 cm，對片石拱橋縫寬不大于4 cm，采用小石子混凝土砌筑時(shí)，塊石拱橋砌縫寬不大于5 cm，片石拱橋砌縫寬為4～7 cm。

1.3 設(shè)五角石

拱圈與墩臺以及拱圈與空腹式拱上建筑的腹孔墩連接處，應(yīng)采用特別的五角石，以改善該處的受力狀況。為避免施工時(shí)損壞或被壓碎，五角石不得帶有銳角，為了簡化施工，目前常用現(xiàn)澆混凝土拱座及腹孔墩底梁代替石質(zhì)五角石。

2 肋拱橋

肋拱橋是由兩條或多條拱肋、橫系梁、立柱和由橫梁支承的行車道部分組成，如圖1所示。

圖1 肋拱橋

拱肋是主要承重結(jié)構(gòu)，通常由混凝土或鋼筋混凝土做成。拱肋的數(shù)目和間距以及截面形式主要根據(jù)橋梁寬度、主拱材料性能、荷載等級、施工條件、拱上結(jié)構(gòu)等各方面綜合考慮決定。為了簡化構(gòu)造，一般在吊裝能力滿足要求的情況下，采用少肋形式。通常，橋?qū)捲?0 m以內(nèi)時(shí)均可考慮采用雙肋式，當(dāng)橋?qū)捲?0 m以上時(shí)，宜采用分離的雙幅雙肋拱，以避免由于肋中距增大而使肋間橫系梁、拱上結(jié)構(gòu)橫向跨度與尺寸增大太多。上下游拱肋最外緣的間距一般不宜小于跨徑的1/20，以保證肋拱的橫向整體穩(wěn)定性。

拱肋的截面形式分為實(shí)體矩形、工字形、箱形、管形等。矩形截面構(gòu)造簡單、施工方便，一般僅用于中小跨徑的肋拱。肋高可取跨徑的1/40～1/60，肋寬可為—肋高的0.5～2.0倍。工字形截面，常用于大、中跨徑的肋拱橋。肋高一般為跨徑的1/25～1/35，肋寬約為肋高的0.4/0.5倍，腹板厚度常為30～50 cm。管形肋拱是指采用鋼管混凝土結(jié)構(gòu)作為拱肋的拱橋，其肋高與跨徑之比常在1/45～1/65之間。當(dāng)肋拱橋的跨徑大、橋面寬時(shí)，拱肋還可采用箱形截面，這樣可減少更多的圬工體積，箱肋高一般為跨徑的1/40～1/55。