拱桥施工中三种常用钢拱架简要比较

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1、拱桥施工中三种常用钢拱架简要比较拱桥施工中常采用钢拱架作为施工支架，尤其在西部山区。常用的钢拱架为桁式拱架，它一般由多榀拱形桁架构成，每一榀均由标准节段、拱顶节段、拱脚节段等组成。根据拱架节段的不同类型，桁架式拱架又分为贝雷梁片拼装式拱架、六四军用梁片拼装式拱架、可微调式钢拱架等几种不同型式。在大量研究钢拱架的文献中，大都侧重于对单一型式钢拱架的研究，对不同型式钢拱架的对比研究较少，本文拟从不同型式钢拱架的构造特点以及在拱桥施工中的结构行为两方面作一个简要比较。1.三种常用钢拱架的构造特点及应用上的优劣1.1贝雷梁拼装式钢拱架早期的贝雷梁主要应

2、用于军用桥梁，在二战初期，由英国唐纳德工程师设计，为米字形桁架腹杆体系。如今广泛运用于桥梁施工的贝雷梁为我国于20世纪60年代定型生产的‘321桁架梁’，图1.1为单片贝雷架结构示意图。l一横梁夹具孔；2、6、8、11一支撑架孔；3—32字钢；4一阴头；5、9、14一弦杆螺栓孔；7一上弦杆；lO一阳头；12、13一风构孔；l5一槽钢；16一横粱垫板；17一下弦杆；18一斜撑图1.1贝雷片钢拱架标准节段立面示意图单片的贝雷桁架是组成贝雷梁拼装式拱架的主要单元，除此之外一般还有梯形件、异形支承片、拱脚段构件等，组成拱架的各构件的内部互相刚接，构件与

3、构件之间用销钉连接。它具有构件简单、单片重量较轻、运输拆装较方便、适应性强等优点。但它也有一些不足：由于单片贝雷片平面尺寸为3m×1.5m的矩形桁架片，不能完全拟合圆弧形或者悬链线型的拱轴线，只能以折线的形式进行拟合，并且折线方向的长度只能是3m的倍数；由于拱轴线的跨度以及矢跨比的不同，用标准的梯形构件和定长的贝雷片很难恰好拟合，导致拱脚调节段较大的随意性；由于拱架上弦与下弦的曲率不同，理论弦长不一，用3m×1.5m的矩形贝雷桁架片拼成拱架后即使拱轴线为圆弧线，上下弦将出现1.5θ的差异，而这个差异是要用梯形构件来调整的，这就需要较多的梯形件，

4、增加了施工的工序，并且在实际拼装过程中，若理论位置与实际位置稍微有出入，将导致拱架很难合拢或需重新加工梯形构件；另外，贝雷桁架片在高度方向的尺寸不是太大，其刚度也较低，实际工程中往往以加密横向榀数来满足施工承载力的要求。1.2六四军用梁拼装式钢拱架六四式铁路军用梁是我国自行研制的，于一九六四年六月经国务院军工产品定型委员会批准设计定型，最早用于铁路桥梁抢修，近年来被广泛运用于拼组各种架桥机,各种施工支架、龙门吊以及施工拱桥的钢拱架等，图1.2为六四军用梁片钢拱架标准节段立面示意图。图1.2军用梁片钢拱架标准节段立面示意图六四军用梁拼装式钢拱架主

5、要由标准三角①、端构架、标准弦杆、端弦杆、斜弦杆、撑杆以及平联横梁组成。单片的军用梁片是组成军用梁拼装式拱架的主要单元，其平面尺寸为4m×1.9m的矩形桁架片。它同样具有构件简单、单片重量较轻、运输拆装方便、标准化程度高等优点。但它也有几点不足：当拱架实际就位的位置和理论值有出入时，容易导致钢拱架很难合拢或者需要重新加工下弦杆才能合拢；不同位置的下弦杆在施工过程中很容易混淆，纠正费时费力；六四军用梁拼装式钢拱架的单片基本构件的重量相应较大，对施工起吊的要求更高；六四军用梁拼装式钢拱架还有一个不足是其下弦杆已经接近4m，这样的话其长细比较大，压杆

6、稳定系数小，对弦杆受压工况不利。相比贝雷梁拼装式钢拱架来说，其断面高度（1.96m）有了较大的提高，刚度相对较大，而用加大截面高度来提高承载力的方法也是经济的。1.3可微调式钢拱架可微调桁架片拼装式钢拱架是最近两年才开始应用于拱桥施工中，它是在已有的贝雷梁拼装式钢拱架以及六四军用梁拼装式钢拱架的基础上发展起来的，并汲取了两者的优点，是一种富余强度多施工方便的较为新型的钢拱架，图1.3为可微调式钢拱架标准节段立面示意图。图1.3可微调式钢拱架标准节段立面示意图该型式钢拱架由基本节段和联结系构成。基本节段和联结系内部均为全焊结构，它们之间用螺杆、销

7、子和螺栓连接。为更好地拟合拱轴线，其中的基本节段除标准节段外还有调节节段、拱顶节段、拱脚节段等。可微调桁架片拼装式钢拱架一个明显的特点是上弦杆纵向接头长度是可以微调的，其基本节段的上弦杆两端分别由调节螺杆的阳端和阴端组成，阳端螺杆和阴端螺杆均为T型螺纹，螺杆通过与调节锚固构件内的螺纹相配合，微调上弦杆纵向接头长度，见图1.4、1.5。图1.4可微调钢拱架上弦阴端调节件图1.5可微调钢拱架上弦阴端调节件单片的可微调式桁架片是组成可微调式拼装式拱架的主要单元，其平面尺寸约为4m×2.2m的矩形桁架片。和前两种钢拱架相比，它还有有如下优点：可微调桁架

8、片拼装式钢拱架的上弦杆通过螺杆与调节锚固构件内的螺纹相配合，上弦杆纵向接头长度可微调，它的适应性更强；可微调桁架片拼装式钢拱架的截面高度提高到了2.2