袁景富
(貴州省交通建設(shè)咨詢監(jiān)理有限公司)
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,拱石需要隨拱軸線和截面形式不同而分別進行編號,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,拱石的編號更為復雜。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,不易風化和無裂紋。石料標號不得低于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)特點和需要,拱圈砌筑應(yīng)滿足下列構(gòu)造要求。
對料石拱橋,拱石受壓面的砌縫應(yīng)與拱軸線垂直,可以不錯縫;當拱圈厚度不大時,可采用單層砌筑,但其橫向砌縫必須錯開且不小于10 cm;當拱圈厚度較大時,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開且不小于10 cm,以免因存在通縫而降低砌體的抗剪強度和削弱其整體性。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。
拱石砌縫寬度不能太大,因砂漿強度比拱石低得多,縫太寬必將影響砌體強度和整體性。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,塊石拱橋砌縫寬不大于5 cm,片石拱橋砌縫寬為4~7 cm。
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。
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)時均可考慮采用雙肋式,當橋?qū)捲?0 m以上時,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。當肋拱橋的跨徑大、橋面寬時,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。