鋼橋架設

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正文

繼鋼橋製造之後。將鋼橋桿件或梁段拼裝成橋並架設就位的施工過程。按橋樑在施工階段的受力狀態，鋼橋的架設方法可分為：支架施工、懸臂施工和整體架設三類（見橋樑施工）。
支架施工　包括膺架法、纜索懸吊法等。
膺架法　在橋位設定木製或鋼製的落地式膺架（也稱腳手架）。頂面鋪腳手板，在上面拼裝鋼橋。膺架須有落梁裝置,便於橋樑拼成後與之分離,拆除膺架。此法作業簡便，並能在膺架上用千斤頂調整橋樑的位置，保證拼裝的精度。但膺架的用料較多，成本昂貴，阻水面積大，僅適用於橋位不高，水淺流緩，不通航運的情況，大跨度橋樑很少採用。膺架法可利用鋼橋桿件或梁段本身的跨越能力,僅在主要節點（如實腹梁梁段的接點,或桁架梁斜腹桿和下弦桿的交點）上設定分立式膺架。日本的豐里斜張橋（1970年），在四個分立式鋼膺架上拼裝了216米的主梁。
纜索懸吊法　懸索橋的施工,通常是先架設纜索,用纜索上臨時加設的走行吊架，將加勁梁的梁段逐漸提升，懸掛在纜索垂下的吊桿上，調整位置後拼裝成整跨的加勁梁。施工時加勁梁梁段的自重，由纜索承受。美國的金門、韋拉扎諾海峽及英國的亨伯等著名的懸索橋（見彩圖），均用這種方法施工。瑞典阿斯克勒峽灣(Asker Fjord)鋼管拱橋（1960年）,利用同一原理提升跨度278米的管拱節段，懸吊在臨時施工的纜索下，調整位置後拼鉚成拱，整體降落到支座上。拱、梁組合結構，也可採用此法安裝架設,如日本天草二號橋（1966年）的156.8米朗格爾桁架梁，就是這樣施工的。

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懸臂施工　包括懸臂拼裝法、拖拉法等。由一個墩台懸臂施工到另一個墩台,懸臂長度等於整個橋跨者,稱為全懸臂施工；在跨間設定臨時墩，橋樑在墩台和臨時墩間懸臂施工，懸臂長度小於橋跨長度者，稱為半懸臂施工。由墩台向單一方向懸臂,稱為單懸臂施工;在一座橋墩上同時向相反方向對稱地懸臂，稱為平衡懸臂施工。多跨連續橋的主跨可以從兩端懸臂施工跨中合龍，使懸臂長度減為主跨之半。
懸臂拼裝法　簡稱懸拼法。
① 梁式橋懸拼法。就橋式而言,懸臂桁架梁橋在懸拼時的內力，常小於設計荷載的內力，故最適宜於懸臂拼裝施工。如跨度521.2米的英國福斯灣鐵路橋(1890年，（見彩圖）,跨度548.6米的加拿大魁北克鐵路橋（1918年）及跨度為 510米的日本港大橋（公路橋，1974年），它們的懸臂桁架梁，均用此法施工。連續梁橋（桁架梁及實腹梁）採用全懸臂施工時，由於受力體系的改變，安裝內力常比設計荷載的內力大，有些桿件（或梁段）的截面需要加強，或者採取下列措施減少安裝內力：在前方橋墩旁設定托架，使懸臂端較早地得到支承；或設定塔索將懸臂端吊住，減少懸臂根部的彎矩；或在跨間設臨時墩，改為半懸臂拼裝。中國武漢長江橋及南京長江橋（見彩圖）的連續桁架梁為全懸臂拼裝（第一孔為半懸臂拼裝），橋墩旁設有托架，使懸臂長度比跨度縮短16米。枝城長江橋（1971年）懸拼跨度160米連續桁架梁時,在墩頂的樑上設定臨時鋼塔，伸出拉索吊住懸臂端（圖1）。懸臂拼裝須藉助錨梁，以保持懸臂時的傾覆穩定。錨梁可以是連續梁的邊跨（用膺架法或半懸臂法拼裝的），也可是借用橋樑桿件在鄰跨(或路堤)上拼裝的平衡梁。為縮短平衡梁的長度，還可在它上面壓重。三跨一聯的不等跨連續梁橋，一般以邊跨為錨梁懸拼中孔，在跨中合龍。為改善合龍的閉合條件，可按下列步驟進行：懸拼時降低兩端的支座（或抬高中間兩個支座），使兩懸臂段能夠順利合龍，合龍後再將各支座恢復到設計位置。中國宜賓金沙江鐵路橋（1968年）的112+176+112米三跨連續桁架梁,就是這樣架設的。多跨簡支梁橋，可用臨時桿件組成連續梁懸臂拼裝。對於單跨簡支梁橋，可用兩端加設的平衡梁與壓重作為錨梁，照連續梁那樣從兩端懸拼至跨中合龍。成(都)昆(明)鐵路三堆子金沙江橋（1969年）,就是用此法懸拼單孔192米的簡支桁架梁的。

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② 拱橋懸拼法。鋼拱橋適用於寬深河流或峽谷。它的跨度較大，跨間難於設定臨時墩，一般從兩端懸拼至跨中合龍。為減少懸臂彎矩，可在拱端設定塔索，斜吊住懸伸的鋼拱。早在1874年,美國的主跨為158米的聖路易斯鐵路鋼拱橋就採用懸臂拼裝法施工，在墩頂設木塔架，用拉索吊住鋼拱，由橋墩平衡懸臂拼裝至跨中合龍。大跨度鋼拱橋，如澳大利亞的悉尼港拱橋、美國的新河峽谷橋（見彩圖）等,也是採用懸拼法。唯獨在美國跨度為503.6米的貝永鋼拱橋（1931年），因河床基岩較淺，在跨間設定了臨時墩懸臂拼裝。

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拖拉法　鋼樑橋在路堤或引橋上拼裝後，用卷揚機和滑輪組順線路方向拖拉，使其在滑道上縱移懸伸架設就位。此法使用的機具設備簡單，施工進展較快，適用於中等跨度的鋼樑橋。拖拉滑道一般由上、下滑軌及滾軸組成。上滑軌連在縱梁或主桁主要節點下面，下滑軌鋪設在路堤、引橋及橋墩頂。上下滑軌之間放進若干直徑8～14厘米的滾軸。拖拉時,用卷揚機及滑輪組的鋼索牽引，通過滾軸在滑軌間的滾動，使橋梁向前縱移。連續梁橋採用拖拉架設較為方便。幾跨簡支梁，可臨時連成一體，按連續梁拖拉架設，但需考慮到拖拉過程中受力體系的改變，加強某些截面或桿件。為減少懸臂時的桿件內力和支點反力，可在橋樑前端加設輕型導梁，或在跨間設定臨時墩，使之較早地到達前方橋墩。中國京廣（北京—廣州）鐵路漢水橋（1954年）三跨55米及黎（塘）湛（江）鐵路鬱江橋（1955年）三跨66米的簡支桁架梁，都是臨時組成連續梁拖拉架設的。單跨簡支梁橋也可採用拖拉法架設，但需在前端加設導梁，後端壓重,以保持懸臂時傾覆穩定。如用浮箱灌水壓重,還能調整壓重的位置，起到平衡滑道前後支點反力的作用。中國禹門口黃河鐵路橋（1973年）用64米長的導梁及壓重方法，將跨度144米的單孔簡支桁架梁拖拉就位。
整體架設　包括整體吊裝法、浮運法、轉體法、橫移法，架橋機架設法等。
整體吊裝法　整孔鋼橋或大型梁段浮運到橋下，用起重設備整體吊裝、提升或預升就位。此法多用於大跨度橋樑，需要大型吊機或利用一般起重機具（如卷揚機、滑輪組、千斤頂等）來完成。英國不列顛箱管橋（1850年）的主跨長140米,重約1300噸,製成後船運至橋下,用千斤頂提升就位。美國跨度為 382米的弗里蒙特公路橋（1973年）用千斤頂頂升鋼吊桿,將275米長、5800噸重的中間拱段提升就位。日本港大橋用卷揚機滑輪組提升186米長、4515噸重的掛孔。巴西跨度為300米的瓜納巴拉灣懸臂樑公路橋（1974年）,用千斤頂將292米長的錨跨（包括兩端懸臂），連同起重平台共重5275噸，提升52米到墩頂橫移就位。中國安康漢江 176米的斜腿剛架橋（見彩圖）的中孔梁長56米，重180噸,也是用卷揚機及滑輪組整體提升架設的（圖2）。

鋼橋架設

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70年代以來，日本的大型浮吊設備發展較快，起重量最大達3000噸,起吊高度106米。荒川灣懸臂桁架梁橋（1975年）的橋長840米,分為6個大型梁段,用一台3000噸及兩台1500噸的浮吊整體吊裝架設，其中最大的吊重是195米長的錨跨（包括兩端懸臂）,重4250噸。泉北川聯絡橋（1976年）的 172.6米拱、梁組合結構總重3182噸，用兩台3000噸浮吊一次吊裝就位。
浮運法　橋樑在駁船上或在河岸上拼裝後，用船浮運至橋下，利用落潮或充水壓艙落梁就位。此法適用於寬闊平穩的水域,橋位和水面的高差不宜過大。駁船的設計噸位最好大於浮運重量2～3倍，以保證浮運體系的穩定。中國杭州錢塘江橋（見彩圖）有15孔65.8米鋼桁架梁是利用潮汐浮運架設的。日本生浦橋（1973年）的195米拱、梁組合結構,整孔浮運400公里到達橋位，再利用落潮架設。

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轉體法　整孔橋樑或大型梁體，在豎直面或水平面上鏇轉就位。如義大利斯法拉沙376米斜腿剛架橋（1972年）的斜腿豎直拼裝後，繞腿底的鉸軸向下傾轉至設計位置。
橫移法　常用於通車線路更換舊橋，能縮短中斷交通的時間。在橋位兩側設定支架及垂直於線路的橫移滑道。新橋在一側支架上拼裝（平行於線路）就緒後，先從橋孔移出舊橋，再將新橋橫移就位。例如：聯邦德國杜塞道夫—上卡瑟爾橋(1976年)，為更換舊橋採用橫移法新建主跨258米的獨塔斜張橋，橋長590米,重12700噸,設有四條橫移滑道，絕大部分的橋重(約10300噸)支承在獨塔下的一條滑道上，用安裝在新建塔墩上的千斤頂通過鋼拉桿拉曳梁體，使整座斜張橋橫移47.5米到達橋位。橫移的速度平均每小時3.6米。
架橋機架設法　跨度不大於40米的鐵路上承鋼板梁，可在工廠內整孔製造，運往工地用鐵路架橋機整體架設。
參考書目
　小西一郎：《鋼橋》基礎篇Ⅱ，丸善株式會社,東京，1976。

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