中国拱桥的现状与发展？
(一)中国拱桥的发展历程和现状
在我国的公路桥梁系列中，拱桥作为一种古老的桥型，以其跨越能力大、承载力高、就地取材、造价经济、维护费用低、外形美观等独特的技术优势，具有最悠久的建筑历史和强大的竞争力。它是一种不断发展的桥梁形式。据统计，我国已建成单跨100m的拱桥多达115座。拱桥仍是我国公路桥梁大跨度的主要桥型之一。我国公路拱桥的发展大致可以分为四个阶段。第一阶段是从20世纪50年代到60年代中期。多为中小型石拱桥。当时也有研究片石混凝土拱桥，但没有推广。跨度最大的拱桥是1961年在云南南盘江上修建的长虹桥(单跨112.5m空心橡胶石拱桥)。第二阶段是60年代中期到70年代，主导桥型是低配筋双曲拱桥。由于双曲拱桥用钢量少，施工时可以拆成零件，需要的起重设备少，而且当时容易搞群众运动，所以发展很快。当时还研究了中小跨径混凝土预制块拱、两铰拱等配筋较少的拱桥。跨度最大的是1968年建成的河南嵩县何谦大桥(跨度150m，双曲拱桥)。第三阶段为20世纪70年代末至80年代，主导桥型为大中跨径预制钢筋混凝土箱(肋)拱桥。无支架吊装法建成的最大跨度为四川宜宾马鸣溪大桥(1979竣工，跨度150m)，支架法建成的最大跨度为四川攀枝花宝鼎大桥(1982竣工，跨度170m)。在此期间，国外钢筋混凝土拱桥的最大跨度已经达到390m(南斯拉夫克尔克的KrKI，I桥，1980完成)。第四阶段以1990竣工的四川宜宾南门金沙江大桥为标志。该桥为刚性骨架中承式混凝土肋拱桥，跨度240m，为当时世界之最。宜宾大桥采用劲性骨架起拱，挂模，现浇拱肋混凝土，大大减轻了吊装重量，保证了拱的安全。在浇注过程中，通过加载水箱来调整应力和变形，大大节省了钢材。将现代计算机技术和电测方法应用于拱桥的仿真计算和施工监控，使拱桥的施工决策更加科学。设计施工经验和科研成果极大地推动了我国特大型拱桥的技术进步。在接下来的几年里。我国已建成数十座跨度超过100米的拱桥。建成于1996的广西永宁邕江大桥跨径选为312m，将中承式劲性骨架混凝土拱桥世界纪录提高了72m。该桥通过悬挂刚性骨架桁架，浇筑拱肋混凝土，调整施工应力和变形，比水箱法更安全可靠。四川万县长江大桥也是一座劲性骨架混凝土拱桥，跨度420m，将上承式拱桥的世界纪录由南斯拉夫KRKI大桥的390m提高了30m。在此期间，贵州省修建了一座跨度达330米的河桥，为预应力桁架拱桥，居世界第一。1995年，广东省建成跨度200m的钢管混凝土十孔拱桥，世界第一。1991年，湖南省凤凰县建成跨度120m的鸟巢河大桥，为世界石拱桥之首。这些跨度记录、设计施工经验和科研成果表明，目前，我国拱桥已跃居世界拱桥先进行列。
(2)我国拱桥的主要结构类型
1.石拱桥是中国最早建造的桥梁，包括肋拱和板拱。
2.钢拱桥:中国在上世纪90年代崩溃成为世界第一大钢铁生产国之前，钢材相对较少，钢拱桥修建较少。跨度最大的公路钢拱桥是四川攀枝花的3003桥。跨度为181m(1969)。
3.混凝土拱桥的类型有箱型拱、桁架拱、板拱、肋拱、刚架拱、桁架组合拱、双曲拱、系杆拱、中承式拱和钢管混凝土拱。其中许多已达到世界先进水平。
(3)中国拱桥的施工方法
施工方法是大跨度拱桥最关键的技术。无支架施工是大跨度拱桥的发展方向。目前，我国拱桥的主要施工方法有:
1.缆索吊装法
缆索吊装施工法是我国建造大跨度拱桥的主要方法之一。也就是说悬臂拱段由塔、索、扣索吊挂，直至合拢。国内一般采用3 ~ 7段，有的多达11段，在多孔中应用广泛。四川宜宾马明溪金沙江大桥为钢筋混凝土箱形拱，净距1.50m，分五节吊装，重量70吨。福建南平玉屏山大桥，织机肋拱净跨，分五节吊装，重量59.6438+0吨。四川万县长江大桥(L=420m)也是缆索吊装，分为11段，长40m，吊装重量50多吨。
2.旋转施工法
半跨拱圈现场浇筑，绕拱架水平或垂直旋转。其中，水平转体施工的拱桥为国内首创。转体施工法近年来在我国发展迅速，在拱桥施工中得到广泛应用。三峡对外公路黄柏河大桥和下劳河大桥为平衡重水平转体桥。水龙头总重量为3500吨和3600吨，水龙头重量为目前最大吨位。旋转球铰由半球形钢板制成，后两块钢板经过精密压缩和旋转加工而成。河南安阳文峰路立交桥采用桥轴线反方向预制，然后垂直转体至要求标高，再水平转体至180度进行合拢。
3.悬臂桁架法
由拱圈、立柱、临时或永久斜拉杆和上弦杆组成的桁架采用悬臂施工，直至合拢。在我国主要用于组合桁架拱，都是悬臂拼装，没有临时构件，但有临时预应力筋。330m跨度的江界河大桥采用钢制人字桅杆作为起重机，最大起吊重量为120吨。
4.刚性骨架和半刚性骨架方法
拱架骨架由型钢制成，骨架周围浇筑混凝土形成拱架。国内很少采用强骨架法，主要采用半刚性骨架。一般在骨架合拢成拱后，分为底、腹、顶三层，从拱脚向拱顶浇筑混凝土。为了防止骨架变得不稳定，需要在拱顶段称重，并随着混凝土浇筑到拱顶段逐渐卸载。万县长江大桥和永宁邕江大桥采用半刚性骨架法施工，但在其骨架转角处增加直径为40cm的钢管，骨架合拢后在管内浇筑混凝土。以便增加骨骼刚度。万县长江大桥将每层混凝土分为六段，对称同步浇筑，使骨架均匀偏转，避免了从拱脚向拱顶浇筑时重复变形大、拱顶处重量大、马鞍形预拱度等不利因素，是该方法的一大改进。
5.拱形施工方法
我国主要采用贝雷桁架，上弦增加一些小杆件，形成贝雷拱架进行施工。如在湖南采用单层贝雷拱架，扣索加劲，拼装成跨度为133m的缆索紫湾水原大桥。
综上所述，我们可以看到目前国内有很多先进可行的施工方法，已经形成了一套各具特色的拱桥无支架施工方法，即以缆索吊装为主，结合转体施工法、半刚性骨架法、悬臂桁架法。当然，还需要进一步发展和完善。
(四)中国拱桥的发展方向
1.圆的光拱
拱圈轻量化可以降低对吊装能力的需求，节省上下结构工程量，节约成本。我国箱型拱受吊装重量限制，板条多而厚，可占主拱圈的20 ~ 25%，但在受力上不需要。因此，轻量化拱圈除了减少薄板件的厚度外，也在向宽箱少箱发展，以减少腹板的体积。出现了两箱一顶一底板组成三室箱的拱圈，也出现了向肋拱发展的趋势，或采用箱型肋、工业矩形肋甚至工字形肋。轻质拱圈也对设计和施工提出了更严格的要求:
(1)设计中应考虑大变形理论，内力计算采用挠度理论或非线性有限元理论。
(2)施工中的稳定性，特别是肋拱的平面外稳定性突出。因此，往往采用多节吊装、单节中间合拢的施工措施来保证稳定性。
2.施工阶段的轻质拱圈
直接影响降低提升能力的需求。在一些大跨度拱桥的施工阶段，采用钢-混凝土组合构件或钢管混凝土，合拢后再浇筑拱圈，可以大大减轻吊装重量。钢管半刚性骨架有可能成为超大跨度拱桥最有前途的施工方法。拱圈在施工阶段减轻后，施工阶段的稳定性是一个关键技术问题。考虑几何非线性和物理非线性的影响，计算每一步的稳定系数，确保施工万无一失。
3.系杆拱和中承式拱往往使用较多。
系杆拱是一种无推力结构，对墩台要求不高。全桥结构简洁轻巧，桥面视野开阔，在公路桥梁中应用广泛。
在城市桥梁和平原地区的通航河流中，中承式拱桥往往受到青睐，因为它可以降低桥高，增加矢跨比，减小推力；桥面建筑高度小，可以缩短桥长；造型优美，为小镇增添风景；成本也低。目前发展趋势比较快。
4.钢管混凝土拱桥发展迅速。
由钢管或钢管桁架制成并填充混凝土的拱桥称为钢管混凝土拱桥。钢管混凝土作为一种钢-混凝土平台材料，一方面借助填充混凝土提高钢管壁受压时的稳定性、耐腐蚀性和耐久性，另一方面借助管壁对混凝土进行套箍。提高了混凝土的抗压强度和延性。将钢和混凝土有机结合；在建筑方面。钢管混凝土可以采用空心钢管作为刚性骨架甚至模板，具有重量轻、进度快、用钢量低等优点。由于其在材料和施工方法上的优越性，将这种结构应用于以受力为主的拱桥是非常合理的。钢管混凝土的出现解决了拱桥材料和施工两大难题。因此，钢管混凝土拱桥在我国发展迅速。
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