(壹)中國拱橋的發展歷程和現狀
在我國的公路橋梁系列中，拱橋作為壹種古老的橋型，以其跨越能力大、承載力高、就地取材、造價經濟、維護費用低、外形美觀等獨特的技術優勢，具有最悠久的建築歷史和強大的競爭力。它是壹種不斷發展的橋梁形式。據統計，我國已建成單跨100m的拱橋多達115座。拱橋仍是我國公路橋梁大跨度的主要橋型之壹。我國公路拱橋的發展大致可以分為四個階段。第壹階段是從20世紀50年代到60年代中期。多為中小型石拱橋。當時也有研究片石混凝土拱橋，但沒有推廣。跨度最大的拱橋是1961年在雲南南盤江上修建的長虹橋(單跨112.5m空心橡膠石拱橋)。第二階段是60年代中期到70年代，主導橋型是低配筋雙曲拱橋。由於雙曲拱橋用鋼量少，施工時可以拆成零件，需要的起重設備少，而且當時容易搞群眾運動，所以發展很快。當時還研究了中小跨徑混凝土預制塊拱、兩鉸拱等配筋較少的拱橋。跨度最大的是1968年建成的河南嵩縣何謙大橋(跨度150m，雙曲拱橋)。第三階段為20世紀70年代末至80年代，主導橋型為大中跨徑預制鋼筋混凝土箱(肋)拱橋。無支架吊裝法建成的最大跨度為四川宜賓馬鳴溪大橋(1979竣工，跨度150m)，支架法建成的最大跨度為四川攀枝花寶鼎大橋(1982竣工，跨度170m)。在此期間，國外鋼筋混凝土拱橋的最大跨度已經達到390m(南斯拉夫克爾克的KrKI，I橋，1980完成)。第四階段以1990竣工的四川宜賓南門金沙江大橋為標誌。該橋為剛性骨架中承式混凝土肋拱橋，跨度240m，為當時世界之最。宜賓大橋采用勁性骨架起拱，掛模，現澆拱肋混凝土，大大減輕了吊裝重量，保證了拱的安全。在澆註過程中，通過加載水箱來調整應力和變形，大大節省了鋼材。將現代計算機技術和電測方法應用於拱橋的仿真計算和施工監控，使拱橋的施工決策更加科學。設計施工經驗和科研成果極大地推動了我國特大型拱橋的技術進步。在接下來的幾年裏。我國已建成數十座跨度超過100米的拱橋。建成於1996的廣西永寧邕江大橋跨徑選為312m，將中承式勁性骨架混凝土拱橋世界紀錄提高了72m。該橋通過懸掛剛性骨架桁架，澆築拱肋混凝土，調整施工應力和變形，比水箱法更安全可靠。四川萬縣長江大橋也是壹座勁性骨架混凝土拱橋，跨度420m，將上承式拱橋的世界紀錄由南斯拉夫KRKI大橋的390m提高了30m。在此期間，貴州省修建了壹座跨度達330米的河橋，為預應力桁架拱橋，居世界第壹。1995年，廣東省建成跨度200m的鋼管混凝土十孔拱橋，世界第壹。1991年，湖南省鳳凰縣建成跨度120m的鳥巢河大橋，為世界石拱橋之首。這些跨度記錄、設計施工經驗和科研成果表明，目前，我國拱橋已躍居世界拱橋先進行列。
(2)我國拱橋的主要結構類型
1.石拱橋是中國最早建造的橋梁，包括肋拱和板拱。
2.鋼拱橋:中國在上世紀90年代崩潰成為世界第壹大鋼鐵生產國之前，鋼材相對較少，鋼拱橋修建較少。跨度最大的公路鋼拱橋是四川攀枝花的3003橋。跨度為181m(1969)。
3.混凝土拱橋的類型有箱型拱、桁架拱、板拱、肋拱、剛架拱、桁架組合拱、雙曲拱、系桿拱、中承式拱和鋼管混凝土拱。其中許多已達到世界先進水平。
(3)中國拱橋的施工方法
施工方法是大跨度拱橋最關鍵的技術。無支架施工是大跨度拱橋的發展方向。目前，我國拱橋的主要施工方法有:
1.纜索吊裝法
纜索吊裝施工法是我國建造大跨度拱橋的主要方法之壹。也就是說懸臂拱段由塔、索、扣索吊掛，直至合攏。國內壹般采用3 ~ 7段，有的多達11段，在多孔中應用廣泛。四川宜賓馬明溪金沙江大橋為鋼筋混凝土箱形拱，凈距1.50m，分五節吊裝，重量70噸。福建南平玉屏山大橋，織機肋拱凈跨，分五節吊裝，重量59.6438+0噸。四川萬縣長江大橋(L=420m)也是纜索吊裝，分為11段，長40m，吊裝重量50多噸。
2.旋轉施工法
半跨拱圈現場澆築，繞拱架水平或垂直旋轉。其中，水平轉體施工的拱橋為國內首創。轉體施工法近年來在我國發展迅速，在拱橋施工中得到廣泛應用。三峽對外公路黃柏河大橋和下勞河大橋為平衡重水平轉體橋。水龍頭總重量為3500噸和3600噸，水龍頭重量為目前最大噸位。旋轉球鉸由半球形鋼板制成，後兩塊鋼板經過精密壓縮和旋轉加工而成。河南安陽文峰路立交橋采用橋軸線反方向預制，然後垂直轉體至要求標高，再水平轉體至180度進行合攏。
3.懸臂桁架法
由拱圈、立柱、臨時或永久斜拉桿和上弦桿組成的桁架采用懸臂施工，直至合攏。在我國主要用於組合桁架拱，都是懸臂拼裝，沒有臨時構件，但有臨時預應力筋。330m跨度的江界河大橋采用鋼制人字桅桿作為起重機，最大起吊重量為120噸。
4.剛性骨架和半剛性骨架方法
拱架骨架由型鋼制成，骨架周圍澆築混凝土形成拱架。國內很少采用強骨架法，主要采用半剛性骨架。壹般在骨架合攏成拱後，分為底、腹、頂三層，從拱腳向拱頂澆築混凝土。為了防止骨架變得不穩定，需要在拱頂段稱重，並隨著混凝土澆築到拱頂段逐漸卸載。萬縣長江大橋和永寧邕江大橋采用半剛性骨架法施工，但在其骨架轉角處增加直徑為40cm的鋼管，骨架合攏後在管內澆築混凝土。以便增加骨骼剛度。萬縣長江大橋將每層混凝土分為六段，對稱同步澆築，使骨架均勻偏轉，避免了從拱腳向拱頂澆築時重復變形大、拱頂處重量大、馬鞍形預拱度等不利因素，是該方法的壹大改進。
5.拱形施工方法
我國主要采用貝雷桁架，上弦增加壹些小桿件，形成貝雷拱架進行施工。如在湖南采用單層貝雷拱架，扣索加勁，拼裝成跨度為133m的纜索紫灣水原大橋。
綜上所述，我們可以看到目前國內有很多先進可行的施工方法，已經形成了壹套各具特色的拱橋無支架施工方法，即以纜索吊裝為主，結合轉體施工法、半剛性骨架法、懸臂桁架法。當然，還需要進壹步發展和完善。
(四)中國拱橋的發展方向
1.圓的光拱
拱圈輕量化可以降低對吊裝能力的需求，節省上下結構工程量，節約成本。我國箱型拱受吊裝重量限制，板條多而厚，可占主拱圈的20 ~ 25%，但在受力上不需要。因此，輕量化拱圈除了減少薄板件的厚度外，也在向寬箱少箱發展，以減少腹板的體積。出現了兩箱壹頂壹底板組成三室箱的拱圈，也出現了向肋拱發展的趨勢，或采用箱型肋、工業矩形肋甚至工字形肋。輕質拱圈也對設計和施工提出了更嚴格的要求:
(1)設計中應考慮大變形理論，內力計算采用撓度理論或非線性有限元理論。
(2)施工中的穩定性，特別是肋拱的平面外穩定性突出。因此，往往采用多節吊裝、單節中間合攏的施工措施來保證穩定性。
2.施工階段的輕質拱圈
直接影響降低提升能力的需求。在壹些大跨度拱橋的施工階段，采用鋼-混凝土組合構件或鋼管混凝土，合攏後再澆築拱圈，可以大大減輕吊裝重量。鋼管半剛性骨架有可能成為超大跨度拱橋最有前途的施工方法。拱圈在施工階段減輕後，施工階段的穩定性是壹個關鍵技術問題。考慮幾何非線性和物理非線性的影響，計算每壹步的穩定系數，確保施工萬無壹失。
3.系桿拱和中承式拱往往使用較多。
系桿拱是壹種無推力結構，對墩臺要求不高。全橋結構簡潔輕巧，橋面視野開闊，在公路橋梁中應用廣泛。
在城市橋梁和平原地區的通航河流中，中承式拱橋往往受到青睞，因為它可以降低橋高，增加矢跨比，減小推力；橋面建築高度小，可以縮短橋長；造型優美，為小鎮增添風景；成本也低。目前發展趨勢比較快。
4.鋼管混凝土拱橋發展迅速。
由鋼管或鋼管桁架制成並填充混凝土的拱橋稱為鋼管混凝土拱橋。鋼管混凝土作為壹種鋼-混凝土平臺材料，壹方面借助填充混凝土提高鋼管壁受壓時的穩定性、耐腐蝕性和耐久性，另壹方面借助管壁對混凝土進行套箍。提高了混凝土的抗壓強度和延性。將鋼和混凝土有機結合；在建築方面。鋼管混凝土可以采用空心鋼管作為剛性骨架甚至模板，具有重量輕、進度快、用鋼量低等優點。由於其在材料和施工方法上的優越性，將這種結構應用於以受力為主的拱橋是非常合理的。鋼管混凝土的出現解決了拱橋材料和施工兩大難題。因此，鋼管混凝土拱橋在我國發展迅速。
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