第三节 其他细部构造
第三节 其他细部构造
[A3-2.25] 拱上建筑物的填料，一方面可以扩大汽车荷载作用的面积，同时还可以减小汽车荷载对拱圈的冲击，但也增加了拱桥的恒载重量。无论是实腹拱，还是空腹拱(除无拱上填料的轻型拱桥)，在拱顶截面上缘以上都作了拱腹填充处理。填充后，通常还须设置一层填料，即拱顶填料，在该填料以上才是桥面铺装，如图3-2-20所示。一般情况下，主拱圈及腹拱圈的拱顶处，填料厚度（包括路面厚度）均不宜小于300 mm。在地基条件很差的情况下，为了进一步减小拱上建筑重量，可减轻拱上填料的厚度，甚至可不设拱上填料，而直接在拱顶截面上缘以上铺筑混凝土桥面，但要求行车道边缘的厚度至少为80 mm，同时应在拱顶部分的混凝土中设置钢筋网，以分布车辆重力。
图3-2-30 拱上填料示意
[A3-2.26] 拱桥桥面铺装应根据桥梁所在的公路等级、使用要求、交通量大小以及桥型等条件综合考虑确定。低等级公路上的中、小跨径拱桥可采用混合碎（砾）石桥面，大跨径拱桥和高等级公路上的拱桥应采用沥青混凝土或设有钢筋网的混凝土桥面。
为便于排水，桥面应设置横坡，横坡坡度一般为1.5％～3.0％。
行车道的两侧，根据需要可设置人行道和栏杆，为减小拱圈宽度多采用窄拱圈，人行道一般外挑，人行道板预制装配。
图3-2-31 拱上建筑对拱圈变形的约束
图3-2-32 拱桥伸缩缝和变形缝设置
[A3-2.28] 在上承式钢筋混凝土拱桥设计中，另一个重要问题是减少主拱变形对拱上结构的影响。如果拱上结构与主拱共同作用，能提高主拱的承载力，但拱上结构对主拱的变形起了约束作用，使主拱和拱上结构内产生附加内力。当拱上结构与主拱刚性连接时，由于温度变形在拱上结构中会产生很大的附加内力，导致拱上结构开裂。为了使主拱受力明确，避免拱上结构不规则的开裂，以保证结构的安全使用和耐久性，还需在构造上采取必要的措施。通常是在相对变形（位移或转角）较大的位置处设置伸缩缝，而在相对变形较小处设置变形缝。
[A3-2.29] 实腹式拱桥的伸缩缝通常设在两拱脚的上方，并应在横桥向贯通、向上延伸侧墙全高直至人行道及栏杆。伸缩缝一般形成直线型[图3-2-32a）]，以使构造简单、施工方便。
[A3-2.30] 空腹式拱桥拱式拱上结构，一般将紧靠桥墩（台）的第一个腹拱圈做成三铰拱，并在靠墩台的腹拱拱铰上方的侧墙、人行道及栏杆上设置伸缩缝，在其余两拱铰上方的侧墙、人行道及栏杆上设置变形缝[图3-2-32b）]。在大跨径拱桥中，根据温度变化情况和跨径大小，在必要时需将靠近拱顶的腹拱圈或其他腹拱也做成两铰拱或三铰拱，拱铰上面的侧墙也需要相应地设置变形缝，以使拱上建筑能更好地适应主拱的变形。
[A3-2.31] 空腹式、梁式拱上结构可采用连续式桥面构造，但在拱脚上方伸缩缝应通过腹孔墩，使其能相对于桥墩（台）伸缩变形，在近拱顶处的连续桥面也应设置伸缩装置。梁或板与腹孔墩的支承连接宜采用铰接，以适应拱圈的变形要求。
[A3-2.32] 伸缩缝宽度一般为20～30 mm，缝内填料可用锯末屑与沥青按1∶1的比例制成预制板，在施工时嵌入，并在上缘设置能活动而不透水的覆盖层，另外，也可采用沥青砂等其他材料填塞伸缩缝。变形缝不留缝宽，缝可干砌、用油毛毡隔开或用低强度等级的砂浆砌筑。
[A3-2.33] 对于拱桥，不仅要求将桥面雨水及时排除，而且也要求将透过桥面铺装渗入到拱腹内的雨水及时排除。桥面雨水的排除，除了桥梁设置纵坡和桥面设置横坡外，一般还沿桥面两侧缘石边缘设置泄水管。通过桥面铺装深入到拱腹内的雨水，应由防水层汇集于预埋在拱腹内的泄水管排出。防水层和泄水管的设置方式，与上部结构的形式有关。
实腹式拱桥防水层应沿拱背护拱、侧墙铺设。如果是单孔，可不设泄水管，积水沿防水层流至两个桥台后面的盲沟，然后沿盲沟排出路堤。如果是多孔拱桥，可在 l/4跨径处设泄水管[图3-2-33a）]。对于空腹式拱桥，防水层应沿腹拱上方与主拱圈跨中实腹段的拱背设置，泄水管也宜布置在 l/4跨径处[图3-2-33b）]。
图3-2-33 排水方式示意
[A3-2.34] 对跨线桥、城市桥或其他特殊桥梁，应设置全封闭式的排水系统。
泄水管可以采用铸铁管、混凝土管、陶瓷（瓦）管或塑料管。泄水管的内径一般为60～100 mm。在严寒地区需适当加宽，但不宜超过150 mm。泄水管应伸出结构表面50～100 mm，以免雨水顺着结构物的表面流下。为便于泄水，泄水管尽可能采用直管，并减小管节的长度。
防水层在全桥范围内不宜断开，当通过伸缩缝或变形缝处应妥善处理，使其既能防水又能适应变形，构造如图3-2-34所示。防水层有粘贴式和涂抹式两种。前者是由2～3层油毛毡与沥青胶交替贴铺而成，效果较好，但造价较高，施工麻烦，适用于雨水较多地区。后者采用沥青或柏油涂抹于砌体表面，施工简便，造价低廉，但效果较差。有时也可就地取材，选用三合土（水泥、石灰、砂的配合比约为1∶2∶3，厚150 mm）、石灰粘土砂浆、粘土胶泥等简易方法代替粘贴式防水层。这种简易方法的防水层性能很差，只能用于道路等级很低的小型圬工拱桥。
图3-2-34 伸缩缝（或变形缝）处防水层构造
[A3-2.35] 拱铰按其作用，可分为永久性铰和临时性铰两种。永久性铰主要用在三铰拱或两铰拱体系中，或空腹式拱上建筑的腹孔拱圈按构造要求需要采用两铰拱或三铰拱。永久性拱铰除要满足设计计算的要求外，还要能保证长期的正常使用，因此，构造比较复杂，造价高。临时性铰是在施工中为消除或减少主拱的部分附加内力，以及对主拱内力做适当调整时在拱脚或拱顶设的铰。由于临时性铰在施工结束后封闭，因此构造较简单，但必须可靠。
拱铰按所处的位置、作用、受力大小、使用材料等条件综合考虑，常用的有弧形铰、铅垫铰、平铰、不完全铰、钢铰等。
[A3-2.36] 1. 弧形铰
弧形铰（图3-2-35）由两个具有不同半径弧形表面的块件组成，一个为凹面（半径为R2）,一个为凸面（半径为R1）。R2与R1的比值常在1.2～1.5范围内取用，铰的宽度应等于构件全宽，沿拱轴线方向的长度取为厚度的1.15～1.20倍。铰的接触面应精确加工，以保证紧密结合。
弧形铰可用石料、混凝土或钢筋混凝土做成，由于构造复杂，加工铰面既费工，又难以保证质量，故主要用于主拱圈的拱铰。石拱桥的拱铰，以往多采用石料加工而成，但由于铰石尺寸大，开采石料、加工成形、运输安装就位困难，因此多采用现浇混凝土铰代替石铰。当跨径较大，要求承压强度更高时，可采用钢筋混凝土铰，钢筋布置按计算及构造要求确定。
图3-2-35 弧形铰构造图
[A3-2.37] 2. 铅垫铰
铅垫铰（图3-2-36）是在铰缝间设置厚度15～20 mm的铅垫板，外部包10～20 mm厚的锌或铜薄片制成，利用铅垫板的塑形变形达到铰的功能。横桥向分段设置，总宽度为拱圈宽度的1/4～1/3，其他构造要求与钢筋混凝土弧形铰相似。主要用于中、小跨径的板拱或肋拱，也可用作临时铰。
图3-2-36 拱脚铅垫铰构造
[A3-2.38] 3. 平铰
对于中、小跨径钢筋混凝土整体式拱桥，由于上部结构自重小，为简化拱脚铰的构造，通常采用将拱脚直接插入拱座、砂浆填缝的平铰构造（图3-2-37）。
对于跨径较小的空腹式拱上建筑的腹拱圈，可以采用构造简单的平铰。这种铰是平面直接抵承，铰间可铺砌一层强度等级较低的砂浆，也可垫衬油毛毡或直接采用干砌。
图3-2-37 腹拱平铰构造
图3-2-38 拱圈不完全铰构造
[A3-2.39] 4. 不完全铰
小跨径或轻型钢筋混凝土拱圈、预制吊装的腹拱圈，为了便于整体安装，还可以采用（图3-2-38）所示的不完全铰（或称假铰）。这种铰构造连续，但在使用时起到拱铰的作用，构造也简单，因此使用广泛。
在钢筋混凝土空腹式拱桥腹孔立柱上、下端设置的铰，一般可采用构造简单的平铰或不完全铰（图3-2-39）。由于连接处腹孔墩截面的减小（达全截面的1/3～2/5），因而可以保证支承截面的转动，支承截面应按局部承压进行构造和计算。
图3-2-39 空腹式拱桥的柱铰构造
[A3-2.40] 5. 钢铰
钢铰通常做成理想铰，除用于少数有钢铰拱桥的永久性铰结构外，更多的用于施工需要的临时铰。
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