从桥型到施工方法

结构体系与施工路径

第一层选择主要承重体系；第二层选择该桥型下的一条典型施工路径。这是便于学习的入口，真实工程的施工方法可以组合。交通运输部对《公路桥涵施工技术规范》的解读，也将不同桥型的上部结构施工与材料、预应力、支架及设备等通用工艺分别组织，并介绍了预制节段逐孔拼装、步履式顶推等工艺的补充。交通运输部规范解读

简支、连续、刚构说明梁与支承的连接和约束；钢、钢筋混凝土、预应力混凝土说明材料及构造；上承、中承、下承说明桥面相对主要承重结构的位置。结构分类详见第1章桥梁分类。架桥机属于施工设备及架设组织，不能与梁桥、拱桥并列为桥型。

阅读任一施工场景，都先找出当前承重构件和临时支承，再判断下一步是增加构件、施加荷载、形成连接，还是撤去约束。构件已经显示在画面中，不等于它已经参与共同受力；合龙、张拉、连接达到工作条件及卸架等事件，需要分别辨认。

梁桥：构件形成、推进方式与设备分开看

七种工法动画把现有混凝土梁桥模型独立、顺序铺开：桥位现浇三种、预制架设三种，顶推单列。每图说明成梁位置、移动对象和当前承重路径，并可直接播放或拖动工序。另有顶推阶段内力计算与悬臂施工受力和先简支后连续构造动画。

梁桥可以在桥位浇筑，也可以把预制构件运到桥位；施工可以整孔推进，也可以从桥墩向跨中悬伸，或者让已形成的梁体沿桥轴移动。由此组织的下表，是若干典型路径的对照，并非互斥的分类树。FHWA 技术报告对支架现浇、悬臂浇筑、预制节段悬臂拼装和逐孔拼装分别给出了构造及施工图例，可与表中路径对读。FHWA-HRT-13-028，第 3 章

“逐孔”说明推进组织，“预制”说明构件形成方式，“架桥机”说明采用的设备。因而可以出现“预制节段—架桥机辅助—逐孔拼装”这样的完整描述。架桥机也可以服务于其他架设组织，单凭设备名称不能判断梁体怎样形成。尤其要区分：架桥机向前过孔，是设备移动；顶推施工，是永久梁体沿桥轴移动。二者在动画中都可能出现向前运动，但其荷载对象和支承转换并不相同。

钢—混凝土组合梁课堂展示钢梁自承模板、无地面临时支架的路径。先承受钢梁与湿混凝土自重，混凝土硬化后再参与新增荷载；这一分阶段受力原理见第3章施工阶段。本入口可进一步查看材料应力，采用下列独立教学参数。

该8 m算例与第3章20 m施工模型参数不同，应分别比较。分阶段截面原理的资料参见Autodesk算例和FHWA组合钢板梁桥算例。

逐孔施工的两个入口应并排观察。移动模架现浇中，混凝土在桥位模板内形成；预制节段拼装中，已经形成的节段被吊入本孔，再通过接缝与预应力形成相应整体。二者都按孔推进，但构件形成方式、施工设备及本孔荷载转交的时刻不同，不能合成一个含糊的“逐孔架桥”按钮。

挂篮悬臂浇筑场景采用变截面梁：墩顶附近梁高较大，向悬臂端逐段减小。应同时看梁段形状、挂篮后锚和前吊带的位置，再观察阶段张拉后的卸模与前移。形状变化说明观察对象发生了变化；模型没有据此求解梁段内力、挂篮反力或施工预拱度。

两种悬臂施工的区别，首先在于新梁段在哪里形成。黄色挂篮用吊带托住底模、侧模，混凝土在模板内形成新节段；蓝色桥面吊机则通过吊钩和四点吊具，把已预制的空心箱梁节段从桥下提升到悬臂端。前者在阶段张拉后开模、落模和前移；后者在接缝、连接及阶段张拉后卸钩，再前移吊机。场景右侧提供相互切换的对照入口，可在同一进度比较设备托着的是模板还是完整梁段。Doka：悬臂浇筑、Freyssinet：预制节段架设

架桥机的“迈步”单独安排在架梁之后。本轮采用双主桁步履式公路架桥机的支承转换原理：尾腿、中腿、前腿与前临时腿交替承托；支腿承托不动时，主桁可以经过其反滚轮向前滑移；某支腿需要前移时，则先卸载、收起，再移到新位置落稳。前支腿下部轨道由前天车转运，避免把整套支腿画成在空中直接平移。动作参考浙江中建路桥设备专利图20—23；教学场景采用直线30 m等跨，自身的几何行程不套用原专利曲线下坡桥的数值。CN109763430A，说明书及图20—23

预制梁的简支转连续过程见第3章体系变化图解，连接构造和梁桥应用见第4章预制架设。

美国 U.S. 20 Iowa River Bridge 提供了顶推的真实场景。项目限制施工设备进入或穿越河道，因此在岸侧组装钢梁，再通过导向滚动支承和顶推设备移向桥位。这个案例适合先讨论施工场地与环境约束，再观察导梁接近前方桥墩、抵达支点及梁体继续前进的状态变化；它说明顶推也可用于钢梁。FHWA：Iowa Launching

顶推场景补齐了岸后台座、河道、对岸桥台及接收平台。终点停在永久梁体已经跨河到达对岸的状态，前导梁仍留在接收平台上，等待后续拆除。为了集中观察跨河推进，动画连续展示整段梁体的纵移；实际混凝土顶推还包括岸后分段浇筑、养护和预应力作业循环，导梁拆除及最终落梁另需相应工序。Doka：顶推施工

构件形成与阶段内力的联系见第4章施工方法与体系转换。

拱桥：满堂支架与扣索悬臂形成清楚的对照

拱桥成桥后依靠拱作用传力；施工中，未闭合的拱段不能直接按完整拱来理解。当前四个入口分别展示支架承托成拱、双半拱平转、缆索吊装配合扣索悬臂拼装，以及钢管混凝土拱桥从空管到组合拱的形成。

打开钢管混凝土拱桥三维专题，沿五个阶段观察钢管、核心混凝土和临时支架的关系。模型采用跨径 60 m、矢高 12 m、桥宽 8 m、钢管外径 1.2 m、壁厚 20 mm 的自拟教学参数；选取桥下可设置支架的方案，空管与支架共同构成施工承托，灌注时保留支架，硬化并满足阶段条件后才卸架。两端对称灌注用于辨认推进方向，不代表所有工程均采用这一灌注方案；真实分仓、泵送和卸架顺序须由专项设计确定。

这一拱桥专题提供构造和工序的定性演示，没有求解钢管应力、核心混凝土应力、拱脚推力或稳定承载力。可与组合梁课堂对照“先有钢构件，后形成共同工作截面”，但不能把梁桥的 MPa 数值或简支梁解析式移用于拱桥，也不能把无地面支架的组合梁拆模过程等同于拱桥卸架。

缆索吊装回答“构件怎样到位”，扣挂回答“就位后由谁承托”。观察运输体系时，沿承重主索找跑车和垂直吊索；观察扣挂体系时，从拱肋沿斜扣索找临时塔、背索和地锚。同一工程可以先用缆索运送拱段，再将荷载转交给扣索与已架设拱段；因此当前把二者组织在一个可连续观察的组合工法中。

满堂支架场景选取桥下可以布置支架的教学条件，展示支架、曲线底模、拱圈形成、合龙与卸架。扣索悬臂场景则依靠临时塔与索系维持施工支承。两者适合并排比较：卸架或卸索都涉及临时支承逐步退出，不能把“几何上已经合龙”当成“全部临时体系已经可以拆除”。双半拱场景具体采用绕竖轴平转的教学动作，其转角和设备尺度不代表所引工程案例的实测参数。

新河峡谷大桥的公开建设介绍记载，钢构件通过两座塔之间的缆索运输到安装位置，适合说明深谷中的构件运输问题。美国国家公园管理局：New River Gorge Bridge 转体还可以与基础条件联系：中国中铁 2012 年介绍的沪杭客专跨石大路大桥采用自锚上承式转体拱桥施工，报道强调其解决软土地区支架现浇拱桥沉降问题的作用。这个实例可用于讨论工法选择，并不意味着所有拱桥都适合转体。中国中铁：自锚上承式转体拱桥施工方法

上述四条路径均已有对应模型。具体工程仍需确定支承布置、连接条件、转动与卸载方案，并通过相应验算和监测控制实施；当前拱桥场景只表现关键对象与动作关系。详细的成拱与卸载过程见拱桥正文。

斜拉桥：在同一承重体系内比较主梁施工

当前斜拉桥入口为双索面斜拉桥：从主塔施工到全桥合龙，先观察门形钢塔逐节吊装，再看桥面吊机提升新梁段、桥面两侧挂索及张拉、卸钩和下一轮推进，最后完成边跨和中跨合龙。这里的双索面指桥面横向两侧各有一个索面；对称悬臂指沿桥轴从主塔向两个方向推进，两者不能混为同一种“两侧”。

本轮施工场景按双索面需求作了教学改型：保留112 + 224 + 112 m跨径、22.9 m桥宽及原模型高程基准，主塔改为门形双塔柱，钢柱中心位于横向±13.3 m，内侧净距24.1 m；两个竖直索面位于±12.05 m，梁边外伸横梁承接锚固构造。塔柱、主梁锚固及索面同时调整，桥面内的通行空间保持可辨。原四桥实验室中按JICA资料建立的Bago中央单索面案例，仍作为其原型资料展示；本轮施工改型不标作Bago实桥复原。

主塔施工采用钢塔分节吊装。JICA的Bago设计研究参考方案先形成有临时排架支承的塔旁梁段，再由桥面履带吊分段安装钢塔，随后进入钢梁节段与斜拉索架设。本轮借鉴这条工序关系，为门形双塔柱布置对称的教学起重设备；每柱划为六节，塔顶联系横梁另行吊入。应观察挂钩、起吊、对中、落位、节段连接和线形校核，再观察卸钩与下一节接高。施工设备尺寸、分节以及双柱同步过程为教学设定，原资料中的吊机吨位不用于推定本模型起重能力。JICA详细设计最终报告，图4.2.232，PDF第306页

架梁阶段先看吊机底座是否位于已形成的梁段上，再找出梁段两侧的吊点和斜拉索锚座。挂索与施加索力分别展示，两索面张拉采用同步示意，实际工程的张拉顺序和目标值须按具体方案确定。模型以索线变化和两侧张拉设备提示工序，没有计算目标索力、伸长量或塔梁响应。首轮完成张拉、卸钩后，吊机前移，再按同一循环向两端继续架设；已架梁和已张拉索留在原位，新增节段由驳船和吊具实际送入。

每座主塔的起始梁长32 m，从塔轴向每侧先伸出16 m，再各架设10个9 m节段。悬臂端最终距塔轴106 m：两端各留下6 m边跨合龙口，两塔之间留下12 m中跨合龙口。模型先吊装边跨合龙段，再吊入中跨合龙段；中跨段由两侧悬臂端的提升设备共同承托，对位、连接及校核后才卸钩，最终桥面从0 m至448 m连续贯通，保留80根双索面斜拉索。这组分段与合龙口尺寸是本教学模型的几何安排。

本例采用先边跨、后中跨的合龙顺序，可对照IHI公开施工步骤中的边跨合龙和中跨合龙；原案例的斜撑拆除时点不能直接套用于本例的临时竖向排架。IHI：平衡悬臂架设步骤6—8

合龙应观察“吊入—临时连接与对位—线形校核—完成连接—卸钩和支承转换”的过程。Queensferry Crossing公开施工资料也将合龙段吊入、临时牵引、水平及竖向线形校核和连接分开说明；本模型借鉴这些作业关系，不移用该工程的位移量或调索数值。Transport Scotland：2016年11月施工进展，第5页

终点表示主桥结构已经合龙贯通，不表示铺装、附属设施或交工验收已经完成。主梁节段“装上去”、连接形成和结构达到本阶段预定状态，需要分别判断。进一步的体系比较见斜拉桥正文。

悬索桥：先确认锚固体系，再读架设顺序

当前入口为地锚式悬索桥：塔、缆与吊梁，按锚碇与桥塔、先导索和猫道、空中纺线、紧缆、索夹和吊索、加劲梁吊装等步骤展开。主缆形成后，梁段由起重系统提升，再逐步转交吊索并完成连接。模型只展示两塔间主跨的加劲梁架设，岸侧引桥不在这个工法模块内。

本轮统一了塔、缆、梁的比例：教学主跨500 m，桥面高程40 m，塔顶鞍座高程100 m，成桥主缆垂度55 m。由这组几何关系，跨中主缆高程为45 m，与桥面相差5 m；靠近桥塔的吊杆自然较长。不能把所有吊杆画成等长，也不能只缩短吊杆而不调整主缆与桥面的关系。这些尺寸用于统一教学场景，并非金门桥实测模型；金门桥业主公开的主跨与桥面以上塔高资料，仅用于核对整体比例的量级。金门桥：设计与施工数据

猫道是沿主缆施工线布置的临时作业通道，场景可辨认曲线步道、踏条、独立承重绳和护栏。选择“看设备近景”，再观察纺线轮携带钢丝往返两岸：钢丝逐次就位并在锚端锚固，逐步组成索股，随后紧缆形成主缆。动画用少量高亮往返代表重复作业，线径为可读性适当放大，不对应实桥钢丝数量。空中纺线法（AS）与预制平行钢丝索股法（PPWS）是不同的架缆路径；本场景演示前者。IHI：空中纺线方法、IHI：分步施工过程

金门桥的建设记录提供了清楚的工序对照：先搭供架缆使用的猫道，经过往复纺线与紧缆形成主缆，之后安装索夹、吊索并架设桥面结构。可以在播放器中分别停留，区分“通道形成”“单丝逐次架设”“主缆成形”和“吊梁”四种状态。金门桥：主缆纺线与紧缆

主缆线形随吊梁过程发生示意变化，用于提醒读者新增梁段会改变荷载条件；它不是通过索平衡求解得到的施工线形。架梁起点、分段长度及吊装顺序仍属于具体方案，不能由“悬索桥”三个字直接推出。本入口的锚固体系是地锚式，其施工顺序不应直接套用于自锚式悬索桥。相关荷载路径见悬索桥正文。

施工路径的比较顺序

先把一条工法中的承重变化看完整，再打开相关场景作比较。下表使用的均为当前已有入口。

每个场景保持相同的阅读顺序：当前由谁承重—下一步发生什么—荷载路径怎样改变—与成桥状态有何不同。拖动模型旋转视角时，施工动作继续播放；三维伴随对话中的语音也继续播放。需要停留讨论时，主动按暂停按钮，再观察合龙、张拉、卸钩或卸架前后的区别。

工序场景采用教学尺寸，进度表示步骤顺序。组合梁课堂给出所列条件下的短期线弹性解析值，其他工序动画用于观察构件和支承的变化。各桥型的阶段受力分析分别见梁桥、拱桥、斜拉桥和悬索桥。