大跨度中承式钢管混凝土拱桥设计

陈勇勤1,邢　燕2,杨洁琼1,胡亚琴1

(1.浙江省公路水运工程咨询公司,浙江杭州310004;2.大连市政设计院有限责任公司,辽宁大连116011)

摘　要:以大连市开发区滨海路四号桥为例,介绍大跨度中承式钢管混凝土拱桥的总体设计、平面静力分析、空间静力分析、稳定分析和施工工艺的要点。

关键词:拱桥;钢管混凝土结构;系杆拱;桥梁设计中图分类号:U444.22;TU528.59

文献标识码:A

文章编号:1671-7767(2007)03-0018-03

收稿日期:2007-02-01

作者简介:陈勇勤(1975-),女,工程师,1998年毕业于重庆交通学院桥梁工程系,工学学士,2001年毕业于重庆交通学院桥梁与隧道工程专业,工学硕士。

1　工程简介

大连开发区滨海路,是继大连市内滨海路之外

的又一条著名滨海景观旅游线路。滨海路四号桥位于这条旅游线路的中部,桥梁走向南北,背靠山峦,面临黄海。建设单位对该桥的景观要求极高,同时要求尽量降低造价,减少维修养护费用。该设计以美观、靓丽、新颖、独特为出发点,同时兼顾到实用经济、安全合理。该桥的自然条件如下。

(1)水文:桥址与海岸的距离为200m 左右,潮汐对该桥没有影响。

(2)气象:桥位紧靠黄海,历年最大风速为29m/s ,发生在4月;极大风速为48.7m/s ,发生在8

月。通常夏季盛行东南风,其它时节以西北风为主。8月平均最高气温为27.5℃,1月平均气温为-5.5℃,属寒冷地区。最大冻结深度0.5m 。

(3)地质:桥址处为沟谷,设计桥面和谷底的最

大高差约15m ,沟谷边坡坡度为1∶2,谷底为旱地。该地区石英岩广泛分布,地质钻孔由上至下依次为素填土、碎石、强风化石英岩、中风化石英岩。其中,中风化石英岩岩面较浅,岩层稳定,是良好的持力层。

综合考虑地质条件和周围景观环境,在方案设计中,共选择3个方案:自锚式悬索桥、V 形墩连续梁桥、中承式钢管混凝土拱桥。上述方案经开发区有关领导及专家讨论评审,最终选定主拱为160m 跨的中承式钢管混凝土拱桥,采用单索面、异型拱肋。桥面系采用三跨连续梁体系,桥梁全长180m ,主跨150m ,两边跨各15m 。滨海路四号桥布置示意见图1。

图1　滨海路四号桥布置示意

2　总体设计

2.1　主要设计技术标准

(1)桥面宽度:桥面总宽18.5m 。(2)设计速度:60km/h 。

(3)荷载标准:车辆荷载为公路-Ⅰ级;人群荷

载为2.5kN/m 2;温度影响力按年均升温15℃、降温25℃考虑;风载:基本风压强度取750Pa ;地震基本烈度为6度,按7度设防。2.2　拱肋

拱肋中段采用圆端形钢管混凝土[1],肋高1.5m 、宽3.2m 。拱轴线为二次抛物线,抛物线方程为

Y =6.6X 2

/1000(坐标原点位于拱顶中心线位置)。

拱肋两端为人字形,拱轴线为直线,采用直径为2m 的圆形钢管混凝土。中拱肋和边拱肋的拱轴线在相交处相切。

该中承式钢管混凝土拱桥计算跨径160m ,拱肋矢跨比1/4.32,矢高37.036m 。

1世界桥梁 2007年第3期

钢拱肋内填充C40微膨胀混凝土,拱肋钢材采用Q345C。

2.3　吊索

吊索采用<7mm镀锌钢丝束,外包PE防护,冷铸镦头锚具。吊杆在拱肋上为锚固端,在主梁上为张拉端。

吊索间距:拱端6.4m,梁端8m,共15根。

2.4　桥面系

主桥桥面系采用连续梁体系,分别支承在2个桥台和2个桥墩上。

主梁采用预应力混凝土箱梁。箱梁横桥向为单箱单室断面,梁高3.0m。箱梁顶板厚25cm;底板厚22cm;斜腹板厚20cm。箱梁挑臂长3.5m,底板宽6m。箱梁每隔4m(局部区域为3m)设有斜撑,在吊索锚固处均设有加强型斜撑。梁端部和桥墩处设有横隔梁,厚均为1.5m。桥梁横断面构造见图2。

图2　桥梁横断面示意

在箱梁底板和顶板中,施加纵向预应力;在顶板中施加横向预应力,横向预应力钢索等间距0.5m 布置;斜撑中布置预应力粗钢筋,斜撑为预制结构,预制时留出张拉孔,预应力粗钢筋现场张拉,采用一端张拉,张拉端设在箱梁顶面。

箱梁顶面铺装采用厚8cm塑料纤维混凝土(FC30)找平层和厚5cm中粒式沥青混凝土,在找平层之上做防水处理。

2.5　下部结构

全桥共有4个拱座,每个拱座基础采用1根<2500mm的挖孔桩,桩尖进入中风化石英岩。拱座往桥台侧设有撑杆,以平衡拱肋纵桥向水平推力。撑杆采用混凝土实心断面,尺寸为2.5m×2.5m。每侧2个拱座之间用预应力混凝土横向拉杆连接,以抵抗拱肋横桥向水平推力。拉杆长近35m,下部采用2根<1200mm挖孔桩支承,以支承拉杆的自重,桩尖进入中风化石英岩。拉杆采用1.6m×1.2 m实心断面。

桥墩基础采用<1500mm的挖孔桩,桩尖进入中风化石英岩。

桥台采用盖梁式桥台,基础采用4根<1500mm的挖孔桩,桩尖进入中风化石英岩;台帽采用钢筋混凝土结构。

3　结构分析计算

3.1　平面静力分析

平面静力分析采用“桥梁结构线性、非线性分析综合程序系统BA P”和“桥梁结构线性、非线性施工分析系统FWD”进行。主梁按三跨连续梁计算,结构离散时,共划分183个单元。

根据实际情况,将主桥的施工过程模拟为以下几个施工阶段:

(1)满堂支架就地分段浇筑箱梁,张拉主梁预应力筋。

(2)在主梁上搭设支架,分段安装钢管拱段并焊合,灌注钢管拱内混凝土。

(3)安装吊索,吊索在拱肋上锚固。

(4)拆除梁上支架,在主梁内,从中间到两边,用千斤顶对称张拉吊索,一次到位。

(5)拆除全部临时支架,安设中央分隔带、人行道缘石、步道板、栏杆等附属设施。

(6)铺装桥面、安装伸缩缝。

经计算分析[2～4],该桥在施工阶段、营运初期、营运后期(考虑成桥3年后的收缩徐变)的受力和变形均满足规范要求。

3.2　空间静力分析

空间静力分析的目的是确定结构横向和横撑等构件的受力特点,确定横向预应力钢筋的布置,同时验算平面计算的正确性。

采用有限元计算软件ANS YS建立该桥的有限元分析模型。全桥设置空间节点3156个,划分各类单元3706个。其中拱肋采用空间梁单元模拟,拱肋钢管和填充混凝土分别采用2个单元模拟,在节点处相连接;主梁采用壳单元模拟;吊索采用空间杆单元模拟。

经计算分析[3],该桥在不同工况下各主要构件的最大、最小拉应力均满足规范要求。

3.3　稳定分析

稳定分析计算说明:①采用静力分析中的模型与边界条件;②采用静力分析中的吊索内力;③不考虑结构中施加预应力的影响;④采用线性屈曲分析法进行求解。计算结果汇总于表1。

计算结果表明[3],在不同工况下该桥第1阶稳定系数均大于规范要求的最小值4.0。因此,该桥稳定性满足规范要求。

大跨度中承式钢管混凝土拱桥设计陈勇勤,邢　燕,杨洁琼,胡亚琴

表1　稳定分析计算

工况　第1阶稳定系数第2阶稳定系数第3阶稳定系数恒载 4.5809.1379.552

恒载+人群荷载 4.4238.9169.174

恒载+静风荷载 6.1539.1369.672

4　施工工艺

4.1　钢拱肋加工

拱肋的加工须严格按《钢结构工程施工质量验收规范(G B50205-2001)》执行。

4.2　拱肋油漆工艺

本桥地处沿海地带,对钢结构有较高的防腐要求。防腐涂层的使用寿命应不小于15年。

4.3　拱肋混凝土的浇筑

拱肋应分别在拱脚和分叉交接点处开设灌浆孔,孔径与灌浆设备相对应;在拱顶开设排气检查孔;拱肋泵送混凝土应对称进行,自4个拱脚同时开始,各分叉直线段须一次浇完,并立即从分叉交接点处的浆孔向桥跨中央对称泵送混凝土,直至拱顶压满为止[4]。

5　结　语

随着对钢管混凝土研究的深入,应用钢管混凝土建成的拱桥越来越多。就国内建成的中承式钢管混凝土拱桥来看,单拱肋多应用在桥宽不大的桥梁中;桥面较宽的情况下,多采用平行的双拱肋或提篮拱或多拱肋,吊索为双索面或多索面。单索面、异型拱肋形式的拱桥,曾出现在人行桥和小跨径景观桥上;该桥型用在大跨径且桥面宽度较宽的车行桥中,在国内尚属首次。

参　考　文　献:

[1]钟善桐.钢管混凝土结构[M].北京:清华大学出版社,

2003.

[2]范立础.桥梁工程[M].北京:人民交通出版社,1996.

[3]陈宝春.钢管混凝土拱桥设计与施工[M].北京:人民

交通出版社,1999.

[4]CECS28∶90,钢管混凝土结构设计与施工规程[S].

Design of Long Span H alf2Through Concrete2

Filled Steel Tube Arch B ridge

CH EN Y ong2qin1,XI N G Y a n2,Y AN G J ie2qiong1,HU Y a2qin1

(1.Zhejiang Highway and Water Transportation Engineering Consulting Corporation,Hangzhou310004,

China;2.Dalian Municipal Engineering Design Institute Co.,Ltd.,Dalian116011,China)

Abstract:Taking t he4t h Binhai Road Bridge in t he Develop ment Zone of Dalian City as an example,t his paper p resent s t he key point s of t he overall design,plane and spatial static analy2 sis,stability analysis and const ruction technology of long span half2t hrough concrete2filled steel

t ube arch bridge.

K ey w ords:arch bridge;concrete2filled steel t ube st ruct ure;tied arch;bridge design

02世界桥梁 2007年第3期

下承式钢管砼系杆拱桥施工技术

下承式钢管砼系杆拱桥施工技术马卫明（如皋市水利建筑安装工程有限公司，江苏南通，226500） 1 工程概况如皋市蒲黄线通扬运河大桥位于蒲黄线K10+729处，上跨通扬运河。主桥采用80m钢管砼系杆拱结构，主桥纵向由拱肋、系杆并缀以吊杆，构成主要受力体系，为刚性系杆刚性拱结构。横向通过风撑、横梁和系杆将两片拱肋连城整体，并通过搁置在横梁上的桥面板及现浇层构成桥面行车系。拱肋为本桥的主要受力构件，拱轴线为二次抛物线，计算跨径L=80m，计算矢高16m，矢跨比1/5。拱肋断面为哑铃型钢管混凝土，截面宽度0.75m,高度1.8m,宽度和高度沿拱轴线始终不变，拱肋上下弦管(Q345qC)直径均为750mm,壁厚16mm。通过两块缀板连接，坚缀板厚度为16mm，拱肋全断面填充C40微膨胀混凝土。系杆作为纵向连接拱肋的主要受拉构件，为预应力混凝土箱型截面。系杆截面宽度1.2m，高度1.8m，系杆为矩形空箱断面，在系杆端头变为加高实心截面，系杆预应力钢束张拉须结合施工分批进行。吊杆将桥面系重量传递给拱肋，本桥采用拉索结构。拉索外圆钢管Φ309×16mm，钢管上端焊接于拱肋下弦管下缘，钢管下端焊接于系杆顶面预埋钢板上，可以承受一定的压力。拉索内穿集束钢丝，承受拉力。吊杆下端为固定端，锚固于系杆内，上端为张拉端。风撑连接两片拱肋，使其协同受力，并保持拱肋稳定。每道风撑由两根Φ500×10m钢管及多根Φ273×10mm腹杆组成，风撑所有钢管均不灌注混凝土。全桥共设5道风撑。全桥横梁分为中横梁和端横梁。中横梁为工字型实心截面，端横梁为空心截面（与系杆交接处变为实心截面）。所有横梁顶面在行车道部分设双向2%横坡，以利用其上桥面板及铺装直接形成双向横坡，横梁底面水平。横梁均为预应力构件，横梁长度为17m，中横梁于系杆平面相交，每根中横梁由两根吊杆支承。中横梁采用预制安装、端横梁采用现浇施工，横梁预应力张拉应分批进行。桥面板为22㎝厚的实心板，纵向搁置在横梁上，桥面板之间横向铰接，纵向主筋采用焊接，辅以22㎝厚现浇混凝土接头及10㎝混凝土桥面现浇层，构成桥面整体连续体系。桥面铺装为10㎝沥青混凝土。 2 施工难点通扬运河为本市境内重要的水运通道，水上运输繁忙，来往船只多，给水上作业带来一定的困难。钢管砼系杆拱桥工序多，交叉作业多。系杆采用预制吊装技术，吊装长度16m，吊装重量达70t;拱肋采用分三段吊装，最大吊装长度29m，吊装重量达21t。施工现场场地狭小，桥梁施工区外侧有民用码头，吊装条件差。 3 施工流程下承式钢管砼系杆拱桥采用先梁后拱的少支架施工工艺，具体施工流程如下：（1）主墩基桩定位放样，搭设基础施工平台，安装钻机，进行桩基础施工，并对基桩进行无破损

大跨度中承式钢管混凝土拱桥设计

大跨度中承式钢管混凝土拱桥设计陈勇勤1,邢　燕2,杨洁琼1,胡亚琴1 (1.浙江省公路水运工程咨询公司,浙江杭州310004;2.大连市政设计院有限责任公司,辽宁大连116011) 摘　要:以大连市开发区滨海路四号桥为例,介绍大跨度中承式钢管混凝土拱桥的总体设计、平面静力分析、空间静力分析、稳定分析和施工工艺的要点。关键词:拱桥;钢管混凝土结构;系杆拱;桥梁设计中图分类号:U444.22;TU528.59 文献标识码:A 文章编号:1671-7767(2007)03-0018-03 收稿日期:2007-02-01 作者简介:陈勇勤(1975-),女,工程师,1998年毕业于重庆交通学院桥梁工程系,工学学士,2001年毕业于重庆交通学院桥梁与隧道工程专业,工学硕士。 1　工程简介大连开发区滨海路,是继大连市内滨海路之外的又一条著名滨海景观旅游线路。滨海路四号桥位于这条旅游线路的中部,桥梁走向南北,背靠山峦,面临黄海。建设单位对该桥的景观要求极高,同时要求尽量降低造价,减少维修养护费用。该设计以美观、靓丽、新颖、独特为出发点,同时兼顾到实用经济、安全合理。该桥的自然条件如下。 (1)水文:桥址与海岸的距离为200m 左右,潮汐对该桥没有影响。 (2)气象:桥位紧靠黄海,历年最大风速为29m/s ,发生在4月;极大风速为48.7m/s ,发生在8 月。通常夏季盛行东南风,其它时节以西北风为主。8月平均最高气温为27.5℃,1月平均气温为-5.5℃,属寒冷地区。最大冻结深度0.5m 。 (3)地质:桥址处为沟谷,设计桥面和谷底的最大高差约15m ,沟谷边坡坡度为1∶2,谷底为旱地。该地区石英岩广泛分布,地质钻孔由上至下依次为素填土、碎石、强风化石英岩、中风化石英岩。其中,中风化石英岩岩面较浅,岩层稳定,是良好的持力层。综合考虑地质条件和周围景观环境,在方案设计中,共选择3个方案:自锚式悬索桥、V 形墩连续梁桥、中承式钢管混凝土拱桥。上述方案经开发区有关领导及专家讨论评审,最终选定主拱为160m 跨的中承式钢管混凝土拱桥,采用单索面、异型拱肋。桥面系采用三跨连续梁体系,桥梁全长180m ,主跨150m ,两边跨各15m 。滨海路四号桥布置示意见图1。图1　滨海路四号桥布置示意 2　总体设计 2.1　主要设计技术标准 (1)桥面宽度:桥面总宽18.5m 。(2)设计速度:60km/h 。 (3)荷载标准:车辆荷载为公路-Ⅰ级;人群荷载为2.5kN/m 2;温度影响力按年均升温15℃、降温25℃考虑;风载:基本风压强度取750Pa ;地震基本烈度为6度,按7度设防。2.2　拱肋拱肋中段采用圆端形钢管混凝土[1],肋高1.5m 、宽3.2m 。拱轴线为二次抛物线,抛物线方程为 Y =6.6X 2 /1000(坐标原点位于拱顶中心线位置)。拱肋两端为人字形,拱轴线为直线,采用直径为2m 的圆形钢管混凝土。中拱肋和边拱肋的拱轴线在相交处相切。该中承式钢管混凝土拱桥计算跨径160m ,拱肋矢跨比1/4.32,矢高37.036m 。 8 1世界桥梁 2007年第3期

大跨度钢筋混凝土拱桥施工工法

大跨度钢筋混凝土拱桥施工工法 1、前言随着我国公路事业的高速发展，箱形拱桥工量少、自重轻、截面合理，近年来在大跨度钢筋砼拱桥中被广泛应用。我公司先后承建了陕西省境内的包（头）—茂（名）高速公路毛坝至陕川界MC4合同段，渝（重庆）—昆（明）高速公路云南省境内的水富至麻柳湾23合同段等工程项目，均包括大跨度钢筋混凝土拱桥结构。其中水富至麻柳湾23合同段在施工中大力开展科技攻关，不断完善施工工艺，成功的解决了主拱圈下部原地面基础处理和下沉；扣件钢管拼装满堂式拱架的搭设方法和要求；支撑主拱圈底模的1-80 米弧形杆件的材料选择与制作；主拱圈加载程序和下部支撑卸载程序；主拱圈间隔槽的预留位置；合拢温度的选择；混凝土分段和浇注顺序；拱上运输系统的布置；消除拱架形、控制主拱圈变形等关键技术难题，本工法是在总结上述成功经验的基础上形成的。 2、工法特点公路工程大跨度钢筋混凝土拱桥，近年来的桥跨已经发展到140m现代桥梁,它是集桥梁结构学、结构力学、地质结构学与材料科学等技术为一体，具有很高的技术含量和远景发展。大跨度钢筋混凝土拱桥具有以下特点： 2.1 对原地面进行处理后采用满堂支架系统克服了传统的土牛胎易产生不均匀沉降导致支架下沉引起主拱圈变形开裂及填筑挖出土牛胎增加工程量的弊端，有效防止了拱架下沉拱圈变形，保证了施工质量。 2. 2 支撑体系和模板系统位于稳固的地基上，安全系数高，不易下沉，结构受力合理，支架、模板安装拆卸方便，操作简单，支架和模板适用

范围广，可再利用。 2.3. 拱圈采用钢筋砼分段现浇，整体性强，结构轻盈，自重小，线性美观，减少了砼用量，节约了投资。 2.4. 施工工艺完善、简便，可操作性强，降低劳动强度，便于推广。 2.5.施工速度、施工质量容易得到保证。 3、适用范围本工法适用于公路大跨度钢筋混凝土箱形拱桥采用现浇的主拱圈，适合拱圈下部为水流不大的山谷、沟壑、坑洼、平地、河流，跨度50～140m 的钢筋混凝土拱桥施工。 4.工艺原理大跨度钢筋混凝土拱桥设计理念先进，施工技术成熟，具有广阔的市场前景。通过混凝土原材料把关、配合比选定、埋设循环水管、混凝土搅拌、运输、浇注过程的控制，以及后期通过混凝土养护、控制水温以降低混凝土内外温差，防止大体积混凝土出现裂缝，保证大体积混凝土施工质量。 5、施工工艺 5.1 拱架地基处理将跨径范围左右共宽13m投影面下的沟槽表层植被、浮土与挖基倾倒土全部清除后，纵横方向挖成错台，横向靠近两桥台处尤其近1号台处的自然坡度大，依土质和风化岩石层的具体情况分别处理为不同宽度及外坡的错台，清除错台废方。顺桥向左侧拱架支承面的外缘，施作一浆砌片石挡土墙, 砂浆标号M7.5.基础处理深度依地质情况而定，但不宜小于0.5m。挡墙顶宽0.8m，外坡直立，内侧背坡依挡墙高度定为1:0.3。挡墙高度在2～4 m。

钢管混凝土拱桥报告

《钢管混凝土拱桥》-----钢管混凝土拱桥的施工方法福州大学土木工程学院 2014年06月16日

钢管混凝土拱桥的施工方法摘要：钢管混凝土拱桥以其强度高、跨越能力大、施工便捷、经济效果好、桥型美观等优点在我国桥梁中得到了广泛应用。钢管混凝土结构，是桥梁建筑业发展的一项新技术。在桥梁方面，已以各种拱桥发展到桁架梁等结构形式，并发展到钢管混凝土作劲性骨架拱桥。其施工方法发展很快，已经应用的有无支架吊装法，支架吊装法，转体施工法等。 1、引言钢管混凝土拱桥的发展与应用在我国仅有十余年的历史，但发展很快，已遍及全国广大地区，目前已经建成的就达80余座，在建的也有30余座。这主要是因为钢管混凝土组合材料的优越性决定的。关于钢管拱肋的加工、拼装、成拱、吊装工艺，对此类结构的施工技术、施工规范、质检和监理程序与指标、施工定额及管理等方面的研究和经验虽然有所积累，但仍不多见。广泛交流施工经验，研究制定和完善该类桥梁统一可行的规范规程，探讨其施工经济技术指标，是目前建造此类桥梁急待解决的课题之一。从目前国内的钢管混凝土拱桥的施工实践来看，其施工方案主要有：无支架缆索吊装；少支架缆索吊装；整片拱肋或少支架吊装；吊桥式缆索吊装；转体施工；支架上组装；千斤顶斜拉扣索悬拼。以上除千斤顶斜拉扣索悬拼施工外其余施工安案都与普通混凝土拱桥安装类似，本文主要介绍钢管混凝土拱大桥的施工方法及其注意事项。 2、钢管混凝土拱桥的施工方法及其注意事项钢管混凝土拱桥施工的主要环节包括：钢管拱肋的加工制作、钢管拱肋的架设、钢管混凝土的灌注、安装桥面系等。 2.1 钢管拱肋的加工制作

为了保证加工质量，拱肋通常在工厂制作。首先由定尺的钢板卷制成长(分段长度视运输条件而定)的单节直管，再根据设计拱轴线、预留拱度等进行放样、煨弯、焊接组成拱肋。出厂前在刚性平台上进行大样拼组，验收合格后进行初级防腐，然后分段出厂。应钢管焊接采用坡口焊，焊管对接的纵缝及上下钢管的环节均需错开。焊接时及时对焊缝收缩及日照温差引起的误差进行修正，以防误差积累。对每条焊缝要进行严格的探伤检查，发现问题及时处理，确保拱肋加工质量。 2.2 钢管拱肋的架设钢管混凝土拱桥通常是先架设空钢管形成裸拱，再在其中灌注混凝土形成钢管混凝土拱；或再将其作为劲性骨架，在外部包上钢筋混凝土形成复合拱肋。钢管拱肋的架设可以根据不同的施工条件采用不同的施工方法，主要有搭支架施工法、无支架缆索吊装法、平转法、竖转法、以及多种方法的综合运用的施工方法。 2.2.1 搭支架施工法搭支架施工法就是在桥位处按照钢管拱肋的设计线型加预拱度，拼装好支架，在支架上就位拼装、焊接成拱的施工方法。支架可采用满堂式、或者分离式、或者两种方式的结合。如：三峡莲沱大桥的两边跨、天津彩虹大桥等。支架的设置按拱肋的轴线和段接头位置及高程，在精确定位后，就每个段接头的高度设计相应的支架高度（该高度考虑了支架、支承结构的变形和施工预拱度），经计算确定支架的形式和材料，满足强度、稳定及刚度要求，支承处圆弧和坡度应和该处的拱肋设计完全吻合，以保证较大的支承面积和钢管拱肋的稳定。吊装时用索道吊运到位初步控制合格后，拱肋的一端采用焊搭板螺栓联接，另一端用两道临时缆风护设稳定，合拢段在准确测量出实际的长度和待合拢段拱肋的长度根据实际将多余的长度割掉后按吊装顺序吊装，到位后两端精确对位连接。吊装顺序如图1所示。

土木道桥毕业设计_30m上承式钢管混凝土拱桥

单跨30m上承式钢管混凝土拱桥设计 50m Single-span Concrete Filled Steel Tubular Arch Bridge Design

摘要近几十年来，随着科学技术的进步，国民经济的蓬勃发展，国家基础设施建设规模的不断扩大，我国桥梁建设取得了举世瞩目的成就，桥梁建筑技术也有了很大的进展。其中钢管混凝土系杆拱桥是近年来我国桥梁建设新发展的桥型，具有强度大，自重轻，抗变形能力强的特点。钢管混凝土结构在桥梁上的应用，同时解决了高强度材料的应用和施工的不方便两大难题，因而，钢管混凝土系杆拱桥在我国得到了迅速的发展。现在钢管混凝土拱桥向着更大跨径、更大规模方向发展，同时应用区域和范围也不断扩大，在建的重庆朝天门大桥（钢桁架系杆拱）的跨径已达到552m，比上海卢浦大桥长2m，成为新的同类桥型世界之最。此次设计是一50m钢筋混凝土柔性系杆拱桥，桥全长54m，桥面净宽9+2×0.5m，矢跨比采用1/5，采用二次抛物线形式拱肋，拱肋截面为哑铃型，设计荷载为公路一级，双向四车道。运用Midas Civil软件完成建模和施工阶段受力分析。取分析数据作为结构设计的依据。通过此次设计，对桥梁设计的全过程有一个从概念上到实际上的了解，加深对桥梁设计规范的掌握程度，同时也学会了运用桥梁软件Midas Civil。关键词：钢管混凝土；Midas Civil；上承式拱桥

ABSTRACT In recent decades，our country economy stability increases and the scientific technology develops quickly，more investment is put into the fundamental facilities，we accomplish a lot of great construction of bridges and a large improvement also be made in bridge construction technology.In our country，concrete fitted steel tubular (CFST) arch bridge is a new technique accompanied with bridge construction recently which are light deadweight，high strength and high resistance to deformation. It has solved two difficult of application and erection of high strength material in arch bridge. The CFST arch bridge has being developed quickly in our country. Now CFST arch bridge toward more and more large-scale direction, but also regional and scope of application expanded, Chaotianmen Bridge under construction (steel tied arch truss) the span has reached 552m, compared with the Lupu Bridge length 2m, a new kind of bridge in the world. The design is a 50m flexible reinforced concrete arch bridge, bridge length 54m, bridge clear width 9 +2 × 0.5m, span ratio is 1 / 5, with parabolic arch forms, arch cross section for the dumbbell type, design load for the road level, two-way four lanes. Complete the modeling software using Midas Civil and Mechanical Analysis of the construction phase. Analysis of data taken as a basis for structural design. With this design, bridge design process from concept to a practical understanding of the mastery of bridge design specifications, but also learned to use bridge software Midas Civil. Key words：concrete fitted steel tubular (CFST) arch bridge；Midas Civil；through arch

大跨度钢筋混凝土拱桥斜拉扣挂法悬臂浇筑施工关键技术

大跨度钢筋混凝土拱桥斜拉扣挂法悬臂浇筑施工关键技术尹洪明郭军肖沾（中交一公局四公司广西南宁 530000）摘要:钢筋混凝土拱桥悬臂施工法分为悬臂拼装法和悬臂浇筑法两大类。悬臂浇筑法主要采用挂篮悬臂浇筑施工，根据国内外目前的工艺技术又可以分为采用塔架斜拉扣挂法和悬臂桁架浇筑法。而悬臂浇筑法施工的拱桥在国内日前仅建成3座，都采用塔架斜拉扣挂法施工，且因为施工情况又存在不同，技术理论不够完善，整体还处在起步阶段，为进一步完善悬臂浇筑拱桥的施工技术，本文以在建的马蹄河特大桥为背景，谈论大跨度塔架斜拉扣挂法悬臂浇筑拱桥的关键施工技术控制。关键词:悬臂浇筑斜拉扣挂箱拱挂篮索力优化施工技术 0 前言拱桥是一种以受压为主的结构,受力合理, 外形美观, 是我国公路上广泛采用的一种桥梁体系。随着钢筋混凝土的出现，拱桥的施工技术得到提升，跨越能力增大，大跨度混凝土箱拱造价低廉、施工方便、养护简单，在我国适合贵州、广西、云南等多山地区。制约混凝土箱拱跨度的一个重要因素是施工方法，拱桥的施工方法一般有缆索吊装法、劲性骨架法、转体施工法、悬臂施工法、悬臂施工与劲性骨架组合法等。小跨度箱拱可以采用支架施工或分多个节段吊装，随着跨度增大，山区沟谷多，环境条件限制，提出采用的悬臂施工法更能适应山区拱桥发展。悬臂法分为悬臂拼装法和悬臂浇筑法，我国钢筋混凝土拱桥发展在20世纪70年代得到提升，伴随无支架缆索吊装技术的成熟和设计方法进步，才逐渐出现了大跨度的钢筋混凝土悬臂拼装拱桥。90年代后先后建造了跨度最大的中承式钢筋混凝土——广西邕林邕江大桥（312m,1996年）和世界第一跨的钢管混凝土劲性骨架钢筋混凝土拱桥——重庆万州长江大桥（420m，1997年）。然而，随着时间发展，国家对工程质量、技术要求更高，悬臂拼装法需要足够大的预制空间和吊装能力，且成拱后拱圈接头多，整体性不高，在进几年开始推广挂篮悬臂浇筑施工的钢筋混凝土拱桥，由于主拱圈采用挂蓝浇筑一次成形、无需分环、工艺简单、整体性好、施工中横向稳定和抗风性能好、运营阶段养护费用低、耐久性好的特点。而在国外，20世纪60年代就开始采用悬臂浇筑施工拱桥，目前施工技术已经比较成熟，最大跨径由德国2000年建造的WildeGera桥，跨径252m，我国建成挂篮悬浇拱桥仅有三座，2007年净跨150m的白沙沟1#大桥、2009年净跨182m的新密地大桥，2010年净跨165m的木蓬特大桥，以及在建净跨180m的马蹄河特大桥，且都采用斜拉扣挂悬臂浇筑施工。

钢管混凝土拱桥的施工方法和结构设计..

钢管混凝土拱桥的施工方法钢管砼结构，由于能通过互补使钢管和混凝土单独受力的弱点得以削弱甚至消除，管内混凝土可增强管壁的稳定性，钢管对混凝土的套箍作用，使砼处于三向受力状态，既提高了混凝土的承载力，又增大了其极限压缩应变，所以自钢管砼结构问世以来，是桥梁建筑业发展的一项新技术，具有自重轻、强度大、抗变形能力强的优点，因而得到突飞猛进的发展。在桥梁方面，已以各种拱桥发展到桁架梁等结构形式，并发展到钢管混凝土作劲性骨架拱桥。其施工方法发展很快，已经应用的有无支架吊装法，支架吊装法，转体施工法等。 1 拱肋钢管的加工制作拱肋加工前，应依理论设计拱轴座标和预留拱度值，经计算分析后放样，钢管拱肋骨架的弧线采用直缝焊接管时，通常焊成1.2-2.0m的基本直线管节；当采用螺旋焊接管时，一般焊成12.0~20m弧形管节。对于桁式拱肋的钢管骨架，再放样试拼，焊成10m左右的桁式拱肋单元，经厂内试拼合格后即可出厂。具体工艺流程为：选材料进场材料分类材质确认和检验划线与标记移植编号码下料坡口加工钢管卷制组圆、调圆焊接非坡口检验附件装配、焊接单节终检组成10m左右的大节桁式拱肋焊接无损检验大节桁式拱肋终检 1：1大样拼装检验防腐处理出厂。当拱肋截面为组合型时，应在胎模支架上组焊骨架一次成型，经尺寸检验和校正合格后，先焊上、下两面，再焊两侧面（由两端向中间施焊）。

焊接采用坡口对焊，纵焊缝设在腔内，上、下管环缝相互错开。在平台上按1：1放样时，应将焊缝的收缩变形考虑在内。为保证各节钢管或其组合骨架拼组后符合设计线型，可在各节端部预留1cm左右的富余量，待拼装时根据实际情况将富余部分切除。钢管焊接施工以“GBJD05—83、钢结构施工和施工及验收规范”的规定为标准。焊缝均按设计要求全部做超声波探伤检查和X射线抽样检查（抽样率大于5%）。焊缝质量应达到二级质量标准的要求。 2 钢管混凝土拱桥的架设 2.1无支架吊装法 2.1.1缆索吊机斜拉扣挂悬拼法具体做法与其他拱肋的架设相似，只是钢管混凝土拱肋无支架架设方案用于较大跨度，它可根据吊机能力把钢管拱肋合成几大段进行分段对称吊装，并随时用扣索和缆风绳锚固，稳定在桥位上，最后合拢。如净跨度150m 四川宜宾马鸣溪金沙江大桥，为钢筋混凝土箱拱，分五段吊装，吊重700KN。广西邕宁邕江大桥，主跨312m的钢管混凝土劲性骨架箱肋拱，每根拱肋的钢管骨架分9段吊装，吊重590KN。四川万县长江大桥，跨径420m的钢管混凝土劲性骨架上承式拱桥，分36段吊装，吊重612.5KN。缆索吊机斜拉扣挂悬拼法施工是我国修建大跨度拱桥的主要方法之一。施工理论成熟，施工体系结构简单，施工调整与控制较方便。但这种方法起吊端要有一定的施工场地，缆索跨度较桥跨要大，用缆索较多，主塔架与扣索塔架相互分开，存在受压杆稳定要求塔高不能过高，并且要设置各种缆风索而占地面积较大。

大跨度钢筋混凝土拱桥施工工法

大跨度钢筋混凝土拱桥施工工法（杨忠领）（中铁十六局集团五公司河北唐山 063030）摘要：本工法成功的解决了主拱圈下部原地面基础处理和下沉；满堂脚手架的搭设方法和要求；支撑主拱圈底模的1-80米弧形杆件的材料选择与制作；主拱圈加载程序和下部支撑卸载程序；主拱圈间隔槽的预留位置；合拢温度的选择；混凝土分段和浇注顺序；拱上运输系统的布置；消除拱架变形、控制主拱圈变形等关键技术难题，对类似工程的施工有一定的借鉴作用。关键词：大跨度钢筋混凝土拱桥工法一、前言箱形拱圬工量少、自重轻、截面合理，近年来在大跨度钢筋砼拱桥中被广泛应用。国道318线甘孜境段二郎山至康定公路改造工程滴水岩大桥为1-80m悬链线钢筋混凝土箱形拱桥，是全线的控制工程。主拱圈正拱斜置，跨度80m，厚度1.4m，宽8.96m，矢跨比1/6，是全桥结构受力最复杂，施工难度最大的部位。拱上结构为空腹式，共设8孔腹拱，腹拱圈为等截面圆弧拱，净跨5.5m，横墙厚度0.8m。0#桥台下部为明挖扩大基础，拱座以上台身为引桥式桥台,引桥为1-13m预应力空心板桥，1#桥台为重力式Ｕ形桥台，基础为明挖扩大基础。中铁十六局集团五公司在施工中大力开展科技攻关，不断完善施工工艺，成功的解决了主拱圈下部原地面基础处理和下沉；满堂脚手架的搭设方法和要求；支撑主拱圈底模的1-80米弧形杆件的材料选择与制作；主拱圈加载程序和下部支撑卸载程序；主拱圈间隔槽的预留位置；合拢温度的选择；混凝土分段和浇注顺序；拱上运输系统的布置；消除拱架变形、控制主拱圈变形等关键技术难题，大跨度钢筋混凝土拱圈施工技术研究获集团公司科技进步奖，本工法是在总结上述成功经验的基础上形成的。二、工法特点 1.对原地面进行处理后采用满堂支架系统克服了传统的土牛胎易产生不均匀沉降导致支架下沉引起主拱圈变形开裂及填筑挖出土牛胎增加工程量的弊端，有效防止了拱架下沉拱圈变形，保证了施工质量。 2.支撑体系和模板系统位于稳固的地基上，安全系数高，不易下沉，结构受力合理，支架、模板安装拆卸方便，操作简单，支架和模板适用范围广，可再利用。 3.拱箱采用钢筋砼预制件组装，底板、纵缝、边腹板、顶板采用现浇，整体性强，结构轻盈，自重小，线性美观，减少了砼用量，节约了投资。 4.施工工艺完善、简便，可操作性强，降低劳动强度，便于推广。 5.施工速度快，施工质量容易得到保证，三、适用范围本工法适用于公路大跨度钢筋混凝土箱形拱桥采用预制与现浇相结合的主拱圈施工、适合拱圈下部为水流不大的沟壑、坑洼、平地。主拱圈下部为河流时不适用。四、施工工艺（一）、拱架地基处理在跨径范围左右共宽13米投影面下的沟槽表层植被，浮土与挖基倾倒土全部清除后，纵横方向

钢管混凝土拱桥结构设计探讨(新版)

钢管混凝土拱桥结构设计探讨 (新版) Safety work has only a starting point and no end. Only the leadership can really pay attention to it, measures are implemented, and assessments are in place. ( 安全管理 ) 单位：______________________ 姓名：______________________ 日期：______________________ 编号：AQ-SN-0331

钢管混凝土拱桥结构设计探讨(新版) 【摘要】钢管混凝土拱桥在我国的应用发展很快。本文对刚架系杆拱桥型、助供横向结构、拱助我面设计和桥面系构造等问题进行探讨。【关键词】钢管混凝土拱桥结构设计探讨钢管混凝土拱桥近十年来在我国发展迅速，随着数量的增多，跨径与规模也不断增大，分布区域也越来越广，除了钢管混凝土拱桥具有材料强度高、施工方便、造型美观等优点的原因外，与我国正处于大规模的交通基础设施建设时期的大环境有密切的关系[2］。本文将根据钢管混凝土拱桥在我国的应用情况与近几年的发展趋势，对结构的合理设计进行定性的讨论。一、刚架系杆拱桥型钢管混凝土拱桥结构形式丰富多样，承载形式上、中、不承式

均有。按拱的推力，又可分为有推力供和无推力供。无推力供又有拱架组合体系和刚架系杯供。钢管混凝土拱桥以中下承式为主，有推力拱和元推力拱均占相当的比重。在无推力拱中，以刚架系杆拱为主。这些都是钢管混凝土拱桥的构造特点，与我国传统的石拱桥、钢管混凝土拱桥均有明显的不同。刚架系杆拱是在钢管混凝土拱桥中出现的拱桥新的结构形式。我国建成的第一座钢管混凝土拱桥--四川旺苍东河大桥采用的就是刚架系杆拱。与拱架组合体系不同，刚架系杆供中拱助与桥墩团结，不设支座，采用预应力钢绞线作为拉杆来平衡换的推力，拉杆独立于桥面系之外，不参与桥面系受力，而桥面系为局部受力构件。这种结构由于拱和墩连接处为刚结点，属刚架结构，又带有系杆，故称之为刚架系杆拱。刚架系杯拱为超静定结构，桥梁上部、下部以及基础甚至地基连成一体，结构的超静定次数较多，受力复杂。由于其系杆刚度与供梁组合体系中的系杯梁刚度相比小很多，特别对于大跨径桥梁，系杆拉力增量将产生很大的变形，而供助、系杆和墩往团结在一起，

大跨度钢管混凝土拱桥拱肋少支架安装法

第５卷第３期徐州建筑职业技术学院学报ｖ。１．５№．３２００５年９月ＪＯＵＲＮＡＬ０ＦＸＵＺＨＯＵＩＮＳＴＩＴＵＴＥ０ＦＡＲＣＨＩＴＥＣＴＵＲＡＬＴＥＣＨＮＯＬＯＧＹＳｅｐ．２００５大跨度钢管混凝土拱桥拱肋少支架安装法周水兴（重庆交通学院桥梁及结构工程系，重庆４０００７４）摘要：结合实际工程介绍了少支架安装法在大跨度钢管混凝土拱桥中的应用，着重分析说明了在安装过程中预抬高量计算、地基沉陷以及各节段间标高控制方法．实践证明，少支架法安装大跨度钢管混凝土拱桥是合理的，不仅安全稳定性好，而且施工快、费用低．关键词：钢管混凝土拱桥；少支架法；拱肋安装；施工控制中图分类号：Ｕ４４５．４６文献标识码：Ａ文章编号：１００９—８９９２（２００５）０３—０００１一０３ＥｒｅｃｔｉｏｎｏｆＲｉｂｓｏｎＬａｒｇｅ—ＳｐａｎＣＦＳＴＡｒｃｈＢ“ｄｇｅｓｗｉｔｈＭｅｔｈｏｄ０ｆＬｉｍｉｔｅｄＢｒａｃｋｅｔｓＺＨＯＵＳ＾甜ｉ—ｚｉ咒ｇ（ＤｅｐａｒｔｍｅｎｔｏｆＢｒｉｄｇｅＷｏｒｋａｎｄＳｔｒｕｃｔｕｒａｌＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，ＣｈｏｎｇｑｉｎｇＪｉａｏｔｏｎｇＵｎｉＶｅｒｓｉｔｙ，Ｃｈｏｎｇｑｉｎｇ４０００７４，Ｃｈｉｎａ）Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｏｎｔｈｅｂａｓｉｓｏｆａｐｒａｃｔｉｃａｌｐｒｏｊｅｃｔ，ａｂｒｉｅｆｉｎｔｒｏｄｕｃａｔｉｏｎｉｓｍａｄｅｏｎｔｈｅａｐｐｈｃａｔｉｏｎｏｆｔｈｅｍｅｔｈｏｄｏｆｌｉｍｉｔｅｄｂｒａｃｋｅｔｓｏｎｌａｒｇｅ—ｓｐａｎＣＦＳＴａｒｃｈｂｒｉｄｇｅｓ，ａｎｄａｎｅｘｐｌａｎａｔｉｏｎｉｓａｄｄｅｄｔｏｔｈｅｃａｍｂｅｒｃａｌｃｕｌａｔｉｏｎ，ｔｈｅｓｅｔｔｉｎｇｏｆｓｕｂｇｒａｄｅａｎｄｔｈｅｅｌｅｖａｔｉｏｎｃｏｎｔｒｏｌｏｖｅｒｔｈｅｐａｎｅｌｊｏｉｎｔｓｉｎｔｈｅｅｒｅｃｔｉｏｎｐｒｏｃｅｓｓ．Ｔｈｅｐｒａｃｔｉｃｅｓｈｏｗｓｔｈａｔｉｔｉｓｉｎｔｅｌｌｉｇｅｎｔｔｏｅｒｅｃｔｒｉｂｓｏｎ１ａｒｇｅ—ｓｐａｎＣＦＳＴａｒｃｈｂｒｉｄｇｅｓｗｉｔｈｔｈｅｍｅｔｈｏｄｏｆ１ｉｍｉｔｅｄｂｒａｃｋｅｔｓ，ｗｈｉｃｈｔａｋｅｓｐｒｉｏｒｉｔｙｏｆｈｉｇｈｓｅｃｕｒｉｔｙａｎｄｓｔａ— ｂｉｌｉｔｙ，ｑｕｉｃｋｎｅｓｓａｎｄ１０ｗｃｏｓｔｉｎｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ．Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ＣＦＳＴａｒｃｈｂｒｉｄｇｅ；ｍｅｔｈｏｄｏｆｌｉｍｉｔｅｄｂｒａｃｋｅｔｓ；ｅｒｅｃｔｉｏｎｏｆａｒｃｈｒｉｂｓ；ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎｃｎｎｔｒｏｌ钢管混凝土拱桥拱肋的安装常用无支架缆索吊装法和转体施工法［１］，这两种方法主要用于跨越山谷、大江大河等不适宜搭设支架或根本无法搭设支架的场合．其特点是需要专业的施工队伍，施工难度大，技术要求严，费用较高．在拱肋离地面不高或桥下水位不深，通过缩窄河道可以留有足够开阔平整的场地的情况下，可采用少支架法安装，其特点是操作容易、技术要求低、拱肋节段标高易控制收稿日期：２００５一０６—２２作者简介：周水兴（１９６７一），男，浙江嘉兴人，教授，主要从事桥梁设计理论与旧桥加固研究．且稳定性好，施工快捷，工程费用低．本文结合浙江省东阳市中山大桥的拱肋安装，主要介绍在安装过程中预抬高量计算、地基沉陷以及各节段间标高的控制方法．１拱肋的吊装及位置的调整对于拱肋的节装，少支架安装法是在各个节段接头处设置钢支架，用汽车吊、门架吊或浮吊安装．为便于调整每段拱肋的标高、平面位置和成拱后的落架，在支架顶部设置微调装置，一般用千斤顶、丝杠等．各支架在纵向及横向设缆风索以保证　万方数据万方数据

中承式钢管混凝土拱桥设计说明书

中承式钢管混凝土拱桥设计说明书拱桥指的是在竖直平面内以拱作为主要承重构件的桥梁，是我国公路上使用较广泛的一种桥型，在我国已经有1800年的历史了。其与梁桥、刚构桥不仅外形不同，而且受力性能有较大差别。拱式结构在竖向荷载作用下，两端将产生轴向压力，从而大大减小了拱圈的截面弯矩，使之成为偏心受压构件，截面上的应力分布与受弯梁的应力相比较为均匀，因此可以充分利用主拱截面的材料的强度，使跨越能力大大增大。其主要优点是可充分的就地取材（砖石、混凝土结构时2），可节省大量的钢材和水泥，而且其受力性能好，维修费用少，外形美观，构造较简单。此拱桥为中承式钢管混凝土拱桥，净跨径225m，主拱圈线型为二次抛物线。因为在竖向均布荷载作用下，拱的合理拱轴线为二次抛物线，而此拱桥自重集度较为均匀，且为大跨，故选用二次抛物线形式，其造型优美，构造较简单。桥梁全长316m，起终点至拱桥桥台处选用等截面梁布置，在跨中位置设置桥墩以分配受力。此拱桥拱肋截面为三角形桁式结构，主钢管为Φ610×13mm，连接钢管和横撑为Φ325×8mm，拱肋高3.7m，宽1.7m，吊索间距为6m，吊索下设30cm×30cm方形截面横梁。此中承式钢管混凝土拱桥属钢-混凝土组合结构中的一种，主要用于受压为主的结构。它一方面借助内填混凝土增强钢管壁的稳定性，同时又利用钢管对核心混凝土的套箍作用，使核心混凝土处于三向受压状态，从而具有更高的抗压强度和抗变形能力。而且由于其承载能力大，正常使用状态是以应力控制设计，外表不存在混凝土裂缝问题。另外，钢管本身相当于混凝土的外板，它强度高，质量轻，易于吊装或转体，同时钢管兼做纵向主筋在施工过程中，可作为劲性承重骨架，方便施工，可先将空钢管拱肋合龙，再压注混凝土，从而降低施工难度，省去了支模、拆模等工序，简化了施工工艺，并可适应先进的混凝土泵送工艺。另外钢管混凝土使构件承载力大大提高，具有良好的塑形和韧性，降低了结构自重和造价，而且其防腐、防火性能好，结构造型美观。但钢管混凝土拱桥也有其自身的缺点。此管壁外露的拱桥，在阳光照射下，钢管膨胀，容易造成钢管与内填混凝土之间出现脱空现象。另外，由于钢管先于管内混凝土受压，容易造成钢管应力偏高，而混凝土不能发挥应有的作用，而且其自重较大，相应的水平推力也较大，增加了下部结构的工程量，对地基要求高。而且虽然接头连接较为简便，但是接头进行焊接具有许多的难以避免的缺陷，钢管内灌注混凝土的密实度问题也较为突出，钢管的养护比较麻烦，钢管混凝土的动力性能和疲劳性能也必须考虑。

大跨度钢管混凝土拱桥成拱线形控制技术研究

大跨度钢管混凝土拱桥成拱线形控制技术研究发表时间：2020-04-14T11:11:16.260Z 来源：《基层建设》2020年第1期作者：郭林 [导读] 摘要：近年来，随着我国经济的快速发展，桥梁的建设也十分迅速。天津金隅混凝土有限公司天津 300450 摘要：近年来，随着我国经济的快速发展，桥梁的建设也十分迅速。钢管混凝土拱桥具有材料强度高，施工方便等优点，在近几十年迅速兴起，成为大跨径桥梁中较有竞争力的桥型之一。随着施工技术的不断突破，各种拱桥的施工方法也随之产生。斜拉扣挂施工法由于其成本低，施工工艺相对成熟，在选择钢管混凝土拱桥的施工方法时一般优先考虑。在斜拉扣挂施工过程中，扣塔偏位、临时荷载、温度变化及索力松弛等均是影响拱肋切线拼装线形的关键因素。因此对钢管混凝土拱桥施工的实时监控是必要的，施工监控以线形控制为主，应力控制为辅，保证施工过程中实际线形与目标线形相一致。关键词：大跨度钢管；混凝土拱桥；成拱线形；控制技术引言桥梁结构施工设计中，需要根据实际参照的标准和施工情况进行分析，准确的判断模型种类，分析可能造成的负面影响。依照混凝土的材料使用情况，分析是否均匀，是否存在不确定性因素。大跨度预应力混凝土在实际的连接设计中，需要准确的探索分析实际的结构理论标准，分析T型监测结构的连续性，判断桥梁施工的过程和标准，分析实际情况产生和设计中可能存在的不合理影响因素。 1工程概况郑万高铁汉江特大桥主桥设计为（109+220+109）m连续刚构拱组合结构，所有桥墩均在水中，90，91号为主墩。梁体设计为单箱双室、变高度、变截面预应力钢筋混凝土箱梁。梁体0号块高度为12m，跨中合龙段高度为5.5m；箱梁底部宽10.8m，桥梁桥面宽13.2m，拱座区加宽至16.6m。主拱拱肋计算跨度220m，设计矢高44m，矢跨比1/5，设计拱轴线采用二次抛物线。主拱为钢管混凝土结构，采用等高度哑铃形截面，截面高为3.4m，拱肋直径1.2m。拱肋之间采用缀板连接，拱肋及缀板内填充C50自密实收缩补偿混凝土。2榀拱肋间共设置11道格构型横撑，其中拱顶为米字形，其余为K字形。主拱共设计22对钢绞线整体挤压索吊杆，吊杆纵向间距9m，横向中心距12m。 2钢管拱施工 2.1钢管拱的加工钢管拱分段制作采取单元件（单管、单腹板）工厂制造、总装现场整体组装的制作模式，在工厂加工成可运输的设计段单元（单管），厂内进行单管、腹板预拼装，总装现场组装焊接，并组装焊接相关的安装连接件。各设计段接口的断面分奇偶块，控制钢板对接错开十字缝。在厂内加工时，按照1∶1拱轴线放大样，由于钢材的热膨胀系数较大，考虑预拱度和温度修正值。每段拱肋在制造时，考虑一定的焊接收缩量和温度的影响，单元长度方向预留二次切割量，待焊接完成后按照理论分段线进行二次切割，拱肋段在1∶1胎型大样上平面预拼为桥位状态，整体划线切割接口周边。合龙段两端各留100mm工地配切量，待工地架设到该位置时测量距离，根据测量数据进行整体配切后发运工地合龙。预拱度确定：按设计图要求拱肋在制造时预加预拱度，其预拱度值=设计预拱度+工厂制造拱度。 2.1.1单元件的制造单元件的制造是在单元管节加工完成后在1∶1胎型上进行的。工厂胎型分为钢管主拱肋的上弦管和下弦管分别制作，且在胎型上必须准确确定分段口的坐标位置以及其它相关杆件的平面位置。胎型整体必须牢固可靠以保证数据的准确性。单元管节在胎型上拼接成单元件，拼装时注意单元管节之间按焊接工艺的要求预留相应的间隙，保证单元管节之间的匀顺过渡。 2.1.2腹板单元制造腹板和劲板板均采用数控门切下料，下料时预留焊接收缩量，按焊接工艺要求机加工各板的坡口。加工方法是先做各种板单元，在各种板单元焊接完成后进行调直处理，在组装平台上先放置腹板单元，且对劲板的组装位置进行精确划线，之后按线组装劲板，保证劲板板与腹板单元的垂直度，开始组装腹板单元。 2.1.3钢锚箱的制造钢锚箱是拱肋吊杆的承力关键部件。钢锚箱沿吊杆位置不同零件尺寸变化，全桥锚箱零件采用CAD软件全桥逐一零件放样。各零件采用数控门切割下料，焊接边预留机加工，焊接坡口采用机加工刨切坡口。在拼装平台上布置各个锚箱组装控制线，按线组装各个锚箱并打印吊杆位置号。按《焊接工艺卡》焊接，焊接时严格按工艺要求的焊接顺序焊接，捶击焊缝，减少焊接变形和残余焊接应力的产生。 2.2主拱合龙和体系转换控制主拱合龙前必须对临时系杆拱位置进行精调。待拱顶和4个合龙口的测点坐标与高程均达到允许范围内后，在提升塔内侧钢管支架适当位置处安装2层限位装置，以固定临时系杆拱。在合龙温度下连续测量合龙口之间长度，采用现场配切法合龙，将配切好的钢管按下弦管→上弦管→腹板的顺序安装并锁定。合龙施工必须在合龙温度10～15℃同步进行，防止合龙后钢管拱线形发生变化及产生额外附加应力。待主拱合龙段与其他部位焊缝全部焊接完毕且检测合格后，进行体系转换。体系转换分4个步骤：①拆除拼装拱脚段的原位支架；②控制塔顶液压连续千斤顶，分级卸载提升力，完成提升段钢管拱落拱；③分级卸载临时水平系杆张拉力并拆除；④解除钢箱与拱肋的连接焊缝及抱箍，利用提升系统下放拱座钢箱，完成体系转换。体系转换后，在自重作用下主拱将产生较大下挠，同时拱脚水平推力将由连续刚构梁体的纵向预应力承受。经现场监测，体系转换后，钢管拱各控制截面观测点竖向位移实测值与理论计算值对比如图1所示。图1体系转换后主拱各测点竖向位移与理论计算值对比 2.3桥面系施工标高控制主桥设计为时速350km的I型双块式无砟轨道，无砟轨道底座板和道床板截面尺寸分别为2800mm×220mm和2800mm×220mm，二期恒载为14kN/m，对主拱线形和梁体桥面高程影响较大。在吊杆张拉完的桥面实测数据的基础上，采取以下方法控制成桥轨枕标高。桥面系施工

中承式钢管混凝土拱桥

宝汉高速公路坪坎至汉中（石门）段石门水库特大桥专项监理细则陕西公路交通工程监理咨询有限公司宝汉高速公路汉坪段PH-J5监理工程师办公室

二O—四年十月编制: 审核: 审批:

目录第一章、工程概况 (5) 一、工程概况 (5) 二、工程地形地貌地质 (5) 三、气象 (6) 四、工程内容 (8) 第二章、监理依据及目标 (10) 一、监理依据 (10) 二、监理范围 (10) 三、监理内容 (11) 四、监理方针 (13) 五、监理目标 (13) 第三章、监理人员及设备 (15) 一、监理人员 (15) 二、监理设备配置 (20) 第四章、监理细则 (22) 一、质量监理细则 (22) 监理工作要点.............................................. .22 施工准备阶段监理.......................................... .30 施工阶段监理.............................................. .31 1、................................................... 一般要求31 2、 (32) 3、 (36) 4、 (40) 5、 (43) 6、 (56) 7、 (59) & (68) 9、 (82) 10、.......................................................... .83 二、安全及环保监理........................................ .84 1、安全监理 (84)

实用文档之大跨度钢筋混凝土拱桥斜拉扣挂法悬臂浇筑施工关键技术

实用文档之"大跨度钢筋混凝土拱桥斜拉扣挂法悬臂浇筑施工关键技术" 尹洪明郭军肖霑（中交一公局四公司广西南宁 530000）摘要:钢筋混凝土拱桥悬臂施工法分为悬臂拼装法和悬臂浇筑法两大类。悬臂浇筑法主要采用挂篮悬臂浇筑施工，根据国内外目前的工艺技术又可以分为采用塔架斜拉扣挂法和悬臂桁架浇筑法。而悬臂浇筑法施工的拱桥在国内日前仅建成3座，都采用塔架斜拉扣挂法施工，且因为施工情况又存在不同，技术理论不够完善，整体还处在起步阶段，为进一步完善悬臂浇筑拱桥的施工技术，本文以在建的马蹄河特大桥为背景，谈论大跨度塔架斜拉扣挂法悬臂浇筑拱桥的关键施工技术控制。关键词:悬臂浇筑斜拉扣挂箱拱挂篮索力优化施工技术 0 前言拱桥是一种以受压为主的结构,受力合理, 外形美观, 是我国公路上广泛采用的一种桥梁体系。随着钢筋混凝土的出现，拱桥的施工技术得到提升，跨越能力增大，大跨度混凝土箱拱造价低廉、施工方便、养护简单，在我国适合贵州、广西、云南等多山地区。制约混凝土箱拱跨度的一个重要因素是施工方法，拱桥的施工方法一般有缆索吊装法、劲性骨架法、转体施工法、悬臂施工法、悬臂施工与劲性骨架组合法等。小跨度箱拱可以采用支架施工或分多个节段吊装，随着跨度增大，山区沟谷多，环境条件限制，提出采用的悬臂施工法更能适应山区拱桥发展。悬臂法分为悬臂拼装法和悬臂浇筑法，我国钢筋混凝土拱桥发展在20世纪70年代得到提升，伴随无支架缆索吊装技术的成熟和设计方法进步，才逐渐出现了大跨度的钢筋混凝土悬臂拼装拱桥。90年代后先后建造了跨度最大的中承式钢筋混凝土——广西邕林邕江大桥（312m,1996年）和世界第一跨的钢管混凝土劲性骨架钢筋混凝土拱桥——重庆万州长江大桥（420m，1997年）。然而，