中承式钢管混凝土拱桥
跨径160m中承式钢管混凝土悬索线拱桥.PDF
Through the above steps, and strictly obey the traffic law about this kind of bridge design specification requirements, design a qualified bridge. Key words: concrete-filled steel tube arch bridge cable line; Multi-span continuous ChanXiangBan; Rigid beam method; Dr Bridge computer
第二步要对进行计算和验算。计算部分包括手算和电算，手算部分主要确定构件的内 力并对其配筋，采用多跨连续单向板计算桥面板内力，并通过配筋验算；采用了刚性横梁 法计算横梁及纵梁的内力，并且通过配筋验算。电算部分主要是为构件的验算服务；验算 部分主要包括建模正确性验算及全桥安全性验算。本部最为关键的便是建模，最后的计算 是否正确，在很大程度上取决于模型建的是否正确。本设计利用桥梁博士软件计算，定义 好截面尺寸、节点及单元。并将计算好的模型参数赋给模型结构单元。添加约束，输入荷 载后模型就建立完成，进入计算阶段。利用软件就可计算出结构各控制截面的内力。
The second step of calculation and checking. Calculate calculate part includes hand and computer calculation, hand part of the main component of the internal force and the reinforcement is determined, the bridge are calculated by use of a multi span continuous ChanXiangBan panel internal force, and through the reinforcement calculation; Adopted a rigid beam method to calculate the internal force of the beam and the longitudinal beam, and through the reinforcement calculation. Computer parts mainly for calculating the component services; Checking part mainly includes the modeling accuracy checking and the safety of the whole bridge calculation. Based modeling, the most important thing is the final calculation is correct, to a large extent depends on the built model is correct. This design USES a bridge software calculation, Dr Defined section size, node, and the unit. And will calculate a good model parameter is assigned to model structure unit. Adding constraints, input load model is built after the completion, entered into the phase of computing. Using the software can calculate the structure internal force of the control section.
钢管混凝土拱桥实例——巫山桥
设计
一、工程概况 巫山长江大桥是一座跨径460米，一跨跨 过巫峡口的中承式钢管混凝土拱桥。其钢管 管径达到1.22米，吊装重量达到180t，总投资 1.96亿元。是世界上同类桥梁中,跨径和钢管 直径最大, 吊重最重,造价最经济的桥梁。
二、设计 （一）大跨钢管砼拱桥结构构造的创新设
（4）吊装系统设计 缆索吊装将扣挂系统和吊装系铰接合一，因吊塔变位
大，扣塔要求变位小，为不相互影响，吊塔铰支于扣塔顶 端，且限制铰传递的水平分力，以控制扣塔顶的变位。
4、拱圈安装接头构造设计
为了便于拱肋悬拼时调整轴线，拱顶合龙前，拱脚 处设置了竖转铰.
为了控制拱肋线形及合龙温度影响，拱顶合龙接头 设计了瞬时合龙接头.
段为单肋安装，待上、下游同岸同一节段吊装就位后， 安装节段内平面连接横撑，即形成一个双肋节段单元。
5、钢管砼灌注方案设计 （1）钢管内砼接力灌注 采用C60高强补偿收缩砼，以泵压法自拱脚向拱顶
按设计的压注顺序，按三级接力灌注钢管内砼。
（2）灌注中扣索索力调整值 根据钢管内砼灌注的不同阶段张拉扣索索力，
3、主拱圈截面构造形式设计 主拱圈截面由
两肋组成，每肋 由四根钢管构成 组合矩形截面柱； 平面上每肋两根 钢管由平行腹杆 钢管联接，纵面 上每肋两根钢管
两肋间的横撑桥面以下为 “米”字撑，桥面以上为“k”形撑， 加强了肋间横向联系，确保了全 桥横向稳定。
主拱圈节点处受力肢管最多为 三根，一般为两根，且肢管与主 管的夹角一般在50°左右。肢管 与肢管之间的焊缝间距均大于50 毫米。
端吊杆处，设置纵向撑，并在横撑及端吊杆处的横梁上设置 滑板支座，这样既满足了桥道梁的自由伸缩，又限制短吊杆 的大应变。
中承式钢管混凝土拱桥施工
中承式钢管混凝土拱桥施工1. 引言中承式钢管混凝土拱桥是一种广泛应用于道路和铁路交通建设中的桥梁形式。
它具有较大的跨度、高的承载能力和良好的抗震性能，被认为是传统拱桥和连续梁桥的优化结合。
本文将介绍中承式钢管混凝土拱桥施工的关键步骤和注意事项。
2. 施工前准备2.1 桥梁设计图纸在施工开始之前，需要准备好桥梁的详细设计图纸。
图纸应包括桥梁的平面布置、纵断面、结构细部等细节。
施工方需要根据图纸确定施工方案和具体的施工工序。
2.2 施工材料和设备施工材料包括钢管、混凝土、钢筋等。
施工设备包括起重机、混凝土泵车、模板支架等。
在施工前，需要确保所有材料和设备的准备充分，并进行必要的检查和试验。
2.3 地基处理对于较软的地基，需要进行地基处理，如加固、压实等。
地基处理的目的是为了提供稳固的基础支撑，确保拱桥的稳定性和安全性。
3. 桥墩施工3.1 基础浇筑首先，在桥墩位置进行基础的浇筑。
根据设计要求，施工人员应按照计算的基础尺寸和混凝土配合比进行浇筑。
为了确保浇筑的质量，施工人员需要严格控制浇筑过程中的浇筑速度和混凝土的均匀性。
3.2 桥墩安装基础完成后，可以进行桥墩的安装。
根据设计要求，施工人员需要使用起重机将桥墩逐个安装到预定位置。
在安装过程中，需要注意保证桥墩的垂直度和水平度，以及与基础的连接质量。
4. 拱肋安装4.1 钢管制作拱桥主要采用钢管作为拱肋材料。
施工前，需要将钢管进行加工制作，包括切割、焊接等工序。
制作完成后，需要对钢管进行质量检查，确保其满足设计要求。
4.2 拱肋安装安装拱肋是拱桥施工的核心步骤之一。
首先，施工人员需要将拱肋倒置，并用临时支撑固定在桥墩上。
然后，使用起重机将拱肋逐个正装在预定位置，并与桥墩进行连接。
在安装过程中，需要严格控制拱肋的位置和水平度。
5. 模板支撑5.1 模板搭设在进行混凝土浇筑之前，需要搭设模板作为混凝土的浇注基准。
模板应按照设计要求进行搭设，并进行充分的安全检查。
某中承式钢管混凝土系杆拱桥施工控制方法
胜辛南 路系杆拱 桥跨 径和矢 高较 大 ，钢管 混凝土
拱 肋 投影 面 下 １ ／ 河 道 ，１２为 陆地 ，采 用 先 拱后 ２为 ／ 梁 的施工 工艺 。钢管拱肋 重约 １８ ０ｋ ０ Ｎ，考虑 钢管脚 手架 整体重量 约 １９ ０ｋ ５ Ｎ，需 采用 大型起重设 备整体 吊装 的方法安装 ；拱肋微 膨胀混 凝土 采用对称 顶升 方
法灌 注 ；桥 面结构采 用先形 成 中横 梁后形 成桥 面系 的
工艺 ，中横 梁采用 浮 吊吊装 ；桥 面板湿 接头混 凝土 吊
模浇 筑。
测拱 脚预埋 钢板 拱座 的位置及 所观测 钢管拱肋 长度 随 温 度 的变化做 相应调 整 ，吊装 前通过 对拱肋 长度 的连
续观 测 ，最 终确定拱 肋长度 。 拱 肋 的 吊装 采 用 ２台 １ ０ｔ 吊。 其臂 长 ４ ， 浮 １ ５Ｉ ｎ
为 ９ ２ｋ ３ Ｎ；短 节 段 长 １ ６ｍ，重 量 为 ５ ８ｋ ８ Ｎ，长 、短
钢 丝成 品束 以平衡拱 桥 自身水平 推力 ；横梁 采用 Ｃ ０ ５
预应力混凝 土结构 ，预应力 采用 ≯ｊ５２ １ ．０钢绞线 ；吊 杆 顺桥 向间距 ５０ ｍ，拱 脚附近 的边 吊杆采用 １ ９ ７ ． ３
工作迪转 半径 ９ｍ时 ，起 重能力 为 １０ ０ｋ ０ Ｎ。浮 吊停 在 拱肋 的北侧 ，每 台浮 吊吊点 的 中心位置距 离拱 肋拱
・
其特将场 地分 割 ）
节 段之 间设 ８ ｍ 湿接头 。端横梁 为矩形 截面 ，采用 ０ｅ
支架现 浇 。该 桥构件 较多 ，施工过 程复杂 ，须经 过周 密规 划 ，逐步 实施 ，每 道 工序需 要 独 立 的施 工计算 ， 并对整体 结构 进行受 力分析 ，使结 构应力 、变形 和工
中承式钢管混凝土系杆拱桥下部结构施工图
钢管混凝土拱桥施工
钢管混凝土拱桥施工钢管混凝土拱桥是以钢管为拱圈外壁，在钢管内浇筑混凝土，使其形成由钢管和混凝土组成的拱圈结构。
钢管混凝土拱桥优点突出，使用广泛。
钢管混凝土拱桥构造特点1、截面形式钢管混凝土结构的主要特点之一是钢管对混凝土的套箍作用，使钢管内的混凝土处于三向受力状态，提高了混凝土的抗压强度和抗变能力。
2、结构形式随着钢管混凝土拱桥的迅速发展，全国已修建了各种结构形式的钢管混凝土拱桥。
中承式钢管混凝土拱桥是目前钢管混凝土拱桥中应用最多的一种，由于桥面位置在拱的中部穿过，可以随引桥两端接线所需的高度上下调整，所以适应性很强。
当地质条件较好时，一般采用有推力的中承式钢管混凝土拱桥。
当地质条件较差，或受城市道路接线高度的限制时，往往采用下承式系杆拱结构形式，拱桥的推力由系杆承受。
本节以中承式钢管混凝土拱桥为例介绍钢管混凝土拱桥施工技术。
中承式钢管混凝土拱桥施工1.施工程序第一步：分段制作钢管、腹杆及斜撑，然后在样台上拼接钢管；接着吊装钢管拱肋就位合龙，从拱顶向拱脚对称施焊，封拱脚，使钢管拱肋转为无脚拱。
第二步：从拱顶向拱脚对称安装肋间横梁、〃X〃形支撑及形支撑等结构。
第三步：按设计程序浇筑钢管内混凝土。
第四步：安装吊杆，拱上立柱，纵、横梁，以及桥面板，浇筑桥面混凝±2、施工技术要点(1)钢管拱肋制作。
钢管混凝土拱桥所用的钢管直径较大，钢管由钢板卷制成型，管节长度由钢板宽度确定，一般为120~180cm.采用桁式截面时，上下弦之间的腹杆由于直径较小，可以直接采用无缝钢管。
拱肋制作的关键在于拱肋在放样平台上的精准放样和严格控制焊接质量，应尽量减少高处焊接，严格控制钢管拱肋的制作质量。
(2)拱肋安装。
拱肋安装前，拱桥基础施工已经完成，并通过相应验收。
钢管拱肋成拱过程中，应同时安装横向连接系，未安装横向系数的不得多于一个节段，否则应采取横向稳定措施。
(3)拱肋混凝土浇筑。
根据钢管拱肋的截面形式及施工设备，钢管混凝土的浇筑可采用人工浇筑法和泵送顶升浇筑法。
中承式钢管系杆混凝土拱桥设计和体会
图 "! 朝阳市东大桥主桥布置图 （ 除高程以 * 计外， 其余单位为 -*）
（ 7 ）标准冻深： "’ )*。 （ & ）设计洪水频率： "5 。 （ "$ ）设计合拢温度： "$8 。 （ "" ）设计温度范围： 9 )$8 ( +$8 ； )! 总体布置 朝阳市东大桥的工程设计以安全、 适用、 经济和 美观为原则， 对桥梁的桥型选择、 分跨布置、 结构设 计等方面进行了认真的考虑 。力求做到技术先进、 结构合理、 施工可行， 并与环境相协调， 达到方便实 用及美化城市的作用。综合考虑以上因素， 经初步 设计阶段反复比较分析， 最终大桥桥跨布置为： 东岸 引桥和西岸引桥为 . : )$* 预应力简支小箱梁结 构， 引桥宽为 #+*； 主桥采用 )$* ; "#$* ; )$* 的带 系杆的双飞燕式钢管混凝土中承式拱桥。主桥宽 #.*， 局部设有观景平台， 桥面加宽为 #&’ %*。桥梁 总长 %+$*。全桥共设置六道伸缩缝， 其余部分为桥 面连续。桥台处设置锥坡。桥梁总体布置见图 " 。
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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。
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1997年建成的重庆万州长江大桥，跨度为420m，最大跨度混 凝土箱形截面拱桥，以钢管混凝土肢管为劲性骨架
❖ 对于钢管混凝土拱桥，混凝土徐变会对结构产生 影响：❖ 1）引起拱源自线的变形，降低拱的稳定和使用性 能；
❖ 2）在截面上产生应力重分布、在超静定结构中 产生内力重分布，或使混凝土产生局部应力；
❖ 3）在温度作用下产生附加内力的影响。 ❖ 如果不计入混凝土徐变的影响，则会对结构
变形和内力的计算结果带来不可忽视的误差，造 成主梁线形的偏差和结构的不安全。
❖需要开展钢管混凝土拱桥徐变研究
2. 钢管混凝土徐变的研究
钢管混凝土徐变的特点： 1） 由于核心混凝土的湿度变化受到钢管的限制，其干 燥徐变和收缩徐变比普通混凝土的小； 2） 钢管混凝土构件在工作过程中，核心混凝土受到钢 管的约束，使其经常处于三向受力状态，使得钢管混凝 土的徐变更加复杂； 3） 钢管与核心混凝土之间存在的应力重分布现象，导 致核心混凝土徐变减小。
1990年我国建成第一座钢管混凝土拱桥---四川旺苍东河大桥，此 后的近二十年间钢管混凝土拱桥迅速发展，据不完全统计，我国已建成 钢管混凝土拱桥已达200多座。
钢管混凝土拱桥简表
桥名
四川旺苍东河大桥 广东高明大桥
浙江新安江望江大桥 湖南郴州鲤鱼江大桥 河南安阳文峰路立交桥 四川峨边大渡河桥 广东南海三山西大桥 广西柳州文惠大桥 湖北三峡下牢溪大桥 湖北三峡莲沱大桥 湖北秭归青干河大桥 湖北三峡黄柏河大桥
巫山长江大桥 湖北支井河大桥 宜昌长江铁路大桥
建成年份
1997 1998 1998 1998 1998 1999 1999 2000 2000 2000 2001 2001 2002 2002 2003 2003 2004 2005 2005 在建 在建
续上表
跨径(m)
150 160 46 270 240 220 238 288 360 302 245 236 220 200 308 202 335.4 280 492 430 264
广
赛
州
格
新
大
电
厦
视
塔
深圳彩虹桥
钢管混凝土拱桥优点：
1）提高材料强度，拱圈自重减轻，施工方便； 2）跨越能力大； 3）造价经济； 4）外形美观。
钢管混凝土拱桥的主要类型
按照钢管在结构使用阶段和施工阶段中所起的主要作用，钢 管混凝土拱桥可以分为普通钢管混凝上拱桥和钢管混凝土劲 性骨架拱桥。
根据拱状结构与桥面的相对位置，钢管混凝土拱桥可以做成 上承式、中承式、下承式拱桥。
6）1993年王湛共进行了3组6个钢管混凝土试件的徐变试 验，得出了钢管混凝土的徐变曲线；
7）韩林海在2001年进行了矩形截面钢管混凝土轴心受压 构件变形和承载力的试验研究，提出了考虑长期荷载作用 影响时矩形钢管混凝土轴心受压柱承载力的简化计算公式。
目前国内外进行的钢管混凝土徐变试验中，共有58个 轴压试件和22个偏压试件。在这些试验中，徐变的影响因 素考虑得并不全面，试验手段也有待于提高。
1990年 四川旺苍东河大桥，我国第一座钢管混凝土拱桥， 跨度为115m ，下承式刚架系杆拱，由2φ800×10钢管混凝土 组成拱肋。
2000年 广州丫髻沙大桥，中承式钢管混凝土拱桥，跨度 为360m ，它由6根钢管混凝土管组成格构式拱肋。
2005年，巫山长江大桥，主跨492m，中承式钢管混凝土拱桥
混凝土徐变的继效流动理论
Creep strain Elastic strain
t0
t
在此模型中，混凝土徐变的表示为混凝土的弹性变形、 混凝土的不可复变形、混凝土的滞后弹性变形。
基于已有试验研究，得到主要结果如下： 1) 钢管混凝土的徐变早期发展很快，60天后曲线减缓，一年
后几乎停止。 2) 一般认为徐变将会降低钢管混凝土的承载力。 3) 钢管混凝土的含钢率、应力级别、加载龄期等都会对徐变
产生影响。
2.2 钢管混凝土徐变的理论研究
徐变计算理论主要有有效模量法、老化理论、弹性徐变理 论、继效流动理论以及B3模型法。
115 100 120 80 135 140 200 108 160 114 256 160 80.5 80 150 120 100 136
桥名
四川高谷乌江大桥 天津彩虹桥
福建福安群益大桥 广西三岸邕江大桥
贵州落脚河大桥 广西六景郁江大桥
浙江铜瓦门大桥 重庆奉节梅溪河桥 广东广州丫髻沙大桥 湖北武汉汉江三桥 浙江三门健跳大桥 水柏铁路北盘江大桥 湖北恩施南泥渡大桥 重庆合川嘉陵江大桥 浙江淳安县南浦大桥 辽宁丹东月亮岛大桥 广西南宁永和大桥 广东东莞水道大桥
江苏苏州尹山桥 广东广州解放大桥 江西景德镇瓷都大桥 陕西蜀河汉江大桥 黑龙江依兰牡丹江大桥 福建闽清石潭溪大桥
建成年份
1990 1991 1993 1994 1995 1995 1995 1995 1996 1996 1996 1996 1996 1997 1997 1997 1997 1997
跨径(m)
钢管混凝土徐变的实验研究
1）1967年Furlong第一次观察到了钢管混凝土徐变与收 缩变形； 2）1991年Nakai等对三个试件在不同含钢率情况下的轴压 变形试验，提出了预测圆钢管混凝土徐变的粘弹性模型； 3）1994年Terry等进行了包括圆钢管混凝土试件、素混凝 土试件和沥青包裹混凝土试件长期荷载作用下的变形试验， 结果表明钢管混凝土的徐变变形小于素混凝土的徐变变形； 4）1996年Morino等进行了包括6个轴压、1个纯弯和2个 压弯构件的试验，得出了只以持荷时间为变量的徐变变形 计算方程； 5）2001年Uy进行了6个钢管混凝土试件在长期荷载作用 下的变形试验，并将变形试验曲线与ACI模型进行了比较；
徐变对钢管混凝土拱桥静动力性能的影响研究
北京交通大学 王元丰
2008年5月18日
主要内容
1. 钢管混凝土拱桥的发展现状 2. 钢管混凝土徐变的研究 3. 徐变对钢管混凝土拱桥静力性能的影响分析 4. 徐变对钢管混凝土拱桥动力性能的影响分析
1. 钢管混凝土拱桥的发展现状
钢管混凝土材料的优点： 1）充分发挥钢材和混凝土材料的优点，弥补相互的不足 2）力学性能好：受压、抗震 3）便于施工 4）经济