钢管混凝土拱桥(全)
第四组 钢管混凝土拱桥施工
拱桥施工流程
拱圈放样 桥面浇筑 拆除系梁支架 搭设拱脚支架 张拉吊杆 浇筑拱脚连续段 拆除拱圈支架 系梁支架拼装 支架方案选择
观测点布设
系粱支架预压
浇筑拱肋湿接缝
系梁节段拼装 系梁节段预制 拱肋段预制 拱肋拼装 浇筑系梁湿接缝 拱圈支架搭设 系梁张拉 支架方案选择
桥面浇筑
支墩采用钢管桁架式， 支墩采用钢管桁架式，由6根φ200mm（壁厚 根 （ 6mm）的钢管组合而成，钢管平面布置为 ×3状， ）的钢管组合而成，钢管平面布置为2× 状 考虑支墩较高， 考虑支墩较高，钢管间用角钢做框架联系并设剪 刀撑，以免支墩钢管出现失稳现象。 刀撑，以免支墩钢管出现失稳现象。
标定油表、千斤顶
安装张拉杆、撑脚
安装千斤顶
同步顶升吊杆
旋松上锚头螺母
千斤顶调整索力、高程
旋紧上锚头螺母
吊杆防护
• 当横梁安装调整后，首先对横梁预埋管内按设计进行防护，目前普遍 当横梁安装调整后，首先对横梁预埋管内按设计进行防护， 采用高压黄油枪向管内灌注防护油脂， 采用高压黄油枪向管内灌注防护油脂，也有填充发泡聚胺脂或其他材 料的。然后安装吊杆减振器和吊杆外防护（哈佛管或钢管）， ），最后安 料的。然后安装吊杆减振器和吊杆外防护（哈佛管或钢管），最后安 装防水罩，用热缩带将吊杆外防护管与防水罩接口密封起来。 装防水罩，用热缩带将吊杆外防护管与防水罩接口密封起来。在进行 横梁预埋管防护时同步将下锚头防护罩与横梁下锚板固接， 横梁预埋管防护时同步将下锚头防护罩与横梁下锚板固接，并用高压 油枪向防护罩内压注油脂防护。 油枪向防护罩内压注油脂防护。 • 当全桥索力调整完后即可安装上锚头防护罩，压注油脂进行上锚头防 当全桥索力调整完后即可安装上锚头防护罩， 护。
钢管混凝土拱桥.
泵送顶升法
• D．压注施工 • 临时堵塞出渣孔，用混凝土泵从两侧向拱顶压注清水，
水至拱顶由出浆孔冒出后，打开拱脚处的排渣闸阀， 让管内水及渣物流出，沉积在管底的渣物用勺子从出 渣口伸进去一点一点掏出来，然后焊接封闭出渣孔。 • 人工从灌注孔灌注压注口以下的管内混凝土，用振捣 棒从灌注孔插入振捣。混凝土灌至稍低于压注口位置 时停止灌注。立即清理灌注孔并用钢板封闭灌注孔。 灌注管的做法是：在灌注管顶部预先环焊δ ＝16㎜钢 板，并设置4个φ 22㎜的螺栓孔，封闭钢板对应设置4 个φ 22㎜的螺栓孔，封闭时中间挤压橡胶皮垫密封。 泵车的泵管预先与栅阀泵管拼接好。
钢管混凝土拱桥
• 钢管混凝土拱桥是指先用钢管形成拱桥的施工骨
架，后在钢管内灌注混凝土形成拱肋，而后安装桥面 系杆及桥面。钢管混凝土由于在钢管内填筑了混凝土， 从而解决了钢管承受荷载时管壁的稳定问题；由于钢 管壁对管内混凝土的套箍作用，限制了核心混凝土受 压后的横向变形，使核心混凝土处于三向受压状态工 作，提高了混凝土的抗压强度、变形能力以及耐疲劳 和耐冲击能力，使构件的破坏由脆性破坏转为塑性破 坏；由于钢管在管内混凝土施工中的模板作用和引入 泵送混凝土施工，使施工工艺简捷，施工速度成倍提 高，较好地解决了施工的安全和经济问题。为了避免 在施工中出现混凝土离析、堵泵、混凝土在拱顶和拱 脚部位分布不均匀,采用自密实混凝土作为钢管核心 混凝土是一种新的尝试。
总体布置
钢筋混凝土或钢管混凝土 拱肋 两拱肋一般在平行的平面；为了提高横向稳定，也可用提蓝式拱 拱轴线一般采用二次抛物线，也可采用悬链线 拱肋一般采用无铰拱；通常，拱肋失跨比取值在1/4~1/7之间 组 成
横向联系
横向联接系一般可做成横撑、对角撑或空格式等构造
钢管混凝土拱桥(广州丫髻沙大桥)
广州丫髻沙大桥丫髻沙大桥丫髻沙大桥是环城高速公路跨越珠江主航道的一座特大型钢管混凝拱桥，是全环建设的主要控制工程，桥梁全长１０８４米，主桥采用三跨连续中承式钢管混凝土拱桥桥型。
它跨越珠江主副航道、丫髻沙岛，气势恢宏，如彩虹飞架，为广州城市建设增添了新的一景。
丫髻沙大桥主桥为76m 360m 76m的三跨连续自锚中承式钢管混凝土系杆拱桥，其主跨以３６０米一跨跨过珠江的主航道。
主桥基础均为钻(挖)孔灌注桩,主墩承台为上、下游分离式的群桩布置的刚性承台，墩身为实体式钢筋混凝土拱座。
主拱拱肋为中承式钢管混凝土双肋悬链线无铰拱，计算跨度344m，矢高76.45m，矢跨比1/4.5。
边拱拱肋为上承式双肋悬链线半拱，采用钢管劲性骨架外包钢筋混凝土的单箱单室等截面。
大桥建成后，桥面是双向６车道。
该桥98年７月动工，2000年6月建成。
丫髻沙大桥丫髻沙大桥采用桥梁主拱由两岸地面拼装———垂直提升———水平转动———对接合龙的建桥新工艺，创下４项全国乃至世界第一：大桥跨度第一，主跨达到３６０米，为当今世界同类型桥梁中主跨度最长；大桥平转转体每侧重量达１３６８０吨，不仅居国内第一，也是世界同类型第一座万吨转体桥梁；竖转加平转相结合的施工工艺方法世界领先，两拱对接时偏差仅为２毫米，精确度十分惊人；大桥的极限承载力和抗风力国内领先。
丫髻沙大桥施工采用竖转与平转相结合的工艺方法。
即在两岸支广州丫髻沙大桥架上拼装主拱肋和边拱劲性骨架，利用先进的同步液压提升技术，通过临时索塔及扣索等将两主拱肋提升247度，然后通过转盘、滑道及平转牵引索先后将两岸转动体系分别平转92度和117度，沿桥轴线就位，利用合拢装置调整拱轴线而合拢成拱。
施工时将主桥一分为二,顺河堤方向,在两岸岸边卧拼主拱成型,在拱座上设置索塔,利用锚于主拱肋的扣索和边跨作平衡,在边跨尾部张拉,先将主拱桁架竖转到设计标高,形成全桥宽的前后平衡整体结构。
再利用布置于承台上的转盘平转牵引系统,平转合龙。
钢管混凝土拱桥实例巫山桥
通过施工实践、工艺优化与改进，解决了施工中存在的关 键技术问题；
最终形成了一整套先进的钢管混凝土拱桥设计施工技术。 并通过巫山长江大桥的工程实践得到验证。
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8、确定了吊杆构造及耐久性设计 本桥免维修周期为30年，本桥结合自身特点，全面考 虑采用了多重体系设防相结合的综合防护方案，同时，吊 杆是可更换的。 （1）吊杆采用109φ7毫米预应力环氧喷涂钢丝，防腐 体系为：镀锌层＋环氧层（160um）＋防腐脂＋聚乙稀护 套（双层）+发泡聚氨脂+哈氟管组成。
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5、主拱圈安装方案总体设计
（1）扣塔及索鞍： 安装在两岸上，塔高约100米，塔距576米，以钢管砼
柱拼装组成，横向采用门柱式结构，便于起吊单元通过。 扣塔顶设置索鞍，便于扣索通过（扣索在尾端锚梁处张 拉）。 （2）锚碇、锚梁及扣点：
（二）大跨钢管砼拱桥施工工艺设计
1、拱肋安装方案的确定
根据本桥位地形特点、河道运输条件、施工水位高低 及拱肋节段组成重量，经多种施工方案论证比选，采用无 支架缆索吊装工艺安装拱肋，是可行、风险小、经济的施 工方案。
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钢管混凝土拱桥
钢管混凝土拱桥钢管混凝土拱桥（Steel-Tube Concrete Arch Bridge）是一种以钢管作为主要构件、混凝土为填充物，采用拱形结构的桥梁。
由于其结构特点，该类型的桥梁具有较高的承载能力、稳定性和整体性能，因此在短跨度桥梁中广泛应用。
本文将从钢管混凝土拱桥的构造特点、设计与施工工艺、应用与发展等方面进行探讨。
一、构造特点钢管混凝土拱桥结构特点主要表现在两个方面：拱形结构和钢管混凝土材料。
拱形结构是钢管混凝土拱桥最显著的结构特点，该结构的力学特性为受力后整体形变，荷载集中于两端，相对于梁式桥梁更加稳定。
而且，拱形结构具有较高的承载能力，在短跨度桥梁中具有明显优势。
钢管混凝土材料则是钢管混凝土拱桥的创新之处。
该材料具有混凝土和钢管的优点，可以更好地发挥两种材料的特性。
钢管可以担任桥梁的主要承载构件，中空部分可以用来加入混凝土，提高承载能力；而混凝土可以保护钢管，延长其寿命，同时具备优秀的抗压强度和耐久性。
二、设计与施工工艺钢管混凝土拱桥的设计与施工工艺需要考虑到以下因素：钢管材料的选择、拱形结构的力学特性、混凝土的浇筑工艺。
钢管材料方面，需要选择品质良好、符合标准的钢管。
在拱形结构的设计中，需要通过建立数学模型，模拟荷载作用下的力学特性，对拱形结构进行优化设计，确保承载能力和稳定性。
混凝土在钢管中的浇筑工艺通常采用顶升法或压力法。
顶升法是将混凝土从一侧注入钢管内，同时在另一侧进行顶升，使混凝土在钢管内均匀分布；压力法是通过在钢管中注入高压水泥浆，将混凝土压入钢管内。
无论采用哪种方法，都需要保证混凝土充实度，避免产生空洞、裂缝等质量问题。
三、应用与发展钢管混凝土拱桥具有优秀的结构特点和性能，已经在我国的短跨度桥梁建设中得到广泛应用。
随着技术的发展，钢管混凝土拱桥在跨度和承载能力方面也已经有了较大的突破，越来越多的工程师开始将其应用于中长跨度桥梁的设计中。
同时，在钢管材料和混凝土浇筑向导方面也有了新的突破。
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。
钢管混凝土拱桥
钢管混凝土用在拱桥上有两种形式：一是直接用作主拱结 构，即钢管混凝土拱桥；二是利用钢管混凝土作为劲性骨架， 然后围绕骨架浇筑混凝土，把骨架作为混凝土的钢筋骨架，不 再拆除。后者严格来讲应该称为钢筋混凝土劲性骨架拱桥，也 有用型钢作劲性骨架的情况，此时的钢管混凝土与型钢的作用 相同。
(一)钢管混凝土拱桥的特点
1.拱肋的截面形式
哑铃形拱肋
哑铃形拱肋
哑铃形拱肋顶吊杆锚固处构造
哑铃形拱肋吊杆锚固处内部构造
旺苍大桥
2.吊杆
吊杆可采用平行钢绞线或平行钢丝束，外套无缝钢管或热 挤聚乙烯防护层。上下铺头可采用OVM锚、冷铸镦头锚等，
然后用高强度等级凝土封锚。
吊杆与拱肋的锚具布置情况
二 系杆拱桥
系杆拱桥一般由拱肋、吊杆或立柱、系杆、行车道梁（板）
及桥面系等组成。
系杆拱的静力图示有 三种：柔性系杆和刚性拱 （图4a）、刚性系杆（或 撑刚性梁）和柔性拱（图 b）、刚性系杆（梁）和 刚性拱（图c）。
吊杆 拱肋
系杆
1.构件承载力大大提高
2．具有良好的塑性和韧性。 3．结构自重和造价均有降低
4．施工简单、缩短工期
5．防腐、防火性能好
6．结构造型美观
(二)钢管混凝土拱桥的组成
由钢管混凝土拱肋、立柱或吊杆、横撑、行车道板、下部 构造等组成。钢管混凝土拱肋是主要的承重结构，它承受桥上 的全部荷载，并将荷载传递给墩台和基础。
钢管混凝土拱桥的计算(组合结构)
第一节 钢管混凝土的材料性能 第二节 钢管混凝土的刚度计算 第三节 钢管混凝土拱桥的计算
第四章 钢管混凝土拱桥的计算
钢管砼拱桥不是一种专门桥型，而是把钢管砼作为主拱受力 用的结构材料。
受力特点与拱桥存在共性，计算思路与钢筋砼拱桥相似；但 有它独具特点，结构分析时必须注意到这一点。
EA Esc Asc
（5-4-2）
式中，钢管砼组合轴压弹性模量，按式（5-4-3）确定。
第四章 钢管混凝土拱桥的计算
采用第一组钢材时Esc的计算值见表5-4-5。 采用第二、三组钢材的EA值应按式（5-4-2）的计算值再乘以
换算系数k1后确定。 对Q235和Q345钢， k1 ＝0.96；对Q390和Q420钢， k1 ＝0.94。 钢材的分组按表5-4-1确定。
第四章 钢管混凝土拱桥的计算
2）轴心受压构件的腹杆所受剪力计算
按临界状态时产生的剪力计算，并认为此剪力沿构件全长保持
不变。
可按下式计算平腹杆格构式钢管砼轴心受压构件每根腹杆所受
剪力：
（5-4-16）
式中，—为一根钢管混凝土柱肢的截面面积；
—为一根钢管混凝土组合轴压强度设计值。
第四章 钢管混凝土拱桥的计算
第四章 钢管混凝土拱桥的计算
AIJ（1997）、CESC28：90（1992）和DB 29-57-2003给出 钢管砼轴压刚度的计算公式如下：
EA=EsAs+EcAc
（5-4-4）
式中，—分别为钢材和砼的弹性模量；
—分别为钢管和核心砼的横截面面积。
第四章 钢管混凝土拱桥的计算
二、弯曲刚度 《钢管砼结构技术规程》（DBJ） 给出钢管砼构件在正常使
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第一章钢管混凝土拱桥
第一节钢管混凝土拱桥发展概况
第二节钢管混凝土拱桥结构简介
一、结构基本类型
第三节钢管混凝土拱桥施工技术简介
一、钢管拱肋制作
第二章四川旺苍东河大桥第一节概况
第二节主桥结构与构造
第三节施工简介
第四节四川旺苍东河大桥的历史地位
第三章广州丫髻沙大桥第一节概况
第二节主桥设计要点
第三节基础、承台的施工与钢结构制造
㈠基础与承台的施工
桥址基岩岩性组合复杂，风化层厚，弱风化岩面起伏很大。
承台下采用φ3.Om等大直径嵌岩灌注桩，为了保证施工质量，以桩长、桩底墓岩岩性双控桩底标高，对少数成孔困难的桩，根据具体情况分别采用旋喷桩、冷冻法做防水处理。
承台及拱座均为大体积混凝土，施工时采取了以下措施以控制温度变形裂缝：
1.在承台及拱座内设置多层冷却水管，施工时进水管口、出水管口温度差控制在15-20℃；
2.选用矿渣水泥，掺加适量的粉煤灰、减水剂、缓凝剂；
3.采用分层、分块法施工，并设置一定的温度筋；
4.委托有经验的科研单位进行温度监控。
㈡钢结构制造
1.工艺制作思路
根据大桥钢结构的结构特点和运输要求，将其分成若干片体在工厂车间内制作，在组合场地组成拱肋节段，最后在工地组拼(或吊装)半拱，使之具备转体条件，其特点就是以中间产品为导向，便于全面铺开制造，力图提高加工制作精度和生产效率。
⑴制作流程
制作流程见图8-15。
⑵制作工艺的设计原则
①根据结构特点和吊装要求进行节段的划分
丫髻沙大桥钢管拱肋为六弦管，在现场将空间的六根曲线φ750mm钢管同时对接好，且要控制对口错边在2mm以下，由于采用转体工艺安装拱肋，可采用大分段吊装，桥位现场离制作场地约lkm，采用水路运输没有什么困难，又因有120t船台吊机多部，因此，拱肋节段以不大于 120t进行划分。
此外，由于该桥的技术规定对钢管的卷制要求卷管方向应与钢板压延方向一致，经过多方案比较后采用最大3800mm管节的排板方案，单片主拱肋分为18
个节段和一个跨中合龙管节，节段的最大质量约为105t，节段长度在25m以下。
②立体构件平面制作的构思
按主拱拱肋的结构特点将主拱肋分成拱肋节段和“米”字横撑片体分别制作，其中拱肋节段采用侧装法进行建造，拱肋节段分成三个由上下弦管和腹杆组成的拱肋片体分别制作，然后与平联板等结构组装成主拱肋节段。