《组合结构设计原理》结课论文
结构设计原理小结_结构设计大赛工作总结

结构设计原理小结_结构设计大赛工作总结结构设计原理是指在工程设计过程中,根据不同的工程需求和项目特点,采用合理的方法和理论进行结构设计的一种技术原则。
结构设计原理的合理运用可以确保工程结构的安全、可靠、经济和美观。
在结构设计大赛工作中,我主要承担了结构设计的任务,下面我将根据自己的工作经验总结结构设计原理的几个方面。
结构设计原理要求我们要对工程项目进行全面细致的调研和了解,包括工程地质情况、环境条件、工程工期和预算等,以便能够准确把握工程需求和设计要求。
在结构设计大赛中,我们通过与其他专业团队的紧密合作,对项目的各个方面进行了深入的研究和探讨,在此基础上开展了结构设计工作,为最终的工程施工提供了重要的技术支持。
结构设计原理要求我们要充分考虑工程项目的安全性和可靠性。
在结构设计的过程中,我们采用了结构力学理论、材料力学理论和工程经验等多种方法进行结构计算和分析,确保结构的强度、刚度和稳定性等性能指标满足设计要求。
在设计过程中,我们还采用了相应的安全系数和容许应力等技术指标来保证结构的安全可靠。
通过这些措施,我们在结构设计大赛中成功完成了项目的结构设计工作,并为工程的施工提供了可靠的技术保障。
结构设计原理还要求我们要重视工程项目的经济性。
在结构设计的过程中,我们充分考虑了施工工艺、材料和设备的成本等因素,努力做到经济合理。
通过减少材料和工艺的浪费,我们成功地将工程项目的总投资控制在了预算以内,并在结构设计大赛中取得了好的成绩。
结构设计原理还要求我们要关注工程项目的美观性和环境适应性。
在结构设计的过程中,我们注意了工程的外观效果和建筑风格的统一性,力求使工程项目与周围环境相协调,符合国家和地方政策的要求。
在结构设计大赛中,我们注重选材和造型的选择,并通过合理的设计手法使工程项目更加美观和环境友好。
结构设计原理总结

结构设计原理总结结构设计是建筑、工程、产品等领域中至关重要的一环,它直接关系到整体的稳定性、安全性和美观性。
在结构设计中,有一些基本的原理是需要遵循的,下面我将对结构设计原理进行总结。
首先,结构设计的原理之一是坚固稳定。
无论是建筑物还是机械产品,都需要具备坚固稳定的特点,以保证其在使用过程中不会出现倒塌或者失稳的情况。
因此,在结构设计中,需要充分考虑材料的选择、构件的连接方式以及整体的结构布局,以确保整体的坚固稳定。
其次,结构设计还需要考虑材料的合理利用。
在资源日益紧缺的今天,材料的合理利用显得尤为重要。
结构设计师需要在保证坚固稳定的前提下,尽量减少材料的使用量,降低成本,减少资源浪费。
这就需要在设计过程中充分考虑材料的受力性能,合理设计构件的截面尺寸,以达到最佳的材料利用效果。
另外,结构设计原理还包括美学设计。
无论是建筑物还是产品,都需要具备一定的美学价值,以吸引人们的眼球,增加其使用的愉悦感。
因此,在结构设计中,需要考虑到整体的外形美观性,构件的比例和布局,以及颜色和材质的搭配,使得整体结构既具备功能性,又具备艺术性。
此外,结构设计原理还需要考虑到使用的便捷性和维护的方便性。
无论是建筑物还是产品,都需要考虑到使用者的实际需求,使得整体结构在使用过程中能够方便快捷地使用,并且在维护保养时能够方便进行。
因此,在结构设计中,需要考虑到使用者的操作习惯,合理设置操作部件的位置,以及留出维护保养的通道和空间。
综上所述,结构设计原理涵盖了坚固稳定、材料的合理利用、美学设计、使用的便捷性和维护的方便性等方面。
在实际的结构设计过程中,设计师需要全面考虑这些原理,并在实践中不断总结经验,以不断提高结构设计的水平和质量。
只有在遵循这些原理的基础上,才能设计出安全稳定、经济实用、美观大方的结构作品。
组合结构论文

组合结构桥梁研究与展望专业:结构工程学号:1111031034 姓名:杨永龙摘要:钢与混凝土组合结构能够充分发挥两种材料性能的各自优势,方便施工,增加结构美观,体现结构整体受力的经济性,目前组合结构已广泛应用于组合梁式桥、组合拱桥、组合斜拉桥和组合悬索桥等多种桥型及各种组合构件形式之中。
本文论述了近几年所开展的组合结构桥梁以及连接件的应用研究成果,展望了今后的发展方向。
关键词:桥梁工程组合结构应用研究1 前言随着道路等级的不断提高和建设规模的扩大,桥梁呈现出跨径不断增大、桥型不断丰富、结构不断轻型化的发展趋势,同时对桥梁建设的经济性也越来越重视。
在这种背景和需求条件下,组合结构具有显著的技术经济效益和社会效益,适合我国基本建设的国情,将成为桥梁结构体系的重要发展方向之一。
但随着桥梁跨径的不断增大,桥梁结构构件所受荷载也随之增大,这对组合结构桥梁的结构构件形式以及连接件性能都提出了新的要求[1]。
钢与混凝土组合结构通过合理的设计可以充分发挥两种材料性能的各自优势。
组合结构桥梁较混凝土桥梁具有自重轻,跨越能力大的优点,还可以减少混凝土结构施工中的支模工序。
与钢结构桥梁相比,可以增加结构刚度、减少用钢量、并较少受到疲劳荷载影响等优点。
组合结构中的钢与混凝土目前主要通过焊钉和开孔板连接件加以接合,焊钉连接件的延性好,力学性能不具方向性;而开孔板连接件具有承载能力高,刚度大,不受疲劳荷载影响等特点[2][3]。
本文介绍了近几年所开展的组合结构桥梁基本构件及其结合部的试验研究概况,论述了焊钉连接件与开孔板连接件的基础设计方法,并探讨了组合结构在大跨径连续梁桥、拱桥以及斜拉桥等中的应用研究成果,展望了今后的发展方向。
2 连接件设计计算方法的研究2.1焊钉连接件焊钉连接件因其经济性和施工便捷性,成为钢混组合结构中最为广泛应用的连接件之一。
焊钉的承载力性能除受其高度、直径、抗拉强度的影响,还受外界混凝土的影响,如混凝土特性及受力状态、钢筋构造细节等,但是各国规范对这些参数的规定不尽相同。
结构设计原理论文

结构设计原理论文论文: 结构设计原理的研究与应用摘要:本论文旨在研究和应用结构设计原理,提出了一种基于原理的结构设计方法。
该方法以结构设计原理为依据,在结构设计过程中深入探讨了不同的原理应用。
通过案例分析和实地调研,证明了结构设计原理在实际工程中的有效性和可行性。
引言:结构设计是建筑工程中至关重要的一环,它关系到工程的安全性、经济性和可持续性。
研究和应用结构设计原理是提高结构设计质量和效率的关键。
然而,在实践中,人们常常过于依赖经验和常规做法,缺乏对结构设计原理的深入理解和应用。
因此,本论文旨在探讨结构设计原理的研究和应用,并提出一种基于原理的结构设计方法,以期为工程实践提供借鉴和参考。
1. 结构设计原理的分类与解析在本章节中,我们对结构设计原理进行了分类和解析。
首先,我们讨论了静力学原理、动力学原理和变形原理这三个主要的结构设计原理。
然后,我们详细探讨了每个原理的基本概念和应用方法。
通过比较不同原理的特点和适用范围,我们提出了在结构设计中综合应用这些原理的建议方法。
2. 结构设计原理的实践案例分析本章节通过几个具体的工程案例,展示了结构设计原理在实践中的应用和效果。
我们选择了不同类型的工程项目,包括高层建筑、桥梁和地下结构,以验证结构设计原理的普适性和可行性。
通过对这些案例的分析,我们得出了结构设计原理在实际工程中的有效性和可靠性的结论。
3. 基于原理的结构设计方法在本章节中,我们提出了一种基于原理的结构设计方法。
该方法将结构设计原理作为设计过程的基础,并结合工程经验和实际情况进行综合考量。
我们详细介绍了该方法的步骤和流程,并通过一个具体的工程案例进行了演示。
结果表明,基于原理的结构设计方法能够提高结构设计的效率和质量。
结论:本论文研究了结构设计原理的研究与应用,并提出了一种基于原理的结构设计方法。
通过案例分析和实地调研,证明了结构设计原理在实际工程中的有效性和可行性。
我们认为,深入研究和应用结构设计原理,能够提高结构设计质量和效率,为工程实践提供参考和指导。
组合结构论文

钢与混凝土组合结构论述摘要:组合结构是由两种不同性质的材料组合成整体共同工作的构件,由组合构件可组成组合结构。
由于两种不同性质的材料扬长避短,充分利用了钢结构和混凝土结构各自优点,具有广泛的应用前景。
本文从四种组合结构出发,论述了国内外组合结构稳定性研究现状和一些重要结论,对组合结构未来的发展进行了展望。
关键词:组合结构;型钢-混凝土组合板;钢-混凝土组合梁;型钢混凝土;钢管混凝土1、绪论1.1、组合结构的类型及特点根据使用材料的不同,习惯于把结构体系划分为砌体结构、木结构、钢结构、混凝土结构、钢-混凝土组合结构等。
从广义上讲,钢筋混凝土结构由钢筋和混凝土组成,也属于组合结构。
钢-混凝土组合结构是一种新型的结构形式,它充分发挥了钢与混凝土两种材料的优良性能——钢材具有良好的抗拉强度和延性,而混凝土则具有优良的抗压强度和较大的刚度,并且混凝土的存在提高了钢材的整体屈曲和局部屈曲性能,由两种材料结合而成的组合结构在地震作用下具有良好的强度、刚度、延性以及较好的耗能能力。
常用的组合结构有:型钢混凝土结构、钢与混凝土组合梁、压型钢板与混凝土组合板、钢管混凝土结构、四大类结构。
1.2、组合结构的发展与应用20世纪20年代,出现了具有现代意义的钢-混凝土组合梁。
到20世纪30年代末期开始已逐步采用抗剪连接件,外包混凝土也逐步过滤到把混凝土翼板放到钢梁翼板之上,形成了目前常用的“板-梁”体系的T形组合梁形式。
60年代出现了钢管混凝土结构。
随着组合结构的推广引用,在相关研究工作基础上,各国也制定了多部有关组合结构的设计规范。
我国从20世纪70年代末开始研究组合梁,起步相对较晚。
80年代后期开始,清华大学等单位开始对组合梁进行了较为广泛而系统的试验研究。
虽然钢-混凝土组合梁在我国起步较晚,但是早在20世纪50年代,武汉长江大桥、衡阳湘江桥面就采用了组合梁的构造方式。
相应的,我国在组合结构研究的基础上,也颁布了一些相关的规范。
组合化设计小结

组合化设计小结第一篇:组合化设计小结组合化(模块化)设计组合化是按照标准化的原则,设计并制造出一系列通用性较强的单元,根据需要拼合成不同用途的物品的一种标准化组合化的形式。
组合化基本介绍组合化是受积木式玩具的启发而发展起来的,所以也有人称它为“积木化”和“模块化”。
组合化的特征是通过统一化的单元组合为物体,这个物体又能重新拆装,组成新结构的物体,而统一化单元则可以多次重复利用。
理论基础组合化是建立在系统的分解与组合的理论基础上。
把一个具有某种功能的产品看做是一个系统,这个系统又是可以分解的,可以分解为若干功能单元。
由于某些功能单元,不仅具备特定的功能,而且与其它系统的某些功能单元可以通用,互换,于是这类功能单元,便可分离出来,以标准单元或通用单元的形式独立存在,这就是分解。
为了满足一定的要求,把若干个事先准备的标准单元,通用单元和个别的专用单元按照新系统的要求有机地结合起来,组成一个具有新功能的新系统,这就是组合。
组合化的过程,既包括分解也包括组合,是分解与组合的统一。
组合化又是建立在统一化成果多次重复利用的基础上。
组合化的优越性和它的效益均取决于组合单元或零部件来构成物品的一种标准化形式。
通过改变这些单元的联接方法和空间组合,使之适用于各种变化了的条件和要求,创造出具有新功能的物品。
主要内容无论在产品设计,生产过程中以及产品的使用过程中都可以运用组合化的方法。
但组合化的内容,主要的是特殊和设计标准单元和通用单元,这些单元又可称作“组合元”。
确定组合元的程序,大体是:先确定其应用范围,然后划分组合元,编排组合型谱(由一定数量的组合元组成产品的各种可能形式),检验组合元是否能完成各种预定的组合,最后设计组合元件并制订相应的标准。
除确定必要的结构型式和尺寸规格系列化,拼接配合的统一化和组合单元的互换性是组合化的关键。
此外,就是预先制造并储存一定数量的标准组合元,根据需要组装成不同用途的物品。
例如,机械加工过程中使用的夹具,常常具有比较复杂的结构,可以看作是具有某种功能的系统,但这类系统不管它如何复杂,都是可以分解的,都是由具备某些特定功能的零部件所组成的,整个系统的功能经过分解,不外是对工件起支承、定位、导向、压缩等作用。
组合结构设计原理

组合结构设计原理
组合结构设计原理是一种设计思想,它可以帮助我们构建复杂的系统。
这种设计思想把复杂的系统分解为若干个简单的部分,然后组合起来形成一个整体。
组合结构的设计原理主要包括以下几个方面:
1. 分解:将复杂的系统分解成多个较简单的子系统,使得每个子系统都可以独立地进行设计和实现。
2. 抽象:只关注系统的功能,而不是实现方式。
把实现方式隐藏在抽象接口之后。
这样可以降低系统的耦合度,提高系统的可维护性。
3. 组装:将不同的子系统组装成一个整体系统。
这可以通过接口进行,接口能够将不同的子系统连接起来,使它们能够协同工作。
4. 隐藏细节:在系统的设计中,应该隐藏尽可能多的细节。
这些细节应该被封装在接口和内部实现之中,只有必要的信息才能够被暴露出来。
5. 透明性:组合结构应该表现出透明性。
也就是说,当用户使用组合结构时,它应该像一个单一的、简单的系统一样。
这些原则可以帮助我们设计出更加简单、灵活、可维护的系统,提高系统的可重用性和可扩展性。
组合结构设计原则在软件开发中得
到广泛应用,特别适用于构建复杂的应用程序、操作系统和数据库等大型系统。
结构设计原理小结_结构设计大赛工作总结

结构设计原理小结_结构设计大赛工作总结在结构设计原理方面,我在参加结构设计大赛中学到了很多知识和技巧。
在这次大赛中,我们小组的任务是设计一座高层建筑的结构。
通过这个过程,我对结构设计的原理有了更深入的理解,并且学会了一些实际应用技巧。
我学到了结构设计中的静力平衡原理。
在设计高层建筑的结构时,考虑到建筑的重量和受力情况是非常重要的。
我们需要保证建筑物的结构能够承受各种荷载,包括重力荷载、地震荷载、风荷载等。
了解和应用静力平衡原理可以帮助我们确定结构的稳定性和安全性。
我学到了结构设计中的材料力学原理。
在设计建筑结构时,我们需要选择合适的材料来满足结构的需求,例如混凝土、钢材等。
了解材料的力学性质,如强度、刚度、应变等,可以帮助我们确定材料的适用范围和限制条件。
通过合理选择和使用材料,可以提高结构的强度和刚度,确保结构的安全性和耐久性。
我学到了结构设计中的结构分析原理。
在设计结构时,我们需要进行结构的分析,以确定结构的受力和变形情况。
结构的分析方法包括静力学分析、动力学分析、有限元分析等。
通过结构分析,我们可以评估结构的强度和刚度,并进行必要的优化和调整。
掌握结构分析原理可以帮助我们理解结构的行为规律,为结构的设计提供指导和依据。
我还学到了结构设计中的结构优化原理。
在设计结构时,我们需要满足一定的设计要求和约束条件,如最小化结构的重量、最大化结构的刚度等。
通过应用优化方法,如遗传算法、粒子群算法等,可以寻找最优的结构设计方案。
结构的优化可以提高结构的性能和效率,并减少结构的材料和成本。
结构设计原理是非常重要的,在结构设计中起到了关键的作用。
通过学习结构设计原理,我不仅在结构设计大赛中取得了好的成绩,还提高了自己的知识水平和技能。
我相信,掌握结构设计原理可以帮助我在未来的工作中更好地应对各种结构设计问题,为建筑工程的安全和可持续发展做出贡献。
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《组合结构设计原理》结课论文学院:土木与交通学院姓名:马晓栋学号:200903501钢管混凝土在拱桥中的应用摘要: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。
本文介绍了钢管混凝土拱桥的应用及理论研究现状,对其发展优势及发展中存在的问题进行了分析,最后展望了钢管混凝土拱桥的发展趋势。
关键词:钢管混凝土拱桥现状发展Abstract: the concrete filled steel tubular arch bridge with its high strength, spanning capacity, construction is convenient, economic effect is good, bridge aesthetic advantages in our country in the bridge to a wide range of applications. This paper introduces the concrete-filled steel tubular arch bridge of the application and theory research present situation, the development advantages and developing existence problems have been analyzed, and the future development trend of concrete filled steel tube arch bridge.Keywords: concrete filled steel tubular arch bridge development present situation钢管混凝土是将混凝土填充到钢管内形成的一种组合结构材料。
这种材料具有承载力高、塑性韧性好、施工方便、耐火性能和经济效果好等优点,工程上常应用于房屋建筑结构和桥梁结构中,其中在桥梁上主要应用于拱桥。
一、钢管混凝土拱桥的应用现状水柏铁路北盘江大桥1、钢管混凝土结构是近十年来才应用于桥梁工程的。
在我国,主要应用于拱桥。
其发展非常迅速。
从1990年起我国第一座大跨度钢管混凝土——四川旺苍大桥建成至今,已建成和在建的钢管混凝土拱桥已经超过100座。
近年来,转体施工法在钢管混凝土拱桥中的应用越来越多,如长江三峡的黄柏河大桥、贵州水柏铁路北盘江大桥、广州东南西环的丫髻沙大桥、江西德兴太柏桥、广西梧州桂江三桥、三峡莲沱大桥等。
北盘江大桥是水柏线(贵州六盘水~云南柏果)上的控制工程,全长468.20米,其中主跨是236米的上承式铁路单线拱桥,拱轴线为悬链线,拱轴系数M=3.2、矢跨比为1/4,钢管拱截面由两组4Ø1000㎜×16㎜钢管组成,上下游两组钢管拱在空间立面内分别向内旋转6.5°钢管拱分成长度为7.1~8.6米之间的38个节断,分别在两岸山坡的膺架上拼装焊接成整体,然后经转体到跨中合拢,其中六盘水岸逆时针转体135°,柏果岸转体180 °。
2 、施工测量精度要求钢管拱成桥线型为中线限差L/5000=±48 ㎜,高程限差L/4000=±59㎜;拼装时两端口中心坐标误差小于±1㎜;半跨成型后钢管拱轴线偏差小于±5 ㎜;合拢后拱顶处轴线限差小于±10㎜,高程限差小于±10㎜;两岸球铰之间的跨距误差小于±2 ㎜,高差误差小于±2㎜。
在钢管拱施工中测量的关健是使控制拼装时的拱轴轴线误差小于±5㎜。
3 、施工控制网布设北盘江大桥桥位处地形异常复杂,北岸钢管拱拼装场地山坡坡比达1:1.5,南岸山坡坡比为1:2.5,主墩之间则是深达220米的悬崖。
通视条件特别好,两岸相互能看到对岸的每个点位,但自身岸由于受到山势的限制,控制点之间通视条件很差。
甲方只在两岸提供了两个相距约600米的轴线控制点ZD6和ZD7,上面附带高程。
经复测发现其平面距离短了5 ㎜,高差不符值则相差60㎜,无法满足控制点的起算要求,根据钢管拱施工要求的精度,主要考虑到两拱座球铰之间的跨距精度要求(小于±2 ㎜)以及实际的地形和现有的仪器情况,布设了一条逆向精度平面控制网,即以保证两球铰的相对精度为控制目标,而推至起始控制点精度的平面控制网。
连徐路京杭运河大桥京杭运河大桥也是一座飞鸟式拱桥,但其拱肋为提篮式,主孔跨径为235m,边跨径为57. 5m,施工时采用了竖向转体施工法,于2002年建成。
京杭运河大桥由主引桥组成,主桥主孔跨径为235m,边孔跨径为57. 5m,主桥全长350m(图5) 。
大桥主拱为提篮拱,施工时采用半跨竖向转体施工。
大桥转体示意图重庆巫峡长江大桥重庆巫峡长江大桥主孔跨径达460m,是目前世界上跨径最大的钢管混凝土拱桥,也是世界上为数不多的跨径大于400m的拱桥之一。
该桥为中承式桁拱,采用斜拉悬臂缆索吊装施工,于2005建成。
无论在结构设计还是施工方面,该桥均有许多创新之处。
大桥位于著名的三峡风景区巫峡入口处,桥面布置为净15+2×1. 5m人行道。
设计荷载为汽车- 超20级,挂车- 120,人群荷载3. 5kN/ m2。
总体布置图如图14所示。
拱肋采用钢管混凝土桁架结构,拱顶截面肋高为7. 0m,拱脚截面肋高为14. 0m,肋宽为4. 14m,每肋上、下各两根<1220mm×22(25) mm、内灌C60的钢管混凝土弦杆,弦杆通<711mm×16mm横联钢管和<610mm×12mm的竖向钢管连接而构成钢管混凝土桁架。
两拱肋间桥面以上设置“K”形横撑,桥面以下的拱脚段设置“米”字形撑,每道横撑均为空钢管桁架。
拱肋与桥面交接处,设置一道肋间横撑,全桥共设横撑20道。
吊杆采用109<7mm的预应力环氧喷涂钢丝,两端采用OVMLZMT- 109型冷铸锚具。
吊杆横梁和立柱横梁为预应力混凝土组合截面梁,肋间横梁为钢横梁。
行车道梁为先简支、后连续的预应力混凝土“π”形连续梁。
桥面铺装为厚8cm的钢纤维钢筋混凝土,全桥在两岸桥台处设两道24cm伸缩缝。
两岸均采用“U”形桥台,两岸桥台台口宽度分别为19. 0m和55. 17m。
引桥桥墩设计为明挖扩大基础,现浇钢筋混凝土的双排桩。
拱座设计为分离式的钢筋混凝土拱座,横向分别设三道钢管混凝土横撑,拱座基础应置于稳定的、完整的弱风化基岩上,要求地基允许承载力不小于3. 0MPa。
钢管拱肋采用斜拉悬臂法架设。
施工中根据索跨大、起吊重量重(索跨576m,设计吊重128t)的特点,为减小吊点(吊具)的配重,避免被动式承索器易发生钢丝绳扭铰的情况,开发应用了主动式承索器(主动式承索器获得国家专利,专利号: ZL03234487. 2) 。
此外,还开发出“可调索低应力夹片锚固系统”,获国家专利(专利号:ZL03234873.8) 。
二、钢管混凝土拱桥的发展优势将钢管混凝土应用于拱桥中,在力学性能、施工、经济以及美观等方面,表现出很大的优越性,极大促进了拱桥的发展。
钢管混凝土同套箍混凝土相同,一方面借助钢管对核心混凝土的套箍约束作用,使核心混凝土处于三向受压状态,从而使核心混凝土具有更高的抗压强度和压缩变形能力;另一方面借助内填混凝土的支撑作用,增强钢管壁的几何稳定性,改变空钢管的失稳模态,从而提高其承载力。
二者的结合,充分发挥了两种材料的优点,相互弥补了彼此的不足。
钢管混凝土作为一种组合材料具有独特的工作特性:弹性工作而塑性破坏,承载力高而极限压缩变形大。
非常适合以偏心受压为主的拱桥。
大跨度钢管混凝土拱桥的发展优势还表现在施工上。
修建大跨度拱桥的关键是施工方法。
现代拱桥的施工方法已由以往在笨拙的满堂支架上施工发展到无支架施工:诸如缆索吊装法、劲性骨架施工法、悬臂拉索扣挂施工法及转体施工法等。
钢管混凝土拱桥的施工过程是先制作和架设空钢管拱肋,然后将混凝土灌入钢管而成桥。
这进一步大幅度地减轻拱结构劲性骨架的吊装质量,使上述无支架技术如虎添翼。
同时,采用泵灌顶升技术灌注管内混凝土,无需振捣,借混凝土自重挤压密实,工效高质量好。
此外钢管除与核心混凝土共同作为结构的主要受力部分外,在施工过程中可以作为支架和浇注管内混凝土的模板,使得施工方便、快捷。
工程实践表明[3],钢管混凝土与钢结构相比,在保持自重相近和承载力相同的条件下,可节省钢材50% ,并节省大量的焊接工作;与普通钢筋混凝土相比,在保持钢材用量相近和承载力相同的条件下,构件的横截面积可减少一半,从而使建筑空间得到加大,混凝土和水泥用量以及构件自重相应减少50% 。
另外,钢管混凝土本身的施工特点符合现代施工技术工业化的要求,可大量节约人工费用,降低工程造价。
钢管混凝土拱桥在造型艺术上也有着独特的优点。
拱桥是个极富美感的桥型,它的美在于优美的拱曲线孕育着强大的力量,产生一跃而过的力动感和跨越感,令人赏心悦目。
钢管混凝土拱桥以优美的弧形拱肋与直线形的梁、立柱(或吊杆)结合,呈现出刚柔并济、韵律优美的绰约风姿。
同时,钢管混凝土拱桥在造型上以及拱肋的布置上呈多样化。
拱肋截面可以做成哑铃形、三角形、四边形等,拱肋数量可以是单肋拱、双肋拱、三肋拱等,拱肋布置可以是平行桥面布置,与桥面斜交布置,两拱肋在拱顶连接布置等。
另外,按车承形式不同拱桥可以布置成上承式、中承式或下承式。
这样,可以根据功能和环境的不同采用不同的桥型和拱肋布置,使拱桥在满足功能的要求上,与拱桥所处环境相协调,从而使拱桥更具美感。
三、钢管混凝土拱桥发展趋势钢管混凝土拱桥结构性能优越,跨越能力大,结构体系灵活多样,既可以做成有推力拱,也可以做成无推力的系杆拱,并能很好地适应不同地质与地形,外形优美,因此倍受桥梁工程界青睐。
近几年随着对钢管混凝土结构研究的深入,钢管混凝土拱桥跨径记录在不断突破,形式在不断创新,技术在不断提高。
原哈尔滨建筑工程学院钟善桐教授曾撰文指出系杆拱桥的跨度可达600m左右。
同济大学的周念先教授则在文献[4]中提出:在500m~1000m的超大跨范围内,可供比选的方案有悬索桥、斜拉桥和系杆拱桥。
对于系杆拱桥,虽一时不具备1000m 的把握,但可以650m为第一步目标。
同时周念先教授进行了初步探讨,认为是可行的。
钢管混凝土拱在结构体系和施工方法上都具有更大的跨越能力,为拱桥跨径的继续向前推进提供了可能,相信经过广大桥梁工作者的努力,跨径650m 的拱桥在不远的将来会在我国实现,待有了成功经验后,再向1000m前进。