钢管混凝土拱桥的施工方法和结构设计
大跨度钢管混凝土拱桥拱肋整体吊装施工工法(2)
大跨度钢管混凝土拱桥拱肋整体吊装施工工法大跨度钢管混凝土拱桥拱肋整体吊装施工工法一、前言大跨度钢管混凝土拱桥是一种应用广泛的桥梁结构，其拱肋的整体吊装施工工法对于保证工程质量和提高施工效率起到重要作用。
本文将介绍大跨度钢管混凝土拱桥拱肋整体吊装施工工法的特点、适应范围、工艺原理、施工工艺、劳动组织、机具设备、质量控制、安全措施、经济技术分析和工程实例。
二、工法特点大跨度钢管混凝土拱桥拱肋整体吊装施工工法具有以下几个特点：1. 施工效率高：采用整体吊装施工，可将拱肋一次性安装到位，大大缩短了施工周期。
2. 质量可控：整体吊装能够保证拱肋的准确位置和正确姿态，提高了工程质量。
3. 运输成本低：整体吊装减少了拱肋在运输过程中的拆卸和组装工作，降低了运输成本。
4. 施工风险小：相比于分段施工，整体吊装减少了连接接头，降低了施工风险。
5. 施工环境要求低：整体吊装不受地形、土质等条件的限制，适用范围广。
三、适应范围大跨度钢管混凝土拱桥拱肋整体吊装施工工法适用于桥梁跨度较大，且工程条件允许使用吊车进行整体吊装的情况。
适用范围广泛，可用于公路、铁路、高速公路等各类桥梁工程。
法的理论依据是通过吊车将拱肋整体吊装到位，采取一系列的技术措施保证施工质量和安全。
首先，需要进行强度计算和结构稳定性分析，确保拱肋的设计满足工程要求。
其次，选择合适的吊车进行整体吊装作业。
吊车需具备足够的起重能力和稳定性，在吊装过程中需合理进行配重。
再次，制定详细的工艺方案，包括吊装方案、固定方案等。
通过调整吊装绳索的位置和姿态，保证拱肋能够平稳、准确地吊装到位。
最后，对吊装后的拱肋进行验收和固定，确保其稳定性和安全性。
五、施工工艺大跨度钢管混凝土拱桥拱肋整体吊装施工工艺主要包括以下几个施工阶段：1. 准备工作：确定施工现场、清理施工区域、安装施工临时设施等。
2. 吊装前准备：选择合适的吊车进行整体吊装作业，检查吊车的起重能力、稳定性和配重情况。
钢管混凝土系杆拱桥骨架整体吊装施工工法
钢管混凝土系杆拱桥骨架整体吊装施工工法1.前言辛丰公路南桥横跨京杭运河镇江段，主桥为跨径104.4m下承式钢管混凝土系杆拱桥。
由于京杭运河水运繁忙，且超千吨级的船舶及拖挂船队众多，当地海事部门要求施工期间不得断航。
为解决新建桥梁施工与航道运营的矛盾，中铁四局集团有限公司在施工中，通过对施工方案的研究和论证，科学组织技术攻关，并在施工过程中不断总结和改进，解决了通航河道上新建钢管混凝土系杆拱桥施工对航道运营干扰大的难题，取得了良好的经济效益和社会效益。
2．施工方法特点2.1采用“岸上拼装钢管系杆拱骨架，使用两台浮吊整体吊装”的方法，把水上拼装作业转化为陆地作业，一次吊装就位，最大限度降低了对通航的影响，提高了工效，保障了施工安全；2.2设计了岸地拼装支架系统，并对骨架整体吊装变形进行了计算，全过程对应力、应变、结构变形等信息进行监测，掌握各种工况下应力与变形情况，保证了工程质量。
2.3钢管混凝土系杆拱桥骨架岸地拼装成形，整体吊装就位，为其它工序工作面的开展创造条件，缩短了总体施工工期。
3．适用范围本方法适用于通航河道的系杆拱桥、钢桁梁桥等类似桥梁施工。
4．工艺原理首先，将工厂制作的拱肋节段单元运至现场，在组装支架上进行拼装作业，并在组装胎架上组拼系梁劲性骨架，同时安装吊杆套管，绑扎系梁部分钢筋，安装吊杆及吊索、临时中横梁和系梁吊模系统，完成骨架整体组装，并通过软件模拟合理设置骨架两吊点位置。
钢拱拼装完成后在海事部门批准的封航时间内，采用两台浮吊将主桥骨架整体吊装就位。
完成吊装后，进行主桥后续工序施工。
5．施工操作要点5.1操作要点5.1.1施工准备深入理解桥梁设计文件，如设计文件提供方案采用骨架整体吊装工艺，便按照设计步骤实施，加强过程监控；若设计文件中采取其他施工方法，则需要对骨架在吊装过程各工况进行强度、刚度及稳定性检算，确保施工安全和结构安全。
5.1.2岸地拼装场地布置结合骨架结构尺寸、浮吊起重能力、距桥位距离、航道作业宽度等条件，选择合理区域规划骨架岸地拼装场地。
下承式钢管混凝土系杆拱桥上部结构支架施工工法文本
下承式钢管混凝土系杆拱桥上部结构支架施工工法1、前言拱桥是一种最基本的桥梁结构，有着悠久的历史。
近年来，随着桥梁设计理论和方法的进步以及现代化施工技术的发展，再加上高性能材料的出现，拱桥朝着大跨度、结构新型化方向发展。
虽然钢管混凝土拱桥得到了跨跃式的发展，但在工程实践中也还有许多问题需要进一步改进或完善。
怎样确定合理的施工状态以保证施工过程中的安全就显得很有意义，科学合理的合理施工状态的确定方法可以为更大跨径的钢管混凝土拱桥的设计与施工保驾护航。
另外，对大跨径钢管混凝土拱桥来说，不同的施工过程对应着不同的成桥状态，拱结构的成桥状态应该是以轴力为主，尽量少的承受弯矩，不合理的施工状态一方面会降低施工过程中的安全性，同时还会使成桥状态的弯矩增加，导致不合理的成桥状态，给大跨度钢管混凝土拱桥的运营带来安全风险。
因此合理的施工状态应既能确保施工过程中的安全，同时又以成桥状态的受力为目标，尽可能的优化成桥状态下的受力性能。
只有既解决了成桥状态的受力问题，又解决了施工过程中的安全问题，大跨度钢管混凝土拱桥才能健康持续发展。
因此，本文以下承式钢管混凝土系杆拱桥钢管拱拼装关键技术为研究内容，并结合工程实际案例，对上述相关问题展开研究。
2、工法特点2.1施工速度快、效率高，人员、材料、设备投入少，施工成本低，经济效益显著；2.2适应性强，对后续钢管拱桥的施工具备一定的借鉴意义；2.3施工快捷，构件拼装采用了少支架法，对现浇纵横梁的结构质量影响小；2.4安装质量可靠，施工安全性高，易于控制，同时采用桥梁应力监控及线型监控措施，对成桥质量具有保障作用；2.5技术先进，可复制、易推广，满堂支架纵横梁现浇，保障了现浇质量，少支架法安装构件，解决传统满堂支架搭设对桥梁纵横梁质量影响的难题，桥梁监控的实施对桥梁应力及线型的保护作用意义重大，同时安装材料、设备通用性强，节约社会资源，潜在社会效益明显。
3、适用范围对下承式钢管混凝土系杆拱桥工程进行钢管混凝土拱桥现浇临时支架体系设计与施工、钢拱肋运输及安装施工技术、拱桥施工过程线形控制及稳定分析、下承式钢管混凝土拱桥施工监控技术等方面的研究十分必要。
钢管混凝土拱桥施工关键技术及稳定性分析
钢管混凝土拱桥施工关键技术及稳定性分析Chapter 1 Introduction钢管混凝土拱桥是现代桥梁结构中的一种重要形式，近年来在各种道路和铁路工程中得到了广泛的应用。
钢管混凝土拱桥的优越性能在于它具备了钢管和混凝土桥梁的优点，能够在大跨径和高荷载条件下承载结构，同时有较高的抗震能力和耐久性。
钢管混凝土拱桥的施工过程是一个具有挑战性的任务，它需要高度的技术知识和经验。
本文将介绍钢管混凝土拱桥的施工关键技术及稳定性分析。
首先，将介绍钢管混凝土拱桥的基本结构和设计要求。
其次，将讨论钢管混凝土拱桥的施工序列和关键技术。
最后，将对钢管混凝土拱桥的稳定性进行分析，以确保钢管混凝土拱桥的安全和可靠性。
Chapter 2 钢管混凝土拱桥的基本结构和设计要求钢管混凝土拱桥是由钢管和混凝土构成的，它具有轻质、高强、高刚性和良好的抗震性。
在设计中需要满足一些特殊要求，以确保桥梁的可靠性和安全性。
2.1 结构形式钢管混凝土拱桥是由一组弧形钢管和连接的混凝土组成的拱桥。
桥面直接支撑在钢管上，钢管和桥面一起受力。
为了保证桥梁结构的平衡和稳定，弓形钢管在跨度方向上把力传递到钢柱和混凝土砌块上。
钢管混凝土拱桥桥面上一般铺设混凝土板或钢板。
2.2 设计要求设计钢管混凝土拱桥需要满足以下要求：（1）满足各种相应的载荷要求，如荷载、地震、温度和疲劳等要求。
（2）搭建时拱出形状应满足理论形状，应校核拱形。
（3）设计应满足桥梁的稳定性，避免拱桥的侧扭和侧向振荡等现象。
（4）充分考虑钢管的保护性能，防止钢管的腐蚀和老化，确保整个结构的耐久性。
Chapter 3 钢管混凝土拱桥的施工序列和关键技术钢管混凝土拱桥的施工编排顺序应遵循钢管——加固空间网壳结构——混凝土固化。
钢管的高强度和铺装混凝土能极大地保护钢管不受机械损坏，从而延长桥梁的使用寿命。
3.1 钢管安装在施工中，首先需要进行钢管的加固与安装。
钢管的加固和安装关系到桥面的质量和稳定性，是整个结构的基础。
钢管混凝土拱桥(全)
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。
钢筋混凝土拱桥施工技术方法
钢筋混凝土拱桥施工技术方法钢筋混凝土拱桥施工技术方法钢筋混凝土之所以可以共同工作是由它自身的材料性质决定的。
首先钢筋与混凝土有着近似相同的线膨胀系数，不会由环境不同产生过大的应力。
下面是店铺为大家整理的钢筋混凝土拱桥施工技术方法，欢迎大家阅读浏览。
一、拱桥的类型与施工方法1、类型按拱圈与车行道的相对位置以及承载方式分：上承式、中承式、下承式按拱圈混凝土浇筑的方式分：现浇混凝土拱、预制混凝土拱再拼装2、主要施工方法按拱圈施工的拱架(支撑方式 )：支架法、少支架法、无支架法施工方法选用：根据拱桥的跨度、结构形式、现场施工条件、施工水平等因素3、拱架种类与形式拱架种类按材料分：木拱架、钢拱架、竹拱架、竹木混合拱架、钢木组合拱架、土牛拱胎架按结构形式分：排架式、撑架式、扇架式、桁架式、组合式、叠桁式、斜拉式选用拱架原则：拱架应有足够的强度、刚度和稳定性，同时要求取材容易、构造简单、受力明确、制作及装拆方便，并能重复使用二、现浇拱桥施工1、一般规定装配式拱桥构件吊装时，混凝土的强度不得低于设计要求，无设计要求是，不得低于设计强度值的75%拱圈(拱肋)放样是应按设计要求设预拱度，当设计无要求时，可根据跨度大小、恒载挠度、拱架刚度等因素计算预拱度，拱顶宜取计算跨度的1/1000-1/500;放样时，水平长度偏差及拱轴线偏差，当跨度大于20m时，不得大于计算跨度的1/5000;当跨度小于或等于20m，不得大于4mm拱圈(拱肋)封拱合龙温度应符合设计要求，当设计无要求时，宜在当地年平均温度或5-10°C时进行2、在拱架上浇筑混凝土拱圈跨径小于16m的拱圈或拱肋混凝土：应按拱圈全宽从两端拱脚向拱顶对称、连续浇筑，并在拱脚混凝土初凝前全部完成，不能完成时，则应在拱脚预留一个隔缝，最后浇筑隔缝混凝土跨径大于或等于16m的拱圈或拱肋：宜分段浇筑;分段位置：拱式拱架宜设置在拱架受力反弯点、拱架节点、拱顶及拱脚处;满布式拱架宜设置在拱顶、1/4跨径、拱脚及拱架节点等处;各段的接缝面应与拱轴线垂直，各分段点应预留间隔槽，其宽度宜为0.5-1m，当预计拱架变形较小时，可减少或不设间隔槽，应采取分段间隔浇筑分段浇筑程序应符合设计要求，应对称于拱顶进行，各分段内的混凝土应一次连续浇筑完毕，因故中断时，应将施工缝凿成垂直于拱轴线的平面或台阶式接合面间隔槽混凝土浇筑应由拱脚向拱顶对称进行，应待拱圈混凝土分段浇筑完成且强度达到75%设计强度且接合面按施工缝处理后再进行分段浇筑钢筋混凝土拱圈(拱肋)时，纵向不得采用通长钢筋，钢筋接头应安设在后浇的几个间隔槽内，并应在浇筑间隔槽混凝土时焊接浇筑大跨径拱圈(拱肋)混凝土时，宜采用分环(层)分段浇筑方法浇筑，也可纵向分幅浇筑，中幅先行浇筑合龙，达到设计要求后，再横向对称浇筑合龙其他幅拱圈(拱肋)封拱合龙时混凝土强度应符合设计要求，设计无要求时，各段混凝土强度应达到设计强度的75%;当封拱合龙前用千斤顶施加压力的方法调整拱圈应力时，拱圈(包括已浇间隔槽)的混凝土强度应达到设计强度三、装配式桁架拱和刚构拱安装1、装配式桁架拱、刚构拱采用卧式预制拱片时，为防止拱片在起吊过程中产生扭折，起吊时必须将全片水平吊起后，再悬空翻身竖立2、大跨径桁式组合拱，拱顶湿接头混凝土，宜采用较构件混凝土强度高一级的早强混凝土3、安装过程中用全站仪，对拱肋、拱圈的挠度和横向位移、混凝土裂缝、墩台变位、安装设施的变形和变位等项目进行观测4、拱肋吊装定位合龙时，应进行接头高程和轴线位置的观测，以控制、调整其拱轴线，使之符合设计要求。
钢管混凝土系杆拱桥施工(2021整理)
钢管混凝土系杆拱桥施工一、施工筹办，做好防水，防止雨季浸泡。
在立杆底部铺设垫层和安放底座，垫层可采用厚度≥20cm 的混凝土或厚度≮10cm的钢筋混凝土或厚度≮5cm的木板。
支架使用前须全程预压，不克不及以一孔预压取得的经验数据推概全桥。
静压5d 〔120h〕以上及到达沉降不变状态2d〔48h〕以上，沉降不变尺度：24h沉降不超过1mm.以激光照准和精密测标组成定位系统；监测工程为拱肋的线形变化、拱脚位移和拱脚沉降。
在每节拱肋端头设置固定的测量控制点，控制点设在拱肋中线位置。
施工放样及查抄都采用全站仪进行，每架设一节段拱肋，对全部控制点都要进行不雅测。
此外，对拱座的偏位进行不雅测。
钢管拱对温度，出格是日照影响非常敏感。
为了减少温度和日照对线形控制的影响，标高的测量包罗合拢时间都安排在凌晨。
二施工方法〔1〕拱圈施工采用在工地加工厂进行弯制成拱肋单元，再拼装成拱肋，由缆索起吊安装成形。
钢管混凝土浇筑采用泵送顶升法工艺，由拱脚向拱顶对称均衡浇筑。
钢管混凝土劲性骨架作为外包拱圈混凝土施工的立模支架，外包拱箱混凝土分环分段对称、均衡施工，拱脚部份的箱肋顶、底板逐渐加厚成实体。
〔2〕拱肋施工拱肋钢管采用定购的无缝钢管，拱肋钢管的弯制、加工以及吊段的形成在工地加工厂进行，拱肋吊段的总拼场地安插在桥台化工厂端，要求与桥台在同一高程上，总拼场地长度要求超过100m，宽度不小于80m。
拱肋骨架加工采用计入了预拱度的拱肋放样坐标。
预拱度在拱顶按设计总值下样，再以挠度曲线的规律分配至各节点上。
拱肋各弦杆加工后各节点中心位置均能接近设计位置，其误差值应小于5mm。
拱肋按节施工后，再总拼装成三段，由缆吊起吊安装成形。
边拱肋段吊装后由索扣、拱铰形成受力平衡体系。
中间拱肋段就位时，由索扣调整整个拱肋的预拱度值及线形。
拱肋加工工艺流程：钢管弯制→单片拼焊→拱肋组焊→分单元运输→现场吊装。
①下料下料前对管材、板材和型材的形状进行查抄，按工艺文件的要求放样和号料：包管放样和号料的精度符合尺度的要求。
钢管混凝土简支系杆拱桥施工方案
吊杆从拱背上向下挂索
首先将下锚头的螺母球 旋下，上锚头的螺母旋 至计算好的标记位置。 其次 连接上吊装用内 锚环吊具起吊运至待安 装处，然后人工在拱背 吊杆锚垫板处安装好球 铰，将下锚头竖直对准 吊杆预埋管，徐徐下降 工作吊篮直至吊杆悬挂 于拱背上。
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根据图中所示数值进行对准梁下吊杆位置
拱肋、腹板开压浆孔、排气孔
止流阀的制作
安装止流阀
泵机空转试运转
泵送清水冲洗管道
泵车与混凝土输送管连接
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混凝土溢出后停止注浆
坍落度试验
混凝土压注
拱肋钢管在拱顶设 一组排气孔,在拱座 处各设一组进料口, 待泵送混凝土完毕 后,封死排气孔及进 料口；
拱肋内泵送混凝土必须连续 进行，一次完成，中途不得 停顿，待上端排气孔正常出 浆后方可停止，泵送过程中 应始终对拱桥进行监控，防 止发生“冒顶”；
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完成桥面下临时支架的施工; 台柱顶安装永久支座，现 浇端横梁、拱脚、加劲纵梁及中横梁，张拉预应力束。
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台柱顶安装永久支座 支座处大样
支座安装示意图
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在支架上现浇拱脚，加劲纵梁及横梁 拱脚
现浇纵梁
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现浇横梁
现浇横梁
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张拉部分加劲纵梁预应力束T1、T3、T4、T6钢束
吊杆安装控制
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吊杆从拱腹下向上穿
对于靠近拱顶的长吊杆 ，首先在拱背上正对吊杆 孔高度约50cm处设一转 向轮，将提升吊杆的牵引 绳通过转向轮从吊杆上螺 母、上球铰、拱肋预埋管 穿过备用。人工将吊杆运 至待挂索吊杆孔下，将上 锚头内锚环吊具与吊杆牵 引绳相连。然后徐徐收紧 牵引绳将吊杆从拱下提升 穿过拱肋预埋管，当上锚 头露出拱背锚垫板后，即 可边提升，边旋上上锚头 螺母，直至达到螺母标记 位置，放松牵引绳将吊杆 悬挂于拱背上。
钢管混凝土系杆拱桥先梁后拱法施工工艺
3.3.1.8钢管混凝土系杆拱桥施工3.3.1.8.1施工方案本标段共5孔96米跨钢管混凝土系杆拱桥，拱肋为平行拱肋，拱肋采用悬链线，失跨比f/l=1/5，悬链线系数m=1.167，横截面为哑铃形钢管混凝土，钢管外径为1.0m。
结构布置采用刚性系梁刚性拱，系梁截面为单箱三室截面，梁宽17.1m、梁高2.5m。
吊杆为交叉斜吊杆，吊杆间距为8m，吊杆由127根φ7平行钢丝束组成。
钢管混凝土系杆拱桥上部结构施工根据桥位不同的地形条件选择采用不同的施工方案。
对于桥下无通车、通航要求的桥位或虽有通国通航要求但可进行局部改移后搭设施工支架的桥位，考虑采用“先梁后拱”的施工方案，即搭设支架施工拱座及系梁，然后再在系梁之上拼装钢管拱肋，竖向转体合龙，拱肋合龙后灌注钢管内混凝土，混凝土达到强度后安装并张拉吊杆。
对于桥下有通车、通航要求，无法进行改移，不能搭设施工支架的桥位，考虑采用“先拱后梁”的施工方案，即先在墩旁搭设支架浇筑系梁端部及拱脚，然后利用缆索分段吊装钢管拱肋，钢管拱肋合龙后灌注钢管内混凝土，混凝土达到强度后利用挂篮分段浇筑系梁，逐段安装吊装，直至系梁合龙。
3.3.1.8.2施工工艺1）先梁后拱法施工（1）施工步骤钢管混凝土系杆拱桥施工主要步骤如下图所示。
插入“凝土系杆拱桥施工步骤图”先梁（2）支架现浇系梁A）工艺流程见支架现浇系梁工艺流程图支架现浇系梁工艺流程图B）支架设计及安装支架采用墩梁式支架，支墩采用八三式军用墩，便梁采用贝雷梁，考虑拱脚处为实心截面，梁体重量较大，支架跨度取得较小。
支架结构应具有足够的强度、刚度和稳定性；对支架的承载力及局部稳定性和整体稳定性必须进行检算。
支架设计检算应考虑以下荷载：梁体、模板、支架的重量；施工荷载；风荷载；水中施工还应考虑流水侧压力。
支架杆件应力安全系数应大于1.3，稳定性安全系数应大于1.5。
支架基础必须具有足够承载力，不得出现不均匀沉降，本支架临时支墩基础采用桩基础，桩基数量及长度根据地质条件计算确定。
钢管混凝土拱桥
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钢管混凝土拱桥的构造
钢管混凝土拱肋——吊杆
Ø 锚固在拱肋的吊杆锚具。
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钢管混凝土拱桥的构造
钢管混凝土拱肋构件的节点与连接——基本要求
Ø 连接节点必须满足强度、刚度、稳定性要求。 Ø 节点及连接构件应构造简单、整体性好、安全可 靠、节省材料、方便施工。 Ø 钢管混凝土的连接设计必须保证可靠地传递内力。
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钢管混凝土拱桥的计算
计算方法
Ø 设截面在形成过程中，各阶段产生弯矩ΔM1、 ΔM2，各阶段截面惯矩Ι1、Ι2、Ι（总惯矩）， 面积A1、A2、A（总） 。 Ø 内力叠加法
σ=
∑ N ± ( ∆M
A
1
+ ∆M 2 ) yt EI
Ø 应力叠加法
σ=
41
∆N1 ∆M 1 y1 ∆N 2 ∆M 2 y2 + + + +K EI 2 A1 EI1 A2
Ø 钢管混凝土拱桥的受力与施工过程有关。 Ø 空钢管和未凝固的混凝土重力由空钢管承担，按钢 结构计算（强度、变形和稳定）。 Ø 混凝土凝固及强度提高后，混凝土与钢管一起受 力。 Ø 拱上建筑、二期恒载及活载均由钢管混凝土共同承 担。 Ø 混凝土考虑套箍效应影响的提高：钢管混凝土的承 压能力比一般混凝土提高150％－175％，应考虑提 高的影响。
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钢管混凝土拱桥的构造
实例——广东南海三山西大桥计算特点
Ø 主跨、边跨及基础作为整体建模计算，考虑基础水平抗 力。 Ø 计算考虑了混凝土收缩、徐变、温度变化、基础不均匀 沉降、水平位移的影响内力。 Ø 采用美国Nastran程序计算了5种工况的空间稳定分析， 安全系数大于4 。
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钢管混凝土拱桥的构造
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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。
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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.2。
1。
2整体（或大段）吊装施工方法整体吊装施工方法也称为三大段吊装施工方法。
主跨分三段，边段利用鹰架悬臂拼装或采用龙门吊机与起吊塔架共同起吊就位，同时调整好拱肋空间位置，中段两肋连同横撑在岸上拼装，用临时拉杆拉住,整体浮运到桥位，利用鹰架和主拱拱肋悬臂段设置提升设备将中段提升就位,解除中段临时系杆，然后合拢，如图1所示。
这种施工方法，美国的弗里蒙特桥曾采用，该桥为最长跨度悬臂系杆拱桥主跨为382.65m ，1973年建成。
三段吊装法，工期短,将大量的现场工作转移到工厂内,能确保拱轴线及质量，不受桥头拆迁控制，占地较少，对城市建桥尤为重要；与引桥施工不发生干扰,机具设备少，临设材料可以大量回收，节省投资;技术可行，且施工不复杂，安全度校高。
但该施工方法，长大段钢管拱肋的运输受水位及河道的限制；工厂制造需要有较大的场地和下河码头等。
这种施工方法在国内尚无先例。
2．1．3双塔缆索吊机法该缆索吊机塔架之缆塔和扣塔合二为一,并于前塔上附加后塔形成空间框架结构,故称为双塔缆索吊机施工法。
如图2：这种施工方法，塔架刚度较大，可不设缆风.吊装操作方法为：①拼装缆索吊和塔架，安装缆索吊机缆索及机械部分，试吊合格后投入使用；②工厂内制造钢管拱桁架节段并予以试样,合乎要求后按顺序下河运到桥轴位处抛锚定位；③对称按序逐节段起吊、对位、扣索、连接、调整拱肋空间位置，挂锚索，对称同步张拉相应扣、锚索；④调整与控制塔架水平位移调整与控制拱肋各节段的高程及平面位置；⑤全面检查与调整拱肋轴线控制点高程及平面位置.焊接各节段接头处外包钢板。
这种施工方法为缆索吊机的特例，具有一般缆索吊机施工方法的优点，但因不设缆风索，可大幅压缩桥址区红线外征地，节省投资。
但是缆塔和扣索塔合二为一，使两者之间的变形连为一体，相互影响,施工调整与控制较为不便，体系构造复杂,受力不很直观.我国江汉三桥下承式钢管拱桁架系杆无铰拱桥采用此方法施工，主跨280m 。
2．2转体施工法2．2．1平面转体施工法(1）有平衡重转体施工，平衡重转体主要由平衡体系，转动体系(转轴及环道）和位控体系三部分组成.其平衡体系一般利用桥台或配重来平衡主拱，转动体系为拱脚后的球铰；同时在球铰周围布置千斤顶或卷扬机使转动轴转动,转动轴上的半跨拱肋随之徐徐转动，直到就位。
如图3所示。
我国的黄柏河、下牢溪大桥，跨径均为160m 采用此法施工，转体重量达36000KN 。
(2）无平衡转体施工，是采用锚碇体系平衡悬臂主拱，取消平衡重，而节省材料。
锚碇体系由作为压杆的主柱，作为撑梁的引桥主梁以及后锚等部分组成，如图4所示。
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2.2竖向转体施工法竖向转体是根据桥位的情况，采用在桥轴线竖向而预制半拱肋，然后再从两边向上或向下转体施工就位的施工方法，一般用在小跨径的拱桥上。
如图5所示.三峡莲沱大桥采用此法施工，净跨48.3m+114m+48.3m 钢管混凝土带悬臂中承式刚架系杆拱桥。
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2。
3双向转体施工当桥位处地形不允许拱肋在桥位的设计平面或轴线竖面预制时，可采用竖转加平转施工。
其转动设竖向转轴和平转体系满足双向转体施工。
我国的河南安阳文峰路立交桥采用竖转加平转法施工,主跨为135m的钢管混凝土刚架系杆拱；广州丫髻沙大桥，主跨为360m带悬臂的中承式刚架系杆钢管混凝土拱桥.2.3有支架吊装法根据桥位处的地形及设计情况可采用有支架吊装法进行钢管主拱肋的架设。
拱肋的吊装仍采用缆索系统,不同之处是在每一拼接处设置支架，使拱肋的连接和焊接在支架上进行。
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6所示。
采用此法施工的有延安王家坪大桥净跨190m的中承式钢管混凝土拱桥,天津塘沽彩虹大桥主桥3跨168m下承式系杆钢管混凝土拱桥等。
3 钢管拱混凝土的灌注3。
1拱肋钢管内混凝土的灌注钢管混凝土拱桥钢管内的混凝土优先采用泵送顶升法灌注，对小跨径的钢管混凝土拱桥也可采用浇注捣固法。
拱肋钢管内混凝土一般采用微膨胀混凝土，要有一定的流动性，混凝土中所用的各中外掺剂，如减水剂、微膨胀剂、粉煤灰等品种的选用和掺用量均应通过试验确定.泵送混凝土坍落度一般为18～22cm。
泵送顶升法采用混凝土输送泵将混凝土从低处向高处顶升,当加载程序是从拱脚往拱顶一次浇注时，从两端拱脚向拱顶泵送，拱顶附近开排气孔.当拱肋钢管较长时，可采用“分仓法"进行泵送顶压,每隔仓段顶部设排气孔，如图7所示。
对于单管拱肋钢管，只要同时对称灌注即可，组合截面应先灌注上、下缀板仓由跨中自拱脚同时浇注下层内侧钢管（待达到要求的强度后）下层外侧钢管上层内侧钢管上层外侧钢管拱脚实腹段混凝土。
如图8所示。
泵送混凝土时两边泵送速度应加强协调,尽量对称顶升，特别是接近拱顶时要注意避免一边上升过快越过拱顶，引起钢管骨架的纵向振动.人工浇灌时,混凝土从浇注段的上端灌入，但混凝土落差不宜太大以免混凝土离析.在钢管上开浇灌孔，孔径一般为φ200mm，通过漏斗下料,振动可用插入式振动棒振捣。
为此应在钢管上开设振捣孔，一般振捣孔和浇灌孔相隔设置，振捣孔直径视振动棒大小而定，一般为150mm;浇灌孔开孔距离不应大于振动器的有效工作范围和2～3m的水平距离.混凝土通过振动孔和浇灌孔时可稍溢出，然后在开口盖板原位点焊,使混凝土强度达到设计强度的50%后，再按设计要求进行补焊.混凝土在灌注时，钢管内混凝土温度控制在60℃以下,以免微膨胀混凝土失效。
钢管内灌注混凝土的密实度可采用敲击钢管和超声波检测.若混凝土不密实的部位，应采用钻孔压浆法进行补强。
当缺陷较小时，压环氧树脂;当缺陷较大时，可压高标号砂浆，压浆后将钻孔补强焊牢。
3。
2钢管作为劲性骨架外包混凝土的灌注用钢管作为劲性骨架的大跨度拱桥近年较多，如四川内江新龙坳大桥主跨净跨117.8m ，江西德兴钢矿太白大桥净跨130m ，广西邕宁邕江大桥计算跨径312m 均为钢管混凝土劲性骨架桥，架设后管外包混凝土形成箱型拱肋。
四川万县大桥主桥净跨420m ，为钢管劲性骨架,该桥为世界同类桥中跨度最大者。
钢管劲性骨架已形成一个稳定的整体结构，为吊装模板及施工脚手架提供了方便，可以按照设计要求的加载程序分段，分层地灌注拱圈砼，并进行拱上结构施工。
4 钢管防锈处理4.1钢管除锈钢管除锈通常采用机械法中的喷砂除锈，抛丸除锈辅以化学清洗。
除锈方法与除锈等级与设计采用的防腐材料有关。
一般要求钢管外侧表面无油污、氧化皮、锈迹等杂物，表面呈钢材金属光泽，以确保除锈质量. 4。
2防腐保护层钢管外露面需要防腐处理，常用的方法有金属涂层和非金属涂层，现介绍如下：4。
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1金属涂层（1)阴极防腐涂层,这类涂层若存在孔隙，则会在涂层与钢材表面形成电池引起腐蚀,施工难度大，工艺复杂，难以保证质量,一般不采用.镀锡层等属于阴极防腐。
（2)阳极防腐涂层，锌、铝等属于阳极防腐涂层，其防腐效果较好，也称为长效复合防涂层，主要工序为先热喷一定厚度的铝镁合金，再以锌磺环氧树脂作封闭层,面层用氯化橡胶涂敷，保护层的总厚度约300μm.其中铝镁合金层厚200μm,其余2层为100μm，此法一次费用较高，有关资料表明，其防锈年限可达30年以上,以长远效益看，用长效复合保护层可降低后期的维修保养工作。
目前先进的GCM特种长效金属防腐防护系统，有关资料表明，防锈年限可达50年，这种防护系统有以下显著特点：①GCM防护系统由密闭层、强度层、耐候层三层结构构成,三层总厚度一般在1000μm以上,使其成为防腐、防护系统.②GCM防护系统在固化时系统自身产生收缩，使之紧固于金属表面，不会因产生“滑移”、“脱层”、“刺伤”而使防护失败。