钢管混凝土拱桥结构设计探讨
关于钢管混凝土拱桥若干问题的探讨
关于钢管混凝土拱桥若干问题的探讨1、混凝土的泵送在钢管中泵送填充混凝土与敞开灌注的混凝土泵送和布料大不相同。
（1）前者是以混凝土在钢管中形成柱塞被推动顶升，而后者则是以混凝土翻滚的方式扩展上升；（2）前者在泵送过程中是不振捣，而后者则可以边振捣边灌注。
由于混凝土在钢管中的泵送不能依靠激活其六塑性以减少顶升阻力，所以对钢管混凝土的泵送关键是要掌握好混凝土的流塑性，要在混凝土的流塑性未完全损失前完成灌注作业。
混凝土的流塑性与初凝时间是两个概念。
混凝土可以不初凝，但若不流动，就无法泵送。
混凝土的流塑性，是指其和易性、流动性，在灌注中表现为扩展范围大、摊铺快。
混凝土的流塑性损失很快，实验表明：以塌落度22CM的混凝土为例，在温度25℃，1H后流塑性损失可达25%，2H后损失45%；3H后损失70-100%。
因此，对钢管混凝土的泵送，必须围绕3H以内填充完一个隔仓来划分钢管内分割仓的设置密度。
2、吊杆吊杆的上端固定于拱背下端固定于桥面系横梁，温度变化时上端沿曲线拱背变位，下端沿水平拱弦变位，上下端产生错位，从而在上下两端固定处因局部挠曲而产生附加应力。
此附加应力在跨中吊杆处为零，愈向拱脚处愈大，因为愈向拱脚方向吊杆上下端的错位愈大。
特别是靠近拱脚处的吊杆短，由于错位而产生的附加挠曲应力就更大。
可以考虑在靠近拱脚的几根吊杆上加设弧形垫片。
3、缆索吊机塔架与扣索塔架缆索吊机塔架与扣索塔架合二为一成为具有拱肋吊装和拱肋锚固双重性能的符合型塔架，在施工过程中会产生什么影响呢？主要的顾虑是担心拱肋的吊装将导致拱肋锚固点的不规则位移，因此影响安装精度。
实践中采用的措施是，把固定两岸塔叮的压塔索及背索不仅作为稳定两塔的缆风，同时还起到限制塔顶位移的作用。
压塔索及其背索，事先给予限制塔顶位移所需的预应力值，塔顶在拱肋安装过程中为压塔索—背索预应力系统所约束，其位移将被限制在可控范围内。
钢管混凝土设计施工中存在的一些问题⑴钢管用材问题。
钢管混凝土拱桥施工中几个问题的探讨
钢管混凝土拱桥施工中几个问题的探讨刘志勇 王军文(石家庄铁道学院土木工程分院,石家庄050043)摘 要 对钢管混凝土拱桥施工过程中遇到的几个问题 节点的设计与施工、架设方法、管内混凝土的灌注及其运动规律进行了详细阐述。
关键词 钢管混凝土拱桥 施工1 引言由于钢管混凝土具有承载力高、塑性和韧性好、节省材料、施工方便等特点,因而在建筑和桥梁工程中的应用越来越广泛。
钢管混凝土拱桥由于其能够充分发挥材料的性能、节省造价、适用于无支架施工,以及钢管拱劲性骨架可采用转体法或缆索吊悬拼法施工,混凝土可采用顶升泵送法施工,这就使得钢管混凝土拱桥在全国范围内已成了大跨度拱桥建设的首选桥型,其应用前景十分广泛,在山区采用这种桥型尤为适合。
钢管混凝土拱桥与其他类型的拱桥相比,虽然其受力机理没有变化,但钢管混凝土拱桥有其自身的特殊性。
由于钢管混凝土用在拱桥上时间还不长,施工技术规范刚颁布不久,因而在一些施工细节问题的处理上还不够成熟和完善。
本文主要结合笔者在京张高速公路施工时的实践经验,对钢管混凝土拱桥施工中遇到的几个问题进行了详细探讨。
2 关于节点设计与施工问题的探讨节点主要指拱肋与拱脚连接处的节点、采用吊装悬拼时拱肋与拱肋的接头、拱上立柱与拱肋的连接。
2.1 肋与拱脚连接处的节点以钢管拱肋作为劲性骨架的拱桥大都采用预埋套管,套管直径比骨架钢管直径略大。
预埋管的设计直径,应根据预埋套管的长度和缆索吊悬拼施工时需要预抬高的高度来确定。
施工时要确保预埋套管的精度,灌注拱座混凝土时应在套管周围预埋直径大于16mm 的钢筋,待拱肋合拢后钢筋与钢管焊接。
大直径钢管拱肋与拱脚采用的连接方式,主要是在拱脚预埋钢板,并预埋高强螺栓,然后与拱肋封底钢板用高强螺栓连接。
施工时特别要注意钢板的预埋精度和钢板的加固定位。
预埋钢板位置的准确性,直接关系到拱肋的拱轴线是否满足要求。
在设计中对预埋钢板一般没有加固措施,所以在拱座混凝土灌注前,应用型钢对预埋钢板进行加固,以确保混凝土灌注时预埋钢板位置的准确性。
对钢管混凝土拱桥受力分析及性能探讨
对钢管混凝土拱桥受力分析及性能探讨摘要:钢管混凝土拱桥设计是常见而又复杂的实际问题，针对钢管混凝土受力性能及抗震横向对提高拱肋的横向稳固性起到了极大的作用, 一同避开了拱顶段管内混凝土不密实的问题.本文笔者以下进行了分析。
关键词:钢管混凝土;拱桥设计；抗震；分析1 有限元模型简介某大桥的受力分析采用大型通用程序A N-SYS 进行计算.建模时, 拱肋、桥面纵梁、横梁采用空间梁单元, 其中钢管混凝土拱肋段采用双单元法建模, 即在模型离散时, 在同一段有限元模型中将钢管和混凝土分别作为两根杆件输人, 但同时保证二者的节点坐标完全相同, 在相同的节点间建立两个单元, 一个单元赋予钢管的材料属性, 另一个单元则赋予混凝土的材料属性, 这样两种材料的应力—应变关系可以得以输人[4]; 系杆与吊杆采用拉杆单元, 桥面系采用梁格法模拟. 桩基的计算模型是用弹簧支承来模拟地基的水平抗力, 用m 法进行计算.全桥共374 个节点,4 2 个梁单元, 有限元模型见图1图1 某大桥有限元模型2 横向一类稳定计算某桥成桥后进行了静动载测试本文在进行横向稳定计算时, 以静载测试的四个工况为模型的荷载, 计算某大桥在各个工况下的一类稳定系数(特征值)静载试验共进行了 4 个工况: 工况一为按口 4 点弯矩最大; 工况二为拱脚负弯矩最大江况三为拱顶正弯矩最大; 工况四为拱脚推力最大布载。
分析时以管内混凝土填充长度系数α为参数(参数a 含义见图3).0 < a < 0.5 时为复合拱; 当a= O 时为钢管拱; 当a = 0.5 时, 为钢管混凝土拱.计算中不考虑材料的非线性计算结果见图2.图2稳定系数变化趋势图对该桥的弹性一类稳定分析表明, 在各种加载工况下, 一阶弹性失稳模态不受混凝土充填系数a的影响, 均为面外失稳，但α对稳定系数有影响.当a 从0 变化至1/ 12 时, 稳定系数缓慢增长, 最大仅增加4.8% ; 此后, 稳定系数增加较快,当a 趋近L/4 时, 稳定系数均达最大值(除工况三) ; 此后随a 增加稳定系数反而下降, 在α=0.4 17 时达到最低点后又开始上升, 到a =0.5(钢管混凝土拱)时稳定系数达到第二个峰值.因此, 从弹性一类稳定系数来看, 坡充系数太小(小于1/ 1 2) 时管内混凝土对稳定系数提高的作用较小, α在0.25 附近时, 效率最高; 超过0.25 时反而降低了拱的稳定性能, 这可能是此时刚度增加的有利作用小于拱肋自重产生的不利影响. 当然,钢管混凝土拱的稳定系数最大, 但从复合拱的角度而言, 钢管与钢管混凝土在拱肋L/4 处相接, 结构一类弹性稳定性最好。
钢管混凝土拱桥徐变效应研究
钢管混凝土拱桥徐变效应研究全文共四篇示例，供读者参考第一篇示例：钢管混凝土拱桥是一种将钢管和混凝土结合成一体的结构形式，具有良好的抗震性能和承载能力。
在实际施工和运用过程中，钢管混凝土拱桥的徐变效应却成为了一个不容忽视的问题。
徐变效应是指在长期荷载作用下，材料会发生形状和尺寸的变化，从而降低结构的刚度和强度。
本文将对钢管混凝土拱桥徐变效应的研究进行探讨，以期为相关工程的设计和施工提供参考。
一、钢管混凝土拱桥的徐变效应1. 徐变现象徐变是指在恒定应力作用下，随着时间的推移，材料的应变会逐渐增加。
这种现象在高温和高应力下尤为显著，但在常温下也不可忽视。
徐变会导致结构的变形和破坏，影响其使用寿命和安全性。
2. 钢管混凝土拱桥的特点钢管混凝土拱桥结构复杂，受力状态较为严格，徐变效应对其影响较大。
由于拱桥的整体结构是由钢管和混凝土共同组成，不同材料之间的徐变特性不同，容易导致结构的失稳和破坏。
3. 徐变效应的影响徐变效应会导致钢管混凝土拱桥的结构变形和应力集中，从而降低其使用寿命和安全性。
徐变还可能引起结构的开裂和变形，影响桥梁的正常使用。
1. 国内外研究进展目前，国内外学者对钢管混凝土拱桥的徐变效应进行了一系列研究。
通过实验、仿真和理论分析等方法，揭示了徐变对拱桥结构的影响机制和规律，为相关工程的设计和施工提供了参考依据。
2. 重点研究内容钢管混凝土拱桥徐变效应的研究重点主要包括徐变机制、影响因素、预测方法等方面。
通过对钢管和混凝土材料的徐变特性进行分析，建立相应的数学模型，预测结构在长期荷载下的行为。
1. 优化设计方案在设计时，应合理选择材料、结构形式和截面尺寸，降低结构受力的不均匀性，减小徐变效应的影响。
考虑结构在长期使用过程中的变形和损伤，提高结构的安全性和可靠性。
2. 监测与维护定期对钢管混凝土拱桥进行结构健康监测，监测结构的变形和应力变化情况，及时发现并处理潜在的问题，延长结构的使用寿命和保障其安全性。
【钢管混凝土拱桥拱座结构受力分析】钢管混凝土拱桥结构及受力特点分析
【钢管混凝土拱桥拱座结构受力分析】钢管混凝土拱桥结构及受力特点分析某中承式钢管混凝土拱桥拱肋的理论计算跨径为152m，拱肋直径1.5m，厚度为2cm，内部浇筑C50混凝土，计算矢高为47m，矢跨比为1/3，拱肋拱轴线采用倒悬链线，拱轴系数为1.55。
拱肋采用圆形截面，主梁采用扁平流线形钢箱截面，拱肋设18对吊杆。
下部结构为钢筋混凝土拱座及承台接钻孔灌注桩基础。
桥面铺装采用6cm 厚环氧沥青。
钢箱梁主体结构均采用Q345-C钢，钢箱拱肋结构采用Q345D钢，其技术指标应符合《低合金高强度结构钢》（GB/T1591-94）的相关要求，盖梁及墩柱采用C40混凝土，拱座及承台采用C30混凝土，基桩采用C25混凝土。
桥梁设计荷载为公路-I级，人群荷载5.0KN/m2；环境类别为II类；设计安全等级为一级。
Midas/Civil有限元模型使用Midas/Civil建立全桥模型，本桥3D模型按照桥梁设计选择相应的材料和截面特性。
模型划分共计368个节点，378个单元，其中梁单元360个，桁架单元18个，考虑到的各作用效应有：（1）恒载：自重以及设计荷载；（2）均匀温度：结构因均匀温升、温降，梯度温升、温降产生的作用效应按《公路桥涵设计通用规范》（JTG D60-2004）规定计算。
（3）支座沉降：支座不均匀沉降按1cm考虑。
（4）车辆荷载：按最不利车辆荷载考虑，车辆为公路—I级五车道，人群荷载为5.0KN/m。
本桥考虑2.5%的桥梁纵坡。
模型节点单元见图3。
其中，拱肋单元编号为155~322，共计167个单元。
图1 钢管混凝土拱桥有限元模型永久作用分项系数按照作用对结构承载能力不利的情况选取，可变作用分项系数按照规范的要求进行取值。
各荷载组合系数见表3。
表3 荷载组合系数名称荷载工况组合系数结构恒载自重+二期1.1车辆荷载公路—Ⅰ级1.4支座沉降1cm 1.0温度荷载±20℃ 0.7计算结构自重+二期+车辆荷载+升、降温效应（±20℃）+支座沉降（1cm）作用下的拱肋内力。
钢管混凝土拱桥施工技术的探讨
钢管混凝土拱桥施工技术的探讨摘要：介绍芷江县舞水大桥钢管混凝土系杆拱桥施工中构件预制、起吊、安装等施工技术。
可为同类工程提供参考。
关键词：拱桥；构件施工;起吊安装；引言近年来，钢管混凝土系杆拱桥以其跨度大、结构轻、省建材、外形美观等优点，被广泛应用于公路工程。
但该桥型技术复杂，施工难度大，已经暴露和潜在的问题还很多，亟待广大工程技术人员在实践中不断探讨和完善，本文将结合工程实践就施工关键技术进行阐述。
1、工程概况芷江县舞水大桥是芷江县城跨越舞水河的第四座桥梁，位于芷江三桥上游大约二百米，是芷江老城到新开发区之间的便捷通道，桥梁起于芷江县政府旁沿河路，全长278.0m，该桥的建成将有利于芷江县城城市的发展，为再造芷江新城提供基础保障。
桥梁上部结构是20（空心板）+69.5（下承式钢管拱）+88（下承式钢管拱）+69.5（下承式钢管拱）+20m（空心板）,全长278.0m。
空心板采用预应力结构。
中跨计算跨径88m,边跨计算跨径68m，中跨拱肋宽1.1m；边跨拱肋宽0.95m。
拱矢跨比1/4，拱轴系数是1.167，为等截面钢管砼悬链线无铰拱，下承式拱上部由刚性拱、刚性纵梁、柔性吊杆组成。
2、工程结构设计（1）下部结构0#、5#台为扩大基础配u型桥台，1#～4#墩采用桩基础加墩柱，不设系梁；在柱顶以下1.20m处设箱形系梁。
桩基采用嵌岩钻孔桩。
(2)引桥部分上部结构两侧引桥均是1—20m预应力空心板，共设板17片，桥面铺装层由8cm水泥混凝土+7cm沥青混凝土组成。
(3)拱肋结构拱肋采用等截面钢管混凝土结构，中跨拱肋截面高2.5m，宽1.1m；边跨拱肋截面高2.2m，宽0.95m；中、边跨两条拱肋中心间距均是18.0m。
中跨每条拱肋断面由2根φ1100mm钢管组成上、下弦杆，上、下弦杆之间用缀板相连，缀板外距30cm；边跨每条拱肋断面由2根φ950mm钢管组成上、下弦杆，上、下弦杆之间用缀板相连，缀板外距30cm。
下承式钢管混凝土系杆拱桥结构设计探讨
１ １ 刚 架 系杆 拱 ． 作 为 本 桥 推 荐 并 实施 的 系 杆 拱 体 系 ， 拱 墩 刚 结 ， 用 预 其 采 应 力 体 外 束 柔性 系杆 ， 少 了 大部 分 拱 脚 推 力 ， 减 系杆 独 立 于 桥 面 ， 面 系 仅 作 为 局 部 受 力 构 件 。 此 为 少 推 力 拱 ， 采 用 无 支 桥 可
设 计 允 许 应 力 取 ０５ Ｒ 采 用 可 调 索 式 钢 绞 线 系 杆 ， 杆 锚 具 采 ． ， ２ 系 用 Ｏ Ｍ× Ｔ ５ ３ Ｖ Ｇ・ １ — １可换 索式 锚 固 Ｅ或 Ｆ型 。 其 中墩 拱 脚 锚 具 的 布 置 形 式 推荐 方 案 简 洁 、 孔相 通 、 工 方 便 、 省 ， 两 施 节 比较 方 案
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下承 式钢 管 混凝 土 系杆 拱桥 结构 设计 探讨
口 邓 勇 诚
摘 要 ： 文 分别 从 桥 梁 结 构 主 体 受 力 体 系 ， 面 以 及 连 接 体 系 等 方面 详 细 阐述 了 下 承 式 钢 管 混 凝 土 系 杆 拱 桥 本 桥 结构设计要点。
性 及 耐 疲 劳 性 能 ，并 且 施 工 方 便 等 因 素 ，锚 头 采 用 ＯＶ ＭＤ （ ） ＳＫ ７ １ ９冷 铸 墩 头 锚 （ 横 梁 采 用 Ｏ —０ 边 ＶＭＤ （ ） — ２ Ｓ Ｋ ７ １ ７镦 头 锚 ） 吊 ，
杆 极 限承 载 力 为 ７ ０ （１ ２ｋ 。 吊杆 及 冷 铸 锚 头 锚 具 在 厂 家 加 ０ ５８ ６ ）Ｎ
１ ２ 梁 拱 组 合体 系 系杆 拱 ． 利 用 纵 梁 作 拉 杆 ， 梁 在 拱 脚 处 刚结 ， 可 细 化 为刚 拱 刚 拱 又 梁 、 拱 柔 梁 和 柔 拱 刚 梁 。 梁 拱 共 同 承 载 ， 部 简 支 ， 力 明 刚 外 受
钢管混凝土拱桥结构设计浅析
主 桥 上部 结 构 分 别 采 用 平 面 杆 系模 型 （ 算 软件 采 用 “ 计 桥 梁 博 士 系 统 Ｖ３ １ ） 空 间模 型 （ 算软 件 采 用 Ｍｉａ ６７的桥 型结构 。我国对钢 管混凝土结构 的研究是
从６ ０年代 开始 的 ，８ ０年代 时取 得 了重 大 成 果 并 应 用 于 建 筑 部 门 ，并 相 继 颁 布 了应 用于 建 筑 的设 计 与 施 工 规 程 ，但 是 桥 梁 的大 长 细 比 、 曲杆 及 交 替弯 矩 作 用 等 特 性 显 然 与 建 筑 中柱 子 的特 性 不 同 ，直 接 套 用建 筑 规 程 或 公 路 钢 筋 混 凝 土 结 构 设 计 显 然 不 尽 合 理 。 自 １ ９ 年 四 川 旺苍 建 成 第 一 座 钢 管 混 凝 ９０ 土 拱 桥 以 来 ，国 内相 继 建 成 ２ ０余 座 钢 管 混 凝 土 拱 桥 ，但 是 ０ 我 国钢 管 混 凝 土 结 构 应 用于 桥 梁 的设 计 理 论 与 施 工 技 术 研 究 远 远 滞 后 于 工 程 应 用 ， 目前 尚 无 钢 管 混 凝 土 拱 桥 的 设 计 、 施 工 规 范 ，致 使 钢 管 混 凝 土拱 桥 的 设计 无 标 准 可 循 ，对 钢 管 和
摘
要 ： 文 中 以滨 海 路 工 程 某 钢 管 混 凝 土 拱桥 为 背景 ，介 绍 了钢 管 混 凝 土 拱 桥 结 构 设 计 的 问 题及 对策 。
文 献 标 识 码 ：Ａ
关 键 词 ：钢 管 混 凝 土 拱 桥 ；组 合 结 构 ；套 箍作 用
中图 分 类 号 ： Ｕ８ ４２
概 述
文 章 编 号 ： １ ０－ ９３ （０ ２ Ｏ ０ ０ － ２ ０ ６ ７ ７ ２ １ ）１ － ２ ４０ 本 桥 位 于 滨 海公 路 上 ，跨 越 一 天 然 山谷 ，路 线 设 计 线 处
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钢管混凝土拱桥结构设计探讨
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
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，。