计算机辅助监控系统在天子山大桥施工控制中的应用

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1、1．2钢管混凝土桁式组合拱桥的发展及其特点1．2．1钢管混凝土的特点及其应用于拱桥的优势¨根据钢管与混凝土的组合关系，可分为内填型和内填外包型两种，其中内填型钢管混凝土根据钢管的形状可分为圆管、方管、多边形管和圆端形管等，圆形钢管混凝土由于平面形状为轴对称，压力作用下钢管环向应力均匀，施加于内填混凝土的紧箍力也均匀，因而受力性能最好，且钢管加工容易，因而应用最广泛．钢材在弹性工作阶段时，它的泊松比^变动很小，在0．25—0．30之间，而混凝土的泊松比K随着纵向力的增长从低应力的0．167左右逐渐增至0．5，接近破坏时，将超过0．5。因此，内填型圆钢管混凝土随着轴向力N的增大，混凝土的泊松比^迅

2、速超过钢管的泊松比儿．使得混凝土的径向变形受到钢管的约束而外于三向受力状态(如图卜3所示)，其承载能力大大提高。同时钢管的套箍作用也大大提高了混凝土的塑性性能，使得混凝土，特别是高强混凝土脆性的弱点得到克服。另一方面，混凝土内填于钢管之内，增强了钢管的管壁稳定性，刚度也远大于钢结构，使其整体稳定性有了极大的提高。因此，钢管混凝土材料应用予以受压为主的构件中．较之钢结构和混凝土结构有着极大的优越性。图卜I钢管混凝士受力示意圈在施工方面，钢管具有较大的刚度和强度，可以作为施工的劲性骨架．钢管混凝土结构耐腐蚀性能比钢筋混凝土弱，但与钢结构相比，其内壁因填充了混凝土，只有外壁需要采取防腐漆．因而比表面

3、减少一半。钢管混凝土结构还具有较好的耐冲击能力和动力性能。圆形钢管混凝土柱在抵抗方向不确定的地震力作用时．由于其各个方向的强度相同，显示出其有效性。1．2．2钢管混凝土桁式组合拱桥及其特点H“删20世纪30年代，苏联建造了跨越列宁格勒涅瓦河的钢管混凝土拱桥组合体系和位于西伯利亚跨度达140m的桁肋钢管混凝士拱桥。1990年，我国第一座钢管混凝土拱桥一四川旺苍东河大桥建成，该桥为跨径llOm的下承式预应力钢管混凝土系杼拱桥。此后短短的几年内，据不完全统计，我国已建和在建的钢管混凝土拱桥已近40座，其中有双主跨lOOm中承式肋拱的广东高明大桥(1991年建成)，主跨120m中承式的浙江新安江大桥(

4、1993年建成)，主跨200m自锚式的广东南海三山西大桥(1995年建成)。桁式拱桥涉及拱与桁的组合，依上弦断与不断，或断点位置的不同，可分成以下四种类型：一是上弦连续不断，为连续桁架拱(图l-2a)：二是上弦在墩(台)顶部断开，为一般桁架拱(图1—2b)；三是在拱顶区段断开(设铰或挂粱)，为拱桁粱(桁式T构)(图I--2c)；四是上弦在墩(台)顶与拱顶之间的适当位置断开，为桁式缎合拱(图1—2d)。、辽习巧『-冈——ⅥⅪ])7、n7新齄断缝≮盯一眵陟—<砭驴旺p7b)’剪力饺(q眵冈≯南迎哑莎少c)断箍断缝(r]-rT．归．了F—忑订‘rI—)=罗7‘’、．1J’d)田卜2抉与桁蛆台的几种轿

5、受桁式组合拱桥在结构上的主要特点是：仅管上弦在墩(台)顶与拱顶之间的适当位置断开．形成一个断缝，但下弦仍保持连续。这样，断点至墩(台)顶可视为悬臂桁架墩，支撑着中部的桁架拱、形成拱、粱组合体系。由于桁式组合拱桥既保留了拱式推力结构，又保留了粱的特性，在多种拱桥结构中，具有最佳的综合性能，被认为是桥梁建设史上的重大突破。这是因为：(1)桁式组合拱桥，从外形上看，像带斜杆的箱形拱，又像上、下弦形成了闭合箱的一般桁架拱，也像拱桁粱(桁式T构)。但它的受力，却与箱形拱、一般桁架拱、拱桁梁不同。较之箱形拱桥．它具有桁式体系的优点，拱上建筑与主拱圈联合受力，整体性能好，纵横向刚度大，稳定性也很好。较之一般

6、桁架拱桥。拱脚受力情况大为改善，而且断缝处的桁片高度较小，对横向稳定也有利．较之拱桁粱桥，上弦拉力大大减小，从而可大幅度减少预应力钢筋的用量．另外，空间结构分析、模型试验和实桥静、动载试验证明，桁式组合拱桥具有良好的稳定性和抗风、抗震能力。(2)桁式组合拱桥由于拱上建筑联合作用好，且受力比较均匀．所以，各杆件均可能采用较小的断面尺寸，从而减小工程数量和结构自重，在相同跨径的各式桥粱中，桁式组合拱桥的经济指标是最好的。(3)世界上很多大跨径拱桥采用桁架伸臂法施工时，斜拉杆和上弦多采用临时拉杆，竣工后即行拆除，这样做必然增加了施工用钢材和旌工临时设施．桁式组合拱桥粱在采用桁架伸臂法施工时，因其施工

7、中稳定构件所需要的上弦和斜拉杆就是结构的永久性杆件，因而在这方面显示出很大的优越性。另外。桁式组合拱桥在悬拼施工中，斜杆和上弦自身强度和预应力钢筋得到了充分利用，无需过多设置临时杆件。而且，在体系转换完成后，由于两端悬臂的存在，主孔上弦根部仍处于受拉状态，因此，施工中作为稳定结构用的上弦和斜杆中的预应力钢筋，大部分都保留下来作为营运阶段永存预应力钢筋。这种桥型在施工阶段和使用阶段结构杆件保持一致，