复杂因素影响下钢管混凝土拱桥得稳定研究

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1、第一章绪论跨径最大的是丫髻沙大桥。这类桥梁目前主要有肋拱、桁拱以及桁架拱，其古钢率较高，已建成桥梁的跨径从几十米到400多米不等。将钢管混凝土应用于拱桥的第二种形式是钢管内填外包混凝土，钢管表皮不外露，钢管混凝土主要作为施工的劲性骨架，先内灌混凝土成钢管混凝土后再挂模板外包混凝土形成拱肋截面，钢管混凝土参与建成后的受力，但不是以使用阶段为控制，而是以施工荷载为控制的。称之为钢管混凝土劲性骨架拱桥，这种桥实质仍是钢筋混凝土拱桥，其跨径一般都在lOOm以上。这类桥梁，主要有肋拱、箱拱和刚架拱。已建成的有四川内江新

2、龙坳大桥、广西邕宁融江大桥、江西德兴太白桥、攀枝花俚果金沙江大桥和万县长江大桥等，其中跨径最大的是四川万县长江大桥(420m)。1．2钢管混凝土应用于拱结构的优点”“”¨1钢筋混凝土拱桥是我国使用较为普遍的桥型之一，但由于钢筋混凝土自重较大，施工架设问题突出，限制了其跨越能力，钢管混凝土对解决这两个问题有其固有的优势。首先，在钢管混凝土构件中钢管限制了混凝土的横向变形，提高了混凝土的强度，从而可减小截面尺寸：同时，由于混凝土处于三向受力，使其延性大为改善，可以使用高强度混凝土，这又可使截面进一步减小，从而使拱

3、桥自重大的缺点得到改善。其次，拱肋一般是偏心受压构件，钢管对混凝土的套箍效应较明显。『F是这些优点使褥近年来钢管混凝土在大跨径拱桥中得到大规模的应用。1．3钢管混凝土拱桥的施工特点t，，大跨度钢管混凝土拱桥的优越性还表现在施工上。阻碍桥梁向大跨度方向发展的一个最主要的难题就是大跨度桥梁的施工问题。这种困难主要来源于两个方面：施工控制和施工工艺，施工控制随着施工工艺的不同而不同，而施工控制又保证施工工艺的顺利进行。由于大跨度桥梁在施工过程中，结构的受力体系是不断转换的，在施工中将产生内力和变形，并且这些内力和变

4、形是不断变化的，在施工中控制体系的内力和变形是个复杂的力学问题；而构件的吊装或浇筑，由于大跨度桥梁作业量大，作业范围广，因此要求较先进的施工工艺。而钢管混凝土在拱桥中的应用能很好的解决以上问题，主要体现在以下几个方面(1)对于大跨特大跨径钢管混凝土拱桥，特别适合采用自架设旌工方法。所谓自架设施工方法，就是在施工中把桥梁上部结构分成若干组成部分，按多个施工阶段拼装或浇筑起来，而先完成的结构部分为下一施工阶段的运输和架设提供支撑体系，直到全桥的完成。自架设体系可以大大减少旃工设备和临时设施的费用，缩短施工工期，因

5、此无论是从施工的可能性还是经济合理性来况，大跨度桥梁的施工‘般采用自第一章绪论3架设方法。(2)钢管能为施工提供模板，方便施工，在具体的应用可分为两大类．一种是钢管外露的、钢管以参与结构受力为主，同时也是施工过程中的支架和浇筑管内混凝土的模板，成桥过程先合拢钢管骨架，再浇筑管内混凝土形成主拱圈；另～种钢管以旌工受力为主，当然也参与成桥的受力。成桥过程是先合拢钢管骨架，然后浇筑管内混凝土形成钢管混凝土劲性骨架，再将钢管混凝土劲性骨架作为埋置式拱架浇筑外包混凝土，形成主拱圈。(3)在整个施工过程中，除了在钢管的吊

6、装阶段，结构的受力体系一直是不变的，因此可以较好地进行施工控制。(4)在钢管吊装中，由于钢管自重轻，强度和刚度大，方便施工。1．4钢管混凝土拱桥的结构型式㈣㈣”，1，4，l钢管混凝±拱桥的主要类型钢管混凝土拱桥的主拱圈形式主要有肋式和桁式。肋式中又可分为单管、哑铃形，桁式中可分为横哑铃形桁式、多肢桁式、混合桁式以及集束式。钢管混凝土劲性骨架钢筋混凝土拱桥的主拱圈形式主要有箱肋、箱拱以及板拱。铡管混凝上拱桥按承重形式，可分为上承式、下承式和中承式，这三种形式的适用条件、对水平推力的处理、横向联系以及桥面系均有所

7、不同，钢筋混凝土拱桥由于受吊装能力的限制，采用中承式和下承式的结构较少，而在钢管混凝土拱桥中，国帛装重量大大减轻，因此率下承式采用较多。在已建和在建的80余座钢管混凝土拱桥中，除少数为上承式外，大部分为中下承式。上承式拱建筑高度大，对地基要求高，适合于峡谷桥位，上承式钢管混凝土拱桥有肋拱、桁拱以及桁架拱和刚架拱。上承式肋拱常采用多肋形式(多于两肋)，以节省材料、方便施工。上承式构造，横向联系容易布置，桥面系支承于立柱上，整体性、横向稳定性和抗震性均较好，湖北三峡黄柏河大桥和下牢溪大桥均为上承式。下承式拱一般采

8、用系秆拱，为无推力或少推力结构，它主要用在建筑高度受限制、通航要求高和地基条件较差的情况下。在平原地区和跨线桥中应用较多。下承式拱桥的截面只能是肋式，跨径小时可用单管，百米左右可选哑铃形，再大可采用桁肋。根据上下部分结构的联接方式，系杆拱又分为两种：一种是上下部之间网0接，系杆不参与桥面系的受力，为纯拉杆，称为刚架系杆拱(见图1-la)；另一种是上部结构筒支于墩台上，通常情况下系杆郎纵梁，属弯拉结构