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《钢腹杆_混凝土新型组合箱拱桥试设计》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。
1、2008年第3期西南公路XINANGONGLU5钢-砼组合拱桥方案的试设计肖雨(四川省交通厅公路规划勘察设计研究院成都610041)【摘要】用轻质高强的钢板(波形钢板或平钢板)取代传统拱圈中厚重的混凝土腹板,通过连接件与顶底混凝土板联结形成新型的波折腹板拱圈结构;用钢桁架代替传统钢筋混凝土拱圈中的混凝土腹板,则形成了钢桁架—混凝土组合拱桥,若桁架中采用的是钢管结构,则称为钢管腹杆—混凝土组合拱桥,与传统混凝土拱桥相比,可减轻拱圈自重,方便施工,并为拱桥向更大跨度发展提供可能。以拟建的广南高速公路昭化嘉陵江大桥为原型,进行了钢-砼组合拱桥的试设计分析。初步分析结果
2、表明,自重比常规钢筋砼拱桥自重减少13%,钢材用量减少约15%,且在施工上也具有较大优势。【关键词】拱桥;混凝土;波形钢腹板;钢管腹杆-混凝土组合拱桥;新桥型;350m;试设计;施工【中图分类号】U41612【文献标识码】B却占到拱圈总重量的30%～40%,截面的结构效1概述率较低。并且,由于顶、底板和腹板相交位置刚度拱桥是我国最常用的一种桥梁型式,其式样之变化大、受力也极为复杂,导致该处应力集中。从多,数量之大,为各种桥型之冠,特别是公路桥已建成桥梁的调查中发现常在该处倒角处出现纵向梁,据不完全统计,我国的公路桥中百分之二十五裂缝(见图1)。所以,弱化腹板的纵
3、向刚度,反为拱桥。其中以廉价的抗压强度高的混凝土作为结而能起到均匀分配结构受力的作用。构主要材料的混凝土拱桥,由于造价低,跨越能力较强,而且施工技术成熟,得到了广泛的应用。随着建筑材料的不断高强化和施工技术的飞速进步,混凝土拱桥的跨径不断增大,目前世界上跨径最大的混凝土拱桥是重庆万州(原四川万县)长江大桥,其跨径达到420m。2钢-混凝土组合拱桥的提出图1钢筋砼拱圈出现裂缝示意图大跨钢筋混凝土拱桥具有施工程序多、流程复(3)以廉价的抗压强度高的混凝土材料为杂、材料用量大等缺点:主、配置少量的钢筋抵抗拉应力的钢筋混凝土材料(1)超大跨钢筋混凝土拱桥施工多采用劲性用
4、于以受压为主的拱桥之中从结构方面而言无疑是骨架法施工,劲性骨架合龙后还需立模分环分段浇筑混凝土,施工工序复杂、立模困难、施工难度合理的。然而,由于其结构自重大,施工过程中拱大、施工周期长,如采用此法施工的某桥拱圈外包结构自身的作用不能发挥而需要大量的施工设备与横向分环就分为九个工况,仅供圈浇筑就花费临时设施,并消耗大量的人工费用,使得它的经济224d。性受到很大的影响,当跨径增大时这个问题愈显得(2)从拱的受力特性来看,虽然它是以受压更为突出。为主的结构,但大量工程实践表明,弯矩往往成为为此,利用钢和混凝土的组合,改进传统混凝拱圈结构设计的控制内力。钢筋混凝土拱
5、圈结构中土拱桥的混凝土腹板,达到减轻拱圈自重、优化拱腹板的抗弯作用远小于截面的顶底板,而腹板重量6西南公路圈受力、减少施工程序、保证施工安全的目的。构的各杆件仅仅承受轴力,将它应用于拱桥中的拱圈结构,即用钢桁架代替传统钢筋混凝土拱圈中的3钢-混凝土组合拱桥的两种方案混凝土腹板,则形成了钢桁架-混凝土组合拱桥,波形钢板即折叠的钢板,相比于平钢板,具有若桁架中采用的是钢管结构,则称为钢管腹杆-混较高的剪切屈曲强度和受压局部稳定性。与采用平凝土组合拱桥。钢板联接的梁和柱相比,省去了为防止钢板局部失相对于传统的钢筋混凝土拱桥而言,无论是波稳的加劲构件,且简化了施工。应用
6、于预应力结构形钢腹板-混凝土组合拱桥还是钢管腹杆-混凝土中,由于波形钢板纵向伸缩自由的特点使得其几乎组合拱桥,都可以提高结构的效率,并大大减轻拱不抵抗轴向力,能更有效地对截面主要受力部分施圈的自重,免除腹板布筋、浇筑混凝土的工艺,方加预应力,提高了预应力效率。以波形钢板作为腹便了施工。板的钢板梁和PC组合箱梁已在世界范围内得到广4试设计中拱圈的三种比较形式泛的应用,并推广到部分斜拉桥。受波形钢腹板-混凝土组合梁桥结构的启发,提出了波形钢腹板-为进一步减轻上部结构自重,优化拱圈受力,混凝土组合拱桥的新构思,即用轻质高强的钢板提出了钢管混凝土格构立柱与钢-混凝土组合
7、桥面(波形钢板或平钢板)取代传统拱圈中厚重的混凝板的上部结构形式;我们在试设计中,主桥采用以土腹板,通过连接件与顶底混凝土板联结形成新型下三种形式进行比较:的拱圈结构。(1)混凝土顶、底板与波折形钢腹板组合拱其具有以下优势:圈;钢管混凝土格构立柱;钢-混凝土组合桥面板;(1)自重降低,抗震性能好:其桥梁自重与(2)混凝土顶、底板与钢管腹杆组合拱圈;一般的混凝土拱桥相比大为减轻,地震激励作用效钢管混凝土格构立柱;钢-混凝土组合桥面板;果显著降低。(3)钢筋混凝土拱圈;钢筋混凝土空心薄壁(2)节约建筑材料,改善经济指标:大幅度减立柱;简支T梁;轻了上部结构的自重,增
8、大了桥梁的跨径并使下部5
