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1、公路2006年4月第4期HIGHWAYApr12006No14文章编号:0451-0712(2006)04-0099-05中图分类号:U448153文献标识码:B钢管混凝土下承式刚架系杆拱桥型分析彭桂瀚,杨亚林,陈宝春(福州大学土木建筑工程学院福州市350002)摘要:简要介绍了钢管混凝土下承式刚架系杆拱桥的发展概况,对已建和在建实桥的结构与构造、施工方法等进行了统计分析,为此类桥梁的设计与施工提供参考。关键词:钢管混凝土;下承式;刚架系杆拱;设计;施工;分析钢管混凝土拱桥最早出现在前苏联,从20世纪推广应
2、用。本文在对这一桥型应用情况资料收集的90年代起在我国得到了迅速发展。钢管混凝土拱桥基础上,对其结构参数、主要构造等进行分析,以供以中下承式为主,有推力拱和无推力拱均占相当比工程应用参考。重。无推力拱又分拱梁组合体系和刚架系杆拱,但以刚架系杆拱为主。刚架系杆拱由于系杆的存在,降低1结构特点了对下部结构和基础的要求,使拱桥的应用范围从刚架系杆拱是在钢管混凝土拱桥中出现的新桥山区扩大到了平原和城市。在地基条件和建筑标高型。与拱梁组合体系不同,刚架系杆拱中拱肋与桥墩受限制的桥位,钢管混凝土下承式刚架系杆拱桥以固结
3、,不设支座,采用预应力钢绞线作为拉杆来平衡其造型美观、构造简洁、施工快捷、桥面建筑高度小拱的推力,拉杆独立于桥面系之外,不参与桥面系受和对不良地质条件的良好适应性而在我国得到大量力,而桥面系为局部受力构件不参与结构整体受力。收稿日期:2005-09-23(3)原浆1000g+纯碱(Na2CO3)1g+膨润土颗粒还没有完全溶于原浆体中。10g+CMC014g。第3种试配在第2种配合比的基础上再添加搅拌10min后测得泥浆指标如表6。CMC,它不仅使泥浆粘度增加,还使胶体率也增加到96%,效果相当理想。在常温的
4、水中分散性好,并表6调整后62号墩C桩泥浆性能指标且有较好的稳定性、流变性,所形成的胶体稳定性比重粘度含砂率胶体率原浆pH值göcm3Pa·s%%好,粘度不易降低。1000g11219154996注:胶体率隔24h后测定。4结语泥浆是大桩径或深桩在钻孔过程中,必须控制从上述实验得知:利用第3种试配的方案效果的关键点,若控制不好,会出现塌孔、漏浆、沉淀过比较理想。快、沉渣过厚等等。A桥在完成的桩基础中,通过无312分析结论破损检测的桩共有80根,其中É类桩比例占82%,第1种试配加Na2CO3会增加pH值,增
5、加护壁Ê类桩占18%,合格率为100%,达到预期的效果。张力,但没有增加泥浆中本身的胶体颗粒,故粘度增加不大。参考文献:第2种试配在先加Na2CO3基础上,添加膨润土[1]JTJ041-2000,公路桥涵施工技术规范[S]1主要是增加造浆材料,使泥浆中泥浆颗粒增加,胶体[2]交通部第一公路工程总公司.桥涵[M]1率从原先的60%增加到85%。从实验中看到膨润土—100—公路2006年第4期这种结构由于拱和墩连接处为刚结点,属刚架结构,说不大,还可以通过适当的超张拉给予最大限度地又带有系杆,故称之为刚架系杆拱
6、。减小,从这个角度可以看成无推力拱。刚架系杆拱为超静定结构,桥梁上部、下部以及下承式刚架系杆拱是一种自平衡的桥梁,与连基础甚至地基连成一体,结构的超静定次数较多,受续梁、连续刚构和斜拉桥相比,它无需副跨,又能有力复杂。由于其系杆刚度与拱梁组合体系中的系杆较大的跨越能力,因此在跨越铁路、公路和运河桥梁刚度相比小很多,特别对于大跨径桥梁,系杆拉力中,具有很强的竞争力。河南安阳文峰路立交桥、锡增量将产生很大的变形,而拱肋、系杆和墩柱固结在宜高速跨京沪铁路大桥、济南东站立交桥、深圳北站一起,根据位移变形协调条件,拱
7、的水平推力的增量大桥等均选用了这种桥型。主要由桥墩和拱肋自身承受,因而考虑系杆变形后钢管混凝土下承式刚架系杆拱一般为单跨,但它是有推力的结构。系杆的作用是对拱施加预应力也有两跨或三跨连续的,如东莞鸿福路大桥为两跨以抵消拱的大部分水平推力(主要是恒载产生的水式,而兰州雁盐黄河大桥和深圳芙蓉大桥为三跨式。平推力),因此通常把系杆看成预应力体外索。除去各种结构型式见图1所示。系杆承受的水平推力后余下的拱的水平推力一般来图1钢管混凝土下承式刚架系杆拱桥结构型式2发展概况拱,再灌注管内混凝土,然后上横梁、纵梁等桥面系
8、我国建成的第一座钢管混凝土拱桥——四川旺构造,最后进行桥面铺装和人行道、栏杆等附属物施苍东河大桥也是第一座下承式刚架系杆拱。本文所工。刚架系杆拱在系杆张拉前的水平推力由拱和下部收集到的27座已建、在建跨径等于或大于50m的结构承担。因水平位移对拱的受力的不利影响很大,通钢管混凝土下承式刚架系杆拱桥的简要情况见表1,常要求下部结构有较大的抗推刚度、承受大部分的水各桥的具体情况详见参考文献[4]～文献[17]。平推力
