劲性骨架拱桥的设计与施工.pdf

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1、2015年4月建材与装饰交通建设劲性骨架拱桥的设计与施工陈勇杰（广东省冶金建筑设计研究院广东广州510000）摘要：劲性骨架拱桥由于造型优美，受力性能良好等特点得到了的迅速应用推广，本文结合工程设计实例对劲性骨架拱桥的设计与施工进行浅析。关键词：拱桥；钢管混凝土；劲性骨架中图分类号：U448.22文献标识码：A文章编号：1673-0038（2015）16-0189-031劲性骨架拱桥的特点设置加劲板，所有构件均采用焊接方式连接。拱桥，由于造型美观，受力性能优越，历史文化内涵丰富，历劲性骨架由6根弦

2、杆（3根上弦杆、3根下弦杆）、直腹杆、斜来是我国桥梁结构的一种主要桥型。拱桥上部结构轻型化是拱腹杆、平联横撑和斜撑通过节点板焊接成桁拱结构，在平联、直桥发展的关键，而钢管混凝土结构解决了拱桥材料高强化和拱腹杆与弦杆，相交位置设置加劲板；在主拱横隔处及合拢段直腹圈施工轻型化的两大难题，得到了迅速的应用推广。杆处设置横联加强横向联系，其余区段横联大致按纵向间距钢管混凝土用在拱桥上有两种形式：淤直接用做主拱结构，4.5m设置一道；在主墩1/4跨径范围内加厚弦杆壁厚（采用即钢管混凝土拱桥；于利用钢管混凝土

3、作为劲性骨架，然后围绕准299mm（t=16mm））。截面高有拱座处1.4m变化至跨中1m，宽骨架浇筑混凝土，把骨架作为混凝土的钢筋骨架，不再拆除。钢10.65m，矢跨比及拱轴线方程与主拱混凝土结构保持一致。管混凝土是高强轻质且便于施工的高效结构材料，其单位质量的承载力与钢材接近，甚至可能比钢材还要强；其钢管兼具安装架设阶段的劲性骨架、灌注混凝土阶段的模板和钢筋以及运营阶段对核心混凝土的套箍约束等多种功能，较全面地解决了桥梁结构所要求的用料省、安装重量轻、施工简便、承载能力大等诸多矛盾。拱桥的施工

4、方法是最为关键的技术，我国钢管混凝土拱桥的空钢管拱肋架设由以往的满堂支架上施工发展到无支架施工。目前我国拱桥主要施工方法有：转体施工法、缆索吊装法、支架施工法、悬臂拼装法等。2工程结构设计要点2.1工程概况凤凰二桥位于广州市南沙区，主桥为（40+4伊58+40）m上承式混凝土葵花形拱桥，主桥全长312m，正好跨越上横沥水道。原图2主拱拱肋劲性骨架施工图采用支架法现浇主拱混凝土。考虑到支架现浇对航道的2.3桥墩设计影响，对主拱、桥墩及基础进行重设计，主拱采用劲性骨架方案。（1）主拱拱脚临时连接方案方

5、案一：球铰连接主拱劲性骨架在拱脚位置采用准152mm（t=14mm）钢管三角图1全桥布置图交会连接，交会点采用准299mm（t=16mm）钢管形成球铰，拱座预埋厚20mm半径160mm钢板鞍座与球铰对位。2.2主拱设计施工顺序：主拱吊装就位寅泵送劲性骨架弦杆混凝土寅焊接主拱拱轴线采用四次抛物线，为单箱双室变截面箱型拱，拱上下弦杆连接件寅浇筑封铰混凝土。脚处截面高1.6m，拱顶处截面高1.2m，矢跨比为1/7。方案二：栓销连接劲性骨架为空间桁拱体系，由上弦杆、下弦杆、腹杆、平联及主拱劲性骨架在拱脚位

6、置采用准152mm（t=14mm）钢管三角加劲构件组成。交会连接，交会点采用厚40mm钢板开准120mm栓孔，拱座亦采弦杆———准299mm（t=12mm）无缝钢管；用厚40mm钢板开准120mm栓孔。腹杆———推荐采用2L100伊10mm等边角钢（采用准152mm施工顺序：主拱吊装就位寅插入栓销寅泵送劲性骨架弦杆混（t=8mm）钢管作为比选）；凝土寅焊接上下弦杆连接件寅浇筑封铰混凝土。平联———L80伊50伊8mm不等边角钢。主拱拱脚临时连接方案比选：腹杆、横联与弦杆采用节点板连接，并在连接位置

7、横断面上·189·交通建设建材与装饰2015年4月方案一通过球铰传力，拱座、球铰均承压，就位方便；（1）施工主墩时预埋拱座构件，施工拱座；方案二栓销连接件为拉压构件，对栓销构件的加工精度要求（2）拱桁劲性骨架构件放样、加工，工厂或现场整体拼装焊接较高，拱脚变形对就位影响较大。桁拱劲性骨架；综合考虑受力及方便施工因素，推荐采用方案一。（3）航道临时封航，浮吊主拱劲性骨架就位；（4）泵送钢管混凝土，泵送顺序为先下弦杆后上弦杆，先中弦杆后边弦杆；（5）调整主拱劲性骨架，焊接上下弦管，定位拱脚；（6）体外

8、预应力临时系杆施工；（7）从拱脚至拱顶分段浇筑主拱混凝土，拱脚预留后浇带；通过体外预应力临时系杆调整主墩水平变位及推力；（8）主拱合拢，先合拢主拱中间段，再合拢主拱拱脚段。3.2全桥施工顺序步骤一：施工主桥各桥墩钻孔灌注桩基础；施工承台和部分桥墩（拱脚），预埋临时系杆立柱构件；施工过渡墩桩基础、承台图3拱铰构造图和墩身；工厂预制主拱劲性骨架。步骤二：施工桥墩（拱脚）；拱脚预埋型钢（I45c）；施工拱座。（2）主拱拱座设计步骤三：主拱劲性骨架运抵现场，做好吊装前准备工作；施工主拱劲性