浅谈钢管混凝土拱桥及其施工方法

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1、浅谈钢管混凝土拱桥及其施工方法浅谈钢管混凝土拱桥及其施工方法第二工程有限公司..聂忠会..摘..要..本文对拱桥的建设史进行了简要回顾,对拱桥施工方法进行了简要叙述。..关键词..钢管混凝土拱桥..施工1..前言在桥梁结构形式的发展变化过程中,拱桥作为压弯结构,随着跨径的增大,高强材料的应用受到稳定问题的制约;而钢筋混凝土和预应力混凝土拱桥由于自重较大,施工架设问题突出。高强材料的应用和无支架施工的困难,也制约了拱桥的发展。梁式桥在采用预应力结构之后,由于预应力使得高强度的钢材和高标号混凝土得以应用,在施工方面又实现了节段施工,因而焕发了生机

2、。在此情况下,许多桥梁工作者在拱桥高强材料应用和施工等方面进行了一系列的探索,预应力材料的应用、新结构的开发、无支架施工方法的发展等等,都是这些探索的结果。2..钢管混凝土拱桥发展现况自从1990年我国第一座钢管混凝土拱桥!!!四川旺苍东河大桥(跨径115m下承式系杆拱)建成以来,由于钢管混凝土结构在桥梁上的应用,同时解决了拱桥高强度材料应用和施工两大难题,因此,钢管混凝土拱桥在我国得到迅速的发展。尽管钢管混凝土拱桥在30年代的前苏联就已出现,近年来国外也有少量的修建,但其真正的发展是在90年代的中国,其原因主要有以下几点。(1)近几年来,我

3、国大力加强交通基础设施建设,需修建大量的桥梁,对我国桥梁设计、施工、科研工作提出了新的要求,也提供了极好的发展条件,使得我国桥梁技术迅速接近、有些方面已达到国际先进水平。拱桥作为桥梁的基本桥型之一,在我国过去的公路、铁路以及市政工程中得到广泛的应用,是我国的主桥型。除钢拱外,我国的拱桥技术已达到或接近世界先进水平。由于我国的国情,拱桥桥型中主要是钢筋混凝土拱和圬工拱,直到现在也还无法大量应用钢结构;而材料强度低,施工方面的困难一直困扰着拱桥跨径的发展。钢管混凝土拱桥的应用,无疑给拱桥的发展注入了新的活力,在许多适合拱桥的情况下给予大量应用。(

4、2)我国从50年代开始钢管混凝土结构的研究,虽然起步较晚,但进展很快,近十几年来,我国钢管混凝土基础理论研究处于世界前列。钢管混凝土在厂房、高层建筑、输变电工程中的应用不断发展,为钢管混凝土应用于拱桥奠定了坚实的理论基础和工程实践基础。(3)随着我国经济建设的发展,社会劳动生产率不断提高,人工费用上涨幅度较大。另一方面,冶金业的发展,钢产量不断上升,虽然大量使用钢结构还不适合国情,但适当增加钢材用量,减少人工费用,提高机械化、装配化水平,加快施工进度,可能求得较佳的综合效益。此外,钢管混凝土结构虽然结构用钢量增加,但施工用钢量减少,所以工程实

5、际用钢量并没有急骤上升,这是钢管混凝土拱桥得以迅速发展的经济原因。(4)桥梁美学日益受到重视。拱桥是一种极具美学价值的桥梁形式,在我国又有深厚的文化基础,钢管混凝土结构的应用,使拱桥更加轻巧,表现力也更强,中承式、下承式等形式在城市桥梁中18浅谈钢管混凝土拱桥及其施工方法得到青睐。已建和在建的钢管混凝土拱桥有一半左右是城市桥梁,其中,中下承形式占了绝大多数。3..钢管混凝土应用于拱桥的类型钢管混凝土应用于拱桥有两大类型,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

6、凝土形成主拱圈;另一种钢管以施工受力为主,当然也参与成桥的受力,成桥过程先合拢钢管骨架,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。显然利用钢管骨架或随之形成的钢管混凝土作为劲性骨架,较之传统的型钢骨架,大大地减少了用钢量,减轻了骨架的重量。因为拱桥劲性骨架施工的主要危险在于失稳,刚度要求突出,而钢管和钢管混凝土能较好地解决刚度问题。4..钢管混凝土拱桥主要施工方法钢管混凝土拱桥的施工方法本质上是劲性骨架方法,虽然钢管骨架较之钢筋混凝土轻许多,但跨径增大以后,钢管骨架本身的架设也具

7、有很大的难度。对于100m以下的跨径,钢管骨架一般分为3段,吊装质量一般仅十几吨,可根据实际情况采用浮吊、汽车吊等进行吊装;边段用扣索扣住进行合拢,也可以采用少支架支撑。个别桥梁采用支架施工,在支架上高空焊接一节节钢管成拱,这种方法既没有发挥钢管作为劲性骨架的优势,质量又无保证,应该避免。对于跨径在50m左右的,架设方法更为灵活。当跨径超过百米以后,常用的架设方法,主要是缆索吊装和转体施工方法,在条件许可的地方还提出了整体吊装和分段吊装的施工方法。下面主要就缆索吊装法和转体施工法进行叙述。4..1..缆索吊装法缆索吊装施工方法是我国修建大跨度

8、拱桥的主要方法之一。将钢管混凝土应用于拱桥中,需要架设的钢管骨架比肋拱的质量轻很多,因而跨径可以增大。当跨径不大时,拱肋分三段吊装,两边段吊装后用斜扣索扣住,横向加