淺論鋼管混凝土拱橋發(fā)展概況

1、淺論鋼管混凝土拱橋開展概況【摘要】本文系統(tǒng)介紹了鋼管混凝土拱橋的國內(nèi)外開展概況及以及主要的施工方法，可供廣闊工程技術(shù)人員參考?！娟P(guān)鍵詞【Abstrat】Thispaperintrduedasystefnrete-filledsteeltubulararhbridge,asellasdestiandinternatinaldevelpentsandtheainnstrutinethd,theajrityfengineersandtehniiansavailablefrreferene.【Keyrds】nrete-filledsteeltubulararhbridge;nstrutinethd鋼管

2、混凝土構(gòu)造是由混凝土填入薄壁鋼管內(nèi)而形成的一種組合構(gòu)造，其根本原理是借助鋼管對(duì)核心混凝土的套箍約束作用，使核心混凝土處于三向受壓狀態(tài)，從而使核心混凝土具有更高的抗壓強(qiáng)度和更強(qiáng)的塑性變形才能。鋼管混凝土除具有強(qiáng)度高、重量輕、延性好、耐疲勞、耐沖擊等優(yōu)越的力學(xué)性能外，還具有省工省科、架設(shè)輕便、施工快速等優(yōu)越的施工性能。1.鋼管混凝土構(gòu)造的優(yōu)點(diǎn)(1)鋼管混凝土構(gòu)造最適用于軸心受壓構(gòu)件。而在公路和城市拱式體系的橋梁中，我們可以選擇合理的拱軸線，使得拱肋所承受彎矩很小，這樣便可以充分發(fā)揮鋼管混凝土抗壓承載力高的優(yōu)勢，從而節(jié)省材料。(2)鋼管混凝土構(gòu)造架設(shè)方便，施工快捷，綜合經(jīng)濟(jì)效益高。修建鋼管混凝土拱橋

3、時(shí)，可以先通過纜索吊裝法或轉(zhuǎn)體施工法完成空鋼管拱肋的架設(shè)，再以此為支架完成管內(nèi)混凝土的澆注和橋面系的吊裝。這樣由于空鋼管自重小，運(yùn)輸和安裝非常方便，而且節(jié)省施工費(fèi)用，同時(shí)也促進(jìn)了拱橋向更大跨度的開展，使長期以來鋼筋混凝拱橋無法打破200的現(xiàn)象成為歷史。(3)和過去常用的鋼筋混凝土拱橋相比，不存在混凝土開裂的問題。2.國內(nèi)外開展概況世界上最早修建的鋼管混凝土拱橋是本世紀(jì)30年代前蘇聯(lián)建造的跨越列寧格勒涅瓦河的跨度為101拱梁組合體系橋和位于西伯利亞跨度為140的析肋拱橋。以后又出現(xiàn)了曾創(chuàng)下世界記錄的跨度為390的前南斯拉夫KRK大橋。近年來修建的此類橋梁有，日本180的青葉大橋，法國的昂特那斯(

4、Antrenas)鋼管拱橋，捷克共和國橫跨布爾諾-維也納高速公路的鋼管混凝土拱橋等。然而，鋼管混凝土拱橋的真正開展是在90年代的中國。1991年5月我國第一座采用鋼管混凝土拱肋的拱橋-四川旺蒼東河大橋1、2建成通車，它為凈跨徑115的下承式拱橋，該橋的建成具有深遠(yuǎn)意義，它揭開了我國大規(guī)模修建鋼管混凝土拱橋的序幕。自此以后，鋼管混凝土拱橋在我國公路和城市橋梁中開展迅猛，據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，到2022年，我國己建和在建的鋼管混凝土拱橋己達(dá)200余座，其中跨徑大于100的有50余座，跨徑大于200的有20余座，跨徑大于300的有接近10余座。3.構(gòu)造類型從設(shè)計(jì)程度看，我國已建和在建的鋼管混凝土拱橋構(gòu)造形式

5、豐富多樣，跨徑記錄也一再被刷新，從支撐形式劃分，要分為以下四種類型：(1上承式拱橋。(2中承式有推力拱。(3中承式無推力拱(飛燕式)。(4下承式系桿拱橋。4.主要施工方法從施工技術(shù)看，我國鋼管混凝土拱橋的空鋼管拱肋架設(shè)由以往的滿堂支架上施工開展到無支架施工，主要有以下幾種方式：4.1有支架施工方法。有支架施工方法就是在橋位處先按鋼管拱肋的設(shè)計(jì)線形和預(yù)留拱度值，拼裝好膺架，于膺架上就位拼裝、焊接成拱的施工方法。膺架可以采用滿堂式或別離式，或者兩種方式相結(jié)合。如三峽蓮沱大橋的兩邊跨、天津彩虹大橋等，均采用有支架施工法。采用有支架施工時(shí)，膺架的根底沉降、彈性和非彈性變形等應(yīng)事先算出，并預(yù)留拱度，膺架

6、頂部設(shè)置微調(diào)裝置，如千斤頂、絲杠等，以便對(duì)拱肋的標(biāo)高和平面位置進(jìn)展調(diào)整。在拱肋吊裝過程中，應(yīng)不斷觀測各支撐點(diǎn)的沉降，發(fā)現(xiàn)問題及時(shí)調(diào)整。4.2平轉(zhuǎn)施工方法。平轉(zhuǎn)施工法就是將兩個(gè)拱圈分為兩個(gè)半拱，分別在兩岸偏離橋位的位置，利用山體、岸坡或引橋的橋墩設(shè)置膺架，拼裝拱肋和拱上立柱，形成半拱，然后程度轉(zhuǎn)體就位，再拼裝合龍段成拱。近幾年來，平轉(zhuǎn)法在鋼管混凝土拱橋施工中應(yīng)用不少，如三峽的黃柏河大橋、江西德興太白橋、安陽文峰路立交橋以及貴州北盤江大橋等。轉(zhuǎn)體重量最大者為北盤江大橋，重達(dá)8100t，為鋼管混凝土拱橋轉(zhuǎn)體重量世界之最。由于通常利用兩岸山體設(shè)置拱肋膺架，因此轉(zhuǎn)體角度大多在100左右。如北盤江大橋兩側(cè)

7、分別為121和113；黃柏河大橋的南側(cè)是74。當(dāng)兩岸坡度較平緩時(shí)，可以利用引橋橋墩作為膺架。如黃柏河、安陽文峰路立交橋等均轉(zhuǎn)體180。4.3豎轉(zhuǎn)施工法。豎轉(zhuǎn)施工法就是先在拱頂附近將主拱圈一分為二，并以拱腳為旋轉(zhuǎn)中心，將設(shè)計(jì)拱軸線垂直向下旋轉(zhuǎn)一定角度，將拱頂合龍端置干地面或浮船上，這樣即可在較低的膺架上拼裝兩個(gè)半拱。待兩半拱拼裝完成后，由兩副墩頂扒稈分別將其拉起，在空中對(duì)接合龍(見圖3)。如新安江望江大橋、三峽蓮沱大橋等均采用了豎轉(zhuǎn)吊裝施工技術(shù)。4.4纜索吊裝法。纜索吊裝懸臂施工方法是我國修建大跨度拱橋的主要方法之一。當(dāng)這種方法用于鋼管混凝土拱橋時(shí)，遇到的新考驗(yàn)當(dāng)跨徑較大時(shí)，拱肋節(jié)段多、重量大促

8、使對(duì)它進(jìn)展改造與創(chuàng)新。經(jīng)過多年理論與理論的結(jié)合，創(chuàng)立了千斤頂、鋼絞線斜拉扣掛懸臂拼裝和合龍松索技術(shù)(見圖4)，并得到廣泛的應(yīng)用與開展。鋼管拱肋斜拉扣掛懸臂拼裝技術(shù)采用鋼絞線或高強(qiáng)鋼絲作為扣索，兩端用錨具固定，其工作狀態(tài)近似于斜拉橋的斜拉索，比起傳統(tǒng)方法中的鋼絲繩，工作條件好，材料節(jié)省，同時(shí)可以單根收放。在操作方面，采用千斤頂作為施力工具，較之傳統(tǒng)的卷揚(yáng)機(jī)，施力準(zhǔn)確，位移控制可以到級(jí)，精度高、施工控制方便。由于采用了鋼絞線斜拉扣掛拱肋，多節(jié)段多于五段拱肋在懸拼過程中，除拱腳采用鉸接對(duì)于特大跨徑拱橋，也可以懸拼到一定長度后固結(jié)外，其余各段之間可以采用固結(jié)，最后形成一個(gè)一端鉸接、多點(diǎn)扣掛、相鄰拱肋設(shè)橫向永久橫聯(lián)的屢次超靜定的空間構(gòu)造。采用鋼絞線斜拉扣掛懸拼技術(shù)，容