700m級鋼管混凝土拱橋主拱圈構造研究

700m級鋼管混凝土拱橋主拱圈構造研究摘要隨著城市化進程的加速，橋梁作為城市交通的重要組成部分，發(fā)揮著越來越重要的作用。鋼管混凝土拱橋是近年來新型橋梁結構的代表，其具有重量輕、強度高、剛度大等優(yōu)點。本文以700m級鋼管混凝土拱橋主拱圈構造為研究對象，詳細分析了主拱圈的構造特點和設計要求，并介紹了其施工與維護等方面的注意事項。關鍵詞：鋼管混凝土拱橋；主拱圈；構造特點；設計要求AbstractWiththeaccelerationofurbanization,bridges,asanimportantpartofurbantransportation,areplayinganincreasinglyimportantrole.Steelpipeconcretearchbridgeisarepresentativeofnewbridgestructuresinrecentyears,whichhastheadvantagesoflightweight,highstrength,andlargestiffness.Thispapertakesthe700m-levelsteelpipeconcretearchbridgeastheresearchobject,analyzesindetailtheconstructioncharacteristicsanddesignrequirementsofthemainarchring,andintroducestheprecautionsforconstructionandmaintenance.Keywords:steelpipeconcretearchbridge,mainarchring,constructioncharacteristics,designrequirements1.引言鋼管混凝土拱橋是指橋梁中主要采用鋼管作為骨架，混凝土作為填充材料的拱形結構。其結構具有拱形的受力形式，因此具有承載能力高、整體剛度大、自重輕等優(yōu)點。隨著城市規(guī)模的不斷擴大和橋梁跨度的日益增大，鋼管混凝土拱橋在城市交通中的應用愈發(fā)廣泛。主拱圈是鋼管混凝土拱橋的核心部分，其主要作用是承擔橋梁的水平荷載和豎向荷載。本文以700m級鋼管混凝土拱橋為例，詳細介紹了其主拱圈的構造特點和設計要求，為該類型橋梁的設計、施工和維護提供參考。2.主拱圈的構造特點2.1鋼管的選擇和布局鋼管的選擇是主拱圈構造的第一步。目前，鋼管混凝土拱橋中主要采用圓形鋼管或方形鋼管，其規(guī)格化程度較高，方便施工和管理。此外，鋼管的數(shù)量和直徑的選擇也影響主拱圈的穩(wěn)定性和承載能力。根據(jù)橋梁跨度和荷載情況，應采用適當?shù)匿摴軘?shù)量和直徑。在鋼管的布局方面，主拱圈一般采用兩排鋼管，上下排穿插連接（如圖1所示）。上排鋼管一般采用少數(shù)幾根較大直徑的鋼管，下排鋼管采用數(shù)量較多的較小直徑的鋼管，以達到承載和穩(wěn)定的雙重效果。圖1鋼管混凝土拱橋主拱圈布置圖2.2混凝土填充鋼管混凝土拱橋中，鋼管承擔橋梁的水平荷載和豎向荷載，混凝土填充則起到一定的保護作用，并使鋼管與混凝土產(chǎn)生局部協(xié)同作用，提高主拱圈的承載能力。混凝土的強度應根據(jù)鋼管的強度和數(shù)量確定，一般采用C50-C60的混凝土。填充混凝土的質量應受到嚴格控制，例如采用優(yōu)質的骨料、水泥、外加劑等，以保證拱圈的強度和穩(wěn)定性。2.3管板連接方式鋼管拱圈中的管板連接方式，是主拱圈構造的關鍵之一。管板連接方式可分為焊接連接和螺栓連接兩種，具體選擇要考慮鋼管直徑、拱圈跨度、荷載情況、構造要求和施工方便性等因素。在該700m級鋼管混凝土拱橋中，主拱圈采用螺栓連接方式，其優(yōu)點是連接方式可調性較大，便于施工和維護。具體操作是，在鋼管末端開挖一定深度的凹槽，將連接板嵌入凹槽內，用多個螺栓固定。同時，在連接板的兩側加固板以增強連接的穩(wěn)定性（如圖2所示）。圖2鋼管混凝土拱橋管板螺栓連接結構示意圖3.主拱圈的設計要求3.1承受荷載鋼管混凝土拱橋的設計荷載包括自重、行車荷載、風荷載、地震荷載等。在設計過程中，應采用合理的荷載計算方法，結合實際情況對主拱圈的穩(wěn)定性和承載能力進行綜合評估。3.2剛度和撓度鋼管混凝土拱橋的剛度和撓度是直接影響其使用性能和舒適性的重要因素。在設計過程中，應通過有限元分析或實驗方法，確定主拱圈的剛度和撓度指標，并根據(jù)實際情況進行優(yōu)化設計。3.3防護措施鋼管混凝土拱橋的鋼管部分容易受到風化、腐蝕等因素的影響，從而影響其使用壽命。在主拱圈設計中，應采用合適的防護措施，并在使用過程中進行定期維護，以延長其使用壽命。4.施工與維護4.1施工在主拱圈的施工過程中，應注意以下事項：(1)鋼管應進行清洗和防銹處理，以保證拱圈的使用壽命。(2)填充混凝土的澆筑要均勻，避免出現(xiàn)塌陷，保證拱圈的強度和穩(wěn)定性。(3)管板連接必須牢固可靠，避免連接處的松動或脫落，影響拱圈的承載能力。4.2維護在主拱圈的維護過程中，應注意以下事項：(1)定期檢查主拱圈的穩(wěn)定性和承載能力，及時發(fā)現(xiàn)并處理存在的問題。(2)定期清理拱圈表面的污物和雜草，并進行防腐處理，延長拱圈的使用壽命。(3)加強橋梁管理，嚴格限載限速，減少橋梁荷載，保護主拱圈。5.結論鋼管混凝土拱橋是近年來新型橋梁結構的代表，具有重量輕、強度高、剛度大等優(yōu)點。