DBJ 福建省工程建设地方标准 DBJ-××-××-2010
钢管混凝土拱桥技术规程
（征求意见稿）
Technical Specification for Concrete Filled Steel Tubular Arch Bridge
××××-××-××发布××××-××-××实施
福建省住房和城乡建设厅发布
前言
本规程是根据福建省建设厅闽建科【2007】30号文“福建省建设厅关于下达2007年全省建设系统科技计划的通知”中关于制定福建省工程建设地方标准《钢管混凝土拱桥技术规程》的要求，由福州大学主编。本规程的制定吸收了近年来有关单位在钢管混凝土拱桥设计与施工领域所取得的最新科研成果以及工程实践经验，充分参考和借鉴了国内外的相关规程和规范，在广泛征求意见、反复修改的基础上，最后由福建省建设厅组织专家审查定稿。
目录
第一篇总论
1 总则 (1)
2 术语 (3)
3 符号 (6)
4 材料 (10)
4.1 混凝土 (10)
4.2 钢材 (10)
4.3 钢管混凝土 (11)
第二篇钢管混凝土拱桥的设计
5 结构设计 (15)
5.1 结构体系 (15)
5.2 主拱结构 (16)
5.3 防腐设计 (20)
5.4 拱座与立柱 (20)
5.5吊杆与系杆 (21)
5.6 桥道系 (22)
6 设计计算规定 (23)
6.1 一般规定 (23)
6.2 作用 (24)
6.3 施工计算 (26)
6.4 疲劳计算 (27)
7 持久状态承载能力极限状态计算 (31)
7.1 一般规定 (31)
7.2 轴向受力构件承载力计算 (32)
7.3 偏心受力构件承载力计算 (37)
7.4 整体稳定性验算 (39)
1
8 持久状态正常使用极限状态计算 (42)
8.1 一般规定 (42)
8.2 变形计算 (42)
8.3 应力计算 (43)
8.4 动力特性计算 (43)
第三篇钢管混凝土拱桥的施工
9 施工要求 (45)
10 钢管拱肋制作 (46)
10.1 一般规定 (46)
10.2 钢管制作 (47)
10.3 钢管拱肋组装 (49)
10.4 钢管拱肋验收 (52)
11 焊接施工 (55)
11.1 一般规定 (55)
11.2 材料与作业环境 (55)
11.3 焊接工艺与要求 (57)
11.4 焊缝质量检验 (60)
12 防腐涂装施工 (63)
12.1 一般规定 (63)
12.2 涂料涂装施工 (64)
12.3 金属热喷涂施工 (65)
12.4 涂装质量检测与验收 (66)
13 钢管拱肋安装 (69)
13.1 一般规定 (69)
13.2 拱肋安装的方法 (70)
13.3 拱肋安装验算 (71)
13.4 拱肋安装精度 (72)
14 管内混凝土的浇注 (73)
14.1 一般规定 (73)
2
14.2 管内混凝土质量检查 (75)
15 其它构造施工 (77)
15.1 一般规定 (77)
15.2 吊杆 (77)
15.3 系杆拉索 (78)
15.4 质量检查 (81)
第四篇钢管混凝土拱桥的养护
16 一般规定 (82)
17 检查与评定 (83)
17.1 一般规定 (83)
17.2 经常性检查 (83)
17.3 定期检查 (85)
17.4 特殊检查 (86)
17.5 技术状况与承载力评定 (89)
18结构养护 (91)
18.1钢管混凝土拱肋 (91)
18.2吊杆与系杆 (92)
18.3其它 (93)
3
第一篇总论
1 总则
1.1 为满足桥梁工程建设的需要，使钢管混凝土拱桥的设计、施工和验收等工作符合技术先进、安全可靠、耐久适用、经济合理的要求，特制定本规程。
1.2 本规程适用于以圆形钢管内浇筑混凝土为拱肋的钢管混凝土拱桥。
1.3 本规程适用于本省各级市政与公路工程钢管混凝土拱桥的设计、施工与养护。
1.4 本规程主要依据《公路工程结构可靠度设计统一标准GB/T50283-1999》、交通部《公路工程技术标准JTG B01-2003》、《公路桥涵设计通用规范JTG D60-2004》、《公路桥涵施工技术规范JTJ 041-2000》以及福建省工程建设地方标准《钢管混凝土结构技术规程DBJ 13-51-2003》的有关规定制定。基本术语、符号按照国家标准《工程结构设计基本术语和通用符号GBJ132-90》和《道路工程术语标准GBJ124-88》的规定采用。
1.5 钢管混凝土拱桥中的桥道系、墩台与基础等钢结构、钢筋混凝土结构、预应力混凝土结构、圬工结构的设计计算与验算，应符合《公路桥涵钢结构及木结构设计规范JTJ025-86》、《公路圬工桥涵设计规范JTG D61-2005》、《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范JTG D62-2004》和《公路桥涵地基与基础设计规范JTG D63-2007》等规范的要求。结构抗震设计应采用《公路桥梁抗震设计细则JTG/T B02－01－2008》。材料和施工质量验收应符合《钢结构工程施工质量验收规范GB 50205-2001》、《混凝土结构工程施工质量验收规范GB 50204-2002》以及《公路工程质量检验评定标准JTG F80/1-2004》的要求。
1.6 本规程中未明确部分应遵守现行有关的国家标准和行业技术规范的规定。
1
1.7 对有特殊要求和在特殊环境条件下的钢管混凝土拱桥设计与施工，尚应符合专门规范的规定要求。
1.8 本规程共分3篇18个章节，主要技术内容包括：钢管混凝土拱桥的设计、施工及养护。
1.9 下列标准所包含的条文，通过在本规程中的引用而构成本标准的条文，本规程出版时，所示标准版本均为有效。所有所示标准均有可能修订，使用本规程时应探讨使用下列标准最新版本的可能性：
1、公路工程结构可靠度设计统一标准GB/T50283-1999
2、公路工程技术标准JTG B01-2003
3、公路桥涵设计通用规范JTG D60-2004
4、城市桥梁设计准则CJJ11-93
5、城市桥梁设计荷载标准CJJ77-98
6、公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范JTG D62-2004
7、公路圬工桥涵设计规范JTG D61-2005
8、公路桥涵地基与基础设计规范JTG D63-2007
9、公路桥涵钢结构及木结构设计规范JTJ025-86
10、公路斜拉桥设计细则JTG/T D65-01－2007
11、公路桥梁抗震设计细则JTG/T B02－01－2008
12、公路桥涵施工技术规范JTJ 041-2000
13、钢管混凝土结构技术规程DBJ 13-51-2003
14、钢结构工程施工质量验收规范GB 50205-2001
15、混凝土结构工程施工质量验收规范GB 50204-2002
16、公路工程质量检验评定标准JTG FS0/1-2004
17、公路桥涵养护规范JTGH11－2004
18、城市桥梁养护技术规范CJJ 99－2003、J 281－2003
19、工程结构设计基本术语和通用符号GBJ132-90
20、道路工程术语标准GBJ124-88
2
2 术语
2.1 钢管混凝土Concrete Filled Steel Tube (CFST)
在钢管内浇筑混凝土并由钢管和管内混凝土共同承担荷载的构件。
2.2 核心混凝土（管内混凝土）Concrete Core
浇注在钢管内的混凝土。
2.3 钢管混凝土拱肋CFST Arch Rib
主要受力截面为钢管混凝土的拱肋。
2.4 钢管拱肋Steel Tubular Arch Rib
施工过程中管内未填筑混凝土的钢管拱肋。
2.5 钢管混凝土拱桥Concrete Filled Steel Tubular Arch Bridge
以钢管混凝土拱肋为主要受力结构的拱桥。
2.6 单圆管拱肋Single Tube Arch Rib
拱肋截面为单根钢管混凝土截面的拱肋。
2.7 哑铃形拱肋Dumbbell Shape Arch Rib
拱肋截面为上下两个单圆钢管和两块联接钢板组成哑铃形截面且上下圆钢管内填筑有混凝土的拱肋。
2.8 桁式拱肋Truss Arch Rib
拱肋由上下钢管混凝土弦杆通过钢管腹杆组成桁式受力结构的拱肋。
2.9 钢管混凝土格构柱CFST Laced Column
3
由若干钢管混凝土主肢和空钢管缀件组成的柱子。
2.10 刚架系杆拱Rigid-Framed Tied Arch
拱肋与桥墩固刚结，以柔性系杆的预应力（主动平衡力）来平衡拱的推力的结构。
2.11 下承式刚架系杆拱Rigid-Framed Tied Through Arch
全部桥面系悬挂在拱肋以下的刚架系杆拱。
2.12 带悬臂半拱中承式刚架系杆拱（飞鸟式拱）Rigid-Framed Tied Half-Through Arch with cantilever half-arch (Fly-bird-type Arch)
由多跨组成，主跨为中承式，两边跨为上承式悬臂半拱，系杆锚固在边跨端部的刚架系杆拱。
2.13 组合轴压强度Composite compressive strength
钢管混凝土组合截面所能承受的最大名义压应力。
2.14 组合抗剪强度Composite shear strength
钢管混凝土组合截面所能承受的最大名义剪应力。
2.15 组合轴压弹性模量Composite compressive modulus of elasticity
钢管混凝土组合截面在单向受压，且其纵向名义应力与应变呈线性关系时，截面上名义正应力与对应的正应变的比值。
2.16 组合弹性抗弯刚度Composite bending stiffness of elasticity
钢管混凝土构件的曲率与截面弯矩近似呈线性关系时，截面弯矩与曲率的比值。
2.17 套箍（约束效应）系数Hooping (Constraining) Coefficient
反映钢管混凝土组合截面的几何特征和组成材料的物理特性的综合参数，
4
5
标准值用ξ表示，ck
c y s f A f A =
ξ；设计值用0ξ表示，cd
c s
s f A f A =
0ξ。
2.18 钢管初应力（初应力）Initial Stress of Steel Tube (Initial Stress)
由于钢管构件先于管内混凝土施工，在钢管混凝土组合截面形成前钢管中的应力。
3 符号
3.1 作用和作用效应
M——弯矩设计值；
N——轴向力设计值；
q——均布极限荷载；
cr
V——剪力设计值；
S——作用（或荷载）效应的组合设计值；
R——构件承载力设计值。
3.2 材料指标
α——钢材线膨胀系数；
EA——钢管混凝土组合轴压刚度；
EI——钢管混凝土组合弹性抗弯刚度；
E——混凝土弹性模量；
c
E——钢材弹性模量；
s
E——钢管混凝土组合弹性模量；
sc
EA scm ——钢管混凝土截面轴压设计刚度；
EI scm ——钢管混凝土截面抗弯设计刚度；
f——混凝土轴心抗压强度设计值；
cd
f——混凝土轴心抗压强度标准值；
ck
f——材料强度设计值；
d
f——钢材的抗拉、抗压、抗弯设计强度；
s
f——钢管混凝土组合轴心受压强度设计值；
sc
/
f——当脱粘率不大于1.2%时钢管混凝土组合轴心受压强度设计值；
sc
v
f——钢管混凝土组合抗剪强度设计值；
sc
f——混凝土轴心抗拉强度设计值；
td
f——混凝土轴心抗拉强度标准值；
tk
f——钢材的屈服强度；
y
σ——钢管初应力；
G——混凝土剪切变形模量；
c
G——钢材剪切变形模量；
s
N——欧拉临界力；
E
N——轴向压力组合设计值；
s
N——单管截面钢管混凝土轴心受拉构件的承载力；
t
N——格构式（桁式）钢管混凝土轴心受压构件的整体承载力；
T
N——哑铃型截面钢管混凝土轴心受压构件的承载力；
D
*
N——哑铃型钢管混凝土构件承受压力、弯矩共同作用时的承载力；
D
N——单管钢管混凝土轴心受压短柱的极限承载力；
y
6
7
f N ——腹板的极限承载力； cr N
——等效柱的极限承载力； P V ——交变冲剪力幅值；
a f
——轴向负荷时，支杆公称应力的交变幅值； by f ——平面内交变弯曲应力的幅值； bz f ——平面外交变弯曲应力的幅值； m D ——名义应力幅；
σ? ——钢管混凝土节点确定疲劳寿命的全疲劳应力幅； H σ? ——空钢管节点相同疲劳寿命时的全应力幅； s ρ——钢材的密度；
c μ ——混凝土的泊松比； s μ ——钢材的泊松比。
3.3 几何参数
A ——格构柱肢截面换算面积；
b A ——一个节间内各平腹杆面积之和；
c A ——钢管内混凝土的截面面积；
d A ——一个节间内各斜腹杆面积之和； fs A ——钢腹板的面积； s A ——钢管的截面面积；
sc A ——钢管混凝土构件的组合截面面积； a ——单根柱肢中心到虚轴y-y 的距离； b ——单根柱肢中心到虚轴x-x 的距离； D ——钢管外径； d ——钢管内径； 0e ——偏心距； b ε
——界限偏心率； f ——拱的矢高；
1f ——桥道系以上拱肋的矢高
0f ——钢管混凝土拱桥的一阶竖向频率； sysm anti f - ——钢管混凝土拱桥面内一阶频率；
h ——格构柱的柱枝间距离； H ——拱肋截面高度；
i ——钢管混凝土截面回转半径； c I ——混凝土截面惯性矩； s I ——钢管截面惯性矩；
sc I ——钢管混凝土组合截面惯性矩； L ——构件长度或拱跨径；
0L ——构件的计算长度或拱的净跨径； l ——构件的计算长度；
ox l ——构件对X 轴的计算长度；
8
oy l ——构件对Y 轴的计算长度； 1l ——柱肢节间距离；
r ——钢管混凝土截面半径； g S ——拱轴线长度；
t ——钢管壁厚或混凝土初凝时间； θ ——拱肋两节段间折角； 1θ ——杆件中心线的夹角；
sc W ——钢管混凝土组合截面弹性抵抗矩； τ ——支杆对主杆的相对厚度几何参数； g ——支杆间隙； b d ——支杆直径；
d α ——几何参数设计值。
3.4 计算系数及其它
s α
——截面的含钢率（c s A A /=α）； 1α ——弦杆椭圆系数；
A α ——抗压刚度计算中混凝土刚度的折减系数； I α ——抗弯刚度计算中混凝土刚度的折减系数；
β——钢管初应力度（y f 0σβ=，0σ为钢材的初始应力）
； m β ——等效弯矩系数；
0ξ、ξ
——钢管混凝土的约束效应系数设计值、标准值； ρ——构件偏心率（r e 0=ρ）；
μ——柔度系数；
0μ ——钢管混凝土拱桥汽车荷载冲击系数； γ ——换算长细比材料修正系数； 0γ ——桥梁结构重要性系数；
m γ ——构件截面抗弯塑性发展系数； v γ ——构件截面抗剪塑性发展系数； η ——混凝土刚度折减系数 ? ——轴心受压稳定系数；
l ?——哑铃型轴压构件稳定系数； *l ? ——轴心受压格构柱稳定系数； e ? ——偏心率折减系数； λ ——构件长细比；
*λ ——构件的换算长细比；
1λ ——单肢一个节间的长细比； x λ ——整个构件对X 轴的长细比； y λ ——整个构件对Y 轴的长细比；
max λ ——构件在x-x 和y-y 方向换算长细比的较大值； ρλ ——弹性失稳界限长细比；
λ——等效梁柱的长细比；
λ——临界长细比；
p
k——混凝土徐变折减系数；
c
k——荷载系数；
1
k——行车道系数；
2
k——钢管混凝土脱粘折减系数，可取0.97；
t
K——换算长细比系数；
K——简化算法中，拱考虑矢跨比因素的承载力折减系数；
1
K——拱考虑初始缺陷因素的折减系数；
2
K——钢管混凝土构件承载力的初应力度影响系数；
p
m——拱轴系数；
n——格构柱肢数；
n——给定名义应力幅度下作用的循环次数；
m
N——给定名义应力幅度下循环次数允许值；
m
V——响应速度的最大值；
max
VGL——振动大小水平；
VG——振动大小；
v——输送泵的额定速度；
Q——要求灌注的混凝土量；
IRI——钢管混凝土拱桥的桥面平整度。
9
10
4 材料
4.1 混凝土
4.1.1 钢管混凝土拱肋管内混凝土可采用普通混凝土或高强高性能混凝土，其等级一般为C30~C60。
4.1.2 管内混凝土应具有低水灰比、高流动性、低收缩、低水化热、缓凝、早强等特点。宜掺适量减水剂。
4.1.3 混凝土轴心抗压强度标准值ck f 、轴心抗压强度设计值cd f 、轴心抗拉强度标准值tk f 、轴心抗拉强度设计值td f 、弹性模量c E 应按表4.1.3采用。混凝土的剪变模量c G 可按表4.1.3中弹性模量c E 的0.4倍采用，混凝土的泊松比c 可采用为0.2。
表4.1.3 混凝土强度和弹性模量 （MPa ）
4.2 钢材
4.2.1 钢管和其它承重结构钢材宜采用B 级或B 级以上级别的Q235钢、Q345钢或Q390钢，钢材的质量应符合相应的现行国家标准和相关规定。
11
4.2.2 钢管可采用卷制焊接管或无缝钢管。当钢管直径超过600mm 时宜采用卷制焊接管。
4.2.3 钢材的主要强度指标应按表4.2.3采用。
表4.2.3 钢材的强度设计值 （MPa ）
4.2.4 钢材的物理性能指标可按表4.2.4采用。
表4.2.4 钢材的物理性能指标
4.3 钢管混凝土
4.3.1 钢管与管内混凝土的匹配可参照下列材料组合：Q235钢宜配C30或C40级混凝土；Q345钢宜配C40、C50或C60级混凝土，Q390钢宜配合C60及C60以上混凝土。
4.3.2 钢管混凝土组合轴心受压强度设计值sc f 应按下式计算：
()cd sc f f 002.114.1ξ+= (4.3.2-1)
cd
c s
s f A f A =
0ξ (4.3.2-2)
12
式中：s A —— 钢管的截面面积；
c A —— 核心混凝土的截面面积；
0ξ —— 钢管混凝土的约束效应系数设计值，见式（4.3.2-2）；
s f —— 钢材的抗压设计值；
cd f —— 混凝土的轴心抗压强度设计值。
采用第一组钢材的sc f 值应由式（4.3.2-1）计算。采用第二组、第三组钢材的sc f 值应将式（4.3.2-1）计算值乘以换算系数0.96后确定。
4.3.3 对钢管混凝土轴压构件和偏心率ρ≤0.3的偏压构件，其承受永久荷载引起的轴压力占全部轴压力的30％ 及以上时，应将组合轴压强度设计值乘以混凝土徐变折减系数c k ，c k 可按表4.3.3-1取值。
表4.3.3-1 徐变折减系数c k
注：表内中间值可采用插入法求得。
构件的长细比λ可按式（4.3.3）计算：
D L /40=λ
（4.3.3）
式中，L 0为构件的计算长度，其计算方法见表4.3.3-2；D 为钢管外径。
表4.3.3-2 拱肋的等效计算长度
注：S g 为拱轴线长度。
4.3.4 钢管初应力（简称初应力）是指先期架设的钢管拱肋在形成钢管混凝土拱肋之前所受到的应力。初应力度β定义为：
13
y
f 0
σβ=
（4.3.4）
式中：0σ
——钢管初应力，可取拱脚截面的初应力平均值； y f
——钢材的屈服强度。
4.3.5 如果设计计算中不考虑初应力对构件承载力的影响，可限制初应力度小于0.3。如果在设计计算中考虑了初应力度对极限承载力降低的影响，则对初应力度可以不加限制。
4.3.6 考虑初应力影响的钢管混凝土轴压强度，可以通过将组合轴压强度设计值乘上钢管初应力度影响系数p k 来考虑，p k 的计算公式如下式所示。
0.10847.00158.0)(2+???-???-=βββn b m a k p （4.3.6）
当10≤λ时， ????=?=02
986.0352.3λλb a
当10>λ时， ?
???=?=00
063.1768.1λλb a
当8.0≤ρ时， ?????==098
.00392
.0209.1ρρe
n e
m
当8.0>ρ时， ?
??+?=+?=905.2382.0595
.2103.0ρρn m
式中：ρλλλ/0=
λ ——构件的计算长细比，可按式（4.3.3）取值；
ρλ
——弹性失稳界限长细比（其值对应三种钢号Q235、Q345及Q390
分别为100、80和75）；
ρ——构件偏心率。
4.3.7 应考虑脱粘钢管混凝土承载力的影响。当脱粘率大于1.2％时，应进行修补混凝土脱粘缺陷设计。当脱粘率不大于1.2％时，钢管混凝土的承载力的可按下式计算：
14
sc t sc f K f =/
式中：t K —钢管混凝土脱粘折减系数，可取0.97，
4.3.8 钢管混凝土组合抗剪强度设计值v
sc f 应按式（4.3.8）计算：
()sc s
v sc f f 125
.00
5
.125.0385.0ξ
α+= （4.3.8）
式中，s α—钢管混凝土截面的含钢率，s αc s A A /=。
采用第1组钢材的v sc f 应按式（4.3.8）计算。采用第2、第3组钢材的v
sc f 值
应按式（4.3.8）的计算值乘换算系数96.0=m k 后确定。
第二篇钢管混凝土拱桥的设计
5 结构设计
5.1 结构体系
5.1.1 钢管混凝土拱桥主要结构体系有（有推力）上承式（图a）、（有推力）中承式（图b）、拱梁组合体系（图c）、下承式刚架系杆拱（图d）和带悬臂半拱的中承式刚架系杆拱（飞鸟式，图e）等五种和其它体系。
系梁
(a)上承式(b)中承式(c) 拱梁组合体系
系杆
桥墩
系杆
(d) 下承式刚架系杆拱(e)飞鸟式
图 5.1.1常见的钢管混凝土拱桥结构体系
5.1.2 钢管混凝土拱桥设计，必须确保结构和构件满足强度、刚度、稳定性和耐久性要求。
5.1.3 设计中应提出主结构的施工方法、主要施工步骤，明确结构体系转换的顺序及应采取的相应措施。
5.1.4 处于雷区的钢管混凝土拱桥，拱肋设计时应设置避雷设施。
5.1.5 钢管混凝土拱桥的设计应考虑检修与维护的需要。吊杆、系杆等易损构件
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钢管混凝土拱桥的施工方法 钢管砼结构，由于能通过互补使钢管和混凝土单独受力的弱点得以削弱甚至消除，管内混凝土可增强管壁的稳定性，钢管对混凝土的套箍作用，使砼处于三向受力状态，既提高了混凝土的承载力，又增大了其极限压缩应变，所以自钢管砼结构问世以来，是桥梁建筑业发展的一项新技术，具有自重轻、强度大、抗变形能力强的优点，因而得到突飞猛进的发展。在桥梁方面，已以各种拱桥发展到桁架梁等结构形式，并发展到钢管混凝土作劲性骨架拱桥。其施工方法发展很快，已经应用的有无支架吊装法，支架吊装法，转体施工法等。 1 拱肋钢管的加工制作 拱肋加工前，应依理论设计拱轴座标和预留拱度值，经计算分析后放样，钢管拱肋骨架的弧线采用直缝焊接管时，通常焊成1.2-2.0m的基本直线管节；当采用螺旋焊接管时，一般焊成12.0~20m弧形管节。对于桁式拱肋的钢管骨架，再放样试拼，焊成10m左右的桁式拱肋单元，经厂内试拼合格后即可出厂。具体工艺流程为：选材料进场材料分类材质确认和检验划线与标记移植编号码下料坡口加工钢管卷制组圆、调圆焊接非坡口检验附件装配、焊接单节终检组成10m左右的大节桁式拱肋焊接无损检验大节桁式拱肋终检 1：1大样拼装检验 防腐处理出厂。 当拱肋截面为组合型时，应在胎模支架上组焊骨架一次成型，经尺寸检验和校正合格后，先焊上、下两面，再焊两侧面（由两端向中间施焊）。
焊接采用坡口对焊，纵焊缝设在腔内，上、下管环缝相互错开。在平台上按1：1放样时，应将焊缝的收缩变形考虑在内。为保证各节钢管或其组合骨架拼组后符合设计线型，可在各节端部预留1cm左右的富余量，待拼装时根据实际情况将富余部分切除。钢管焊接施工以“GBJD05—83、钢结构施工和施工及验收规范”的规定为标准。焊缝均按设计要求全部做超声波探伤检查和X射线抽样检查（抽样率大于5%）。焊缝质量应达到二级质量标准的要求。 2 钢管混凝土拱桥的架设 2.1无支架吊装法 2.1.1缆索吊机斜拉扣挂悬拼法 具体做法与其他拱肋的架设相似，只是钢管混凝土拱肋无支架架设方案用于较大跨度，它可根据吊机能力把钢管拱肋合成几大段进行分段对称吊装，并随时用扣索和缆风绳锚固，稳定在桥位上，最后合拢。如净跨度150m 四川宜宾马鸣溪金沙江大桥，为钢筋混凝土箱拱，分五段吊装，吊重700KN。广西邕宁邕江大桥，主跨312m的钢管混凝土劲性骨架箱肋拱，每根拱肋的钢管骨架分9段吊装，吊重590KN。四川万县长江大桥，跨径420m的钢管混凝土劲性骨架上承式拱桥，分36段吊装，吊重612.5KN。 缆索吊机斜拉扣挂悬拼法施工是我国修建大跨度拱桥的主要方法之一。施工理论成熟，施工体系结构简单，施工调整与控制较方便。但这种方法起吊端要有一定的施工场地，缆索跨度较桥跨要大，用缆索较多，主塔架与扣索塔架相互分开，存在受压杆稳定要求塔高不能过高，并且要设置各种缆风索而占地面积较大。
《钢管混凝土拱桥》-----钢管混凝土拱桥的施工方法 福州大学土木工程学院 2014年06月16日
钢管混凝土拱桥的施工方法 摘要： 钢管混凝土拱桥以其强度高、跨越能力大、施工便捷、经济效果好、桥型美观等优点在我国桥梁中得到了广泛应用。钢管混凝土结构，是桥梁建筑业发展的一项新技术。在桥梁方面，已以各种拱桥发展到桁架梁等结构形式，并发展到钢管混凝土作劲性骨架拱桥。其施工方法发展很快，已经应用的有无支架吊装法，支架吊装法，转体施工法等。 1、引言 钢管混凝土拱桥的发展与应用在我国仅有十余年的历史，但发展很快，已遍及全国广大地区，目前已经建成的就达80余座，在建的也有30余座。这主要是因为钢管混凝土组合材料的优越性决定的。关于钢管拱肋的加工、拼装、成拱、吊装工艺，对此类结构的施工技术、施工规范、质检和监理程序与指标、施工定额及管理等方面的研究和经验虽然有所积累，但仍不多见。广泛交流施工经验，研究制定和完善该类桥梁统一可行的规范规程，探讨其施工经济技术指标，是目前建造此类桥梁急待解决的课题之一。 从目前国内的钢管混凝土拱桥的施工实践来看，其施工方案主要有：无支架缆索吊装；少支架缆索吊装；整片拱肋或少支架吊装；吊桥式缆索吊装；转体施工；支架上组装；千斤顶斜拉扣索悬拼。以上除千斤顶斜拉扣索悬拼施工外其余施工安案都与普通混凝土拱桥安装类似，本文主要介绍钢管混凝土拱大桥的施工方法及其注意事项。 2、钢管混凝土拱桥的施工方法及其注意事项 钢管混凝土拱桥施工的主要环节包括：钢管拱肋的加工制作、钢管拱肋的架设、钢管混凝土的灌注、安装桥面系等。 2.1 钢管拱肋的加工制作
为了保证加工质量，拱肋通常在工厂制作。首先由定尺的钢板卷制成长(分段长度视运输条件而定)的单节直管，再根据设计拱轴线、预留拱度等进行放样、煨弯、焊接组成拱肋。出厂前在刚性平台上进行大样拼组，验收合格后进行初级防腐，然后分段出厂。应钢管焊接采用坡口焊，焊管对接的纵缝及上下钢管的环节均需错开。焊接时及时对焊缝收缩及日照温差引起的误差进行修正，以防误差积累。对每条焊缝要进行严格的探伤检查，发现问题及时处理，确保拱肋加工质量。 2.2 钢管拱肋的架设 钢管混凝土拱桥通常是先架设空钢管形成裸拱，再在其中灌注混凝土形成钢管混凝土拱；或再将其作为劲性骨架，在外部包上钢筋混凝土形成复合拱肋。钢管拱肋的架设可以根据不同的施工条件采用不同的施工方法，主要有搭支架施工法、无支架缆索吊装法、平转法、竖转法、以及多种方法的综合运用的施工方法。 2.2.1 搭支架施工法 搭支架施工法就是在桥位处按照钢管拱肋的设计线型加预拱度，拼装好支架，在支架上就位拼装、焊接成拱的施工方法。支架可采用满堂式、或者分离式、或者两种方式的结合。如：三峡莲沱大桥的两边跨、天津彩虹大桥等。 支架的设置按拱肋的轴线和段接头位置及高程，在精确定位后，就每个段接头的高度设计相应的支架高度（该高度考虑了支架、支承结构的变形和施工预拱度），经计算确定支架的形式和材料，满足强度、稳定及刚度要求，支承处圆弧和坡度应和该处的拱肋设计完全吻合，以保证较大的支承面积和钢管拱肋的稳定。吊装时用索道吊运到位初步控制合格后，拱肋的一端采用焊搭板螺栓联接，另一端用两道临时缆风护设稳定，合拢段在准确测量出实际的长度和待合拢段拱肋的长度根据实际将多余的长度割掉后按吊装顺序吊装，到位后两端精确对位连接。吊装顺序如图1所示。
福建省工程建设地方标准 钢管混凝土拱桥设计与施工规程 福州大学土木工程学院 2007年11月
前言 本规程是根据福建省建设厅闽建科【2007】×号文“关于制定福建省建设工程地方标准《钢管混凝土拱桥设计与施工规程》地通知”要求,由福州大学土木工程学院主编,会同福建省交通规划设计院、福州市规划设计研究院、福建省第一公路工程公司等参编单位编制而成.本规程地制定吸收了近年来有关单位在钢管混凝土拱桥设计与施工领域所取得地最新科研成果以及工程实践经验,充分参考和借鉴了国内外地相关规程和规范,在广泛征求意见、反复修改地基础上,最后由福建省建设厅组织专家审查定稿. 本规程共分×个章节及×个附录,主要技术内容包括： 下列标准所包含地条文,通过在本规程中地引用而构成本标准地条文,本规程出版时,所示标准版本均为有效.所有所示标准均有可能修订,使用本规程地各方应探讨使用下列标准最新版本地可能性： 1、
1、总则 1.1.1为满足桥梁工程建设地需要,使钢管混凝土拱桥地设计、施工和验收等工作符合技术先进、安全可靠、耐久适用、经济合理地要求,特制定本规程. 1.1.2本规程适用于以圆形钢管内浇筑素混凝土为拱肋地钢管混凝土拱桥. 1.1.3本规程适用于本省各级市政工程钢管混凝土拱桥地设计与施工,公路工程中地钢管混凝土拱桥可参照执行.（或写成市政工程与公路工程） 1.1.4本规程主要依据《公路工程结构可靠度设计统一标准GB/T50283》、交通部《公路工程技术标准JTG B01-2003》、《公路桥涵设计通用规范JTG D60-2004》、《公路桥涵施工技术规范JTJ 041-2000》以及福建省工程建设地方标准《钢管砼结构技术规程DBJB-51-2003》地有关规定制定.基本术语、符号按照国家标准《工程结构设计基本术语和通用符号GBJ132》和《道路工程术语标准GBJ124》地规定采用. 1.1.5荷载分市政与公路来写,各有规程 1.1.6钢管混凝土拱桥中地墩台与基础等圬工结构、钢筋混凝土结构和预应力混凝土结构地设计计算与验算,可采用《公路圬工桥涵设计规范JTGD61-2005》、《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范JTG D62-2004》和《公路桥涵地基与基础设计规范JTJ 024-85》等规范进行设计.横撑、钢横梁等钢结构设计应符合《公路桥涵钢结构及木结构设计规范JTJ025-86》地要求.结构抗震设计应采用《公路工程抗震设计规范JTJ 004-89》；结构抗风设计应采用《公路桥梁抗风设计规范JTG\T D60-01-2004》.材料和施工质量验收应符合《钢结构工程施工质量验收规范GB50205》、《混凝土结构工程施工质量验收规范GB 50204》以及《公路工
钢管混凝土系杆拱桥的养护 摘要：近年来，我国陆续修建了数十座钢管混凝土拱桥、系杆拱桥。这些桥梁建成后如何进行规范化管理、及时进行检查与养护维修工作，最大限度地延长桥梁的使用寿命已成为我们必须面临的新课题。针对钢管混凝土系杆拱桥的自身结构特点，探讨了钢管混凝土系杆拱桥各关键部位的检查与养护方法，提出了易损件的更换办法，可为该类桥梁的日常管理与养护工作提供参考。 关键词：钢管混凝土拱桥；系杆拱桥；桥梁养护 1 引言 系杆拱桥为一种梁拱组合体系桥，以其造型美观、造价低廉备受人们喜爱，继1990年我国建成第一座钢管混凝土系杆拱桥---四川旺苍东河桥以来，国内已陆续建成了数十座这类桥梁。如：主跨360 m的丫髻沙大桥、主跨288 m的奉节梅溪河桥、主跨280 m的武汉晴川桥、主跨240 m的武汉江汉五桥等。据不完全统计，我国目前已建或在建的主跨200 m以上的大型钢管混凝土系杆拱桥已将近20座。 但这种体系桥最致命的弱点是其横梁直接吊挂在吊杆上。而吊杆多又采用预应力钢绞线，依靠钢绞线的预应力来抵抗荷载作用。一座桥中哪怕只有少数几根钢绞线断裂，甚至一根钢绞线断裂都会造成灾难性的后果。这类不少，重庆小南门桥即为典型事例。1990年建成的重庆小南门桥（已倒塌），主跨240米，建成时为当时亚洲最大跨度的混凝土拱桥，在中承式拱桥中居世界第一位。其吊杆采用21根Φ15mm钢绞线，每根钢绞线由7Φ5高强钢丝组成，外套钢套管。为考虑换索方便，梁地面至人行道顶面灌硫磺粘结材料，中间灌水泥沙浆。两端采用XM锚具。由于当地为酸雨地区，大气PH值约在4.6-5.6之间，环境腐蚀使外套管锈穿，进而锈蚀到内部钢丝。腐蚀加剧了钢丝的应力集中，应力集中使钢丝应力超过设计值，导致钢丝断裂、桥梁倒塌。 大型桥梁工程投资大，社会经济影响大，确保它们的安全运营是关系到国计民生的大事。桥梁建成后必须加强日常管理，经常进行检查及养护维修方能实现其设计寿命。如不注意检查、养护或养护方法不当将会大大缩短桥梁的使用寿命，甚至造成桥毁人亡的严重后果。在国外，特别是英美等西方发达国家，桥梁的养护、健康检测和修补加固在桥梁领域占主导地位，他们投入了大量的人力物力对桥梁的养护和健康检测进行研究，业已形成较完善的桥梁养护制度。特别是大型桥梁，由于其重要地位和复杂的结构受力形式，根据环境条件和结构特点，对每座桥梁都建立了专门的技术档案，养护制度和健康检测体系，以科学的方法准确把握桥梁的工作状态，对可能出现的隐患及时的预报和评估，及早采取适当的措施避免桥梁的严重损害，延长桥梁的使用寿命，以确保桥梁的安全运营。目前，国内桥梁的养护十分薄弱，大部分中、小型桥梁基本上没有进行养护，即使对大型桥梁，其养护也存在着很大的盲目性，缺少采用定期检查和养护的制度，更没有对桥梁的工作状态的连续监控，一般仅当外观发现严重的问题时才修修补补。对于大型桥梁，缺乏系统科学的保养制度将会显著缩短桥梁的使用寿命，甚至导致重大安全事故的发生。随着时间的推移，由于养护不当，又加上气候的原因，目前我国一些正在使用的桥梁已经出现病害，给桥梁的安全运营带来隐患。 钢管混凝土系杆拱桥，作为一种新型桥梁，国内目前尚未出台关于该类桥梁完整
吊杆长度复核计算 1.1主拱预拱度 1.1.1成桥状态拱顶位移 图1.1.1成桥状态下全桥竖向变形（图中单位：m） 成桥状态下，拱顶截面在恒载以及计入十年收缩徐变期的作用下的最大挠度为29cm. 1.1.2活载作用下拱顶位移 图1.1.2活载作用下全桥竖向变形（图中单位：m） 成桥状态下，拱顶截面在汽车荷载和人群作用下的最大挠度为2.8cm。
1.1.3预拱度分配计算 根据现行设计规范规定，某某大桥拱顶预拱度为29+2.8/2=31.8cm，实际设计单位拱顶截面取40cm，两者相差不大，设计单位已将预拱度考虑到钢管的制作中，所以在施工中按设计单位提供的预拱度（图09）进行线性控制。 1.2吊杆理论长度与实际下料长度 吊杆长度与拱肋高度、吊杆横梁高度、吊杆锚点位置、主拱预拱度等因素。 对某某大桥，主拱还设置了双向0.5%纵坡，桥面纵坡通过吊杆长度来实现，此外，因双向纵坡，还设置了R=20000m，T=100m，E=0.25m 的竖曲线。这些因素都必需在计算吊杆长度时予以考虑。 吊杆理论计算长度示意图 下弦主管上弦主管吊杆横梁 钢垫块 钢垫块 1.2.1理论吊杆长度 1、竖曲线对吊杆长度的影响 图1.2.1某某大桥竖曲线要素计算图式 根据《公路勘测设计》，各几何要素计算公式如下：
12i i W -=(1.2.1) Rw L = (1.2.2) 2 L T = (1.2.3) R T E 22= (1.2.4) R x y 22= (1.2.5) 式中：R ——竖曲线半径，m ； T ——切线长，m ； L ——竖曲线长度，m ； E ——竖曲线外距，m ； x ——竖曲线上任意一点P 距离竖曲线起点或终点的水平距离，m ； y ——竖曲线上任意一点P 距切线（即坡度线）的纵距，m 。 对某某大桥，i 2=-i 1=0.005，w=0.01,E=0.25,L=200,T=L/2=100, R=L/w=20000 1#~12#吊杆因竖曲线引起的吊杆长度变化量如表1.2.1 所示。 表1.2.1 1#~12#吊杆因竖曲线引起的吊杆长度变化量
摘要：介绍了上海城市轨道交通明珠线特殊大桥-苏州河桥（25m+64m+25m）的三跨中承式钢管混凝土梁-拱组合体系桥的设计特点，施工阶段划分及结构分析过程和施工难点处理措施。 关键词：钢管混凝土结构; 拱桥；设计与施工；徐变控制; 1 概述苏州河桥位于上海城市轨道交通明珠线跨越既有沪杭铁路苏州河桥桥位，与苏州河正交。桥梁需跨越苏州河及两岸的万航渡路和光复西路。河道通航标准为通航水位3.5m，ⅵ级航道，净宽20m，净高&=4.5m；两岸滨河路规划全宽20m（机非混行），其中机动车道宽8m；两侧非机动车道宽各3m；人行步道宽各3m；两岸滨河路机动车道净高&=4.50m，非机动车道净高&=3.50m，人行道净高&=2.5m。桥式采用25+64+25m三跨中承式钢管混凝土梁-拱组合体系桥，桥梁全长114m，宽12.5m。外部结构体系为连续梁，即拱脚与桥墩处以支座连接，内部为由主纵梁、小纵梁和横梁及钢管混凝土拱肋的组合结构体系。 2 钢管混凝土拱桥设计 2.1桥型选择本方案设计的主导思想是在现有桥梁结构的技术水平发展的基础上有所创新，桥梁造型与周围环境相协调，桥式方案力求新颖独特，并充分体现现代化大都市的节奏与气派。拱桥是一种造型优美的桥型，它的主要特点是能充分发挥材料的受压性能，而钢管混凝土的特点是在钢管内填充混凝土，由于钢管的套箍作用，使混凝土处于三向受压状态，从而显著提高混凝土的抗压强度。同时钢管兼有纵向主筋和横向套箍的作用，同时可作为施工模板，方便混凝土浇筑，施工过程中，钢管可作为劲性承重骨架，其焊接工作简单，吊装重量轻，从而能简化施工工艺，缩短施工工期。苏州河桥的桥型方案经过研究分析、结构优化及评估论证，最后采用25+64+25m飞鸟式钢管拱桥的设计方案。以抗压能力高的钢管混凝土作为主拱肋，以抗拉能力强的高强钢绞线作为系杆，通过边拱肋的重量，随着施工加载顺序逐号张拉系梁中的预应力筋以平衡主拱所产生的水平推力，最终在拱座基础中仅有很小的水平推力。拱脚与桥墩的连接由固接改为铰接，以避免由于轨道交通无缝线路产生的纵向水平力和温度应力引起拱脚过大的推力而导致拱脚处混凝土开裂，克服了拱桥对基础的苛刻要求。全桥总布置如图1： 2.2上部结构主桥为中承式拱桥，主拱理论轴线为二次抛物线，矢跨比为1:4，其中桥面以下部分采用c50钢筋混凝土结构，截面为带圆角的矩形截面。桥面以上部分采用钢管混凝土结构，钢管截面为圆端形，采用a3钢，钢管壁厚16mm，外涂桔红色漆，内填c55微膨胀混凝土。边拱矢跨比为1:7.4，理论轴线为二次抛物线，截面采用钢筋混凝土矩形截面，按偏心受压构件设计。拱上立柱采用圆形截面钢管混凝土立柱，下端与边拱肋固结，上端设聚四氟乙烯球冠形铰支座，与边纵梁铰接。主拱每侧设7根吊杆，间距约6.4m，吊杆采用挤包双护层大节距扭铰型拉索，吊杆钢索双护层均为高密度聚乙烯护层（pe+pe桔红色），锚具为冷铸墩头锚。吊杆上端锚固在钢管混凝土拱肋内，下端锚固在横梁底部。主拱桥面以上部分共设三道一字型风撑，每侧边拱设三道横撑，主拱设一道横撑，以增加全桥的稳定性。拱座采用钢筋混凝土结构，每墩设两个拱座。通过横撑相连。拱座施工时应预先埋好立柱钢管、主拱及边拱伸入拱座内的钢筋，准确对位。桥面系为由边纵梁、横梁、小纵梁及现浇桥面板组成。边纵梁为箱形断面，边孔与边拱肋相接部分及中拱与边纵梁连接部分为矩形断面，采用c50级部分预应力混凝土结构，在恒载及自重作用下为全截面受压构件。横梁采用c50级预应力混凝土结构，全桥共设小横梁15片，端横梁2片，中横梁与边纵梁接合处2片。全桥共设四片小纵梁（全桥通长）与横梁固结在一起形成格构体系。桥面板采用c40级钢筋混凝土板，桥面板采用在格构系上现浇的方法处理。桥面板的钢筋布置应采取防迷流措施。桥面排水原则上采用“上水下排”，即横坡加导水槽方式，在桥梁横断面内设0.5%的横坡。承轨台每隔一定的距离断开，向两侧排水。桥面上部建筑设施包括混凝土道床及轨道、通信信号电缆支架、隔音屏、防噪柱及接触网腕臂柱。桥面布置有：聚氨脂防水层、0.5%双向排水
潜江河大桥计算书 1．基本信息 1.1.工程概况 祥和路位于安庆市新城中心区，是安庆市城市规划中一条重要的东西走等主要城市道路交叉。顺安路至潜江路之间路基按38米设计，本桥——潜江河大桥位于顺安路和潜江路之间。 本桥位于规划河流潜江沟上，潜江沟规划河底宽度45m，上口宽度80~100m，设计采用1×60m下承式钢管混凝土系杆拱跨越。 1.2.技术标准 （1）设计荷载：公路－Ⅰ级，人群荷载集度3.5kN/m2。 （2）桥面横坡：双向1.5％。 （3）桥梁横断面：2×[4.5m(人行道)+4.5 m(非)+2.5m(隔离带)]+15m(车)=38m(全宽)。 （4）地震动峰值加速度0.1 g（基本烈度7度），按8度抗震设防。 （5）环境类别：I （6）年平均相对湿度：70% （7）竖向梯度温度效应：按现行规范规定取值。 （8）年均温差：按升温20℃。 （9）结构重要性系数：1 1.3.主要规范 《城市桥梁设计准则》（CJJ 11－93） 《公路桥涵设计通用规范》(JTG D60－2004) 《桥梁抗震设计细则》(JTG/T B02-01－2008) 《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》(JT GD62-2004) 《公路桥涵地基与基础设计规范》(JT GD63-2007)
《公路桥涵施工技术规范》（JTG/T F50-2011） 《城市桥梁工程施工与质量验收规范》（CJJ2-2008） 《公路桥涵钢结构及木结构设计规范》（JTJ025-86） 《钢管混凝土结构设计与施工规程》（CECS28：90） 《钢管混凝土结构技术规范》（DBJ 13-51-2003）福建省地方标准 《钢结构设计规范》（GB 50017-2003） 其他相关的国家标准、规范 1.4.结构概述 桥梁横向布置：4.5m（人行道）+4.5m（非机动车道）+2.5m（隔离带）+15m（机动车道）+2.5m（隔离带）+4.5m（非机动车道）+4.5m（人行道），桥梁总宽38m。采用1×60m下承式钢管拱结构，计算跨径60m，矢跨比1/4。拱肋采用D=150cm，t=2cm单圆形钢管，内灌微膨胀混凝土；系梁采用150cm×180cm预应力混凝土结构，系梁在拱脚位置加宽到200cm，加高到240cm宽；端横梁采用360cm×190cm双室箱梁，腹板厚度50cm；中横梁采用底宽65cmT梁，梁高135cm；桥面板厚25cm。系梁、横梁及桥面板采用整体支架现浇，结构整体性好；吊杆间距4m，采用新型低应力防腐拉索PESFD7-109；横向设五道风撑，风撑D=80cm，t=16mm钢管。 1.5.主要材料及材料性能 （1）混凝土：C50，重力密度γ=26.0kN/m3，弹性模量为Ec=3.45×104MPa； （2）钢管混凝土：Q345C钢管，内部填充C50微膨胀混凝土，计算内力时，刚度直接叠加；计算挠度与一类稳定时，考虑混凝土折减，折减系数0.8。 （3）预应力钢筋：弹性模量E p=1.95×105MPa，松驰率ρ＝0.035，松驰系数ζ＝0.3； （4）锚具：锚具变形、钢筋回缩取6mm（一端）； （5）金属波纹管：摩擦系数：ｕ＝0.25；偏差系数：κ＝0.0015；
钢管混凝土拱桥施工 1钢管混凝土拱桥所用钢管直径超过600mm的应采用卷制焊接管，卷制钢管宜在工厂进行。在有条件的情况下，优先选用符合国家标准系列的成品焊接管。 2成品管及制管用的钢材和焊接材料等应符合设计要求和国家现行标准的规定，具备完整的产品合格证明。 3钢管拱肋（桁架）加工的分段长度应根据材料、工艺、运输、吊装等因素确定。在加工制作前，应根据设计图的要求绘制施工详图，包括零件图、单元构件图、节段单元图及组焊、拼装工艺流程图等。加工前应按半跨拱肋进行1：1精确放样，注意考虑温度和焊接变形的影响，并精确确定合龙节段的尺寸，直接取样下料和加工。 4工地弯管宜采用加热顶压方式，加热温度不得超过800℃。钢管对接端头应校圆，除成品管按相应国家标准外，失圆度不宜大于钢管外径的0.003倍。钢管的对接环焊缝可采用有衬管的单面坡口焊和无衬管的双面熔透焊。两条对接环焊缝的间距应符合设计要求，设计无规定时，直缝焊接管不小于管的直径，螺旋焊接管不小于3m。对接径向偏差不得超过壁厚的0.2倍。为减少运输及安装过程中对口处的失圆变形，应适当在该处加设内支撑。 5拱肋（桁架）节段焊接宜要求与母材等强度焊接。所有焊缝均应按规定进行强度和外观检查，宜要求主拱的焊缝达到二级焊缝标准。对接焊缝应100％进行超声波探伤，其质量检查标准可按照本规范第17章的有
关规定执行。 桁架式钢管拱主管与腹管采用相贯焊接时，宜采用自动或半自动的加工方式来保证相贯线和坡口的制作精度，对焊接材料和工艺的选择在满足焊接接头强度的原则下，应尽量提高接头的韧性指标。要力求避免和减少焊缝多次相交的不良结构细节。 6在钢管拱肋（桁架）加工过程中，应注意设置混凝土压注孔、防倒流截止阀、排气孔及扣点、吊点节点板。如拱肋（桁架）节段采用法兰盘连接，为保证螺栓连接的精度，宜采用3段啮合制孔工艺。对压注混凝土过程中易产生局部变形的结构部（如腹箱）应设置内拉杆。 7钢管拱肋（桁架）节段形成后，钢管外面应按设计要求做长效防护处理，宜采用热喷涂防护，其喷涂方式、工艺及厚度应符合设计要求。可参照有关规定执行。 二、钢管拱肋（桁架）安装 1钢管拱肋（桁架）的安装采用少支架或无支架缆索吊装、转体施工或斜拉扣索悬拼法施工的，可参照本章有关规定执行。 2钢管拱肋成拱过程中，应同时安装横向联接系，安装联接系的不得多于一个节段，否则应采取临时横向稳定措施。 3节段间环焊缝的施焊应对称进行，施焊前需保证节段间有可靠的临时连接并用定板控制焊缝间隙，不得采用堆焊。合龙口的焊接或栓接作业应选择在结构温度相对稳定的时间内尽快完成。 4采用斜拉扣索悬拼法施工时，扣索与钢管拱肋的连接件应进行设计计算。扣索根据扣力计算采用多根钢绞线或高强钢丝束，安全系数应大于
钢管混凝土拱桥施工方案 一：工程概述 众所周知，中国有着悠久的古桥历史，早在东汉时期我国就在宜昌和宜都之间建在长江上的第一座浮桥，以及宋朝时在福建泉州修建的万安桥，清朝时修建的泸定铁索桥都显示出我国古代劳动人民高超造桥技术与智慧。而我国最杰出的石拱桥代表作是修建于隋朝河北省赵县的赵州桥，它由李春所创建，该桥设计独特，技艺精湛，结构美观，该桥是一座空腹式的圆弧拱桥， 拱圈一般有两个腹拱，这样独特的设 计不仅节省了大量材料，而且还增加 了泄洪能力。它不仅在我国桥梁史上 首屈一指，而且也是世界桥梁的一个 考证。而随着我国现代桥梁技术的进 一步发展，我国修建了许多现代化的大桥，如云南六库怒江大桥，长江湘江月亮岛大桥，以及苏通大桥，上海卢浦大桥，矮寨特大悬索桥，这些桥的建成，都标志着我国桥梁技术的日新月异。 赵州桥是我国拱桥史上的一个杰出代表作，距今已经1400多年的历史，它由隋朝李春所设计。此桥施工技术精巧，构造奇特，全桥只有一个大拱，大拱两肩各有两个小孔，这个独特的设计，不仅节约了石料，减轻了桥重，而且又便于排洪，防止洪水暴发时对桥的冲击。而随着现代桥梁技术的进一步发展，现代拱桥不仅继承了古代拱桥的优点，更有了发展。在受力方面它由拱肋承压，而且跨越大，与梁桥、
刚桥相比，可以节省大量钢材和水泥，耐久且维修费用也少。 现代拱桥技术的施工方法一般有五种，有支架施工，悬臂浇注法施工，装配式拱桥安装施工，转体施工，钢管混凝土施工等。而钢管凝土由于重量轻、刚度大、拱桥断面尺寸小吊装方便等优点，给大跨度施工带来了十分有利的条件，被广泛采用。以下将为大家简单介绍一下施工方法。 二、钢管混凝土拱桥构造特点 （1）、截面形式 钢管混凝土结构的主要特点之一就是钢管对混凝土的套箍作用，使钢管内混凝土处于三向受力状态，提高了混凝土的抗压强度与抗变形能力。因此，目前钢管混凝土拱桥基本上都采用圆形钢管组成。刚拱桥跨度较小时可以用单圆管。跨度在150米以内，采用哑铃型截面。超过150之后，一般采用桁式截面。 （2）结构形式 拱桥的形式一般都受到地质条件的影响，当地质条件教好时，一般采用有推力的中承式拱桥。当地质条件较差时一般采用中承式带两个半跨的自锚结构形式，同时也可以采用下承式系杆拱结构而且下承式也可适用于城市道路接线高度的地段，而这种系杆形式又分为两种:一种是上下部结构采用刚接联结，一种是上部结构
钢管混凝土拱桥的应用和发展 娄阳崇1 (1.华中科技大学，湖北武汉430074) 摘要：由于钢管混凝土具有承载力高,耐腐蚀,便于施工等一系列优点,它在土木工程中的应用越来越广泛,尤其在桥梁工程中的应用也越来越引起人们的兴趣与重视。本文介绍了钢管混凝土的主要特点以及钢管混凝土拱桥在我国的应用概况,并提出目前存在的问题及未来的发展方向。 关键词：钢管混凝土;钢管混凝土拱桥; 应用;发展 引言 随着英国赛文铁路桥的桥墩首次采用钢管混凝土这种组合材料以来，国内外的专家学者对这种组合材料性能的研究一直没有停止过。随着研究的不断深入，施工工艺的大幅度改进，工程应用日益广泛，高层建筑、工业厂房、桥梁及港口工程中均有应用，特别在桥梁上的应用更加突显了其优越的力学特性。据2005 年年初统计，建成中等跨度以上的钢管混凝土拱桥多达230 座，其发展速度之快,为中外建桥史所罕见。 1 钢管混凝土的基本原理 钢管混凝土,英文简称CFST。它是将高强混凝土灌入薄壁圆钢管内而形成的组合结构材料,利用在一般的工作状态下,2 种不同力学性能的材料产生相互作用,即紧箍力来协调工作。作者在此以工程中使用最多的圆形钢管混凝土短柱为例来介绍钢管混凝土的工作原理,如图1 所示。钢材在弹性工作阶段,泊松比μs 变化很小,在0. 25 ～ 0. 3 之间, 可以认为是常数。取μs =0. 283 ;而混凝土的泊松比μc 在受力过程中是不断变化的。由低应力状态下的0. 167 左右逐渐增大到0. 5 ,当接近破坏阶段时,由于混凝土内部纵向微裂缝的发展,将超过0. 5。对于钢管混凝土而言,在轴压力的作用下,μc 逐渐增大,并且迅速地超过钢材的泊松比μs 。当μs =μc 时,钢管和混凝土的径向变形一致,相互间没有紧箍力存在;当μs <μc ,钢管限制了混凝土的径向变形,根据变形协调关系,相互间产生紧箍力;当μs >μc 时,此时钢管已进入塑性屈服阶段,相互间作用力只剩下粘结力。由于紧箍力的存在,了承载力,而且还增大了其极限压应变;在轴心压力作用下,薄壁钢管的承载力是极不稳定的,实验证明,钢管实际承载力往往是理论计算值的1/3～1/5。当在钢管内浇筑混凝土并达到一定强度后,混凝土保证了薄壁钢管的局部稳定,反过来,钢管又约束混凝土的径向变形,使它处于三向受压应力状态,延缓了受压时的纵向开裂,从而提高了钢管混凝土构件的承载力。因此,钢管混凝土作为一种组合材料,具有独特的工作特性:弹性工作而塑性破坏,承载力高而极限压缩变形大。其应力应变关系近似于钢材的性能。 图1 2 钢管混凝土的计算理论 自从发现套箍混凝土比一般结构的混凝土承载能力有较大提高以来,国内外均开展了对这方面的系统研究,取得了丰硕的成果,出版、发表了大量的专著、论文,钢管混凝土则是其中比较突出的一种。尽管如此,
论文关键词：钢管混凝土拱桥稳定性非线性 论文摘要：钢管混凝土拱桥作为一种承受压力的空间曲杆体系，不可避免的涉及到稳定问题。随着钢管混凝土跨径不断的增大，对于其稳定性计算必须考虑非线性的影响，本文主要是介绍当拱桥稳定性计算理论及非线性分析理论。 随着钢管混凝土组合材料研究不断深入，施工工艺的大幅度改进，钢管混凝土拱桥在全世界范围内，特别是在我国得到了广泛的应用。据不完全统计，自从1990年我国第一座钢管混凝土拱桥建成以来到目前为止，我国已建或在建钢管混凝土拱桥有200多座。钢管混凝土拱桥之所以发展如此迅速，主要具有如下特点：（1）施工方便，节省费用；（2）有较成熟的施工技术作支撑；（3）跨越能力大，适应能力强；（4）造型优美，体现了民族特色；（5）大直径钢管卷制工业化，有力地促进了我国钢管混凝土拱桥的发展。 随着钢管混凝土拱桥的跨径的增大，刚度越来越柔，作为以受压为主的结构，稳定成为制约其发展的关键因素之一。不少学者根据不同的拱桥形式在不同的参数下，提出了不同的假设，推导出了很多简化的稳定公式。这些稳定公式将为有限元发展提供了理论基础。本文主要是对拱桥稳定计算理论进行简单的阐述。 1 稳定计算理论 1.1 概述 稳定问题是桥梁工程常常遇到的问题，与强度问题同等重要。但是，结构的稳定问题不问于强度问题，结构的失稳与材料的强度没有密切的关系。结构失稳是指结构在外力增加到某一量值时，稳定性平衡状态开始伤失，稍有挠动，结构变形迅速增大，从而使结构失去正常工作能力的现象。在桥梁工程中，总是要求其保持稳定平衡，也即沿各个方向都是稳定的。 在工程结构中，构件、部件及整个结构体系都不允许发生失稳。屈曲不仅使工程结构发生过大的变形，而且往往导致结构的破坏。现代工程结构中，不断利用高强轻质材料，在大跨度和高层结构中，稳定向题显得尤为突出。 根据上程结构失稳时平衡状态的变化特征，存在若干类稳定问题。土建工程结构中，主要是下列两类： （1）第一类稳定问题（分枝点失稳）：以小位移理论为基础。 （2）第二类稳定问题（极值点失稳）：以大位移非线性理论的基础。 实际工程中的稳定问题一般都表现为第二类问题，但是，由于第一类稳定问题是特征值问题，求解方便，在许多情况下两类问题的临界值又相差不大，因此研究第一类稳定问题仍有着重要的工程意义。 研究压杆屈曲稳定问题常用的方法有静力平衡法((eular方法)、能量法(timosheko方法)、缺陷法和振动法。 静力平衡法：是从平衡状态来研究压杆屈曲特征的，即研究荷载达到多大时，弹性系统可以发生失稳的平衡状态，其实质是求弹性系统的平衡路径(曲线)的分支点所对应的荷载值(临界荷载)。 能量法：表示当弹性系统的势能为正定时，平衡是稳定的；当势能为不正定时，平衡是不稳定的；当势能为0时，平衡是中性的，即临界状态。 缺陷法：认为完善而无缺陷的力学中心受压直杆是不存在的。由于缺陷的影响，杆件开始受力时即产生弯曲变形，其值要视其缺陷程度而定。在一般条件下，缺陷总是很小的，弯曲变形不显著，只是当荷载接近完善系统的临界值时，变形才迅速增大，由此确定其失稳条件。 振动法从动力学的观点来研究压杆稳定问题，当压杆在给定的压力下，受到一定的初始扰动后，必将产生自由振动，如果振动随时间的增加是收敛的，则压杆是稳定的。 以上四种方法对于欧拉压杆而言，得到的临界荷载是相同的。如果仔细研究一下可以发
钢管混凝土拱桥结构设计探讨 (新版) Safety work has only a starting point and no end. Only the leadership can really pay attention to it, measures are implemented, and assessments are in place. ( 安全管理 ) 单位：______________________ 姓名：______________________ 日期：______________________ 编号：AQ-SN-0331
钢管混凝土拱桥结构设计探讨(新版) 【摘要】钢管混凝土拱桥在我国的应用发展很快。本文对刚架系杆拱桥型、助供横向结构、拱助我面设计和桥面系构造等问题进行探讨。 【关键词】钢管混凝土拱桥结构设计探讨 钢管混凝土拱桥近十年来在我国发展迅速，随着数量的增多，跨径与规模也不断增大，分布区域也越来越广，除了钢管混凝土拱桥具有材料强度高、施工方便、造型美观等优点的原因外，与我国正处于大规模的交通基础设施建设时期的大环境有密切的关系[2］。本文将根据钢管混凝土拱桥在我国的应用情况与近几年的发展趋势，对结构的合理设计进行定性的讨论。 一、刚架系杆拱桥型 钢管混凝土拱桥结构形式丰富多样，承载形式上、中、不承式
均有。按拱的推力，又可分为有推力供和无推力供。无推力供又有拱架组合体系和刚架系杯供。钢管混凝土拱桥以中下承式为主，有推力拱和元推力拱均占相当的比重。在无推力拱中，以刚架系杆拱为主。这些都是钢管混凝土拱桥的构造特点，与我国传统的石拱桥、钢管混凝土拱桥均有明显的不同。 刚架系杆拱是在钢管混凝土拱桥中出现的拱桥新的结构形式。我国建成的第一座钢管混凝土拱桥--四川旺苍东河大桥采用的就是刚架系杆拱。与拱架组合体系不同，刚架系杆供中拱助与桥墩团结，不设支座，采用预应力钢绞线作为拉杆来平衡换的推力，拉杆独立于桥面系之外，不参与桥面系受力，而桥面系为局部受力构件。这种结构由于拱和墩连接处为刚结点，属刚架结构，又带有系杆，故称之为刚架系杆拱。 刚架系杯拱为超静定结构，桥梁上部、下部以及基础甚至地基连成一体，结构的超静定次数较多，受力复杂。由于其系杆刚度与供梁组合体系中的系杯梁刚度相比小很多，特别对于大跨径桥梁，系杆拉力增量将产生很大的变形，而供助、系杆和墩往团结在一起，
钢管混凝土拱桥计算日志（一） （1）计算以2类稳定分析为主要目的，使用Midas和Ansys进行对比，首先要进行静力计算，最后可能还需要进行抗风和抗震计算。 （2）静力计算：漂浮体系，少支架法架拱肋。因此设计阶段在Midas和Ansys都不模拟施工阶段联合截面，认为在混凝土和钢管成为整体后，才参与受力。Midas里第一阶段包括钢管和混凝土拱肋、风撑、端横梁、系杆。受的力就是自重，系杆初张拉。第二阶段上横梁、小纵梁，系杆第2次张拉，吊杆张拉，第三阶段上桥面铺装，计算拱肋预拱度、横梁的安装坐标、吊杆的张拉力，修改模型。最后是移动荷载，计算的目的一个是检算应力和强度，主要目的还是给稳定计算提供基本荷载。而在Ansys则模型和Midas类似，同样3个施工阶段，共节点的2个单元模拟拱肋，系杆和吊杆张拉用降温的方法。 （3）目前，第一个施工阶段已经完成，Midas和Ansys对比合理，系杆张拉力的确定用支座水平位移为0来控制。 （4） midas的小纵梁弹性支撑修正，并在ansys里修改，确定第2次张拉的张拉力。验证施工阶段的内力累计、位移累计计算都是正确的 （5）加桥面铺装，确定第3次系杆张拉力，调整拱肋预拱度，调整吊杆力； （6）模拟的车辆荷载、确定最大吊杆力和端横梁反力。 （7）稳定、地震计算确定不考虑桥面和吊杆。 钢管混凝土拱桥计算日志（二） 今天仔细的看了很多论文，有了一些体会： 1、钢管混凝土拱桥计算中的特殊问题 （1）铰接桥面系的横向纵向分析，横梁的加载计算方法； （2）拱的预拱度设置和吊杆力计算； （3）3向受压状态下混凝土的徐变变形问题（弹模减少？）； 2、稳定分析： （1）吊装过程仿真分析：主要也是2类稳定分析；现在看来少支架状态下，在钢管上加混凝土的稳定系数，很可能是最危险的； （2）跨度小的时候拱的预拱度似乎对稳定影响不大； （3）稳定系数的计算，K=(Pd+a*Ph)/(Pd+Ph)，a是增量系数，分母不考虑非线性。而容许K，看来用K1=恒载1.2活载1.4，混凝土控制时，K2=标号/标准强度。Kf=K1*K2。 （4）非线性稳定，一次性加很多荷载，不一定是最不利，施工过程还是要尽量细，不平衡更可能造成失稳，比如分批上横梁的时候。 （5）使用支架的时候，不仅支架本身刚度，支架是否不对称对稳定有影响，而且支架的基础也有很大影响。 （6）从失稳模态的激发来看，横向风荷载对应的面外单向、不平衡荷载造成的面外扭转、竖向力产生的面内竖向，都是需要考虑的，相应的初始缺陷的设定也要与模态对应。 （7）一种说法是材料非线性的影响比几何非线性要大。实际上，钢管混凝土的材料非线性很难准确考虑的。
《钢管混凝土拱桥施工细则》 (试行)
第一章总则 第二章施工准备 第一节技术准备 第二节设备准备 第三节场地布置 第四节劳力组织 第三章钢管制造与运输 第一节拱段的划分 第二节工厂加工 第三节运输 第四节现场制造 第四章钢管拼装与架设 第一节支架法 第二节悬拼法 第三节平转法 第四节竖转法 第五章混凝土灌注 第一节混凝土配制 第二节泵送混凝土 第六章拱上结构施工 第一节系梁施工 第二节吊杆施工 第三节立柱施工 第四节桥面铺装 第七章施工监控 第一节线形控制 第二节施工跟踪监控 第八章附则 术语、符号、有关检验和测试表格
第一章总则 第一条：为了提高钢管拱桥的施工水平，规范企业施工管理，逐步建立标准化、规范化施工体系，防止质量事故的发生，特制定本细则。 第二条：本细则依据钢管拱桥的有关设计、施工规范和相关行业技术标准以及结合施工实践积累的经验进行编写的。适用于钢管拱桥和钢管混凝土拱桥的施工。 第三条：本细则可作为施工的基本依据，在具体的工程项目中，应结合工程特点，编制具体实施的施工工艺细则，用于施工控制。 第四条：在细则试行过程中，如与设计发生矛盾时应进行具体分析，并积极做好设计变更工作。各参照应用的单位，应不断积累经验，提出修改意见、完善细则。
第二章施工准备 第一节技术准备 第一条施工单位承接钢管拱任务后，必须组织技术人员对设计文件、图纸资料进行研究和现场核对，必要时进行补充调查。 第二条开工前，应根据设计文件和任务要求，编制实施性施工组织设计。其内容包括：编制依据、工程特点、主要施工方法、技术措施、施工进度、工程数量、完成工作量计划、机料设备及劳力计划、施工现场布置平面图、施工图纸、施工安全和施工质量保证措施等。 第三条在施工前应充分发扬民主，对施工方案、技术措施和保证工程质量、施工安全等认真进行研究和深入细致地讨论，做到有计划、有步骤地完成施工。 第二节设备准备 应根据施工方法、杆件大小、重量以及举高程度、回转半径等因素，适当选用。按其工作性质可分为以下几种：测量设备、试验设备、缆索吊装设备、现场钢管拱加工设备、钢管拱的进场及场内运输设备、钢管混凝土生产及泵送设备，下表所列为部分常用设备。 测量设备一览表 试验设备一览表
钢管混凝土拱桥的施工方法 RSS 打印复制链接大中小发布时间：2013-09-23 16:18:35 这种施工方法，美国的弗里蒙特桥曾采用，该桥为最长跨度悬臂系杆拱桥主跨为382.65m，1973年建成。三段吊装法，工期短，将大量的现场工作转移到工厂内，能确保拱轴线及质量，不受桥头拆迁控制，占地较少，对城市建桥尤为重要；与引桥施工不发生干扰，机具设备少，临设材料可以大量回收，节省投资；技术可行，且施工不复杂，安全度校高。但该施工方法，长大段钢管拱肋的运输受水位及河道的限制；工厂制造需要有较大的 场地和下河码头等。这种施工方法在国内尚无先例。 2．1．3双塔缆索吊机法 该缆索吊机塔架之缆塔和扣塔合二为一，并于前塔上附加后塔形成空间框架结构，故称为双塔缆索吊机施工 法。如图2： 2．2．1平面转体施工法 （1）有平衡重转体施工，平衡重转体主要由平衡体系，转动体系（转轴及环道）和位控体系三部分组成。其 平衡体系一般利用桥台或配重来平衡
主拱，转动体系为拱脚后的球铰；同时在球铰周围布置千斤顶或卷扬机使转动轴转动，转动轴上的半跨拱肋随之徐徐转动，直到就位。如图3所示。我国的黄柏河、下牢溪大桥，跨径均为160m采用此法施工，转体重量达3 6000KN。 （2）无平衡转体施工，是采用锚碇体系平衡悬臂主拱，取消平衡重，而节省材料。锚碇体系由作为压杆的主柱， 作为撑梁的引桥主梁以及后锚等部分组成，如图4所示 2.2.2竖向转体施工法 竖向转体是根据桥位的情况，采用在桥轴线竖向而预制半拱肋，然后再从两边向上或向下转体施工就位的施工方 法，一般用在小跨径的拱桥上。 如图5所示。三峡莲沱大桥采用此法施工，净跨48.3m+114m+48.3m钢管混凝土带悬臂中承式刚架系杆拱 桥
郑州黄河二桥钢管混凝土拱施工方法研究 中铁大桥局集团一公司：孙俊启、欧阳克武 摘要：郑州黄河二桥主桥钢管混凝土系杆拱跨越宽阔游荡性河段。本文介绍了该桥钢管拱施工方案研究过程及其主要施工方法。 关键词：宽阔游荡性河段跨桥龙门吊机钢管拱桥施工 1、概述 1.1、工程概况 京珠高速公路郑州黄河特大桥为分离式双幅八车道，全长9848.16m。其中主桥由8孔100m 下承式钢管混凝土简支系杆拱（刚性系杆）组成，每幅桥两片拱肋，每片拱肋由2根φ1000×16㎜钢管和腹板组成全高2.4m的哑铃型断面结构，拱肋内填筑C50混凝土，两拱肋中心距22.377m，设拱顶一道一字形和两端各一道K字横撑联系。 单孔钢管拱桥的结构布置见图一: 图一:、钢管拱示意图 1.2、水文特点 桥位处于花园口至东坝头间的130km游荡型河段，河段内临黄堤距约10km。桥址处河段北岸为高滩，南岸为现行河槽。现行河槽内主流摆动幅度大，游荡不定。 桥位处黄河水流量受三门峡和小浪底水库控制及桥址上游伊河、洛河、沁河、漭河等几条支流河水的影响，主河槽虽常年有水，但很不稳定，主流游荡、滚动，使之“有水不能行舟，无水不能行车”。黄河冬季有凌讯及清水冲刷，夏季洪水冲刷剧烈掏底。这就决定了施工过程中水平运输只能采用栈桥。水平运输采用栈桥，那么用什么方法来施工多孔简支钢管拱最合适？为此对施工方案进行了深入的探讨。 2、目前国内钢管混凝土拱桥施工技术状况 钢管混凝土拱桥是我国近年来桥梁建设发展的新技术，具有自重轻、强度大、抗变形能力强的优点，它比较好地解决了修建桥梁所需求的用料省、安装重量轻、施工简便、承重能力大的诸多矛盾。所以自从1990年四川旺仓建成了跨度115m的国内第一座钢管混凝土拱桥以来，发展迅猛，设计和施工水平已跻身于世界先进行列。近几年，全国各地已建成了大量的具有国际先进水平的大跨度钢管混凝土拱桥，其中2000年建成通车的跨度为360m的广州市丫髻沙大桥在世界同类桥型中已名列前茅，充分显示了钢管混凝土拱桥在我国的广泛的发展前景。 随着钢管混凝土拱桥的应用推广，它的施工问题日益受到重视。在许多工程施工中，各种施工方法经常灵活地综合在一起进行使用，所以施工方法之间并没有简单意义上的优劣之分，桥梁施工过程中的具体工程状况才是施工方法选择和在施工方法上进行组合的关键因素。不同跨径、结构形式及施工设备及现场环境条件，可以选择不同的施工方法。目前常用的钢管混凝土拱桥的施工方法可分为：支架施工法、缆索吊装法、转体施工法和整跨顶推施工法。为了合理的选定郑州黄河二桥主桥钢管混凝土系杆拱的施工方案，着重对国内常用施工技术进行了比较，以寻求最佳途径。 2.1、支架施工法