钢管混凝土拱桥的施工方法和结构设计..
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钢筋(管)混凝土拱桥施工技术
一、拱桥的类型与施工方法
(二)主要施工方法
(1)按拱圈施工的拱架(支撑方式)可分为支架法、少支架法和无支架法;其中无支架施工包括缆索吊装、转体安装、劲性骨架、悬臂浇筑和悬臂安装以及由以上一种或几种施工方法的组合。
二、现浇拱桥施工
(二)在拱架上浇筑混凝土拱圈
(1)跨径小于16m的拱圈或拱肋混凝土,应按拱圈全宽从两端拱脚向拱顶对称、连续浇筑,并在拱脚混凝土初凝前全部完成。
不能完成时,则应在拱脚预留一个隔缝,最后浇筑隔缝混凝土。
(2)跨径大于或等于16m的拱圈或拱肋,宜分段浇筑。
分段位置,拱式拱架宜设置在拱架受力反弯点、拱架节点、拱顶及拱脚处;满布式拱架宜设置在拱顶、1/4跨径、拱脚及拱架节点等处。
各段的接缝面应与拱轴线垂直,各分段点应预留间隔槽,其宽度宜为0.5~1m。
当预计拱架变形较小时,可减少或不设间隔槽,应采取分段间隔浇筑。
四、钢管混凝土拱
(1)钢管拱肋制作应符合下列规定:
3)弯管宜采用加热顶压方式,加热温度不得超过800℃。
4)拱肋节段焊接强度不应低于母材强度。
所有焊缝均应进行外观检查;对接焊缝应100%进行超声波探伤,其质量应符合设计要求和国家现行标准规定。
5)在钢管拱肋上应设置混凝土压注孔、倒流截止阀、排气孔及扣点、吊点
节点板。
1K412036斜拉桥施工技术三、斜拉桥施工监测
(2)施工监测主要内容:
1)变形:主梁线形、高程、轴线偏差、索塔的水平位移;
2)应力:拉索索力、支座反力以及梁、塔应力在施工过程中的变化;
3)温度:温度场及指定测量时间塔、梁、索的变化。
钢管混凝土拱桥施工方法简述钢管混凝土拱桥,乍一听感觉有点儿高大上吧?但是这东西并没有想象中那么神秘,咱们今天就来聊聊这类桥的施工方法,看看到底是怎么一步一步建造出来的。
首先呢,钢管混凝土拱桥的名字就有点儿让人挠头,钢管、混凝土、拱形,这些都是要考虑进去的,要把这些材料合理结合,才能确保桥梁既结实又有型。
咱们今天就像给大家讲故事一样,把这整个施工过程给捋一遍,保证让你听得轻松又有意思。
一开始呢,建设这样的拱桥肯定是得搞清楚周围的环境,不是说随便找个地方,随便搭个架子就能开始施工的。
桥梁的设计是第一步,得先量好尺寸,确定好拱桥的跨度,搞清楚地形和地质条件。
钢管混凝土拱桥可不是随便哪个地方都能建的,得考虑到土壤的承载力和桥下的水流情况,搞不好就得打水漂了。
设计好了,接下来的就是施工准备了。
你想,桥可不是盖房子,得有一堆钢筋水泥和架子搭建好,才能上手做。
钢管混凝土拱桥的核心之一就是它的拱形结构,拱桥的优势就是能把重量分摊到桥的两边,减少了对桥中间部分的压力。
所以在施工时,最先要搭建的就是这个“拱架”。
说白了,就是搭一个可以支撑起整个拱桥的临时架子。
你想,这可不是简单的拿几根木头钉上去就完事的事儿,人家得用钢管拼接出一个完美的支撑系统,不光要稳,还得精准。
这个架子搭建好后,才可以开始浇混凝土,把它们填充到钢管里,这样整个拱桥的结构就成型了。
说到浇混凝土,那可是一项技术活,绝对不能马虎。
混凝土必须按照严格的比例混合,不能多一勺水,少一把沙子,稍有差池,桥梁的稳定性就会大打折扣。
浇筑时要保证混凝土均匀分布,避免出现空洞或者裂缝。
这一环节的关键就是控制好浇筑的速度和时间,不能急,不能乱,慢慢来,耐心点。
整个混凝土浇筑完成后,得给它一点时间固化,毕竟这不是小玩意,得给它时间变得坚固,像“慢工出细活”那样,稳稳的,不能急。
混凝土凝固后,接下来的工作就是拆除支架和进行质量检查了。
支架拆除后,咱们才能看到真正的拱桥形态。
钢管混凝土拱桥施工工艺一、引言钢管混凝土拱桥是一种在桥梁工程中常见的结构形式。
它结合了钢管的优点和混凝土的优点,具有较大的抗弯刚度和抗压能力,被广泛应用于公路、铁路等交通建设领域。
本文将介绍钢管混凝土拱桥施工的工艺流程和要点。
二、桥梁设计与准备工作在施工之前,首先需要进行桥梁的设计和准备工作。
设计人员需要确定桥梁的跨度、高度、曲线半径等参数,并制定相应的施工方案。
同时,还需要进行场地勘察,了解地质和地形情况,以便为施工做好准备。
三、材料准备钢管混凝土拱桥的施工过程中需要使用到各种材料,包括钢管、混凝土、钢筋等。
在施工前,需要对材料进行检验和验收,确保其质量符合要求。
同时,要做好材料的储存和保护工作,防止受到外界环境的影响。
四、基础施工钢管混凝土拱桥的基础施工是确保桥梁稳固和安全的关键环节。
首先需要进行地基处理,包括清理、加固和夯实等工作。
然后进行基础的浇筑,通常采用钢筋混凝土的形式。
在浇筑过程中,需要注意控制混凝土的坍落度和浇筑速度,以确保基础的质量。
五、拱桥施工拱桥的施工是整个工程的核心部分。
在施工过程中,首先需要制作拱顶模板,用于支撑拱顶的浇筑。
然后将钢管按照设计要求进行布置,并进行焊接。
接下来,需要进行混凝土的浇筑,将混凝土倒入钢管内,并采用振动棒进行密实。
同时,还需要注意控制混凝土的坍落度和浇筑速度,以确保拱顶的质量。
六、桥面铺装在拱桥施工完成后,需要进行桥面的铺装工作。
首先需要进行桥面的清理和处理,确保其平整和牢固。
然后进行铺装材料的准备,常见的有沥青混凝土和水泥混凝土等。
在铺装过程中,需要注意铺装的均匀性和厚度的控制,以确保桥面的质量和使用寿命。
七、桥梁验收与维护在施工完成后,需要进行桥梁的验收工作。
验收人员需要对桥梁的结构、质量和安全性进行检查和评估,以确保其符合设计要求和使用标准。
同时,还需要做好桥梁的维护工作,定期检查和修复桥梁的损坏部位,延长桥梁的使用寿命。
八、总结钢管混凝土拱桥施工是一项复杂而重要的工程,需要经过设计、准备、施工和验收等多个环节。
钢管混凝土拱桥施工关键技术及稳定性分析Chapter 1 Introduction钢管混凝土拱桥是现代桥梁结构中的一种重要形式,近年来在各种道路和铁路工程中得到了广泛的应用。
钢管混凝土拱桥的优越性能在于它具备了钢管和混凝土桥梁的优点,能够在大跨径和高荷载条件下承载结构,同时有较高的抗震能力和耐久性。
钢管混凝土拱桥的施工过程是一个具有挑战性的任务,它需要高度的技术知识和经验。
本文将介绍钢管混凝土拱桥的施工关键技术及稳定性分析。
首先,将介绍钢管混凝土拱桥的基本结构和设计要求。
其次,将讨论钢管混凝土拱桥的施工序列和关键技术。
最后,将对钢管混凝土拱桥的稳定性进行分析,以确保钢管混凝土拱桥的安全和可靠性。
Chapter 2 钢管混凝土拱桥的基本结构和设计要求钢管混凝土拱桥是由钢管和混凝土构成的,它具有轻质、高强、高刚性和良好的抗震性。
在设计中需要满足一些特殊要求,以确保桥梁的可靠性和安全性。
2.1 结构形式钢管混凝土拱桥是由一组弧形钢管和连接的混凝土组成的拱桥。
桥面直接支撑在钢管上,钢管和桥面一起受力。
为了保证桥梁结构的平衡和稳定,弓形钢管在跨度方向上把力传递到钢柱和混凝土砌块上。
钢管混凝土拱桥桥面上一般铺设混凝土板或钢板。
2.2 设计要求设计钢管混凝土拱桥需要满足以下要求:(1)满足各种相应的载荷要求,如荷载、地震、温度和疲劳等要求。
(2)搭建时拱出形状应满足理论形状,应校核拱形。
(3)设计应满足桥梁的稳定性,避免拱桥的侧扭和侧向振荡等现象。
(4)充分考虑钢管的保护性能,防止钢管的腐蚀和老化,确保整个结构的耐久性。
Chapter 3 钢管混凝土拱桥的施工序列和关键技术钢管混凝土拱桥的施工编排顺序应遵循钢管——加固空间网壳结构——混凝土固化。
钢管的高强度和铺装混凝土能极大地保护钢管不受机械损坏,从而延长桥梁的使用寿命。
3.1 钢管安装在施工中,首先需要进行钢管的加固与安装。
钢管的加固和安装关系到桥面的质量和稳定性,是整个结构的基础。
第一章钢管混凝土拱桥第一节钢管混凝土拱桥发展概况第二节钢管混凝土拱桥结构简介一、结构基本类型第三节钢管混凝土拱桥施工技术简介一、钢管拱肋制作第二章四川旺苍东河大桥第一节概况第二节主桥结构与构造第三节施工简介第四节四川旺苍东河大桥的历史地位第三章广州丫髻沙大桥第一节概况第二节主桥设计要点第三节基础、承台的施工与钢结构制造㈠基础与承台的施工桥址基岩岩性组合复杂,风化层厚,弱风化岩面起伏很大。
承台下采用φ3.Om等大直径嵌岩灌注桩,为了保证施工质量,以桩长、桩底墓岩岩性双控桩底标高,对少数成孔困难的桩,根据具体情况分别采用旋喷桩、冷冻法做防水处理。
承台及拱座均为大体积混凝土,施工时采取了以下措施以控制温度变形裂缝:1.在承台及拱座内设置多层冷却水管,施工时进水管口、出水管口温度差控制在15-20℃;2.选用矿渣水泥,掺加适量的粉煤灰、减水剂、缓凝剂;3.采用分层、分块法施工,并设置一定的温度筋;4.委托有经验的科研单位进行温度监控。
㈡钢结构制造1.工艺制作思路根据大桥钢结构的结构特点和运输要求,将其分成若干片体在工厂车间内制作,在组合场地组成拱肋节段,最后在工地组拼(或吊装)半拱,使之具备转体条件,其特点就是以中间产品为导向,便于全面铺开制造,力图提高加工制作精度和生产效率。
⑴制作流程制作流程见图8-15。
⑵制作工艺的设计原则①根据结构特点和吊装要求进行节段的划分丫髻沙大桥钢管拱肋为六弦管,在现场将空间的六根曲线φ750mm钢管同时对接好,且要控制对口错边在2mm以下,由于采用转体工艺安装拱肋,可采用大分段吊装,桥位现场离制作场地约lkm,采用水路运输没有什么困难,又因有120t船台吊机多部,因此,拱肋节段以不大于 120t进行划分。
此外,由于该桥的技术规定对钢管的卷制要求卷管方向应与钢板压延方向一致,经过多方案比较后采用最大3800mm管节的排板方案,单片主拱肋分为18个节段和一个跨中合龙管节,节段的最大质量约为105t,节段长度在25m以下。
钢管混凝土拱桥钢管混凝土拱桥(Steel-Tube Concrete Arch Bridge)是一种以钢管作为主要构件、混凝土为填充物,采用拱形结构的桥梁。
由于其结构特点,该类型的桥梁具有较高的承载能力、稳定性和整体性能,因此在短跨度桥梁中广泛应用。
本文将从钢管混凝土拱桥的构造特点、设计与施工工艺、应用与发展等方面进行探讨。
一、构造特点钢管混凝土拱桥结构特点主要表现在两个方面:拱形结构和钢管混凝土材料。
拱形结构是钢管混凝土拱桥最显著的结构特点,该结构的力学特性为受力后整体形变,荷载集中于两端,相对于梁式桥梁更加稳定。
而且,拱形结构具有较高的承载能力,在短跨度桥梁中具有明显优势。
钢管混凝土材料则是钢管混凝土拱桥的创新之处。
该材料具有混凝土和钢管的优点,可以更好地发挥两种材料的特性。
钢管可以担任桥梁的主要承载构件,中空部分可以用来加入混凝土,提高承载能力;而混凝土可以保护钢管,延长其寿命,同时具备优秀的抗压强度和耐久性。
二、设计与施工工艺钢管混凝土拱桥的设计与施工工艺需要考虑到以下因素:钢管材料的选择、拱形结构的力学特性、混凝土的浇筑工艺。
钢管材料方面,需要选择品质良好、符合标准的钢管。
在拱形结构的设计中,需要通过建立数学模型,模拟荷载作用下的力学特性,对拱形结构进行优化设计,确保承载能力和稳定性。
混凝土在钢管中的浇筑工艺通常采用顶升法或压力法。
顶升法是将混凝土从一侧注入钢管内,同时在另一侧进行顶升,使混凝土在钢管内均匀分布;压力法是通过在钢管中注入高压水泥浆,将混凝土压入钢管内。
无论采用哪种方法,都需要保证混凝土充实度,避免产生空洞、裂缝等质量问题。
三、应用与发展钢管混凝土拱桥具有优秀的结构特点和性能,已经在我国的短跨度桥梁建设中得到广泛应用。
随着技术的发展,钢管混凝土拱桥在跨度和承载能力方面也已经有了较大的突破,越来越多的工程师开始将其应用于中长跨度桥梁的设计中。
同时,在钢管材料和混凝土浇筑向导方面也有了新的突破。
钢管混凝土拱桥设计钢管混凝土拱桥是一种采用钢管作为主要受力构件的混凝土结构桥梁。
它具有强度高、承载能力大、耐久性好等优点,在现代桥梁工程中广泛应用。
本文将围绕钢管混凝土拱桥的设计原理、结构特点和施工技术等方面进行论述,希望能够对读者有所启发和帮助。
一、设计原理钢管混凝土拱桥的设计原理是根据力学和结构力学的基本原理来确定桥梁的承载能力和稳定性。
在拱桥设计中,根据桥梁的跨度、荷载情况以及地质条件等,选取适当的拱形曲线和梁形,通过合理的弯矩分析和受力计算,确定拱桥的结构尺寸和截面形状。
同时,还需要考虑桥梁的自重和外荷载的影响,进行静力和动力分析,确保拱桥在使用过程中的安全性和稳定性。
二、结构特点钢管混凝土拱桥的结构特点主要包括以下几个方面:1. 钢管拱梁:钢管作为主要受力构件,具有较高的抗弯承载能力和刚度,能够有效地分担桥梁荷载,并提高桥梁的整体强度和稳定性。
2. 混凝土浇筑:钢管内注浆混凝土,形成钢管混凝土复合结构。
混凝土的浇筑需要注意控制浆液的流动性和凝结时间,确保混凝土能够充分填充钢管内部,并形成坚固的连接。
3. 施工工艺:钢管混凝土拱桥的施工工艺相对复杂,需要进行模板安装、钢筋绑扎、混凝土浇筑等一系列工序。
在施工过程中,需要注意对各个构件的形状和尺寸进行精确控制,确保各部分能够完美配合。
三、施工技术钢管混凝土拱桥的施工技术是确保桥梁质量和使用寿命的关键。
在施工过程中,需要严格按照设计要求和施工规范进行操作,采取合适的措施,保证每个施工环节的质量和安全。
1. 模板安装:首先需要进行桥墩和拱腿的模板安装,确保其几何形状和尺寸的准确度。
在模板安装过程中,需要密切监测模板的平整度和牢固度,防止模板变形和脱落。
2. 钢筋绑扎:在模板安装完成后,需要进行钢筋的绑扎工作。
绑扎钢筋时需要注意钢筋的位置和间距,确保钢筋能够充分发挥其受力作用,并与混凝土形成紧密的连接。
3. 混凝土浇筑:在钢筋绑扎完成后,开始进行混凝土的浇筑。
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。
钢管混凝土交杆拱桥施工一、钢管混凝土的分类钢管混凝土应用于拱桥有两大类型,一种植是钢管外露的钢管以参与结构受力为主,同时也是施工过程和浇筑管内混凝土的模板,成桥过程先全龙钢管骨架,再浇筑管内混凝土形成主找圈,另一种钢管以施工受力为主,成桥过程中先合龙钢管骨架,然后浇筑管内混凝土形成钢管劲性骨架,再将钢管混凝土作为劲性骨架,大大地减少了用钢量,减轻了骨架的重量二、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有很大的难度,对于100m以下的跨径,钢管骨架一般分为三段,也可以支架支承缆索吊装施工方法是我国修建大跨度拱桥的主要方法之一,当路径不大时,拱肋分三段吊装,两段吊装后斜扣索扣住,一般情况下,应该双肋合龙,两肋之间设者横撑,或将横撐临时固定,但质量较大,段与段之间的拼装难度也较大,要注意接头的传力情况,为合龙方便,各段一样略有上抬三、拱桥施工安全要求(一)竖向转体施工的安全施工要求(1)桥台前应有合适预制和竖向转体所需要的地形和场地,地基应坚固不深陷(2)团体装车应转动灵活(3)扒杆吊装系统,应通过诸选定,扒杆政策索的安全系数应符合《铁路工程施工安全技术规程》的规定(4)平衡系统中的平衡梁,应符合设计的强度和钢度(5)爱偏心压力的扒杆应进性验算(6)扒杆背索的张力不均匀折减系数不得大于0.85,地锚抗滑,抗倾覆。
(7)扒杆分段接长安装时,应焊按牢固,并满足强度和风度要求(8)起吊拱肋脱离胎架10~30cm时,应停机检查扒杆的受力与变形(二)有平衡生平面转体施工的安全施工要求(1)转动体系必须平衡可靠,并能在转体全部重量后转动自如,四周的保险滚轮应有良好的的保险和稳定作用(2)体系正式转动前,应进行试转枪柄,验证平衡与稳定,(3)脱架张拉时,转动体系牢固支承在轴心绞上,体质平衡与稳定(三)无平衡生平面转体施工的安全施工(1)无平衡生平面转体的锚因体系的抗剪强度,抗滑稳定性,应达到设计要求(2)锚碇系统布谷鸟方面的平衡及尾索应形成三角形稳定休(3)转动体应灵活自如,安全可靠(4)位控系统应能控制拱箱的转动速度和位置(5)梁体要转动时应对称同步,保持转体稳定,(6)尾索,扣索张拉应按设计张拉力对称,均匀加力(7)合龙卸扣时,应对称的,均匀,分级进行四、结语钢管拱桥施工中最关键的是混凝土配合比的控制,特别是膨胀剂的掺量要控制准确,如果不能使混凝土达到微膨胀效果,钢管拱肋在受力时,钢管内的混凝土由于收缩与钢管有间隙,不能够达到三向受力的效果,从而不能够提高其弹塑性工作性能。
钢管混凝土拱桥施工技术浅述1.大跨度上承式钢管混凝土拱桥的施工过程大跨径上承式钢管混凝土拱桥,一般采用无支架施工法,即先用缆索吊装系统分段吊装空钢管拱肋,待全部吊装完毕后进行各段的固结,然后以钢管作为劲性骨架灌注管内混凝土,等到整个钢管混凝土拱圈成形且管内混凝土达到一定强度后,即可安装拱上立柱及横梁及,在横梁上安装桥道系,最后进行桥面铺装。
大跨径上承式钢管混凝土拱桥施工的主要工序如下:(1)在工厂以1:1的比例进行拱肋放样,并进行钢管拱架大样制作(考虑预拱度),拼装钢管拱架,并对完成组拼钢管拱肋暴露部位及其它型钢进行喷锌或喷铝等构件防锈处理。
(2)拱座施工。
拱座施工时,应结合“主拱圈拱脚铰接头设计图”预埋主管节段、钢板、钢筋等连接构件,并要求预埋件定位准确。
同时注意预埋交界墩钢筋。
(3)在桥位处利用两岸架设缆索吊装系统,两条拱肋交错悬臂架设。
根据吊重能力将空钢管拱助分几段架设。
各段钢管架的吊运,根据现场地形条件可分别采取现场预制拼装架设及工厂加工、现场吊装的方法施工。
为确保安全,每段接头处两拱肋间安装临时钢析架横梁,组成多层框架体系。
(4)安装X撑、K型撑的劲性钢骨架及其它临时横撑。
(5)在拱肋的控制截面上贴电阻片,并安装变位观测标记,供施工控制中观测应力、变形用。
(6)拱肋钢管混凝土浇灌。
对于钢管混凝土结构来说,钢管就是很好的模板,既经济又安全。
但是,对管内混凝土的浇灌质量,无法直观检查,为保证浇灌质量必须依靠严密的施工组织、明确的岗位责任制。
對不密实部位可采用钻孔压浆法进行补强,然后钻孔补焊封固。
(7)拱上结构和桥面系的安装。
拱肋混凝土浇灌完毕且达到一定强度后可安装立柱、横梁,然后进行桥面系施工。
(8)进行全桥钢结构的防腐涂装维护。
2. 施工前的工程控制桥梁工程控制一般由施工前的控制和施工中的控制两大部分组成。
对于钢管混凝上拱桥而言,施工前的控制主要指的是:大跨度钢管混凝土拱桥拱肋型式的选择、预拱度的计算和设置、主拱圈标高及线型的计算。
钢管混凝土拱桥1. 引言钢管混凝土拱桥是一种结构简单、施工方便、承载能力强的桥梁形式。
本文将介绍钢管混凝土拱桥的概念、特点、设计与施工要点,并对该种桥梁形式的应用进行分析。
2. 概念钢管混凝土拱桥是指在桥梁结构中采用钢管与混凝土相结合的形式来承担桥面荷载的一种桥梁结构。
它由钢管和混凝土构成,钢管负责承担桥面荷载,而混凝土则起到保护钢管、均匀分散荷载的作用。
3. 特点钢管混凝土拱桥具有以下几个显著的特点:3.1 结构简单钢管混凝土拱桥的结构较为简单,由少量的构件组成。
通常,它由钢管和混凝土拱肋构成,桥面铺装在拱肋上。
这种结构形式使得钢管混凝土拱桥具有较高的施工效率,能够缩短工期。
3.2 承载能力强由于钢管负责承担荷载,混凝土起到保护钢管的作用,钢管混凝土拱桥的承载能力相对较高。
在设计时,可以根据实际需求选择合适的钢管尺寸和混凝土强度,以满足桥梁的承载要求。
3.3 预制施工钢管混凝土拱桥通常采用预制的方式进行施工,先预制钢管和混凝土构件,然后通过现场拼装完成桥梁的搭建。
这种施工方式不仅可以提高工程质量,还能加快工程进度,降低施工风险。
4. 设计与施工要点钢管混凝土拱桥的设计与施工需要注意以下几个要点:4.1 钢管选用在设计中,需要合理选用钢管,考虑到荷载要求、耐久性和经济性。
一般选择直径较大、壁厚较薄的钢管,以满足荷载要求的同时尽量减少构件的重量。
4.2 钢管与混凝土的粘结钢管与混凝土之间的粘结质量对钢管混凝土拱桥的性能具有重要影响。
在施工时,需要采取合适的措施,如表面处理和使用粘接剂,来保证钢管与混凝土之间的粘结质量。
4.3 混凝土的浇筑在混凝土的浇筑过程中,需要注意控制浇筑的速度和温度,以免造成混凝土开裂。
此外,还需要密实混凝土,并及时进行养护,以保证混凝土的强度和耐久性。
4.4 桥面铺装在桥面铺装过程中,需要选择合适的材料和施工方法,保证铺装层的平整度和耐久性。
通常采用沥青混凝土或水泥混凝土进行铺装,以满足桥面的使用要求。
大跨度中承式钢管混凝土拱桥施工方案渠江特大桥上部结构采用3*30+40+418.8+40+2*30m预应力砼T梁+中承式钢管混凝土拱桥,全桥长6557.8米。
下部结构桥墩采用钢筋混凝土柱式墩,钻孔桩基础。
桥台采用柱式台、扩大基础基础。
根据工程特点,结合工程的工作进度安排,大桥推荐方案全部工程(含引道和附属工程)工期为36个月。
1.1 总体施工方案(1)拱座基础施工主桥拱座基础施工涉及①基坑的开挖及围护;②混凝土浇筑施工等内容。
(2)钢结构加工根据桥位区的运输条件,拱肋及钢梁无法整节段运输至桥位的实际情况,因此采用厂内加工单根杆件运输到桥位临时组装场地,在临时场地将拱肋单元件组焊成吊装节段、试拼装,然后进行吊装。
(3)主拱安装主拱采用缆索吊斜拉扣挂施工。
吊装顺序为每节段内上、下游拱肋及相应横撑同步进行,即每节段上游拱肋(或下游拱肋)→每节段下游拱肋(或上游拱肋)→每节段内横撑,以上循环为一环,安装就位后再进行下节段的吊装,拱肋接头设计为先栓接再焊接,横撑接头设计为定位之后直接焊接的方式进行。
每一扣段的吊装节段就位后,应调整扣索力,使拱肋轴线位于设计标高,当安装误差满足规定要求后,即可焊接主拱钢管接头。
(4)钢管砼灌注拱肋合龙形成完整的拱圈,监控单位完成各项测试,并经分析满足计算及规范要求以后,即可灌注主拱圈上、下弦钢管内混凝土和设计指定的横联等构件内混凝土。
采用C60自密实补偿收缩高性能混凝土,以泵压法自拱脚向拱顶灌注主拱钢管内混凝土,灌注混凝土时应分不同阶段张拉监控单位指定的扣索及索力,在拱肋1/4处设置备用灌注孔。
横联管等构件钢管内混凝土采用泵压法,但应事先完成灌注工艺设计报告,请监理、业主审查批准。
施工单位需作灌注孔堵塞的应急预案。
(5)桥面系施工桥面系各构件用缆索吊装,施工单位在设计缆索吊装系统时,应充分考虑桥面梁的最大吊装重量。
为方便钢纵梁的运输和安装,钢纵梁在工厂分段制作运抵工地后,按设计要求以拼接缝分段连接、吊装。
钢管混凝土系杆拱桥施工一. 施工程序二.桥墩基础灌注桩→下部结构(承台、桥台、台帽)→上部结构(系杆、横梁、拱肋、风撑、桥面及其附属结构)二.主要施工技术方案2.1施工流程1)①主桥桥墩钻孔桩、承台、立柱施工;②桥墩处支架搭设,现浇拱脚及端横梁;③砼达到设计强度后张拉端横梁预应力钢束。
2)①施工现场钢管拱成型,采用吊装法单片吊装就位;②钢管拱拱脚处的连接处理;③单片钢管拱之间的七道风撑的连接;3)①安置系梁内的上缘4根钢绞线,外套塑料加劲波纹管作为施工的临时水平拉索;②由拱脚向钢管拱内泵送微膨胀砼;③同时调整水平拉索,控制拱脚的水平位移在控制范围之内;④钢管拱内砼达到设计强度后安装吊杆。
4)①预制系梁节段采用驳船运输至桥下;②利用钢管拱吊装系梁预制段并使吊杆安装就位;③吊装预制系梁节段时同步调整水平钢索的拉力,控制其水平位移。
5)①现浇系梁预制节段间的湿接头;②砼达到设计强度后张拉系梁内的预应力钢束。
6)①安装中横梁预制节段,现浇中横梁与系梁间的湿接头;②现浇横梁间的桥面板;③调整吊杆内力,控制结构线形达到竖曲线要求。
7)桥面系的施工并拆除拱脚处的支架。
2.2钢管拱安装技术方案钢管拱安装关键在于机械的选择和工艺的确定。
根据以往经验,初步确定为单机浮吊起吊,但由于起吊高度较大且起吊重量达74t左右,单机起吊要求浮吊吨位太大,而蕴藻浜河道宽度和深度均不能满足其作业要求,因此最后确定了钢管拱的安装技术方案用驳船将钢管拱运至安装位置然后采用两台浮吊双机抬吊安装就位。
2.3钢管拱砼顶升技术方案钢管拱砼的顶升对砼级配要求高,要连续放料不得间断,顶升过程中钢管拱受力复杂,既要保证砼的顺利顶升同时要保证钢管拱在砼顶升过程中不被损坏。
为了保证拱脚位移不能大于设计数值及全桥受力均匀,这就要求钢管拱两端四趾必须同时均匀地进行砼顶升,顶升过程中要求根据拱脚的位移对水平索进行张拉。
总的来说,钢管拱内砼的顶升是一个相当复杂的工艺流程,必须面面俱到、万无一失,才能保证全桥的施工质量,因此钢管拱砼顶升技术方案确定为:钢管砼管内采用微膨胀缓凝商品砼,利用固定泵四趾同时顶升砼。
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。
2.1.2整体(或大段)吊装施工方法整体吊装施工方法也称为三大段吊装施工方法。
主跨分三段,边段利用鹰架悬臂拼装或采用龙门吊机与起吊塔架共同起吊就位,同时调整好拱肋空间位置,中段两肋连同横撑在岸上拼装,用临时拉杆拉住,整体浮运到桥位,利用鹰架和主拱拱肋悬臂段设置提升设备将中段提升就位,解除中段临时系杆,然后合拢,如图1所示。
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:这种施工方法,塔架刚度较大,可不设缆风。
吊装操作方法为:①拼装缆索吊和塔架,安装缆索吊机缆索及机械部分,试吊合格后投入使用;②工厂内制造钢管拱桁架节段并予以试样,合乎要求后按顺序下河运到桥轴位处抛锚定位;③对称按序逐节段起吊、对位、扣索、连接、调整拱肋空间位置,挂锚索,对称同步张拉相应扣、锚索;④调整与控制塔架水平位移调整与控制拱肋各节段的高程及平面位置;⑤全面检查与调整拱肋轴线控制点高程及平面位置。
焊接各节段接头处外包钢板。
这种施工方法为缆索吊机的特例,具有一般缆索吊机施工方法的优点,但因不设缆风索,可大幅压缩桥址区红线外征地,节省投资。
但是缆塔和扣索塔合二为一,使两者之间的变形连为一体,相互影响,施工调整与控制较为不便,体系构造复杂,受力不很直观。
我国江汉三桥下承式钢管拱桁架系杆无铰拱桥采用此方法施工,主跨280m。
2.2转体施工法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36000KN。
(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。
2.2.3双向转体施工当桥位处地形不允许拱肋在桥位的设计平面或轴线竖面预制时,可采用竖转加平转施工。
其转动设竖向转轴和平转体系满足双向转体施工。
我国的河南安阳文峰路立交桥采用竖转加平转法施工,主跨为135m的钢管混凝土刚架系杆拱;广州丫髻沙大桥,主跨为360m带悬臂的中承式刚架系杆钢管混凝土拱桥。
2.3有支架吊装法根据桥位处的地形及设计情况可采用有支架吊装法进行钢管主拱肋的架设。
拱肋的吊装仍采用缆索系统,不同之处是在每一拼接处设置支架,使拱肋的连接和焊接在支架上进行。
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6所示。
采用此法施工的有延安王家坪大桥净跨190m的中承式钢管混凝土拱桥,天津塘沽彩虹大桥主桥3跨168m下承式系杆钢管混凝土拱桥等。
3 钢管拱混凝土的灌注3.1拱肋钢管内混凝土的灌注钢管混凝土拱桥钢管内的混凝土优先采用泵送顶升法灌注,对小跨径的钢管混凝土拱桥也可采用浇注捣固法。
拱肋钢管内混凝土一般采用微膨胀混凝土,要有一定的流动性,混凝土中所用的各中外掺剂,如减水剂、微膨胀剂、粉煤灰等品种的选用和掺用量均应通过试验确定。
泵送混凝土坍落度一般为18~22cm。
泵送顶升法采用混凝土输送泵将混凝土从低处向高处顶升,当加载程序是从拱脚往拱顶一次浇注时,从两端拱脚向拱顶泵送,拱顶附近开排气孔。
当拱肋钢管较长时,可采用“分仓法”进行泵送顶压,每隔仓段顶部设排气孔,如图7所示。
对于单管拱肋钢管,只要同时对称灌注即可,组合截面应先灌注上、下缀板仓由跨中自拱脚同时浇注下层内侧钢管(待达到要求的强度后)下层外侧钢管上层内侧钢管上层外侧钢管拱脚实腹段混凝土。
如图8所示。
泵送混凝土时两边泵送速度应加强协调,尽量对称顶升,特别是接近拱顶时要注意避免一边上升过快越过拱顶,引起钢管骨架的纵向振动。
人工浇灌时,混凝土从浇注段的上端灌入,但混凝土落差不宜太大以免混凝土离析。
在钢管上开浇灌孔,孔径一般为φ200mm,通过漏斗下料,振动可用插入式振动棒振捣。
为此应在钢管上开设振捣孔,一般振捣孔和浇灌孔相隔设置,振捣孔直径视振动棒大小而定,一般为150mm;浇灌孔开孔距离不应大于振动器的有效工作范围和2~3m的水平距离。
混凝土通过振动孔和浇灌孔时可稍溢出,然后在开口盖板原位点焊,使混凝土强度达到设计强度的50%后,再按设计要求进行补焊。
混凝土在灌注时,钢管内混凝土温度控制在60℃以下,以免微膨胀混凝土失效。
钢管内灌注混凝土的密实度可采用敲击钢管和超声波检测。
若混凝土不密实的部位,应采用钻孔压浆法进行补强。
当缺陷较小时,压环氧树脂;当缺陷较大时,可压高标号砂浆,压浆后将钻孔补强焊牢。
3.2钢管作为劲性骨架外包混凝土的灌注用钢管作为劲性骨架的大跨度拱桥近年较多,如四川内江新龙坳大桥主跨净跨117.8m,江西德兴钢矿太白大桥净跨130m,广西邕宁邕江大桥计算跨径312m均为钢管混凝土劲性骨架桥,架设后管外包混凝土形成箱型拱肋。
四川万县大桥主桥净跨420m,为钢管劲性骨架,该桥为世界同类桥中跨度最大者。
钢管劲性骨架已形成一个稳定的整体结构,为吊装模板及施工脚手架提供了方便,可以按照设计要求的加载程序分段,分层地灌注拱圈砼,并进行拱上结构施工。
4 钢管防锈处理4.1钢管除锈钢管除锈通常采用机械法中的喷砂除锈,抛丸除锈辅以化学清洗。
除锈方法与除锈等级与设计采用的防腐材料有关。
一般要求钢管外侧表面无油污、氧化皮、锈迹等杂物,表面呈钢材金属光泽,以确保除锈质量。
4.2防腐保护层钢管外露面需要防腐处理,常用的方法有金属涂层和非金属涂层,现介绍如下:4.2.1金属涂层(1)阴极防腐涂层,这类涂层若存在孔隙,则会在涂层与钢材表面形成电池引起腐蚀,施工难度大,工艺复杂,难以保证质量,一般不采用。
镀锡层等属于阴极防腐。
(2)阳极防腐涂层,锌、铝等属于阳极防腐涂层,其防腐效果较好,也称为长效复合防涂层,主要工序为先热喷一定厚度的铝镁合金,再以锌磺环氧树脂作封闭层,面层用氯化橡胶涂敷,保护层的总厚度约300μm。
其中铝镁合金层厚200μm,其余2层为100μm,此法一次费用较高,有关资料表明,其防锈年限可达30年以上,以长远效益看,用长效复合保护层可降低后期的维修保养工作。
目前先进的GCM特种长效金属防腐防护系统,有关资料表明,防锈年限可达50年,这种防护系统有以下显著特点:①GCM防护系统由密闭层、强度层、耐候层三层结构构成,三层总厚度一般在1000μm以上,使其成为防腐、防护系统。