钢管混凝土拱桥设计与施工
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下承式钢管混凝土系杆拱桥施工技术1工程概况新建的蕴藻浜大桥是A5嘉金高速公路一期一标工程中一座主线大桥。
A5嘉金高速公路一期一标工程是上海高速公路网中南北向连接嘉定、青浦、松江、金山四个经济较发达区域的主要快速通道。
为配合F1国际赛车场的建设,A5(嘉金)高速公路一期工程将加快建设速度,以与F1国际赛车场同步建成。
A5(嘉金)高速公路一期工程范围:北起A30高速公路嘉浏立交南侧接地处,南至北青公路立交(主线跨北青公路)接地点,全长约17.42km,道路红线宽60m,路基宽35m,设计时速100km/h。
本工程有同济大学建筑设计研究院设计、上海建工集团总公司承建。
蕴藻浜主桥结构为下承式钢管混凝土系杆拱桥。
主桥分上下行两副桥梁。
单副桥宽17.6m,跨径为87.88m,计算跨径L=85m,矢高f=17m,矢跨比为1/5,拱轴线采用二次抛物线。
桥面标高为15.444m;拱顶标高为32.515m;河面最高通航标高为3.5m;本工程桥面梁(中横梁及系梁)吊装净标高为12m,钢拱肋吊装净标高为29.015m。
蕰藻浜大桥结构工程主要包括:钢拱肋4片,风撑7×2道,拱脚8处,吊杆锚固64套,预制系梁28根,预制中横梁32根。
钢拱肋采用哑铃型断面,上下钢管直径为φ900mm,腹部宽度为512mm,高度为360mm,壁厚为16mm。
拱肋高为2000mm,宽为900mm。
钢管拱肋曲线长约为84.2m,重量为65.8T,内部吊杆处加劲板重量约为8.4T,每片拱肋的起吊重量为74.2T。
风撑采用箱型断面,单根起吊重量大约8.0T左右。
预制系梁、预制中横梁及系梁与中横梁间混凝土湿接头现浇段施工;全桥有4根箱型纵梁(每根纵梁分为7根9米长系梁预制段),32根“T”型中横梁。
纵梁采用箱型断面,高为1600mm,宽为1400mm,吊杆处为实心断面。
预制段标准长度为9000mm,起吊重量约30T。
预制中横梁为“T”型断面,高为1450mm,宽度为3000mm,预制段长度为13.6m,起吊重量为60.5T。
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。
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》的通知”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。
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,使用本规程的各方应探讨使用下列标准最新版本的可能性:1、1、总则1.1.1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。
1.1.2本规程适用于以圆形钢管内浇筑素混凝土为拱肋的钢管混凝土拱桥。
1.1.3本规程适用于本省各级市政工程钢管混凝土拱桥的设计与施工,公路工程中的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》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》和《道路工程术语标准GBJ124》的规定采用。
1.1.5荷载分市政与公路来写,各有规程1.1.6钢管混凝土拱桥中的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的设计计算与验算,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。
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。
中承式钢管混凝土拱桥施工1. 引言中承式钢管混凝土拱桥是一种广泛应用于道路和铁路交通建设中的桥梁形式。
它具有较大的跨度、高的承载能力和良好的抗震性能,被认为是传统拱桥和连续梁桥的优化结合。
本文将介绍中承式钢管混凝土拱桥施工的关键步骤和注意事项。
2. 施工前准备2.1 桥梁设计图纸在施工开始之前,需要准备好桥梁的详细设计图纸。
图纸应包括桥梁的平面布置、纵断面、结构细部等细节。
施工方需要根据图纸确定施工方案和具体的施工工序。
2.2 施工材料和设备施工材料包括钢管、混凝土、钢筋等。
施工设备包括起重机、混凝土泵车、模板支架等。
在施工前,需要确保所有材料和设备的准备充分,并进行必要的检查和试验。
2.3 地基处理对于较软的地基,需要进行地基处理,如加固、压实等。
地基处理的目的是为了提供稳固的基础支撑,确保拱桥的稳定性和安全性。
3. 桥墩施工3.1 基础浇筑首先,在桥墩位置进行基础的浇筑。
根据设计要求,施工人员应按照计算的基础尺寸和混凝土配合比进行浇筑。
为了确保浇筑的质量,施工人员需要严格控制浇筑过程中的浇筑速度和混凝土的均匀性。
3.2 桥墩安装基础完成后,可以进行桥墩的安装。
根据设计要求,施工人员需要使用起重机将桥墩逐个安装到预定位置。
在安装过程中,需要注意保证桥墩的垂直度和水平度,以及与基础的连接质量。
4. 拱肋安装4.1 钢管制作拱桥主要采用钢管作为拱肋材料。
施工前,需要将钢管进行加工制作,包括切割、焊接等工序。
制作完成后,需要对钢管进行质量检查,确保其满足设计要求。
4.2 拱肋安装安装拱肋是拱桥施工的核心步骤之一。
首先,施工人员需要将拱肋倒置,并用临时支撑固定在桥墩上。
然后,使用起重机将拱肋逐个正装在预定位置,并与桥墩进行连接。
在安装过程中,需要严格控制拱肋的位置和水平度。
5. 模板支撑5.1 模板搭设在进行混凝土浇筑之前,需要搭设模板作为混凝土的浇注基准。
模板应按照设计要求进行搭设,并进行充分的安全检查。
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。
钢管混凝土系杆拱桥施工技术2.1.1功能系杆拱桥支承系统宜选用WDJ齿碗扣型多功能支架,该系统具有支架竖向组合微调功能,主要以工具支架和特制微调座组成。
2.1.2地基处理WDJ齿碗扣型多功能支架必须搭设在经处理的坚实地基上,地基须高出原地面0.5~0.8m,做好防水,避免雨季浸泡。
在立杆底部铺设垫层和安放底座,垫层可采用厚度≥20cm的混凝土或厚度≮10cm的钢筋混凝土或厚度≮5cm的木板。
2.1.3预压支架使用前须全程预压,不能以一孔预压取得的经验数据推概全桥。
静压5d(120h)以上及达到沉降稳定状态2d(48h)以上,沉降稳定标准:24h沉降不超过1mm。
2.2主拱肋拱轴线控制系统2.2.1以激光照准和精密测标组成定位系统;监测项目为拱肋的线形变化、拱脚位移和拱脚沉降。
2.2.2建立测量控制网在每节拱肋端头设置固定的测量控制点,控制点设在拱肋中线位置。
施工放样及检查都采用全站仪进行,每架设一节段拱肋,对全部控制点都要进行观测。
此外,对拱座的偏位进行观测。
钢管拱对温度,特别是日照影响非常敏感。
为了减少温度和日照对线形控制的影响,标高的测量包括合拢时间都安排在凌晨。
2.2.3施工控制(1)在扣索塔架顶部设有扣、锚索调整装置千斤顶,通过改变扣索的张力,并采用在拱段之间的内法兰盘接头处抄垫钢板的方法,来实现拱段接头标高的调整(跨径较小的拱肋可利用WDJ支撑系统高度及其竖向微调功能实现)。
(2)设置临时横撑固定拱肋。
每架设一节拱肋,就利用钢管拱的横联钢管临时焊接固定上下游拱肋,特别是在合拢段基肋端一定要设置临时支撑。
(3)在焊接拱肋接头外包板时,对称布置的焊缝,采用成双焊工对称施焊,这样可使各焊缝所引起的变形相抵消;非对称焊缝,先焊缝少的一侧,这样可使先焊的焊缝变形部分抵消。
(4)为保证钢管拱在吊装过程中的横向稳定性,在每吊装一节段拱肋时,采用通过对称设置两道浪风绳来调整和控制拱段就位中线位置,减少拱肋自由长度,增大横向稳定。
上承式钢管混凝土拱桥施工组织设计上承式钢管混凝土拱桥是一种新型的钢-混凝土组合结构,它具有形式美观、轻质高强、施工方便、耐久性好等优点,因此得到了广泛的应用。
但是,对于这种结构,其施工难度和施工质量的控制也是非常高的。
针对上承式钢管混凝土拱桥的施工组织设计,首先要进行充分的勘察和分析。
勘察要包括地形地貌、岩土条件、气候、水文地质等各项因素,以便做出合理的设计方案。
分析要包括主要的结构构造和构件相互之间的关系,以及各个施工阶段的施工工艺和施工措施,从而确保工程的顺利进行。
针对上承式钢管混凝土拱桥的施工组织设计,还需要从施工的场地和设备上进行充分的规划和布置。
场地的规划要考虑到施工所需的基地条件、临时设施、材料堆放区等因素,以及周围环境的影响。
设备的布置要结合施工的工艺流程和构件特点,合理选择施工设备,并正确布置,以确保施工的高效性和质量。
在施工过程中,需要注意安全和环保等各个方面的要求。
在钢管拱的制造和安装阶段,要对钢管进行非破坏性检测和试验,以保证其质量。
在混凝土浇筑和振捣过程中,要根据混凝土的性能和浇筑现场的情况,选择适当的操作方法和工具,并对其进行监测和控制。
在拱体的预制和拼装过程中,需要注意工作台面的平整和平衡,以及拼装过程中的对接精度和支承形式等因素。
在拱体连接和校核过程中,要执行相应的强度计算和校核,以保证拱体的安全性和稳定性。
总之,针对上承式钢管混凝土拱桥的施工组织设计,需要全面考虑各种因素,并从施工场地、设备、制造和安装等各个方面进行规划和控制,以确保施工的顺利进行和工程质量的保证。
同时,对于工程中可能遇到的问题,要及时分析和解决,以避免可能存在的安全风险和质量问题。
上承式钢管混凝土拱桥施工组织设计1、编制依据和编制原则1.1 编制依据1、兴山县xxxxx河特大桥新建工程招标文件;2、招标文件补遗书及参考资料;3、《公路工程国内招标文件范本》(2003年版);4、交通部颁布的有关标准图;5、现场勘察的情况;6、由招标文件明确的交通部颁发的现行设计规范、施工规范及技术规程。
1。
2 编制原则1、遵守招标文件各项条款要求,全面响应招标文件,认真贯彻业主或监理工程师的指示、指令和要求.2、严格遵守招标文件明确的设计规范、施工规范和质量评定与验收标准.3、坚持技术先进性、科学合理性、经济实用性、安全可靠性与实事求是相结合。
4、自始至终对施工现场坚持实施全员全方位、全过程严密监控、动静结合、科学管理的原则。
5、实施项目管理,通过对劳务、设备、材料、技术、资金、方案、信息、时间与空间的优化处理,实现成本、工期、质量及社会效益.2、施工总目标工期:计划于2004年11月25日开工,于2006年3月25日竣工,施工总工期16个月。
质量:合格率100%,优良率100%,工程质量确保优质工程,力争获鲁班奖.安全:无死亡重伤事故,无重大机械事故。
3、工程概况3。
1 工程简介随着三峡库区蓄水位的上升,位于xx河右岸的原有峡口~高阳段公路将被淹没,同样位于xx河右岸纸坊河口附近的兴发集团xxx化工厂要与正在兴建的高峡公路衔接,必须新建一座跨越库区的xx河桥梁。
3.1.1设计概要兴山县xxxxx河特大桥,桥型为上承式钢管混凝土拱桥,全长256.50m,桥面宽12。
0 m.拱圈单孔净跨180 m,等截面(高×宽=3。
0×9.0 m)箱形拱,单箱三室,净矢高22。
5m,矢跨比1/8,线形采用悬链线,拱轴系数m=1.543.桥台、拱座置于基岩。
拱上建筑采用24孔×单孔径10 m简支预应力钢筋混凝土空心板(高×宽=0。
4×1.0 m)梁,双柱式钢筋混凝土孔墩,U形桥台.拱箱采用钢管加斜腹杆和上、下平联形成的劲性骨架与外包混凝土组合构造.劲性骨架作为施工立模支架,也作为使用阶段受力结构的一部份,分三段制作,缆索吊装成形,外包拱箱混凝土分环分段对称、均衡施工,拱脚部份的箱肋顶、底板逐渐加厚成实体.xxxxx河特大桥位于直线段上,双向2%纵坡,变坡点位于坡顶;竖曲线R=6000 m,T=120 m,E=1.2 m。
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。
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
坡、落水管、承轨台及钢轨、i字形钢筋混凝土柱、防噪屏及电缆支架等。
每隔30~50m设接触网立柱一对,每隔1000m 左右布置一组接触网锚固立柱。
桥上不设人行道及照明。
支座采用qgpz盆式橡胶支座和qgbz板式橡胶支座。
2.3 下部结构拱桥主墩基础采用桩基础,将⑨层粉细砂层作为桩基持力层,为满足桥梁上部钢轨对基础沉降的要求,经分析计算比较,采用桩径为d=0.8m的钻孔灌注桩,桩长67m,每个主墩12根桩,承台4.8×17.0×2.0m,边墩基础采用8根桩径d=0.8m钻孔灌注桩,桩长67m,承台4.35×16×2.0m,边墩及盖梁为双柱式钢筋混凝土结构。
3 结构分析结构分析采用有限元程序sap91进行三维空间计算,包括整体分析、稳定分析等,用桥梁专用平面分析程序prpb和bsacs分别进行了验算。
在计算时桥面以上主拱拱肋除按钢管混凝土设计外,还用类似于钢筋混凝土构件的方法进行施工计算,在截面形成阶段采用应力叠加法设计。
钢管的套箍系数取0.8 。
3.1 施工阶段计算本桥施工体系转换分五个阶段进行,施工中中孔利用既有铁路钢桥作支架,待新桥建成后拆除既有桥。
第一阶段:在支架上现浇两边段(立柱、拱、横梁)及全桥边纵梁,待混凝土达到强度后每片边纵梁内张拉两根预应力束。
第二阶段:将工厂内制造的主拱肋钢管,每侧7段,运到工地,在边纵梁上搭设支架拼装就位。
空钢管拱肋合拢后即封住主拱、纵梁结合处,再形成钢管混凝土截面。
待主拱内混凝土达到设计强度后即开始张拉吊杆,给吊杆以初始张拉力,后锚固于主拱肋内。
现浇中段横梁,待混凝土达到设计强度的90%后,张拉横梁预应力筋,浇全桥小纵梁,待混凝土达到设计强度后,张拉小纵梁内的预应力束。
在每片边纵梁两端施加预应力,张拉两根预应力束。
第三阶段:张拉边纵梁内t2及b2各一束,铺装中孔桥面板后,拆除中拱支架。
第四阶段:拆除边拱支架,浇注全桥桥面板,张拉边纵梁内三根预应力束。
3.2 成桥阶段计算进行以下几方面的计算:1. 二期恒载按换算均布荷载分担到横梁和纵梁上;2. 支座沉降计算;3. 温度变化计算;4. 活载为轻轨列车荷载,每列最多八节,每节8轴,重车轴重170kn,轻车轴重80 kn,双线荷载;5. 计算承轨台在成桥后三个月、六个月、一年、三年的徐变变形量。
3.3 稳定性分析在本桥的稳定性方面,设计时考虑两片主拱之间加设三道一字型风撑,拱肋基础连成整体。
全桥整体稳定分析采用sap93曲屈稳定分析程序进行计算,弹性稳定系数10-12。