钢管混凝土拱桥(全)

广州丫髻沙大桥丫髻沙大桥丫髻沙大桥是环城高速公路跨越珠江主航道的一座特大型钢管混凝拱桥，是全环建设的主要控制工程，桥梁全长１０８４米，主桥采用三跨连续中承式钢管混凝土拱桥桥型。

它跨越珠江主副航道、丫髻沙岛，气势恢宏，如彩虹飞架，为广州城市建设增添了新的一景。

丫髻沙大桥主桥为76m 360m 76m的三跨连续自锚中承式钢管混凝土系杆拱桥，其主跨以３６０米一跨跨过珠江的主航道。

主桥基础均为钻(挖)孔灌注桩,主墩承台为上、下游分离式的群桩布置的刚性承台，墩身为实体式钢筋混凝土拱座。

主拱拱肋为中承式钢管混凝土双肋悬链线无铰拱，计算跨度344m，矢高76.45m，矢跨比1/4.5。

边拱拱肋为上承式双肋悬链线半拱，采用钢管劲性骨架外包钢筋混凝土的单箱单室等截面。

大桥建成后，桥面是双向６车道。

该桥98年７月动工，2000年6月建成。

丫髻沙大桥丫髻沙大桥采用桥梁主拱由两岸地面拼装———垂直提升———水平转动———对接合龙的建桥新工艺，创下４项全国乃至世界第一：大桥跨度第一，主跨达到３６０米，为当今世界同类型桥梁中主跨度最长；大桥平转转体每侧重量达１３６８０吨，不仅居国内第一，也是世界同类型第一座万吨转体桥梁；竖转加平转相结合的施工工艺方法世界领先，两拱对接时偏差仅为２毫米，精确度十分惊人；大桥的极限承载力和抗风力国内领先。

丫髻沙大桥施工采用竖转与平转相结合的工艺方法。

即在两岸支广州丫髻沙大桥架上拼装主拱肋和边拱劲性骨架，利用先进的同步液压提升技术，通过临时索塔及扣索等将两主拱肋提升247度，然后通过转盘、滑道及平转牵引索先后将两岸转动体系分别平转92度和117度，沿桥轴线就位，利用合拢装置调整拱轴线而合拢成拱。

施工时将主桥一分为二,顺河堤方向,在两岸岸边卧拼主拱成型,在拱座上设置索塔,利用锚于主拱肋的扣索和边跨作平衡,在边跨尾部张拉,先将主拱桁架竖转到设计标高,形成全桥宽的前后平衡整体结构。

再利用布置于承台上的转盘平转牵引系统,平转合龙。

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全过程稳定性分析王晓斌【摘要】大跨度钢管混凝土拱桥常采用缆索吊装斜拉扣挂法施工.应用有限元软件,针对某中承式钢管混凝土拱桥建立了从拱肋吊装至成桥的全过程计算模型,并对该有限元模型进行了稳定性分析,得出各工况下结构的稳定安全系数,最后讨论了设置横向风缆对拱肋稳定性的影响.结果表明,该桥施工各阶段稳定性均满足规范要求.%Lang span concrete-filled steel tube (CFST) arch bridge is constructed usually by lane cable. In this paper,a three-dimensional finite element model is built for the 220 m half-through CFST arch bridge. Its stability factor and the instability mode are given under the specific construction stage. Finally, the effect of guy-cable on the stability of arch ribs is studied. The analysis results show that the stability can meet the requirements of related codes during different construction stages.【期刊名称】《石家庄铁道大学学报（自然科学版）》【年(卷),期】2012(025)002【总页数】4页(P28-31)【关键词】钢管混凝土;拱桥;稳定分析;有限元模型【作者】王晓斌【作者单位】神华包神铁路有限责任公司,内蒙古鄂尔多斯017000【正文语种】中文【中图分类】U445.5钢管混凝土拱桥具有跨越能力大、承载能力高、塑性和韧性好、施工方便迅速等优点，在桥梁工程中得到了越来越广泛的应用。

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。

公路⼯程⾏业标准体系结构2015年08月31日发布的公路钢管混凝土拱桥设计规范(JTGT D65 06 2015），作为公路工程行业标准，自2015年12月01日起施行。

属于公路工程行业标准体系的“建设”板块，“设计”模块。

公路工程标准体系由总体、通用、公路建设、公路管理、公路养护、公路运营六个板块构成，包含255个标准。

一、总体板块总体板块是公路工程标准体系、标准管理及标准编制的总体要求，明确公路工程标准的定位，是公路工程标准管理及编写应执行的规定和要求。

包含6个标准。

二、通用板块通用板块是公路建设、管理、养护、运营所遵循的基本要求，明确公路建设、公路管理、公路养护和公路运营四个板块的共性功能、指标及相互关系， 共40个标准，包含基础模块(12个标准)、安全模块(15个标准)、绿色模块(6个标准)、智慧模块(7个标准)。

三、公路建设板块公路建设板块是实施公路新建和改扩建工程所遵循的技术和管理要求，共135个标准，项目管理模块(1个标准)、勘测模块(10个标准)、设计模块(78个标准)、通用图模块(3个标准)、试验模块(9个标准)、检测模块(4个标准)、施工模块(20个标准)、监理模块(1个标准)、造价模块(9个标准)。

四、公路管理板块公路管理板块是公路管理和运政执法所遵循的技术和管理要求，共4个标准，站所模块(1个标准)、信息系统模块(2个标准)、执法模块(2个标准)。

五、公路养护板块公路养护板块是公路既有基础设施维护所遵循的技术和管理要求，共47个标准，综合模块(16个标准)、检测评价模块(12个标准)、养护决策模块(1个标准)、养护设计模块(4个标准)、养护施工模块(8个标准)、养护施工模块(6个标准)。

六、公路运营板块公路运营板块是公路运营、出行服务和智能化所遵循的技术、管理和服务要求，共17个标准，运营监测模块(6个标准)、出行服务模块(3个标准)、收费服务模块(4个标准)、应急处置模块(2个标准)、车路协同模块(1个标准)、造价模块(1个标准)。

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。