汉中潘家河大桥钢管混凝土配合比设计与试验研究
钢管混凝土拱桥设计和施工技术关键技术
目录0引言 (1)1主要研究内容及实施方案 (2)1.1总体目标 (2)1.2主要研究内容 (2)1.3技术路线 (10)1.4依托工程 (10)2主要研究成果及创新点 (11)3项目的经济、社会、环境效益及推广应用前景 (12)4项目执行情况评价 (13)4.1项目目标、任务完成情况的评价 (13)4.2关键技术、主要科技成果及整体水平的评价 (13)4.3项目实施对依托工程的作用和影响 (13)4.4经费使用的合理性评价 (13)5合作者 (14)6致谢 (15)0引言拱桥是我们最熟知的一种原始、古老、传统的桥型，而钢管混凝土拱桥作为拱桥家族中的一种新颖特殊的型式，已经象百花丛中的一朵奇葩正含苞怒放。
它具有跨越能力强，拱肋自架设性能好，构件加工制作工厂化等优点，对于跨越各种条件下的河流、山谷、道路、建筑物等具有极强的适应性；对于当今既有美学景观又有经济指标双控要求的跨越方式具有很强的竞争性；对于50～500m左右跨径的大、中、小桥型桥梁结构形式均具有十分诱人的可选择性。
对于它的发展可以预见应当具有极为广阔的前景和强大的生命力。
尽管这种结构型式目前应用广泛，但对于它的设计理论与施工技术的深入研究，却远滞后于它的工程应用，迄今为止，我国尚无钢管混凝土拱桥的设计、施工和养护规范。
因此，“钢管混凝土拱桥设计、施工及养护关键技术研究”成为了交通部2003年第一批通过招投标确定研究单位的西部交通建设科技项目。
2003年3月由湖南省交通规划勘察设计院牵头，联合福州大学、长沙理工大学及交通部公路科学研究院等单位组成联合体参加了该项目的投标。
根据合同要求，该项目研究大纲于2003年11月16日在长沙通过了由交通部西部交通建设科技项目管理中心主持的专家评审，同时在原有联合体单位的基础上，又增加了湖南路桥建设集团公司、湖南大学、哈尔滨工业大学及益阳市茅草街大桥建设开发有限公司等参加单位。
本项目由湖南省交通规划勘察设计院牵头，经过全国80余位专家历时四年多的团结协作,刻苦攻关，终于于2007年6月圆满完成，并征得交通部西部交通建设科技项目管理中心批准同意进行鉴定验收。
大跨径钢管混凝土拱桥施工新技术研究与应用资料整理
公司
GJJGF316-2014
国家级工法
提升式摇臂抱杆安装塔 广西路桥工程集团有限
架施工工法
公司
GJJGF312-2014
国家级工法
钢管混凝土系杆拱桥拱 安徽省路桥工程集团有
肋施工工法
限公司
GGG(皖) C2067-2009
安徽省级工法
预应力砼连续梁桥管道 浙江省交通工程建设集 真空辅助压浆施工工法 团有限公司
• 获得国家或省部级科技进步奖项目
获奖 年度 1998 1998 2000
2005 2005 2006
2007
2008
2008 2009 2014
奖励单位及奖励级别
项目名称
第一完成单位
福建省科技进步奖二等奖 钢管混凝土拱桥受力特性研究
福州大学
国家科学技术进步奖二等奖 天津市科技进步奖一等奖 国家科学技术进步奖二等奖 建省科技奖二奖
吸收输电铁塔安装的技术，并结合扣塔自身的结构特点 和桥梁施工现有装备，开发了实用的“提升式摇臂组塔技术” 进行扣塔安装。
• 钢管内混凝土灌注工艺研究——灌注对比试验
工法编号 GJJGF309-2014
工法等级 国家级工法
多跨连续拱桥双索跨缆 广西路桥工程集团有限
索吊装施工工法
公司
GJJGF325-2014 国家级工法
大跨度提篮拱桥单吊单 广西路桥工程集团有限
扣安装工法
公司
GJJGF343-2014 国家级工法
真空辅助法灌注拱肋钢 广西路桥工程集团有限
管混凝土施工工法
邕宁邕江大桥SRC拱桥设计与施工技术研究 大跨度下承式钢管混凝土简支拱桥的设计研究 铁路大跨度钢管混凝土拱桥新技术研究 钢管与钢管混凝土复合拱桥新桥型研究
钢管混凝土拱桥设计、施工与养护关键技术研究项目可行性建议书
钢管混凝土拱桥设计、施工与养护关键技术研究项目可行性建议书1项目的背景和必要性11 项目概况拱桥是一种以受压为主的结构可以应用抗压强度高抗拉强度低的圬工材料修建当地基条件较好时这种由自重产生的廉价的对结构的压力具有很大的经济性拱桥的适用跨径范围较大从几十米到三四百米甚至更大在山区深沟峡谷库区等地形条件下大跨拱桥能避免高墩或高塔的建造单跨拱桥不需要象连续梁斜拉桥那样用边跨来平衡主跨因此具有很强的竞争力长期以来圬工和钢筋混凝土拱桥在我国得到广泛的应用尤其在西南山区的公路建设中然而圬工和钢筋混凝土拱桥的自重较大无支架施工困难等限制了其跨径的发展随着经济的发展劳动力价格的提高和建筑材料供应的充分与价格的相对下降拱桥的经济性和技术先进性日益受到其它桥型的挑战1990年代我国在西南地区开始了将钢管混凝土应用于拱桥的实践1990年第一座钢管混凝土拱桥--四川旺苍东河大桥建成此后这种桥型在我国的公路建设中得到大量的应用与发展据不完全统计已建和在建的钢管混凝土拱桥已达200余座已建成跨径最大的是广州丫髻沙大桥主跨360m 在建跨径最大的是重庆巫峡长江大桥主跨净跨460m钢管混凝土将钢材和混凝土有机地结合在一起在受力方面一方面借助内填混凝土提高钢管壁耐侧压稳定性另一方面通过钢管对混凝土的紧箍力作用提高核心混凝土的承载力因此两种材料优势互补材料得到充分的利用在施工方面空钢管架设吊装重量轻工厂化程度高又可作为施工支架和内填混凝土的模板施工用钢量省而且工厂化工业化水平高加快了施工的速度由于在材料性能和施工方法上的优越性将其应用于以受压为主的拱桥之中是十分合理它对于桥梁结构节约材料减轻自重提高跨越能力方便施工缩短工期都有着积极的意义在国外本世纪的30年代前苏联曾建造了两座钢管混凝土拱桥此后未有此类桥梁建设的报道我国钢管混凝土拱桥近期的迅速发展已引起了国际桥梁界的注意近些年国外有个别拱桥应用了钢管混凝土材料如法国的Autrenas桥跨径56m美国的Columbus Gateway拱桥等但这些桥只是在拱脚部分应用了钢管混凝土材料在设计上将其视为钢拱桥与我国的钢管混凝土拱桥相比无论在设计理论结构型式还是施工工艺与技术上均有很大的不同然而由于我国正处于交通基础设施与市政工程设施建设的高峰钢管混凝土拱桥的应用发展迅猛对于钢管混凝土拱桥的结构受力性能施工工艺和要求等方面还处于探讨过程之中仍有许多课题研究有待进行更为重要的是我国迄今为止还没有专门的钢管混凝土拱桥设计与施工规范给工程应用带来困难也制约了钢管混凝土拱桥的健康发展此外我国的钢管混凝土拱桥修建虽然时间不长但已有一些桥梁暴露出使用与养护上的一些问题如悬吊桥面系的整体性较差吊杆的安全性与养护钢管拱肋的防腐等随着时间的推移其养护问题可能更加突出因此钢管混凝土拱桥使用管理与养护方面的研究也应及早开展钢管混凝土拱桥最早从我国的西南发展起来我国西南地处山区适合于修建拱桥钢管混凝土拱桥是在我国经过广大桥梁工作者对拱桥轻型化现代化的大量探索之后找到的一种新型拱桥结构由于它适合我国生产力钢产量不断提高对施工工期要求短对桥梁审美要求提高的国情在适合条件下具有良好的综合经济效益因此钢管混凝土拱桥一经出现很快就向全国发展近年来在西北地区的交通建设中钢管混凝土拱桥也日益显示出其强大的生命力因此钢管混凝土拱桥已经在也还将继续在西部地区交通建设中发挥越来越重要的作用对钢管混凝土拱桥的设计施工和养护关键技术开展研究是非常必要的钢管混凝土拱桥设计施工与养护关健技术研究主要内容包括1钢管混凝土拱桥结构体系的研究1钢管混凝土拱桥结构体系研究2钢管混凝土拱肋结构与构造研究3桥面结构与构造研究2钢管混凝土拱桥结构设计理论及设计方法的研究1钢管混凝土拱桥极限承载力的研究2钢管混凝土拱桥正常使用极限状态受力的研究3钢管混凝土拱桥温度收缩徐变问题研究3钢管混凝土拱桥施工及施工控制技术的研究1钢管拱肋加工制作技术标准的研究2钢管拱肋架设技术方法的研究3管内高性能混凝土的研究4施工控制技术的研究4钢管混凝土拱桥养护技术研究1既有钢管混凝土拱桥的现状调查及养护改造技术的研究2新建钢管混凝土拱桥养护技术的研究3钢管混凝土拱桥健康诊断及监测系统的研究12 项目研究目的本项目将在钢管混凝土拱桥大量应用及已进行的各种研究成果的基础上抓住钢管混凝土拱桥理论与应用中关键的技术问题和在西部地区应用的特点选取典型的工程作为分析对象对钢管混凝土拱桥的结构体系构造型式及受力性能进行深入系统的研究对各种结构体系提出合理的构造型式与应用范围提出实用的钢管混凝土拱桥设计计算理论实用算法及应用程序提出钢管混凝土拱桥设计指南以指导应用对钢管拱肋制作工艺及质量控制钢管拱肋的架设技术及施工控制技术管内混凝土质量检测与控制技术施工控制技术等进行研究编写钢管混凝土拱桥施工指南以指导施工对钢管混凝土拱桥的使用管理与养护技术及健康诊断与监测系统进行研究新建桥梁从建设开始就能为将来的使用与养护考虑对于已建桥梁提出合理的使用管理与养护改造方案提出钢管混凝土拱桥健康诊断经济实用的技术及安全评定方法编写钢管混凝土拱桥养护手册以最大限度地发挥钢管混凝土拱桥的社会经济效益结合典型工程通过研究形成比较完善的适合西部应用的钢管混凝土拱桥设计施工与养护成套技术并为钢管混凝土拱桥设计规范和施工规范的制定打下坚实的理论基础使这种桥型在我国的西部交通基础设施建设中发挥更大更好的作用同时它对解决我国当前钢管混凝土拱桥设计施工与养护的关键问题促进钢管混凝土拱桥的科技进步降低工程造价提高结构安全性具有重要意义将取得显著的经济效益和社会效益13 市场需求前景交通基础设施建设是我国西部开发的重要内容之一桥梁是交通基础设施中的关键内容因此在西部地区交通基础设施建设中必将修建大量的公路铁路和市政工程桥梁钢管混凝土拱桥结构形式多样适用范围广经济跨径从几十米到二三百米最大跨径已达460米我国西部地区多处于河流的上流大河水面宽度以二三百米为多两岸地势陡峭地质条件较好时可以用有推力的钢管混凝土拱桥一跨跨越对于其它情况其主跨也可以采用钢管混凝土拱桥据2002年11月人民交通出版社出版的《钢管混凝土拱桥实例集一》中的最新统计不完全统计已建成的钢管混凝土拱桥中有40建于西部地区目前西部在建的大型钢管混凝土拱桥有广西南宁永和大桥跨径为338m重庆市巫山县巫峡长江大桥主跨净跨径460m兰州雁盐黄河大桥三跨一联8712787m湖南省永顺县王村大桥主跨净跨径为200m等其中重庆市巫山县巫峡长江大桥建成后是我国也是世界上跨径最大的钢管混凝土拱桥因此在西部交通基础设施建设之中钢管混凝土拱桥的应用有着广阔的前景本项目的研究对我国西部交通建设有着十分重大的意义14 达到的技术水平钢管混凝土拱桥是一种适合于中国国情的桥梁结构形式国外此类桥梁修建甚少因此其研究工作开展也极少国内虽然钢管混凝土拱桥修建了较多但是以针对具体桥梁的个案问题的研究为主许多问题还未涉及一些问题虽开展了研究但不深入更缺乏对钢管混凝土拱桥设计施工和养护关键技术开展过系统的研究本项目联合了国内多家在钢管混凝土拱桥应用与研究方面具有相当基础的设计科研高等院校等单位进行联合攻关有望使我国钢管混凝土拱桥的设计施工和养护技术的关键问题上取得一些重大的突破取得较为系统的研究成果使钢管混凝土拱桥的技术跃上一个新的台阶研究成果将达国内领先水平或国际先进水平15 在国民经济发展中的作用西部开发是我国实现地区平衡发展和可持续发展的重大战略举措开发西部首先必须解决公路交通等基础设施的建设问题如前所述钢管混凝土拱桥是一种适合我国西部地区应用的桥型因此本项目对钢管混凝土拱桥设计施工与养护关健技术问题的研究对充分发挥科技创新在西部交通建设中的作用对西部交通建设中充分发挥投资效益实现西部地区交通的跨越式发展起到积极的推动作用交通基础设施的建设将改善西部地区的交通状况促进西部地区的经济持续高速地发展同时基础设施建设本身投资巨大它将直接刺激建设地区的经济拉动其经济增长大量钢管混凝土拱桥的修建将带动相关的冶金建材建筑等行业的发展因此本项目的研究对于西部经济的发展也将有十分积极的作用钢管混凝土拱桥在西部地区以外的我国广大地区也都有着大量的应用本项目的研究对于我国其它地区的钢管混凝土拱桥的应用也有着重要的理论意义与应用价值它对促进我国桥梁建设的技术进步促进我国的经济发展也具有相当重要的意义2项目前期科研及工作基础21 对国内外研究现状研究水平和发展趋势的分析与评价虽然最早的钢管混凝土拱桥出现在本世纪30年代的前苏联近年来国外有个别拱桥应用了钢管混凝土材料但国外对钢管混凝土拱桥的研究开展甚少在设计上多将其视为钢拱桥1目前国内研究已取得的成果随着钢管混凝土拱桥应用推广我国对钢管混凝土拱桥的设计理论与施工技术研究已取得了一定的成果许多大跨径钢管混凝土拱桥建设项目中都列有为保证桥梁顺利建成所进行的应用研究积累了相当的实测资料和个案研究成果一些科研院所和高校也开展了钢管混凝土拱桥方面的研究[1][2]在单圆管的面内面外受力全过程和双重非线性有限元分析方面[3]-[5]在钢管混凝土拱的温度影响方面[6]在钢管拱千斤顶钢铰线斜拉扣挂悬拼技术及合拢松索技术[7][8]转体施工技术[9]等方面均已取得阶段性的成果此外在管内混凝土收缩徐变问题桁式结点疲劳问题钢管混凝土拱桥的动力性能及抗震抗风问题钢管防腐问题等方面也开展了一些研究1999年以前的研究成果在《钢管混凝土拱桥设计与施工》[1]一书中得到了较为集中的反映2002年出版的《钢管混凝土拱桥实例集一》[2]的第一章对迄今为止的钢管混凝土拱桥设计理论进展与施工问题研究进行了综述该书还给出了十一座有代表性的钢管混凝土拱桥的设计施工科研的较详细的介绍《桥梁计算示例集拱桥第二版》 [10]中新增了钢管混凝土拱桥设计计算实例《公路施工手册桥涵第二版》[11]也增加了钢管混凝土拱桥的施工内容在标准方面新修订的《公路桥涵施工技术规范JTJ-41-2000》[12]增加了钢管混凝土拱桥的内容《公路工程质量检验评定标准JTJ-071-97》[13]也对原标准071-94中有关钢管混凝土拱桥的内容进行了修订此外由重庆交通科学研究院主编的交通部规范《钢管混凝土拱桥设计规范》《钢管混凝土拱桥施工技术规范》于2001年6月在广西南宁召开了统稿会议正在紧张制定之中其中《钢管混凝土拱桥施工技术规范》正在对征求意见稿的返回意见进行修改2结构体系研究方面存在的主要问题钢管混凝土拱桥结构形式多样适用范围广这些结构形式的受力特点各不相同适应条件也不一样对钢管混凝土拱桥的结构体系进行系统的研究探索各种结构的受力特点对各种结构体系进行优化提出适合于西部地区应用的桥型这些工作迄今未见研究报道钢管混凝土拱桥中出现了一些新型的结构如下承式刚架系杆拱带双悬臂半拱的中承式刚架系杆拱这种采用高强拉索平衡拱的推力的新型结构其各组成结构的合理构造具体结构形式设计计算特点等方面针对具体桥梁的设计探索进行得较多上升到理论高度的研究很少[14]钢管混凝土拱桥的拱肋截面按管的根数可分为单管双管三管四管和六管单管截面用于跨径不大的钢管混凝土拱桥对单圆管截面的钢管混凝土拱桥的研究也取得了可喜的进展因此单圆管截面不作为此次研究的重点双管截面以竖哑铃形为主有个别为双管桁式的钢管混凝土拱桥中有相当部分采用哑铃形截面跨径从几十米到160m以100m附近为多哑铃形截面的极限承载力的计算虽然一些研究人员进行了探讨但不同研究提出的计算方法理论各异结果相差很大且迄今未见有关试验研究因此这些计算方法孰优孰劣无从判断此外哑铃形截面在灌注腹腔内混凝土时常发生爆管事故[15]因此对其施工受力分析提出合理的施工措施以及从结构构造上的改进是本次研究的一个重要内容桁式拱肋能够采用较小的钢管直径取得较大的纵横向抗弯刚度且杆件以受轴向力为主能够充分发挥材料的特性对跨径超过100m的钢管混凝土拱桥桁肋是一个比较合适的截面形式桁式截面中三管和六管截面应用较少四管截面应用最多四管截面还可以根据横向两根钢管之间的联系方式分为横哑铃形全桁式以及组合式桁式拱肋是由钢管混凝土弦杆与腹杆平联一般为空钢管焊接而成的桁式结构管接头的焊接质量与抗疲劳性能是设计的关键[16]由于桁式截面适用于跨径较大的钢管混凝土拱桥因此桁式截面是本项研究的重点我国长期以来受经济条件和技术条件的限制钢桥修建相对较少尤其在公路桥梁中在钢管混凝土拱桥设计中钢管作为钢结构的一种有许多结构构造方面的问题值得研究比如拱肋管接头横撑的构造吊装接头合拢接头等目前这方面研究开展得也不多特别值得指出的是大跨度钢管混凝土拱采用的桁肋是一种管结构这种管结构过去在我国的桥梁中几乎没有什么应用因此对于管结构的合理的结点形式抗疲劳性能等等都有待我们的研究我国过去修建的拱桥多为上承式拱桥而钢管混凝土拱桥中中下承形式应用较多这些中下承拱桥中下承部分桥面系的构造形式吊杆构造与拱肋的关系伸缩缝的设置等问题已进行了一些可贵的探索但也还缺乏深入系统的研究已有一些桥梁在桥面系的使用中暴露出一些问题如桥面系振动较大吊杆生锈与更换困难下承部分桥面板小支座脱落且更换困难等等我国的钢管混凝土拱桥的桥面系结构除少数的拱梁组合桥的桥面系以纵梁为主外绝大多数沿袭了上承式钢筋混凝土拱桥的梁式拱上建筑的构造形式它以横梁为主结构将横梁设置于立柱上或吊杆下然后纵向铺设桥面板梁这种桥面系不参与总体受力属于局部受力传力结构在中下承式拱桥中由于横梁之间纵向联系很弱因此其整体性较差刚度也较小桥面振动较为厉害此外这种缺乏整体性的下承桥面系一旦吊杆破断将造成严重的后果因此如何从结构与构造方面提高钢管混凝土拱桥桥面系的整体性与刚度是钢管混凝土拱桥结构体系中研究中应该引起重视的一个问题另一方面钢管混凝土拱桥由于拱肋截面的轻型化使得桥面系在恒载中所占的比例上升桥面系的轻型化问题就显得十分突出钢筋混凝土预应力混凝土和钢混凝土组合结构是钢管混凝土拱桥中常用的桥面结构形式怎样根据具体桥梁的桥宽桥梁结构形式施工方法选择合适的横梁结构是桥面系结构中要研究的另一个问题此外中下承式拱桥面系与拱肋相接处的构造形式伸缩缝的布置等等也都需要进一步的研究[14]在我国的钢管混凝土拱桥中吊杆和系杆均采用高强钢丝或钢铰线目前已发现一些桥梁的吊杆与系杆出现生锈的现象甚至锈断这个问题已引起了桥梁工程界的高度重视如何在现有基础上开发出更适合于钢管混凝土拱桥应用的吊杆与系杆及锚固构造与产品也需要进行研究3设计理论及设计方法方面存在的主要问题尽管我国在钢管混凝土拱桥的应用与研究方面取得了一些成果但由于交通部目前还没有钢管混凝土拱桥相应的设计规范设计与计算多沿用钢筋混凝土拱桥的规范同时参考铁路钢桥和建筑行业的有关钢管混凝土结构的设计规程因此在设计与计算中缺乏科学的理论体系存在着一定的盲目性导致设计计算结果有些偏于不安全有些则偏于不经济钢管混凝土单圆管构件已进行了大量的研究然而这些研究主要以房屋建筑中的柱子为研究对象针对钢管混凝土拱桥的构件研究还不多由于钢管混凝土拱桥施工时首先架设钢管拱肋灌注管内混凝土后再上后期的恒载因此钢管的初应力问题比房建中的柱子要严重得多钢管的受力初应力对结构受力的影响是一个有等研究的问题还有钢管与管内混凝土的联合作用问题实际结构中混凝土的脱空程度及对受力的影响现在研究得也不多目前在钢管混凝土拱肋的强度验算方面多采用容许应力法将钢管混凝土视为钢筋混凝土结构在考虑了施工初应力和收缩徐变应力后拱脚处的钢管应力往往成为控制设计的因素不仅没有发挥钢管与混凝土的组合作用而且其组合效率连钢筋混凝土结构都不如因为钢筋混凝土采用的是极限状态法验算极限承载力即使有些设计者和研究者采用极限承载力进行验算但对于我国现有的三本有关钢管混凝土结构的设计规程中国工程建筑标准化协会标准《钢管混凝土结构设计与施工规程》CECS2890国家建筑材料工业局标准《钢管混凝土结构设计与施工规程》JCJ01-89电力部《钢--混凝土组合结构设计规程》DL5099-97如何采用也没有深入的研究三本规范由于理论依据不同在许多方面的计算方法也不相同计算结果也有一定偏差在采用极限承载力进行验算时应如何考虑初应力的影响混凝土收缩徐变的影响等等也都有待研究单圆管仅用于跨径不大的拱桥之中大量的钢管混凝土拱桥采用的是哑铃形和桁式拱肋然而钢管混凝土哑铃形和桁式拱肋构件的试验研究迄今未见文献报道其极限承载力计算方法是钢管混凝土拱桥强度验算的基础因此十分有必要开展这方面的研究钢管混凝土拱肋是由钢管和管内混凝土组成设计计算时刚度如何取值对计算结果有相当的影响一般而言刚度取值大超静定拱的计算内力也大因此从内力方面来说刚度取值大是偏于安全的而在稳定计算和挠度计算时刚度取值大则稳定系数大挠度值小因此在计算结构的稳定和挠度时刚度取值大则计算结果是偏于不安全的另外拱肋的刚度主要有抗压刚度与抗弯刚度二者对上述计算的影响也是不同的目前钢管混凝土拱肋刚度取值问题尚未引起人们的注意有关研究开展得很少设计时多数是简单的将钢管与混凝土刚度进行迭加从已进行的初步分析看它对于内力计算是偏于安全的然而对于稳定和挠度计算则是偏于不安全的而稳定和挠度往往会成为大跨度钢管混凝土拱桥设计的主要控制因素目前已有一些桥梁的观测发现钢管混凝土拱桥的实际挠度超过设计计算值钢管混凝土拱桥一般为超静定结构温度变化会产生附加内力钢管混凝土拱肋因其材料截面构成和施工方法等与其它拱桥不同如何确定温度变化值已开展了初步的研究[6]但还未到实用阶段除线性温差内力外钢管混凝土还存在着非线性温差它所产生的自应力对结构受力性能的影响也有特进一步的研究除了温度问题外管内混凝土的收缩徐变问题也是工程界所关心的问题目前这方面的基础理论与试验研究还不是很多在实际工程中往往采用普通混凝土的徐变模型或对其参数进行一些修改[17]-[19]而且目前对管内混凝土收缩徐变的研究的重点在于应力方面尤其是采用容许应力法时钢管的应力在考虑徐变后的增加导致许多设计中钢管应力成为结构设计的控制因素然而正如前面所述的容许应力法存在着偏保守的倾向而另一方面徐变引起结构刚度的下降对结构变形控制和结构稳定控制的影响没有引起工程界和研究人员的足够重视在动力性能方面钢管混凝土拱肋本身由于具有较好的弹塑性性能刚度较传统的圬工拱桥和钢筋混凝土拱桥小许多因此现有的一些。
高标号钢管混凝土配合比设计及施工工艺研究
杜 和 军
（ 安徽省公路工程建设 监理有限责任公 司 ， 安徽 合肥
摘
２ ３ ０ ０ ３ １ ）
要： 结合潮州市韩江北桥钢管混凝土拱桥 的应用实践 ， 介绍了 Ｃ ５ Ｏ 钢管混凝土 的性能指标 和配制， 以及钢管混凝土 的顶 升泵
主桥上部为无风撑背靠式钢管拱桥， 全桥共分五跨， 由
西向东 方 向分别 为 Ｃ跨 （ ８ ５ ｍ） ＋Ｂ跨 （ １ １ ４ ｍ） ＋Ａ跨 （ １ ６ ０ ｍ） ＋Ｂ跨 （ １ １ ４ ｍ） ＋Ｃ跨 （ ８ ５ ｍ） ， 其 中钢结 构部 分
跨度 ： ｃ跨为 ６ ７ ｍ， Ｂ跨为 ９ ２ ． ５ ｍ， Ａ跨为 １ ３ ７ ． ２ ｍ。主 桥桥面宽 ３ ０ ｍ， 断面为对称结构 。上下游拱肋均 由一片
凝 土 的微膨胀 性能 。因此 必须从 原材料 的选 择 ， 配 合
比设计 等方 面对钢 管混 凝 土 的工 作 性 能 和强 度 性 能 进行设 计 。主要采 取如下 技术 路线来 达到 目的 ：
（ １ ）掺 加 高效 减 水 剂 。主 要 选用 性 能较 稳 定 的
影响， 造成 拱肋 和腹板 内腔 的净 空较 小 ， 其 中 Ａ 跨竖 拱 内净宽 为 ７ ４ ｃ ｍ（ 吊杆 处净 宽仅 ３ ６ ｃ ｍ） ， 腹 腔 内净
（ ３ ）控 制 强度 和膨 胀 之 间 的协 调 发 展 。 目前 膨 胀混 凝土 主要是 采用 掺 加膨 胀 剂 的方 法 使 之具 有 一
２ 钢管混凝 土技术性能及其 优化设计
根据 设计要 求 韩 江北 桥 钢 管 拱 混 凝 土采 用 Ｃ ５ ０
收稿 日期 ： ２ ０ １ ３ — ０ ３ — １ ９ ； 修改 日期 ： ２ ０ １ ３ — ０ ５ — ０ ２
整合优势体现0905(DOC)
中交第一公路勘察设计研究院有限公司养护业务重组优势分析二○一二年九月目录一、以中交一公院养护业务绩优资源为基础成立中交品牌养护公司的优势分析 (1)（一）行业优势 (1)（二）技术优势 (8)（三）人才优势 (9)（四）市场资源优势 (10)（五）硬件优势 (14)（六）规模优势 (14)（七）品牌优势 (15)（八）全产业链服务优势 (16)一、以中交一公院养护业务绩优资源为基础成立中交品牌养护公司的优势分析“十二五”是公路养护的高峰期，公路养护作为优质投资项目其发展前景十分可观，并且经过十几年的发展，努力通过编制行业标准、组建行业协会、引领行业发展方向、建立培养国内最好的养护网站、与业主活企业达成长期的战略合作等方式，中交一公院已发展成专业齐全、设备完善、技术队伍较强的综合性养护大院。
因此，以公司的可持续发展为出发点和落脚点，中交一公院对现有养护业务进行重组，成立中交品牌的公路养护公司，有利于形成完整的产业链，以及稳定的盈利模式，形成养护业务横向与纵向的一体化发展，以便迎接未来更加规范有序、竞争激烈的国内公路养护市场。
综合分析我公司养护业务现状，在公路养护市场具备以下优势：（1）行业优势公路养护行业具有很好的发展前景，有巨大的养护市场需求，未来市场空间巨大。
中交一公院于上世纪90年代始，便已设立专业的公路养护业务部门，至今具备了深厚的技术积淀，对行业未来发展趋势有准确的把握。
经过十余年的努力，养护业务遍布全国，至今已完成了超过1000座特大桥、大桥的检测、加固设计与施工；近40余座斜拉桥、拱桥、连续刚构及连续梁桥等施工控制；近1500公里高速公路拓宽改建及大修工程勘察设计工作，足迹遍布全国，获业主的广泛好评，在行业内具有良好的声誉。
参与重组的五部门在业务上没有重叠交叉，有利于重组后的养护公司扩展业务面。
瑞通公司、众合公司作为独立法人，有一定优势和影响力。
表1-1 典型项目案例表（2）技术优势公司公路养护业务经过十余年的技术积淀，积累了丰富的公路养护及相关业务实践经验，先后主持或参与了《公路桥梁加固设计规范》、《公路桥梁加固施工技术规范》等8部规范标准的编写工作。
汉中市汉江桥闸工程钢管混凝土拱桥钢管拱的钢管弯制技术
线， 拱轴系数为 １１７ 拱的矢高 ２ ．８ 矢 ．６ ， ３ ８ ｍ，
跨 比 Ｉ４ 主桥 的桥 面系 统 由 中横 梁 、 劲 ：。 加 纵梁 、 桥面 部分 等 组 成悬 浮 体 系 。桥 面 系 的 中横梁 ， 通过设 于 大桥左右 两侧 的 吊杆 ， 与上 部钢管混 凝 土拱连 接 。 主桥上 部 的钢 管 混 凝 土 主 拱 肋 ， 面 为 截 哑铃 型 ， 面 高 度 ２ １ｍ 采 用 ２根 直 径 截 ４６ ｍ，
ห้องสมุดไป่ตู้
大桥横跨 汉 江两岸 ， 长度达 到 １Ｏ ｍ， 总 ｌＯ
由两端引桥和中间主桥组成。引桥为简支梁
板结构 ， 孔跨 距 ２ ｍ， 用 预应 力 空 心 板 单 ０ 采 梁 。主桥 为 ５孔 钢 管 混 凝 土 下 承 式 系杆 拱 桥， 每孔 跨距 ｌＯ 拱 桥采 用 悬 链 线 的拱 轴 Ｏｍ，
４ 主桥钢管拱的钢管弯制
４ １ 钢管 ．
钢管拱采用 的钢管， 设计要求用成 品管
或用 钢板卷 焊 而 成 ， 材质 定 为 低合 金 结 构钢
Ｑ４Ｄ ３５ 。汉江桥闸工程钢管选用螺旋焊接成
品管 ， 其钢 管 材质 为 Ｘ ０钢 。Ｘ ０钢 属 于 高 ７ ７ 强度结 构钢 ， 其屈服 强度 达到 ４ ５—６０ ａ ８ ２ ＭＰ ， 而设计 采用 钢 材 Ｑ ４ Ｄ 的屈 服强 度 为 ＝ ３５ ３５ ａ（ ４ ＭＰ 见低 合金 高 强度 结 构 钢 Ｇ ／ １５ Ｂ Ｔ９ １
１．ｍ× ｍ者共 计 ２ ７５ ６ ３孔 。水 闸地 板 高程 分 别为 ４９ ０ｍ 和 ４７ ０ ｍ。在 每 一 个 闸 孔 ９ ．０ ９ ．０ 中均设 置平 面钢 闸 门 ， 以挡水 ， 闸前形 成 用 在 人工湖 面 。人 工湖 的景观 水位为 ５２５ ｍ。 ０ ．０ 水闸上共 有平 面钢 闸门 ３ ０扇 ， 全部 为焊 接 的钢结 构 ， 皮水 封 设 置于 闸 门迎 水 面 的 橡
关于大桥混凝土配合比设计施工过程中质量控制的研究分析
关于大桥混凝土配合比设计施工过程中质量控制的研究分析摘要：目前，在我国大桥的施工建设中，混凝土配合比的设计施工过程中的质量控制成为重要的研究课题。
本文首先分析了大桥混凝土施工过程中的难点和对策，接着从混凝土材料的选用、混凝土配合比、大桥混凝土施工三个方面进行质量控制的研究和分析。
关键词：混凝土，配合比，设计施工，质量控制大桥建造过程中，需要大量使用混凝土。
高性能混凝土采用现代混凝土技术，选用优质原材料，如水泥、砂石等，除此之外还掺入减水剂和其它外加剂配制而成，混凝土主要设计指标为耐久性。
一、大桥混凝土施工过程中的难点和对策（一）大桥混凝土施工过程的技术难点1、大桥顶板、底板和壁板的建造施工，混凝土需一次浇筑完毕，保证良好的整体性，不允许出现混凝土的水平和竖直裂缝。
2、大桥铸造过程中，混凝土一次性浇筑量较大，为了避免混凝土温度裂缝对人体造成辐射危害，需要保证混凝土内外温差在25°以下。
3、从混凝土的结构类型来看，用普通的混凝土代替防辐射的混凝土，加大了混凝土配合比的设计难度，不仅需要考虑施工工艺，还需考虑混凝土应有的均匀度和尽可能小的收缩率。
（二）大桥混凝土施工难点的对策1、严格控制原材料的质量。
大桥混凝土施工钱原材料的选择是非常重要的，所以应选择稳定性高、安全性和强度符合施工要求的材料，比如将水泥作为胶凝原料。
2、在各原料配合比设计中考虑混凝土的低收缩率、可泵性、低泌水性、低水胶比，混凝土初凝时间控制在6h，坍落度损失率在90min内控制在10%以内。
3、在混凝土原料中添加微膨胀剂，抵消降温过程中因体积的收缩产生的拉应力，防止结构裂缝；采用高效缓凝减水剂控制混凝土的初凝时间，提高混凝土的抗渗透能力，降低水胶比。
二、大桥混凝土原材料的选择大桥混凝土原材料的选择对于整个施工过程和施工质量有举足轻重的重大影响，所以，需要特别重视混凝土的材料选择，并进行相关试验。
1、水泥。
将水泥作为混凝土结构的胶凝剂，根据水泥的性能进行选用泌水性小、保水性好的水泥，在工程建设中一般选用硅酸盐水泥和普通硅酸盐水泥。
潘家河中承式钢管混凝土拱桥施工技术
桥梁 设 计 荷 载 ： 一２ ， 一１０ 人 群 荷 载 ３ ５ 汽 ０挂 ０； ．
ｋ ａ 桥面 总宽度 为 １ ． 桥面纵 坡 ８ ５ ， 震 基本 Ｐ， ２ ９ｍ， ．％ 地 烈度 ６度 。
端 中心 距 ， 角 线 尺 寸 以工 装 卡 固定 两 端 后 ， 焊 缀 对 再
潘 家河特 大桥 位 于 ３ １国道 石 门库 区改 线 工 程 ， ６
跨 越陕西 汉 中褒 河 水 库 一 级 支 流潘 家 河 ， １孔 １０ 为 ５
ｍ中承式 钢管混 凝 土 拱 桥 。全桥 由 ２片 拱肋 组 成 ， 拱
肋 间距 ８ ８ｍ。每 片拱 肋 由 ４根 （ ０ ｍ ×１ ． ｂ ０ｍ ６ ０ｍｍ 的
形成反 复受 热 的影 响。 （ ） 管组装 ２双 双 管组 装在 平 台样 胎上 ， 符合 弧线 后 ， 格测 准水 严 平度及 两端 中心 距后 以工装 卡牢 两端 ， 再连 接 中间直 、
斜腹 杆 。直 腹 杆 严 格 与 样 胎 线 吻 合 以确 保 垂 直 度 。
卷 制钢 管组成 ， 拱肋截 面 高 ２ ７ｍ， １ ４ｍ， 肋 的上 ． 宽 ． 拱
组装前 ， 虑温度 和焊 接变形 的影 响 ， 半跨 拱肋 考 按
组装平 台必 须测 准水 平 ， 查每段 拱肋 的长 度 、 头截 检 端 面 的吻合 ， 、 弦链 线与胎 样 的吻合 ， 上 下 以及 直 、 斜腹 杆 与胎样 的 吻合 。以 吊线检查 拱肋 上 、 面平 整度 ， 下 发现 和调整 可能 出现 的 问题 ， 注 横 撑 、 标 吊孔 中心 线 、 头 接 的预 留量 ， 量 及 控 制 基 准 线 等并 做 好 编 号 （ 注 方 测 标 向） 和记 录 以便运 往工 地进 行组对 。
桥梁设计中的混凝土配合比优化研究
桥梁设计中的混凝土配合比优化研究混凝土在桥梁设计中的应用十分广泛，而混凝土的性能是由其组成比例所决定的。
因此，在桥梁设计中，混凝土配合比的优化研究显得尤为重要。
一、混凝土的基本组成混凝土主要由水泥、砂子、骨料和水混合而成。
其中，水泥是混凝土中的胶凝材料，砂子和骨料则是骨架材料。
在混凝土中的作用是填充空隙和提高混凝土的强度。
二、混凝土配合比的优化研究混凝土配合比的优化研究是指在保证混凝土强度的前提下，寻找最经济、最合理的配合比。
常用的方法有试验法、统计学方法和经验公式法等。
试验法是就混凝土的成分和强度指标等因素进行多组试验，以确定最佳配合比。
但是试验量大、周期长、成本高等限制因素，使其应用受到影响。
统计学方法是通过对已有数据的分析和整理，推导出可以反映混凝土强度的公式，以达到优化配比的目的。
经验公式法是一种简单而实用的方法，根据混凝土的用途和强度等级，在公式中加入设计要求和材料性能指标，快速确定混凝土的最佳配合比。
三、混凝土配合比优化的影响因素混凝土配合比的优化不仅与水泥、骨料、砂子的种类和品质有关，还受到其它环境因素的影响，例如气候、使用寿命、荷载特性等等。
在环境因素和原材料条件不同的情况下，混凝土的强度和质量差异较大，因此，在混凝土配合比的优化研究中应考虑到使用条件下的实际情况。
四、混凝土配合比的主要应用在桥梁设计中，混凝土通常用于桥墩、桥基和桥台等部分的建设中。
在混凝土配合比优化的过程中，应根据工程设计中对混凝土强度、耐久性、变形等指标的要求，选择最佳的压力等级和配合比。
同时，在设计过程中应尽量优化混凝土配合比，以减轻桥梁本身的重量，降低建造成本，提高桥梁的耐久性和可靠性。
五、总结混凝土配合比的优化研究在桥梁工程中的应用有着非常重要的作用。
通过混凝土配合比的优化，可以有效提高桥梁的强度和耐久性，减轻桥梁本身的重量，给桥梁的使用和施工带来更多的优势和价值。
钢管拱桥混凝土配合比设计与施工
钢管拱桥混凝土配合比设计与施工概述钢管拱桥是一种使用钢管作为主要构件，拱形结构支撑桥面的特殊桥梁。
其具有结构简单、建造工期短、经济实用等优点。
在钢管拱桥的设计与施工中，混凝土配合比的设计和施工尤为重要。
本文将介绍钢管拱桥混凝土配合比设计和施工的相关知识。
钢管拱桥混凝土配合比设计混凝土配合比的设计是钢管拱桥建造过程中非常重要的一环。
如果配合比不当，混凝土会出现裂缝、不均匀收缩、强度不均等问题，甚至导致桥梁结构的破坏。
因此，混凝土配合比设计需要综合考虑多个因素，包括材料特性、施工条件和结构要求等。
材料特性混凝土的配合比设计需要结合水泥、砂、石子等材料特性来进行。
其中，水泥是混凝土中最重要的材料，其质量决定了混凝土的强度，水泥的产地、品种、标号等因素都会影响到混凝土的特性。
砂、石子等骨料的选择也十分重要，这些材料的质量直接影响到混凝土的强度和耐久性。
施工条件混凝土的配合比设计也受到施工条件的影响。
在进行混凝土施工时，需要考虑混凝土的流动性、凝结时间等因素。
在钢管拱桥建造中，还需要考虑钢管与混凝土之间的粘结性，以确保混凝土能够牢固地与钢管结合。
结构要求混凝土配合比的设计还需要根据结构要求来确定。
在钢管拱桥的设计中，需要考虑桥梁的承载能力、抗震能力、变形能力等因素。
这些因素都会对混凝土配合比的设计产生影响。
钢管拱桥混凝土配合比施工混凝土配合比施工是钢管拱桥建造过程中另一个十分重要的环节。
在施工过程中，需要保证混凝土的均匀性和牢固性，避免出现短板现象和空鼓等缺陷。
以下是混凝土配合比施工的具体步骤。
材料配比混凝土施工前，需要进行材料配比。
根据混凝土的配合比设计，按照一定的配合比，在搅拌车中将水泥、砂、石子等混合均匀，制成混凝土浆。
浇注混凝土将制好的混凝土浆倒入施工现场，进行浇注。
在进行混凝土浇注时，需要保证浇注的连续性和均匀性。
为了避免混凝土出现分层现象，可以使用振动棒将混凝土浆进行振动，以保证混凝土的均匀性。
桥梁高性能混凝土配合比设计及应用研究
桥梁高性能混凝土配合比设计及应用研究发表时间：2020-09-15T16:57:11.453Z 来源：《基层建设》2020年第14期作者：夏国强[导读] 摘要：伴随着经济快速发展，公路运输工程量不断增加，而桥梁作为运输公路的重要组成部分，其施工质量关系到公路使用的生命财产安全和社会经济发展。
中国水利水电第十四工程局有限公司 650041摘要：伴随着经济快速发展，公路运输工程量不断增加，而桥梁作为运输公路的重要组成部分，其施工质量关系到公路使用的生命财产安全和社会经济发展。
因此，施工建设中应重视对高性能混凝土材料的应用与设计，以此提升桥梁施工建设。
基于此，本文主要从高性能混凝土入手，对其配合比的设计要求进行分析，并再次基础上提出提升高性能混凝土配合比设计方式。
关键词：桥梁；高性能混凝土；配合比设计；应用措施前言：高性能混凝土是上世纪80年代末开始出现的一种材料，将其应用于现代桥梁施工建设中，可提升工程施工质量，满足对工程使用中性能方面的需求。
在高性能混凝土众多参数中，耐久性是最为重要指标，同时对其使用强度也有着较高的要求。
在进行配合比设计中，不仅需要保证配置材料的整体性能，而且要求具有经济优势，可在一定程度上降低材料配置成本。
1高性能混凝土配合比设计要求通常情况下，在桥梁建筑工程施工中，为保证高性能混凝土材料可充分发挥其性能，并提升工程整体施工建设水平，必须做好对高性能混凝土配合比的科学合理设计，具体设计中相关人员应遵循混凝土配合比设计要求，以此确保高性能混凝土可满足桥梁工程施工建设需求，而配合比的具体设计要求主要包含以下几方面：1.1环境要求在对桥梁工程进行施工建设中，施工人员必须考虑高性能混凝土的使用效果，通常要求材料的使用年限要达到100年标准。
因此，进行高性能混凝土配合比设计中，应加强对碳化环境和化学侵蚀环境研究与分析，确保高性能混凝土材料不会受到环境较大影响。
1.2控制胶凝材料掺量要求配置高性能混凝土材料中，相关设计人员通过对矿物质掺合料的合理运用与配比，能够提升材料性能，利于增强工程施工建设质量。
潘家河中承式钢管混凝土拱桥施工技术
潘家河中承式钢管混凝土拱桥施工技术祝西文【摘要】潘家河大桥为1孔150m中承式钢管混凝土拱桥,对其钢管拱肋组装、拱肋架设、混凝土灌注、吊杆安装、吊杆横梁的安装等各施工阶段进行介绍,并根据该桥的特点,成功地采用缆索吊吊装无支架安装单肋合龙施工方案.【期刊名称】《铁道标准设计》【年(卷),期】2007(000)006【总页数】4页(P34-37)【关键词】拱桥;钢管拱;合龙;施工【作者】祝西文【作者单位】中铁一局集团第一工程有限公司,陕西,渭南,714000【正文语种】中文【中图分类】U448.221 工程概况(图1)潘家河特大桥位于361国道石门库区改线工程，跨越陕西汉中褒河水库一级支流潘家河，为1孔150 m中承式钢管混凝土拱桥。
全桥由2片拱肋组成，拱肋间距8.8 m。
每片拱肋由4根φ600mm×10 mm的卷制钢管组成，拱肋截面高2.7 m，宽1.4 m，拱肋的上下弦2根钢管分别用2块钢板连接，钢板间填筑C40混凝土。
上下弦钢管用φ430 mm无缝钢管联接，组成格构式钢管混凝土结构。
2片拱肋间设置6道一字形空钢管桁架横撑。
拱肋顺桥向设23组吊杆与桥面系相连。
1号、23号端吊杆以下至拱脚段的拱肋为实体，此段两拱肋间设置一肋间横梁和一立柱横梁，确保桥的纵、横向稳定性，桥面系采用跨径5～9.532 m不等的5种钢筋混凝土T形梁，下部结构采用重力式U形桥台。
桥梁设计荷载：汽-20，挂-100；人群荷载3.5 kPa，桥面总宽度为12.9 m，桥面纵坡8.5%，地震基本烈度6度。
图1 全桥布置(单位：m)2 拱肋组装2.1 平胎放样组装前，考虑温度和焊接变形的影响，按半跨拱肋进行1∶1精确放样。
严格放样平台的水平以及基准线的垂直等，用全站仪精确复测。
注意节头的预留量，合龙节段的尺寸。
对直、斜腹杆，缀板，隔板的准确尺寸，可在胎样上量取，也可通过计算，缀板、肢管与主拱连接处的间隙直接影响焊接变形。
桥梁高性能混凝土配合比设计研究
桥梁高性能混凝土配合比设计研究摘要：水泥混凝土是以水泥和水组成的水泥浆体为粘结介质，将分散其间的不同粒径的粗、细集料胶结起来，在一定的条件下，硬化成为具有一样力学性能的一种人工石材。
水泥混凝土是道路与桥梁工程建设中，应用最广泛、用最大的建筑材料之一。
随着现代高等级公路的发展，水泥混凝土与沥青混凝土一样，成为高等级路面的主要建筑材料。
在现代公路桥梁中，钢筋混凝土桥是最主要的一种桥型，广泛应用于高等级公路和立交工程。
作为未来的道路与桥梁工程师，必须掌握水泥混凝土的基本理论和实验技能。
关键词:桥梁；混凝土；工程师随着道路与桥梁建筑技术的发展，用于道路与桥梁建筑的材料不仅在品种上日益增多，而且对质量也不断提出新的要求。
1 桥梁混凝土配合比设计在桥梁中的重要性新拌混凝土的工作性和硬化后混凝土的力学强度和耐久性是普通混凝土最主要的技术性质。
我国现行规范是采用塌落度和维勃稠度两类指标。
水泥混凝土的强度等级，是桥梁混凝土结构设计的最主要材料强度指标。
各种强度（轴心抗压、抗拉、抗剪等强度）的强度标准值和强度设计值均由其推算得出。
桥梁用混凝土对耐冻性、耐磨性和碱一集料反应等耐久性都极为重视。
混凝土组成材料的性能，直接影响混凝土的性能。
在配合比设计前，首先应选用适合的原材料。
混凝土配合比设计时，应满足四项基本要求，正确处理三个参数。
配制强度的是决定配合比设计的重要环节，配制强度选用不当，势将影响工程质量和或浪费国家资材。
强度评定是检验配合比设计的最终成果。
外加剂和掺合料的应用是现代普通混凝土的新技术，科学地应用才可达到提高工程质量和降低成本等技术经济效益。
高强度混凝土、结构轻集料混凝土、大流动度混凝土和压混凝土等是路桥用混凝土发展方向。
2 桥梁混凝土产生裂缝的原因在桥梁混凝土设计中，必须把握好设计要求和配合比。
否则混凝土会产生裂缝。
裂缝产生的原因很多。
2.1 荷载引起的裂缝混凝土桥梁在常规静、动荷载及次应力下产生的裂缝称荷载裂缝，归纳起来主要有直接应力裂缝、次应力裂缝两种。
大跨度钢管混凝土拱桥设计研究的开题报告
大跨度钢管混凝土拱桥设计研究的开题报告一、选题的背景和意义随着城市化进程的不断加快和经济的快速发展，城市建设中的交通工程建设也越来越受到关注。
特别是高速公路和大型跨海、跨江、跨谷、跨河等桥梁工程的建设日益增多，而钢管混凝土拱桥作为一种新型的桥梁结构形式，逐渐成为被广泛应用的一种桥梁型式之一。
该结构的优点在于既具有钢管桥的强度和刚度，又有混凝土拱的耐久性和美观性。
因此，大跨度钢管混凝土拱桥的设计研究受到了广泛关注。
本文选题旨在对大跨度钢管混凝土拱桥的设计进行研究，从计算分析和工程实践方面深入探讨该结构的工程应用和技术难点，为今后桥梁工程建设提供技术支持和指导。
二、研究内容和方案本文主要研究内容包括：（1）大跨度钢管混凝土拱桥的结构形式和特点；（2）大跨度钢管混凝土拱桥的力学行为研究，包括静力分析、动力分析、稳定分析等；（3）大跨度钢管混凝土拱桥的设计优化，包括优化结构形式、合理选取材料、优化设计参数等；（4）大跨度钢管混凝土拱桥的施工方法和质量控制。
本文研究方案主要包括以下几个步骤：（1）文献调研，搜集国内外大跨度钢管混凝土拱桥的相关设计方案和实际工程案例，对该结构的设计和施工技术进行归纳总结；（2）结构分析，采用有限元软件对大跨度钢管混凝土拱桥的静力分析、动力分析和稳定分析进行计算分析；（3）优化设计，基于结构分析结果，进行合理的结构形式与参数优化，研究钢管混凝土拱桥的优选选材方法；（4）施工方案制定，结合实际工程情况，确定大跨度钢管混凝土拱桥的施工方法和质量控制措施。
三、研究预期结果和意义预计本文能够全面系统地研究大跨度钢管混凝土拱桥的设计和施工技术，探索方便实用的设计和分析方法，推动该领域技术的进步和实践的推广应用。
具体地，预期研究结果包括：（1）大跨度钢管混凝土拱桥设计优化的结构形式，选材方法和计算方法；（2）大跨度钢管混凝土拱桥的施工方法和质量控制措施；（3）一定量的大跨度钢管混凝土拱桥实际工程案例的计算分析及其实际应用效果；（4）对该领域研究的启示和对我国跨江、跨海等大型工程建设的技术指导意义。
桥梁混凝土配合比方案
QW工程公路桥梁工程混凝土配合比设计试验大纲批准：审核：编制：2020年4月1日目录一、工程概述 (2)二、试验目的 (2)三、试验依据 (3)四、试验内容 (3)五、配合比试验委托 (3)六、试验室检测项目 (3)七、所用材料的品质检测指标 (4)八、配合比设计指标 (7)九、混凝土材料的选用 (7)十、配合比设计 (8)QW工程公路桥梁工程混凝土配合比设计试验大纲一、工程概述二、试验目的混凝土配合比试验的目的：在满足混凝土的强度，抗渗、抗冻等耐久性和拌和物工作性能条件下，根据集料级配与和易性要求选择最优砂率，合理利用水泥的富裕强度，选择合适的水灰比，尽量降低混凝土原材料成本，使混凝土配合比进一步优化；在此基础上提出满足设计要求的各项技术指标的混凝土配合比，同时为监理单位审查混凝土施工配合比提供参考。
三、试验依据本次试验依据以下标准、规范、规程和文件，但不仅限于此。
4.01《普通混凝土配合比设计规程》JGJ55-2000；4.02《公路工程集料试验规程》JTG E42—2005 ；4.03《中热硅酸盐水泥、低热硅酸盐水泥、低热矿渣硅酸盐水泥》GB200-2003；4.04《通用硅酸盐水泥》GB175-2007；4.05《公路工程水泥及水泥混凝土试验规程》JTGE30-2005；4.06《普通混凝土拌合物性能试验方法标准》GB／T50080-2002 ；4.07《公路桥涵施工技术规范》JTJ041-2000；4.08《公路工程质量检验评定标准》JTGF80/1-2004；4.09《普通混凝土用砂、石质量及检验方法标准》JGJ52—2006；4.10《混凝土外加剂》GB8076-2008；4.11《混凝土外加剂均匀性试验方法》GB8077-2000；4.12《混凝土拌和用水标准》JGJ63-2006；4.13 关于进一步加强混凝土配合比设计和使用的通知（x局工【2019】75号）；4.14Qx干线工程混凝土输水箱涵施工操作指南（试行）2019年06月01日；4.15《预防混凝土工程碱骨料反应技术条例(试行)》；4.16《招标文件》等相关合同技术文件。
钢管拱桥高性能混凝土配合比设计与应用
钢管拱桥高性能混凝土配合比设计与应用作者：覃艳红来源：《西部交通科技》2021年第03期作者简介：覃艳红（1979—），工程师，主要从事公路桥梁施工试验检测工作。
文章以广西荔浦至玉林公路平南北连接线上跨浔江的平南三桥工程项目为背景，通过对原材料的选取，并针对不同原材料对工作性能、力学性能、变形性能的影响，设计出高性能高流态自密实微膨胀混凝土配合比。
试制和实际工程结果表明，用该配合比配制的混凝土能完全满足设计、施工的要求。
自密实微膨胀混凝土;钢管拱桥;配合比U448.22A2809550 引言钢管混凝土拱桥的主要部件是钢管混凝土，钢管混凝土拱桥对混凝土技术有很高的要求，其混凝土要求具有高强、膨胀稳定和良好的施工性能[1]。
高性能混凝土与普通的混凝土相比，具有在施工性、稳定性、耐久性、抗压强等方面的优势[2]，尤其是高强度和良好的膨胀性能，使得钢管内的混凝土应保持一定的膨胀应力，才能实现复合材料的“套箍”复合效应[3-4]。
现在的钢管高性能混凝土配制的主要技术路线在《混凝土配合比设计规范》基础上，在普通混凝土中掺入一定量的减水剂、膨胀剂和矿物质以获得高性能[5-9]。
钢管自密实无收缩混凝土的设计宗旨，是要最终解决拱顶脱空脱粘和耐久性的问题。
确保配制出来的混凝土微膨胀量尽量能补偿混凝土自身的收缩量，才能解决拱顶脱空脱粘的难题。
本文从钢管自密实无收缩混凝土的性能要求及控制指标出发，对混凝土原材料的选用、配合比设计进行研究，并通过实际工程验证配合比的合理性。
1 研究实例平南三桥是广西荔浦至玉林公路平南北连接线上跨浔江的一座特大桥，主桥为575 m（净跨径548 m）中承式钢管混凝土拱桥，引桥为预应力混凝土连续箱梁。
南引桥为40 m+60 m+（2×35） m现浇预应力混凝土连续梁桥，北引桥为（50+60+50） m+（3×40） m现浇预应力混凝土连续梁桥，大桥全长1 035 m。
主拱采用钢管混凝土桁式结构，整束挤压钢绞线吊索体系，计算矢跨比为1/4.0，拱轴系数为1.50，拱肋中距为30.1 m。
钢管混凝土拱桥填充混凝土浅析
钢管混凝土拱桥填充混凝土浅析钢管混凝土拱桥结构新颖、美观，它的出现使传统拱式桥梁又焕发了生命力。
但其存在一个致命问题是钢管内填充混凝土不密实，而填充混凝土密实程度对拱的承载力影响极大，严重影响了桥梁的使用寿命。
本文结合工程实例，详细分析如何改善钢管混凝土拱桥的填充混凝土。
1 工程概况潘家河特大桥跨越褒河水库一级支流潘家河，为一孔150 米中承式钢管砼拱桥。
该桥由两片拱肋组成，拱肋间距8.8 米。
每片拱肋由四根准600mm伊10mm 的卷制钢管组成，拱肋截面高2.7 米，宽1.4 米，钢管内填筑C40 砼。
2 混凝土配合比设计2援1 要求潘家河大桥钢管内使用输送泵填充C40 混凝土，泵送垂直高度34m。
因钢管密封不透水性，要求混凝土具有：和易性好、流动度大、不泌水不离析，有微膨胀性，能减少混凝土的收缩。
2.2 设计原理分析钢管混凝土必须具有良好的可泵性，也就是要求塌落度大、和易性好，不泌水、不离析。
一般采用增大用水量来提高混凝土塌落度。
但用水量大，混凝土强度难保证，易离析，和易性不好。
更重要的是用水量过大，混凝土收缩变形大。
用水量增加，相应的水泥用量增加，混凝土水化热大，对钢管混凝土极不利。
高强度混凝土要求水灰比小(设计文件规定不大于0.45)，用水量低，尽可能降低水泥用量。
要达到这一目的，我们必须使用高效减水剂及其它外加剂，来改善水泥与骨料间的粘结力，减小水灰比，降低水泥用量，以配置高强度混凝土。
钢管内填充混凝土密实程度对拱的承载力影响极大。
普通混凝土硬化过程中水化与温缩，凝结后要产生0.04%-0.06%的干缩与开裂。
钢管中填充混凝土不易填满，为解决问题，采取掺入一定量的膨胀剂，以补充钢管混凝土的干缩、温缩、降低水化热。
钢管混凝土中加入一定量的粉煤灰，可以显著的改善混凝土的和易性，提高混凝土的可泵性及其它技术性能。
因粉煤灰中大小不等的光滑致密明球状玻璃体赋予粉煤灰以球形效应、微集料效应，提高了混凝土的和易性、可泵性，密实度和混凝土的强度。
钢管混凝土拱桥检测与加固技术研究的开题报告
钢管混凝土拱桥检测与加固技术研究的开题报告
一、选题背景
目前，随着交通运输事业的持续发展，越来越多的钢管混凝土拱桥被建造。
由于这种桥梁的特定结构与材质，其在使用过程中可能会面临如裂缝、腐蚀等问题，对桥梁的使用安全与稳定性产生不良影响。
因此，对于钢管混凝土拱桥的检测与加固技术研究显得尤为重要。
二、研究目的和意义
本研究旨在针对钢管混凝土拱桥存在的不同问题采用多种检测技术和加固措施，以确保其使用安全稳定，增强其经济与社会效益。
同时，研究成果将在一定程度上提升我国桥梁建设及维护水平，促进早期损伤的发现、监测和维修，为建设更加安全可靠的现代化城市提供技术支持。
三、研究内容和方法
1. 钢管混凝土拱桥的结构及其特点分析；
2. 对不同类型的钢管混凝土拱桥进行检测，并对出现的问题进行分析；
3. 不同类型的钢管混凝土拱桥的加固技术研究和分析；
4. 钢管混凝土拱桥检测和加固技术的综合分析；
5. 案例分析和检测结果分析。
四、预期研究成果
本研究将制定出一套相对完整的钢管混凝土拱桥检测与加固技术方案，并通过案例分析进行人证并证，总结经验并提出建议，具有较强的现实应用性和指导性。
五、研究进度安排
第一季度：桥梁结构分析、检测技术研究。
第二季度：不同类型拱桥的加固研究和分析。
第三季度：检测技术和加固技术的综合分析。
第四季度：案例分析和成果总结。
六、项目预算
此项目需要大量的人力、物资和设备支持。
预算费用为200万元。
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砂 kg m 3
碎石 kg m 3
外加剂W R (R )
1 185 4850Biblioteka 718 1 03202
185
8% (山东 485 寿光 3818)
718 1 032 2% (917)
3 185 490
0
610 1 160
0
表 6 普通膨胀混凝土试验结果
编号 坍落度 cm
7 d 强度 M Pa
28 d 强度 M Pa
关键词: 钢管混凝土拱桥; 泵送混凝土; 微膨胀; 配合比设计; 试验研究
汉中潘家河大桥位于陕西汉中潘家河水库之 上, 设计采用跨径为 150 m 的中承式钢管混凝土拱 桥, 施工方法为缆索五段吊装成拱。主拱肋为两条平 行 的无铰拱, 每边拱肋截面采用 4 根 <600 mm 钢管 和型钢作联系的劲性骨架, 分段悬拚成拱, 然后在钢 管内泵送填充 40 号混凝土, 主拱肋通过横向联结系 相连, 形成空间受力的钢管混凝土拱。主拱肋钢管内 的混凝土以承压为主, 标号为 40 号, 施工时采用混 凝土泵输送, 泵送的水平距离 为 80 m , 垂 直 高 度 34 m。 因为钢管的密封不透水性, 所以对混凝土的 配合比设计提出了如下要求: 和易性好、流动度大、 不泌水离析, 有微膨胀性能以减少混凝土的收缩, 以 保证钢管内混凝土的质量。
钢管内填充的混凝土密实程度对拱的承载力影 响极大。普通混凝土因其硬化过程的水化与温缩, 凝 结后要产生 0104%～ 0106% 的干缩与开裂, 在钢管 内填充混凝土也不容易填满。为了解决这个问题, 我 们采取掺入一定量的膨胀剂, 以补充钢管混凝土的 干缩、温缩、降低水化热。
在高压泵送混凝土中加入一定量的粉煤灰也是 必不可少的, 它可以显著地改善混凝土拌和物的和 易性, 提高混凝土的可泵性和硬化混凝土的各项技 术性能。 这是因为粉煤灰中含有大小不等的光滑致 密 明球状玻璃体, 其中粒度在 0. 5～ 0. 2 mm 的实心 球 颗粒占 85% , 赋予粉煤灰以球形效应、微集料效 应。 粉煤灰的火山灰活性表现在它的活性成分能同 水泥水化生成的 Ca (O H ) 2 缓慢地发生二次水化反 应, 生成水化硅酸钙和水化铝酸钙, 从而提高混凝土 的强度; 粉煤灰的球形效应则表现在颗粒为光滑的
表 2 河砂自然级配 筛孔尺寸
510 215 1125 0163 01315 0116 0108 < 0108 mm 累计筛余
011 91968 251027 461548 901459 961572 99136 100 %
细度模数M f 为:
M f = ( (A 215+ A + 1125 A + 0163 A + 01315 A 0116) 5A 5) (100- A 5)
雷俊卿1, 赵小星2
(11 北京交通大学土木建筑工程学院 北京市 100044; 21 长安大学公路学院 西安市 710064)
摘 要: 陕西汉中潘家河大桥是中承式钢管混凝土公路拱桥, 为保障钢管内的泵送混凝土性能达到设计要 求, 特进行了40 号泵送微膨胀混凝土配合比的设计与试验研究, 得出了优化合理的高性能混凝土的配合比, 为工程 现场泵送微膨胀混凝土施工提供了可靠的技术依据。
%
累计筛余 0 01963 61227 251844721228961036991314 100
%
214 膨胀剂 先采用U 型混凝土膨胀剂 (简称为U EA ) , 因膨
胀功能不明显, 做了两批试件后, 又改用北京中国建
筑科研院建材所生产的 J P22 型多功能混凝土膨胀 剂, 其掺入量为 8%～ 12% 为宜。 215 外加剂
根据混凝土配合比设计计算方法, 并结合工程 实践经验, 用 525 号普通硅酸盐水泥配置坍落度在 40～ 80 mm 的普通混凝土, 强度容易保证, 主要应 考虑膨胀和缓凝两个控制因素。 我们取下列配合比 进行试验。
(1) 水灰比: 0137～ 0140; (2) 用水量: 180～ 200 kg; (3) 砂率: 0134～ 0142; (4) 膨 胀 剂: 水 泥 用 量 的 9%～ 13% 进 行 试 验 确定; ( 5)W R (R ) 外加剂: 水泥用量的 019%～ 113% 进行试验确定;
2 原材料试验 211 水泥
本工程采用汉中水泥厂生产的汉江牌普通硅酸 盐 525 号水泥, 按《硅酸盐水泥, 普通硅酸盐水泥》 (GB 175—1999) 标准检验, 物理化学及力学技术指 标见表1。从表中结果看, 水泥的品质符合要求, 在掺 入粉煤灰后水泥的水化热还会降低。
表 1 水泥物理化学及力学性能试验结果
采用中铁二十局生产的W R 2P 泵送剂和W R (R ) 缓凝型高效减水剂, 以配合U EA 膨胀剂使用。 216 粉煤灰
先对西安灞河电厂采样的粉煤灰委托检验, 为 三级, 不符合要求。 后又从西安渭河电厂采样, 委托 检 验, 按《用 于 水 泥 和 混 凝 土 中 的 粉 煤 灰》( GB 1596—91) 标准, 其主要物理力学指标见表 4。
表 4 粉煤灰检验结果
序号
指标
细长灰 (01045 mm
1
方孔筛筛余) %
2
需水量比%
3
烧失量%
4
含水量%
5
二氧化硫%
级别
实测值 灞河电厂 渭河电厂
≤12 ≤20 ≤45 ≤48 ≤11
≤95 ≤105 ≤115 ≤116 ≤90 ≤5 ≤8 ≤15 ≤715 ≤3169 ≤1 ≤1 未规定 ≤019 ≤0180 ≤3 ≤3 ≤3 ≤118 ≤0125
1
0
2
210
3
0
3818 38198
4318 5216
表 7 大坍落度混凝土试验配合比
试验条件
试验号 基准 粉煤灰代 加水量 砂率 U EA J P 22 W R 2P
水
水胶比 水泥率 % kg
掺量 % 掺量 %
配合比 (kg m 3) 水泥 粉煤灰 U EA J P22 河砂
1
0138
5
185
0141 8 (山东)
由表 4 可知, 渭河电厂粉煤灰为一级, 品质好, 关键性烧失量等满足要求。经对比试验, 粉煤灰掺量 以 5% (超代系数为 115) 为宜。
3 混凝土配合比试验 混凝土配合比设计有多种方法, 如单因素均分
法、最大密度近似法等。而高强泵送混凝土需优选粉 煤灰、膨胀剂、外加剂等的最佳掺量。 我们试验设计 的原则为: 符合规范和设计文件的水灰比要求, 尽量 少用水泥, 保证一定的膨胀率, 并满足泵送的性能。 311 混凝土配合比设计
1 高性能混凝土配合比设计原理分析 钢管混凝土必须具有良好的可泵性, 也就是要
求坍落度大、和易性好、不泌水、不离析。 一般情况 下, 是采用增大用水量来提高混凝土的坍落度, 但用
水量大, 混凝土强度难保证, 且易离析, 混凝土和易 性也不好。更重要的是用水量太大, 混凝土收缩变形 大。 用水量大, 相应的水泥用量增加, 混凝土的水化 热大, 对钢管混凝土产生极不利的影响。而高强混凝 土要求水灰比小 (设计文件规定不大于 0145) , 用水 量低, 尽可能地降低水泥用量。 要达到这一目的, 我 们必须使用高效减水剂或其他外加剂, 来改善水泥 与骨料间的粘结力, 减小水灰比, 降低用水量, 以配 置高强混凝土。
M Pa
M Pa
1
21
2
21
3
2115
4
2015
5
1915
6
2118
7
21
8
2115
9
2015
20 21 21 1915 1913 2113 2017 21 2011
2310 44162 4019 3819 3916 38177 3813 3818 3411
4318 5514 5610 5312 5314 5215 5118 5215 4515
2005 年 第 11 期 雷俊卿 赵小星: 汉中潘家河大桥钢管混凝土配合比设计与试验研究
— 179 —
(6) 掺粉煤灰: 代水泥率的 5%。 312 试验研究
主要考虑影响混凝土配合比的几个因素: 水灰 比、含砂率、粉煤灰掺量、膨胀剂、外加剂掺量等。 评 定指标为: 拌和物的坍落度、水泥用量、缓凝时间和 抗压强度等。
2
185
485
0
3818
718
2
0137
5
185 01346 10 (山东) 113
185
500
25
5010
610
3
0138
5
185
01345 9 (山东)
113
185
490
2415
4411
610
4
0138
5
185 01345 11 (山东) 111
185
490
2415
5319
610
5
0138
5
185 01345 13 (山东) 113
收稿日期: 2005—04—16
— 17 8 — 公 路 2005 年 第 11 期
球体玻璃微珠, 能起到光滑作用, 减少颗粒间的摩阻 力, 提高混凝土的和易性、可泵性。粒度在10 mm 以 下的粉煤灰还有缓凝作用, 降低水化热的作用, 这对 泵送混凝土来说是十分有利的。 粉煤灰的微集料效 应, 充分填充水泥石和骨料间的空孔隙, 提高了混凝 土的密实度和混凝土的强度。
公路 2005 年11 月 第11 期 H IGHW A Y N ov12005 N o111 文章编号: 0451- 0712 (2005) 11- 0177- 03 中图分类号: U 444118013 文献标识码: B
汉中潘家河大桥钢管混凝土 配合比设计与试验研究