大跨径钢管混凝土拱桥施工新技术研究与应用
大跨径钢管砼拱桥吊索施工及监控技术
0 引言下承式钢管混凝土系杆拱桥以其跨度大、结构轻、造型美、省建材等优点,被广泛应用。
该桥型的吊索是将外部荷载由系杆传递给拱肋的关键构件,决定桥梁最终成败的关键,通过对国内类似桥梁结构监控技术的了解发现:唐俊等[1]的连续刚构桥挂篮主体结构监控点布设并采集挂篮数据进行应力应变分析。
黄中营等[2]利用Midas 空间有限元程序对钢栈桥施工各工况进行仿真分析计算方法。
本文在此基础上结合空间有限元仿真和频谱法实测的数据相互对比,并借鉴了黎栋家等[3]对钢管砼拱桥结构分析方法,验证吊索在施工中精度以及后期加动载作用下的结构可靠性。
提出通过监控取得实测数据与仿真设计和理论研究的对比,分析桥梁在各种工况下吊索力学性能变化的观点。
1 工程概况新建桥梁——山阴路跨秦淮河桥位于南京市江宁区禄口街道山阴路。
桥梁全长289.56m。
桥梁荷载等级是公路I 级,跨径布置(3×20)m+(4×20)m+83.2m+(3×20)m,主桥采用1~83.2m 下承式钢管砼系杆拱一座,其立面图如图1所示。
2 技术应用的目的对于系杆拱来说,吊索是该类桥型的施工控制难点,究其原因,吊索的张拉将引起拱肋和系杆的受力及变形的耦合效应。
吊索的施工精度、张拉的次序直接决定着系杆拱桥成桥后的内力分布状态以及桥梁的安全运营和使用寿命。
吊索的施工技术目的是确保各构件的制作安装精度满足设计要求。
监控技术的应用旨在通过全程收集吊索参与整体受力后各主要构件的结构数据,印证吊索在不同工况下,引起的系杆、拱肋的应力和变形及自身的索力值的变化与理论研究的吻合程度,为最后判定桥梁在施工和荷载试验下的安全性提供依据。
3 吊索施工工艺及技术难点虽然吊索自身安装是在系杆及拱肋完成后实施的,具体工序流程如图2所示(鉴于篇幅,图中工序从拱肋吊装开始),但为保证其施工精度,从上部结构开工前,项目部就高度重视,成立的专项技术团队立项《提高系杆拱桥吊索安装一次验收合格率》的QC 质量攻关课题。
大跨度钢管混凝土拱桥受力性能分析
参考内容
基本内容
随着经济的发展和科技的进步,我国基础设施建设规模不断扩大,尤其是大 跨度桥梁的建设取得了长足的发展。大跨度钢管混凝土拱桥作为现代桥梁工程的 重要类型,具有结构轻盈、跨越能力大、美观环保等优点,因此在公路、铁路和 城市交通领域得到广泛应用。
然而,大跨度钢管混凝土拱桥施工过程复杂,涉及众多关键技术,如何确保 桥梁施工过程中的稳定性、安全性和精度控制成为亟待解决的问题。本次演示旨 在探讨大跨度钢管混凝土拱桥施工控制方面的研究,以期为类似桥梁工程建设提 供理论支持和实践指导。
参考内容二
一、引言
随着现代工程技术的不断发展,大跨度桥梁的设计和施工越来越受到人们的。 大跨度桥梁不仅在视觉上提供了宏大的景观效果,而且在功能上满足了跨越大型 河流、峡谷或其他复杂地形的需求。在众多大跨度桥梁中,大跨度钢管混凝土拱 桥因其独特的结构特性,如高强度、耐久性好、造价低等,而在桥梁工程中具有 广泛的应用。
在实验研究方面,学者们通过制作缩尺模型、全桥模型等进行了各种加载实 验,以探究拱桥的受力性能。这些实验表明,大跨度钢管混凝土拱桥具有良好的 承载能力和变形性能,同时拱脚处容易出现裂缝。尽管实验研究在某些方面取得 了成果,但仍存在实验条件与实际环境有所差异等问题。
本次演示主要研究大跨度钢管混凝土拱桥的受力性能,借助完善的理论和实 验设施,旨在探寻拱桥结构中应力、应变和强度等指标的变化规律。首先,运用 有限元软件建立大跨度钢管混凝土拱桥的数值模型,进行静力分析和模态分析, 以获取拱桥在自重作用下的应力分布和振动特性。
文献综述
大跨度钢管混凝土拱桥的非线性地震反应研究已经取得了不少进展。国内外 学者通过理论分析、实验研究及数值模拟等方法,对拱桥的地震响应进行了深入 探讨。已有的研究主要集中在以下几个方面:
大跨度钢管混凝土拱桥拱肋瞬时合龙施工关键技术
大跨度钢管混凝土拱桥拱肋瞬时合龙施工关键技术发布时间:2022-06-30T03:12:09.607Z 来源:《城镇建设》2022年5期作者:陈少华[导读] 钢管拱桥施工中,拱肋合龙是一个非常关键的阶段。
合龙施工需长时间高空作业,陈少华中交四公局第五工程有限公司陕西西安 710065摘要:钢管拱桥施工中,拱肋合龙是一个非常关键的阶段。
合龙施工需长时间高空作业,安全风险高,且为保证成桥线型和工程质量,需选择在环境温度相对稳定的时段内尽快完成精准合龙。
本文结合工程实例,针对无支架法安装拱肋的钢管拱桥,设计了一种瞬时合龙构造,并对其瞬时合龙的关键技术进行了介绍,可实现高效、高精度合龙,安全可靠,操作简便,实用性强。
关键词:钢管拱桥;缆索吊装;拱肋;合龙;瞬时合龙0 引言近些年以来,钢管混凝土拱桥在我国发展迅速,其独特美观的造型往往能够与自然环境融合,并且采用钢管和混凝土作为主材,相互结合,优势互补,因此也具有更加出色的力学性能。
钢管混凝土拱桥具有很好的跨越能力,适合在深山峡谷中进行建造,但对施工方面提出了一定的要求。
国内大跨度钢管混凝土拱桥施工常用的方法有无支架法、如缆索吊装法、劲性骨架法等等,而拱肋合龙是拱桥施工的关键,对保证拱肋线形和结构内力合理有着十分重要的意义。
拱桥合龙施工,通常会设置合龙段,但在无支架法施工中,合龙段需长时间进行高空作业,实施吊装,且受索力、风力、温度、光照条件等变化的影响,精度控制难度较大、风险较高。
因此采用一种能够最大程度降低外力影响的同时,实现高效、精准合龙的技术对钢管混凝土拱桥施工尤其是采用无支架法施工时,具有很积极的意义。
1 工程概况某大桥位于高山峡谷地区,设计为中承式钢管混凝土拱桥,跨径262m,计算跨径248m,计算矢跨比1/4,拱轴线为m=1.5的悬链线。
大桥跨越一水库,水面宽约200m,两岸山体陡峭,地形复杂,且紧接两侧隧道。
主桥拱圈为桁架结构,采用双片式钢管混凝土拱肋,拱肋总高为5.35m,总宽为2.75m,圆管外径为950mm,壁厚为16mm和14mm两种类型。
对钢管混凝土拱桥施工技术的探讨
( 宿迁 市湖 滨新 区规 划建设 局 ,江 苏 宿 迁
摘 要 :钢管混凝 土拱 桥在 城 市道 路 建设 中是 一道 亮
1 . 5 造 价 低
2 2 3 8 0 9 )
丽的风景线 ,具 有造 型 美观 、工期 快、跨 度 大的功 能。本 文就钢管混凝土拱桥 的 受力特 点和施 工 关键 技 术进行 了探
2 0 1 3 年 第 6 期
第 3 9卷 总 第 1 7 6期
Si c hu an Bui l di n g Ma t e r i a l s
I ・ J 之材
・2 21・
图 2 钢 管 混 凝 土 轴 心 受压 构 件
O
c . 钢 管混 凝 土
将 图 2中的 曲线分 为三段 :O a段 为弹性 工作 阶段 ,a b 段 为弹塑性工作阶段 ,b c 段 为强化 阶段 。以下 便是对 这三 个 阶段 钢管混凝 土的受力机理进行理论分析 。 1 )弹性工作阶段 :弹性工作阶段对应图 2中的 O a段 , N—e 接近直线 。在弹性工作 阶段 ,钢材 的泊松 比在 0 . 2 5— 0 . 3 0之间 ,而 混凝 土的泊 松 比随着应 力 的增 加从 0 . 1 6 7— 0 . 5 。钢管混凝 土柱在受荷初期 ,核心混凝 土 的泊松 比小于
混凝土脆性 大 ,一旦 开裂 ,裂缝 迅速 发展 。而 注入 钢
管 内部 的混凝土则 由于钢 管侧壁 的有 效 约束改 善 了混凝 土
延性差 、脆性 大 的 弱点 ,表 现 出较 好 的 塑性 和 变 形能 力 。
此外 ,在地震作 用下 ,混凝 土 可 以吸收能 量而 不容 易丧 失 承载力 ,而且 由于混凝 土 刚度足 够大 ,钢 管不 宜产 生不 可 恢 复的变形 ,从 而使其 钢管 混凝 土结构 耗能 性能 好 ,具有
钢管混凝土拱桥施工技术浅述
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。
钢管混凝土系杆拱桥施工技术探讨
钢管混凝土系杆拱桥施工技术引言:近年来,钢管混凝土系杆拱桥以其跨度大、结构轻、造型美、省建材等优点,被广泛应用于公路工程。
但该桥型技术复杂,施工难度大,已经暴露和潜在的问题还很多,亟待广大工程技术人员在实践中不断探讨和完善,本文将结合工程实践就有关问题做简要阐述。
一、支承系统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.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。
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。
二、主拱肋拱轴线控制系统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.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。
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。
浅谈大跨度钢管混凝土拱桥的施工方法
[] 8 葛洪 波 , 青 兰. 州某 综合 楼抽 柱 改造 设 计 … 工程 设 计 , 徐 扬
2 (4 01)
『] 9李安起 , 张鑫等 某框 架结构抽 柱托换工程 实践… . 四川建 筑科
学研 究 ,0 43 ( ) 20 ,0 3 . f0 许 良. 11 多层砖 木楼房的托换设计与施 工[] 工技 术 ,973 I施 19 [ 1 唐晓慧 , 1] 吴丹丹等 钢 筋混凝 土 夹砖组 合梁在拆墙扩跨 中的应 用[] 用技 术,0 43 1应 2 0 [2 饶 卫 东, 丽丽. 1] 邱 砖混 结构房屋底层拆墙 增加梁柱 的施 3 -实践 … 洛 阳工业高等专科 学校 学报 ,0 1 20 6
本 工程 改造加 固的施工 关键是确 保纵 横墙体砌 体拆 除时 保 障上 部结构安全 并平稳地将 上部荷载转移到抬梁上。
三、 结语
改 造加 固技术在 我 国如 今已有 了很大 的发展, 方面技 术都 比较 各 成熟 。以上几个 工程实例 只是建筑 物改造 中的很 少一部 分, 建筑 物改 造还 有很 多内容, 且具体 工程 中还 有具体 的难题 有待于 我们探 索出 而 更 好 的解 决 方法 。
斜 拉 扣 挂 法 在 国 外 较 早 用 于 大 跨 径 钢 筋 混 凝 土 拱 桥 的 尤 支 施 T。几年前 , 修建广西岂宁 岂江大桥时 , 次成功运, 斜拉扣挂 法作为 首 L } J 拱桥 主拱应 力和变形 的调整 方法 , 思路是借 助钢骨架 阶段 吊装 的 其 索来调整混 凝土浇注阶段 内力 , 通过对扣 索的张放 , 给拱月J j 施加 一定量 的拉 力 , 减 少各 浇 注 阶段 混 凝 土 产 生 的 弯 矩 , 而 达 到减 小 应 力 、 以 从 控 制变 形的 目的。此法与前 面提到 的两 种外力平 衡法反其道 而行之 , 锚 索加 载法 和水箱加载法都是通过外 力 , 给主拱 施加方 向向下 的荷载 , 斜 拉扣挂法则 通过扣 索给主拱施 加方向为斜上的荷载 。 4多 点 均 衡 浇 注法 . 多点 均衡浇注法 , 即混凝土 的浇注分多个 作步进行 , 它是我同传 统 的双 曲拱桥 拱板混凝 土的浇注方 法。在 大跨 径劲性 骨架拱桥 中 , 万 县 长江大桥首次采用这种方法 。这 种方法是采用横 向分环 纵向分段的 方法来 浇注主拱圈外包混凝 土 , 在主拱 拱箱混凝土 , 尤其 是底板混凝土 的浇注过程 中 , 多个 工作 步作业 , 劲性骨 架受力相对 均匀 , 而使劲 使 从 性 骨架应力分配均匀 , 变形 和顺 。在超大跨劲性骨架混凝 土拱桥 叶 , l拱 圈混凝土 的数 量往往都 很大( 万县长江 大桥 为 10 4 , 如 15 m )依靠 外力荷 载进行拱罔的调整是很不经 济的 , 一是所需的外荷载数 量惊 人 , 设备投 入大 ; 二是 过大的外 荷载 , 尤其是 锚索 、 箱等 白重 方向的外荷 载在拱 水 圈得到调整的同时也大大增加 了骨架 的负担 。 以上 四种 拱桥 的控 制方法各具 特色 , 索加载法 和水箱加 载法荷 锚 载大小容易控制 , 以大方量连续浇注 凝土 , 可 昆 T期 可在一定程度上得 到缩短 , 但外荷载增 加了主拱的负担 。斜拉扣挂法 , 从力学原理来说是 较好 的一 种变形 和应 力调整方 法 , 扣索 斜向托力 的竖向分 量可部分抵 消混凝土 的 自重 , 轻主拱的负担 。在倾角很 大时 , 减 扣索托 力产牛 的劲
大跨度钢管混凝土拱桥施工技术
大跨度钢管混凝土拱桥施工技术摘要:混凝土钢管拱桥技术复杂,施工难度大,施工工序多,在大跨度混凝土钢管拱桥施工过程中,吊杆的施工将直接影响到钢管拱桥的成桥状态和使用性能。
因此,本文结合实例对大跨度连续钢管拱桥吊杆的安装施工技术进行全面介绍,说明重点为吊杆安装及吊杆索力监测,实践证明工程所采用的技术是成功的,可为今后类似工程施工提供了借鉴经。
关键词:混凝土拱桥;吊杆;索力;设计规范;技术钢管混凝土拱桥以其跨度大、结构轻、造型美、省建材等优点,被广泛应用于大跨度拱桥施工中,但这类结构新颖、技术复杂、设计施工难度大、科技含量高,对施工安全性要求高。
本文结合某大跨度连续钢管拱桥吊杆安装施工的实践进行了全面、系统的介绍了施工方案和施工技术方法,包括总体施工方法、施工准备、吊杆安装、吊杆张拉、吊杆固定端及张拉端的防护处理、施工控制要点、索力监测的必要性、索力监测传感器技术的选择、吊杆索力监测配置以及吊杆索力监测实施的效果,实践证明,该工程采用的大跨度连续钢管拱桥吊杆张拉施工技术是成功的,施工始终处于受控状态,最终拱桥成桥线形轴线完全满足设计要求,得到了比较理想的效果,大大减少了张拉吊杆的工作量,对今后的类似施工具有实际指导意义。
1 工程概况某大桥梁拱组合桥连续梁跨度组成(73.9+148+128+148+73.9)m,其中三联跨钢管混凝土拱两侧次边跨计算跨度148.0m,设计矢高29.6m,矢跨比1:5,拱轴线采用二次抛物线;中跨计算跨度128.0m,设计矢高25.6m,矢跨比1:5,拱轴线采用二次抛物线。
全桥共有6榀钢管混凝土拱,拱肋采用等高度哑铃形截面,拱肋截面高度为3.0m,拱肋弦管采用φ1.0m×16mm钢管,弦管之间用厚16mm的缀板连接,2榀拱肋横向中心距14.0m;每榀拱肋设置17根吊杆,次边跨的吊杆间距为7.4m,中跨的吊杆间距为6.4m,吊杆采用PES(DF)7→91型低应力防腐拉索(平行钢丝束),外套复合不锈钢管,配套使用LZM7→91型冷铸墩头锚;吊杆采用单端张拉,上端置于拱肋内部,下端销于吊点横梁,吊杆张拉端设在梁底。
钢管混凝土拱桥施工技术
钢管混凝土拱桥施工技术[摘要内容] 钢管混凝土拱桥的拱肋是以受压为主的构件,且一般具有跨径大及宽跨比比较小的特点。
随着交通事业的快速发展,新建项目不可避免的需要上跨既有的交通线路。
受限于既有项目通行净空、远期规划,以及新建项目纵坡需求,钢管拱桥在新建交通项目特别是铁路项目中圆满满足了上述需求。
常见的钢管混凝土拱桥跨径为80m、96m、112m、128m、140m,本文就莱荣高铁跨省道S209特大桥1-112m下承式钢管混凝土系杆拱桥为例,介绍标准跨径下系杆拱桥的施工方法。
[关键词] 高铁,系杆拱桥,112m,钢管混凝土拱桥,下承式一、引言钢管混凝土拱桥跨度一般比较大,所以拱肋都必须采用高强度材料,钢管混凝土具有很高的承载能力,既可以减少桥梁的自重,也可以改善大跨度拱桥的抗风能力和抗震能力,还可以获得拱肋所必须的结构刚度,在保证构件整体稳定性的基础上,使拱肋结构避风面积小,所受风荷载减少,到达改善桥梁横向稳定性能的目的。
二、工程简介新建莱西至荣成铁路工程为设计时速350公里无砟双线高速铁路,其ZQSG-1标跨S209省道特大桥第106孔(105#-106#墩)设计为1孔112m双线下承式钢管混凝土系杆拱桥。
三、施工流程(1)主孔基础及墩身施工;搭设支架,混凝土浇筑前支架需预压。
(2)支架现浇系梁及拱脚混凝土,张拉第一批纵向预应力索。
(3)在系梁上搭设支架,支架预压;在支架上对称安装第一段拱肋钢管。
(4)对称安装第二段拱肋钢管;调整焊接二、三段接头焊缝。
(5)安装合拢段拱肋钢管;安装拱顶横撑;泵送拱肋上管管内混凝土;泵送拱肋下管管内混凝土;分仓、对称、均匀灌注拱肋腹板内混凝土。
(6)待管内混凝土达到设计强度的90%后,拆除系梁临时支架;安装2#、2‘#吊杆并张拉,单根吊杆初张力1200KN。
(7)一次安装张拉其余吊杆,其张拉顺序为4#、4‘#——6#、6‘#——8#、8‘#——10#、10‘#——3#、3‘#——7#、7‘#——9#、9‘#——11#、11‘#——12#、12‘#——5#、5‘#——1#、1‘#。
钢管混凝土拱桥施工技术探讨
Engineering Technology and Application | 工程技术与应用 |·57·(中交第三航务工程局有限公司江苏分公司,江苏 连云港 222042)摘 要:文章结合以往成功的钢管混凝土拱桥结构案例,参考类似的工程实例,分析施工地点的实际情况,对其各个环节的施工工艺和养护质检进行讨论,供参考、指正。
关键词:钢管混凝土;拱桥;施工技术中图分类号:U445.57 文献标志码:A 文章编号:2096-2789(2019)09-0057-02作者简介:董云祥(1979—),男,工程师,研究方向:路桥工程。
随着施工技术不断发展和建筑建造模式不断更新,路桥的施工技术也不断更新。
钢管混凝土拱桥以其自身的优点成为迎合市场和艺术审美的桥型,它跨度足够大、结构足够轻,节省了材料,保证了外形的美观大方,是适合多种地形地貌和社会环境的一类桥型。
但钢管混凝土拱桥的工艺复杂,施工起来有较大难度,整个结构易存在安全隐患。
要想改善钢管混凝土拱桥的弊端,必须改进施工方式方法,无论是施工单位还是设计人员都务必实地考虑施工现场的社会环境,采用最适合的桥梁设计,充分考虑各种荷载,保障桥梁的耐久性和强度。
1 钢管混凝土拱桥的原理及应用现状钢管混凝土拱桥属于钢混结构的一种,利用钢管的径向约束,限制内部填充的混凝土的膨胀破坏,保证混凝土处于三方受压的环境下,从而大幅度提高混凝土的抗压能力,达到施工想要的强度。
钢管兼具纵筋和横向箍筋的双方作用,可当作施工模板,也可当作劲性承重钢骨架,焊接方便,方便现场浇筑混凝土。
对于造价方面,能够简化传统施工工艺,缩短工期,减少资金投入。
我国从第一所钢管混凝土拱桥建成至今已有近三十年的时间,单跨度超过200m 的拱桥就超过30座,相信未来还会有更多、更长、更美观的钢管混凝土拱桥建成。
但是,调查数据显示,在已经建好的很多钢管混凝土拱桥结构中,暴露了很多问题,也潜存着不少亟待解决的隐患,广大技术人员和施工人员都期待完善整个结构,使钢管混凝土拱桥结构成为更加适合市场和地域的桥梁形态。
钢管混凝土系杆拱桥施工技术
钢管混凝土系杆拱桥施工技术摘要:钢管混凝土系杆拱桥造形美观、结构严谨、受力科学、经济合理,近年来在公路、城市桥梁建设中被广泛采用。
但由于其技术含量高、工艺严格、工序繁多、施工难度大。
本文作者根据自己多年来施工实践经验,主要对钢管混凝土系杆拱桥施工技术的若干问题进行了简要的阐述。
关键词:钢管混凝土;系杆拱桥;施工技术1前言钢管混凝土是将混凝土填充到钢管内形成的一种组合结构,钢管混凝土利用钢管和混凝土两种材料在受力过程中的相互制约,即钢管对混凝土的约束作用,使混凝土处于复杂应力状态之下,从而使混凝土强度得以提高,塑性和韧性性能大为改善。
同时,由于混凝土的变形,使钢管亦处于复杂应力状态。
通过二者的组合,能够充分发挥两种材料的优点,使钢管混凝土具有一系列优越的力学性能。
钢管混凝土构件具有承载力高、塑性和韧性好、经济效益好、施工方便等四大优点。
目前,钢管混凝土系杆拱桥以其跨度大、结构轻、造型美、省建材等优点,被广泛应用于公路工程。
尤其是近十几年来,我国修建了一大批大跨径钢管混凝土系杆拱桥,无论在工程规模还是施工难度上,都走在了世界的前列。
本文主要针对钢管混凝土系杆拱桥施工技术的若干问题进行了初步探讨,以期为同类桥梁的施工提供一些借鉴。
2钢管混凝土系杆拱桥若干施工技术问题展开分析钢管混凝土系杆拱桥是一种受力合理的桥梁,但也是一种施工精度要求很高的结构。
钢管混凝土系杆拱桥的施工分为拱肋厂内加工、拱肋现场安装、钢管拱肋内部混凝土的压注、系杆及吊杆的施工、桥面悬浮结构的施工等几个部分。
其中拱肋加工及安装的精度控制是桥梁施工的难点。
2.1拱脚的加工及安装施工技术拱脚由系杆约束位移,主要承受拱肋的水平推力,施工精度要求高,内部结构复杂,施工难度较大。
为加强内部整体结构的受力,设计中拱脚内部设连接板将拱脚分成了许多隔仓,隔仓内空间狭小,每个隔仓内分布有大量钢筋,施工时必须严密组织,明确施工顺序,确保拱脚质量。
在拱肋的安装过程中,不可避免地要对已安装好的拱脚产生水平力,为防止拱脚不发生位移,施工中必须对拱脚采取临时固定措施。
钢管混凝土拱桥施工问题研究
科技资讯科技资讯S I N &T NOLOGY I NFORM TI ON 2008N O.18SCI EN CE &TECHN OLOG Y I NFOR M A TI O N 工程管理1施工控制原理桥梁施工控制的主要任务是桥梁施工过程的安全和桥梁结构线形与内力状态控制。
大跨径桥梁施工控制,经过最近多年的发展和设计施工实践,积累形成了自适应控制的思想。
目前在大跨径桥梁施工控制方面,主要采用自适应控制的思路。
在自适应系统中,涉及理想状态包括成桥状态和各施工阶段都可以在施工中进行调整,而施工实际状态除了包含施工误差和测量误差之外,还考虑参数误差。
其中参数误差依靠参数估计来修正,而最优实现状态与设计理想状态之间的差别也在随机性系统基础上增加了参数调整。
其主要工作原理在于,当结构测量到的结构几何状态和结构受力状态与模型计算结果不相符时,通过将测量误差输入到结构计算参数辩识系统中自动调节计算模型的参数,使模型的输出结果与实际测量到的结果一致,得到了修正的计算模型参数后,重新计算调整各施工阶段的理想状态。
一般而言,经过几个施工工况的反复循环辩识后,计算模型输出结果基本上与实际结构测量结果接近一致了,在此基础上可以对施工状态进行更好的控制。
因此,施工控制是一个施工→量测→识别→修正→预告→施工的循环过程。
2施工控制误差分析2.1浇筑混凝土误差混凝土超方对连续梁桥施工阶段的内力和线形影响较大,特别是两侧出现不平衡超方时,影响就更大。
当结构悬臂伸长时,危害急剧增加。
施工过程中,通过改进施工方法减少误差的产生是很有必要的,也是可行的。
对悬臂施工的连续梁桥来说,由于两悬臂端对称荷载对结构的影响比单侧荷载要小得多,所以,施工中出现两侧不平衡荷载时,可以考虑在轻的一侧增加重量,只要保持平衡,影响不会太大。
2.2结构刚度误差引起结构刚度误差的因素,一方面是混凝土弹性模量的改变;另一方面是截面尺寸的变化、都对刚度有所影响。
大跨度钢管混凝土拱桥施工技术研究
—1 . 8 47
2 .3 7 5
一1 2 .2
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— .5 0 7
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3 L侣
下 弦 上 弦
一l5 8 5 8 .5 一 6 . 6 25 3 0 一12 6 1 9 . l
图 1 计 算算例布置示意图
水面进行半桥 的预 制 拼装 , 后将 桥 梁结 构竖 向转 动 至设计 标 2 2 拱 轴 线型 之 . 高 。我 国在应用竖转法 时 , 拱肋在 低位 浇筑或 拼装 , 后 向上拉 然 拱圈采用 截面高度相等 的悬链 线 , 轴系数 m=1 5 3 净跨 拱 .4 , 升到设计位置 。2 平 面转体 法。平面转 体施 工法 是我 国首 创 的 径 10m, 高 3 , ) 8 净失 6I 净矢跨 比采用 15 起拱线标高 70 45m, n /, 4 .9 施工方法 , 面转体是 在河 流的两岸或城市 主干道两侧进 行半桥 桥面设计 标高 7 2 0m。 平 8 . 的预制工作 , 之后将预制桥梁水平转动 至桥 位轴线位 置 。平面转
均匀对称架设 ; 阶段 四 : 施工桥面工程 , 从人行 道安装 到桥面 铺装 工程完成 , 合并一次加载计算 , 施工操作 按正常 工艺进 行 , 面铺 桥
装为增加工作 面 , 方便施工可从拱顶 向两拱 脚施工 。 2 浇筑盖梁混凝 土阶段。 ) 3 架设 桥面板阶段。 ) 4 人行 道安装到桥面铺装 阶段 。 ) 拱肋钢管 内力和变形情况见表 1一 4 表 。
a钢板 。拱肋 弦杆 、 . 缀板、 腹杆 、 横撑 、 接头 钢板及拱 上立柱 、
立柱底座均采用 1 Mn 6 q低合金结构钢 ; 一般非受力性板材及 型钢
均采用 A 3钢 。b 预应 力钢 材 。桥 面板 预应 力钢 绞 线采 用美 国 . 缆索 吊装施工方 法是 大跨度拱 桥实 现 自架设施 工 的主要 方 A T 4 79 S MA 1 —7标准 , 单根钢绞线直 径 1.4 m 钢绞线 面积 A= 5 2 m, 法之一 , 缆索 吊装 由于具有跨 越 能力大 , 水平 和垂直 运输 机动 灵 19m 标准抗拉强度 = 6 P , 0 3 m , 18 0M a 1 0h松弛率 在 7 %公 0 0
大跨径钢管混凝土拱桥施工技术
大跨径钢管混凝土拱桥施工技术作者:李清华来源:《城市建设理论研究》2013年第20期摘要:大跨径钢管混凝土拱桥具有优点,比如说,美观,承受力大,省材料等。
大跨径钢管混凝土拱桥是大跨度拱桥的一种非常美观,客观,具有很大经济效益的结构。
随着经济的迅速发展,建筑师的素质广泛的提高,这种技术广泛的应用在桥梁的建设工程中。
但是这种大跨径钢管混凝土拱桥的设计技术要求很高。
由于它的施工难度很大,技术要求很高,施工程序很多等原因。
本文结合某钢管混凝土拱桥施工的实践介绍大跨度钢管混凝土拱桥的施工技术。
采用无支架统索吊装斜拉扣挂施工方法对大跨径钢管混麓土拱桥进行拱肋安装时,对拱肋安装标南和索力精度要求较高。
关键词:钢管混凝土拱桥境索吊拱桥施工技术中图分类号: TU37文献标识码:A 文章编号:钢管混凝土出现于19世纪80年代,主要是指钢管内填素混凝土的圆形钢管混凝土结构。
一方面借助内填混凝土提高钢管壁受压时的稳定性,提高钢管的抗腐蚀性和耐久性,另一方面借助管壁对混凝土的套箍作用,使核心混凝土具有更高的抗压强度和塑性变形的能力,将钢材和混凝土有机地组合起来。
并且通过钢管紧箍力的作用,使核心混凝土处于三向受压的状态,与拱桥的拱圈以承受轴向压力为主的特性相结合,使钢管和混凝土的材辩特性得以更充分的发挥.1.监控测点的布置1.1拱肋测点的布置确定测点(控制点)时,测站相应地选在钢管拱上弦管的最上缘、下弦管的最下缘点。
由于南泥渡大桥的每条拱肋有12个节段,每个拱肋刚度较大,拱肋节段内各点的相对变化较小,因此,将每个拱肋节段和拱脚处都作为一个测站点,在钢管拱上共建立52个测站控制点。
在每一个测点横断面上,分别布置了应变片(即每一个断面布置了4个应变片),用来实测钢管拱的应力大小。
同时在这些横断面的外侧钢管内布置了混凝土应变砖(即每一个横断面4个测点),用来实测混凝土的应变大小。
在拱顶等4个断面的内部或外面均布置了测温装置,用来确定主要断面的温度。
钢管混凝土拱桥施工问题研究
钢管混凝土拱桥施工问题研究摘要: 对钢管混凝土拱桥施工过程中的钢管拱架设方法、施工应力与变形分析、施工稳定分析、局部受力分析等方面的研究进展进行了综述。
关键词: 拱桥;钢管混凝土;桥梁施工;综述钢管混凝土拱桥已在我国得到广泛的应用[1 ] 、[2 ] 。
其施工方法、施工工艺与施工过程中的受力都有自身的特点,作者最近在主编《钢管混凝土拱桥实例集(一) 》时,收集了大量有关钢管混凝土拱桥施工问题研究方面的资料,并对其进行归纳整理,形成本文。
1 钢管拱架设方法研究钢管混凝土拱桥的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100 m 以下的跨径,钢管骨架一般分为3 段,吊装重量一般仅十几吨,可根据实际情况采用浮吊、汽车吊等进行吊装,边段用扣索扣住进行合龙,也可以采用少支架支撑。
当跨径超过百米以后,常用的架设方法,主要是缆索吊装和转体施工方法,在条件许可的地方还提出了整体吊装和分段吊装的施工方法。
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。
在跨径较大的钢管混凝土拱桥中,由于钢管拱肋节段多、重量大,因此对传统的缆索吊装方法进行了改造与创新, 采用了一些新技术、新工艺。
在主跨为312 m 的广西邕宁邕江大桥中,钢管劲性骨架分9 段制作安装,最大节段重达59 t ,传统的卷扬机钢丝绳斜拉扣挂悬臂系统设备较多,拉力大,调整困难,施工难度大。
因此在该桥的施工中开发研究了千斤顶斜拉扣挂悬拼架设法[3 ] 、[4 ] ,以千斤顶张拉系统实现钢管骨架标高调整时的扣索张拉和抬放。
这一方法还可于用调整灌注管内混凝土时钢管劲性的内力与变形。
跨径达420 m 的万县长江大桥[5 ] 、重庆合川大桥、武汉江汉五桥等钢管骨架的安装也都采用了缆索吊装千斤顶斜拉吊挂架设方法。
因此可以说,千斤顶斜拉扣挂技术为我国大跨径拱桥的施工提供了一个新的技术与思路。
浅析大跨度钢管混凝土拱桥施工技术
浅析大跨度钢管混凝土拱桥施工技术工程技术朱子厚(武警交通直属工程部,北京市102206)萨晶南1翥管混凝尘应用于拱桥,‘代袁着拱桥建设的对材料的高强度曩-求、拱圜无羔架施工&名≤≥花等凌囊≥畿“翼嘉羹;屯结J;勾芜薹j匕,聋?‘拟的优势,因而被越来越广泛的采用。
ij饫键词】钢管混泥土拱桥;大跨废;箍工技术。
,..,.,毪t.j,-一’1钢管混凝土拱桥施工具体方法1.1平转法平转施工法是将拱圈分为两个半拱,分别在两岸偏离桥位的位置,利用山体、岸坡或引桥的桥墩设置膺架,拼装拱肋和拱上立柱,形成半拱,然后水平转体就位,再拼装合龙成,如图1所示。
平转施工法的优点是可以充分利用两岸的山体和岸坡的地形条件,拱肋痦架不高,吊装,拼焊容易,焊接质量有保证;缺点是磨心球铰加工要求高。
平转施工法对修建处于交通运输繁忙的城市立交桥和铁路跨线桥,其优势比较明显。
平转法的转动体系主要有转动支承系统、转动牵引系统和平衡系统组成。
转动支承系统是平转法施工的关键设备,由上转盘和下转盘构成上转盘支承转动结构,下转盘与基础相联。
通过E转盘相对于下转盘的转动,达到转体的目的。
田1平转法施工示意图1.2鳖转法竖转施工法与平转施工法相似,是先在拱顶附近将主拱圈一分为二,并以拱趾为旋转中心,将设计拱轴线垂直向下旋转一定角度,将拱顶合龙端置于地面或浮船上,这样即可在较低的膺架上拼装两个半拱。
待两个半拱拼装完成后,由两幅墩顶扒杆分别将其拉起,在空中对接合龙。
竖转施工法的优点有拱肋的拼装膺架较低,节省材料,吊装容易:只有一个接头,合龙容易,精度高;缺点是要求桥下有一定的拼装场地。
所以适用与i司吭要求不高、水深较浅等条件下的拱圈施工。
竖转体系—般由牵引系统、索塔、拉索组成。
竖转的拉索索力在脱架时最大,因为此时拉索的水平角最小,产生的竖向分力也最小,而且拱肋要实现从多跨支承到铰支承和扣点处索支承的过渡,脱架时要完成结构自身的变形与受力的转化。
大跨度钢管混凝土拱桥施工控制的理论研究
第11卷第3期中国水运V ol.11N o.32011年3月Chi na W at er Trans port M arch 2011收稿日期:作者简介:涂勇(6),男,江西人,华东交通大学土建学院硕士研究生,研究方向桥梁结构与振动。
大跨度钢管混凝土拱桥施工控制的理论研究涂勇1,涂清艳2(1华东交通大学土建学院,江西南昌330013;2江西省公路管理局,江西南昌330002)摘要:简要阐述了大跨度钢管混凝土拱桥的施工控制的必要性,对钢管混凝土拱桥的施工控制方法进行了讨论。
详细分析了钢管混凝土拱桥施工控制中误差产生的原因,并针对这些误差提出相应的应对策略;对大跨度钢管混凝土拱桥施工控制的误差(参数)调整具有一定的指导意义。
关键词:钢管混凝土;大跨度拱桥;施工控制中图分类号:U 445文献标识码:A 文章编号:1006-7973(2011)03-0188-03一、引言钢管混凝土拱桥特别是大跨度钢管混凝土拱桥是我国近年来发展起来的一种桥梁结构,这类桥具有强度高、刚度大、自重轻、桥型美观、跨越能力强、施工周期短的优点。
它比较好地解决了修建桥梁所要求的用料省、安装重量轻、施工简便、承重能力大的诸多矛盾,是大跨度拱桥的一种比较理想的结构形式[1]。
大跨度钢管混凝土拱桥主要采用桁架式钢管拱桥,它是一种自架设体系结构,最显著的特点是先用无支架缆索吊装或转体施工法架设成桁架式空钢管拱桥,在此基础上浇筑缀板、弦杆硷,安装桥道系,浇筑桥面铺装,形成钢管混凝土拱桥。
它与其他自架设体系桥梁,如斜拉桥不同,结构的线形和应力不能在成桥后再作调整,也不能象连续梁桥或连续刚构桥,节段标高在浇筑阶段可做调整,钢管混凝土拱桥在整个施工过程中轴线调整是非常有限的。
而不同的施工方法、材料性能、施工(加载)程序又直接影响成桥后的线形和受力,同时施工现状与设计的假定总存在差异,必须在施工中采集必要的数据,通过计算、识别过滤给予调整,确保桥梁在成桥后的结构受力和线形满足设计要求,因此,开展对钢管混凝土拱桥适时施工控制是十分必要的。
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关键施工技术研究与应用
• 缆索吊装系统——拱肋吊装
合江长江一桥位于长江上游,该处河段水流较急,拱肋安装 时正值洪水季节,为此采用了可回转梁式吊具和江面定位船配 合工作的方式解决了该难题。
关键施工技术研究与应用
• 缆索吊装系统——拱肋吊装
关键施工技术研究与应用
• 缆索吊装系统——格子梁吊装
根据不同位置格子梁结构以及拱肋横撑的情况将整个桥 面格子梁划分为5个安装区间,分别采用不同吊装的方式 进行安装。
术研究
工程有限公司
广西科技术进步二等奖
提篮式钢管混凝土拱桥上部结构施工关键技术 广 西 路 桥 集 团
研究
工程有限公司
广西科学技术特别贡献奖 大跨度拱桥设计与施工技术研究
广西交通厅
国家科技进步二等奖 西科技术进步一等奖
钢管混凝土拱桥建设成套技术 500m级钢管混凝土拱桥核心技术研究
重庆交通大学
广西路桥集团 工程有限公司
DB45/T 1097-2014
广西路桥总公司
广西质量监督 局
2015.8.31
《公路钢管混凝土拱桥设计规范》
JTG/T D6506-2016
四川省交通运输厅公路 规划勘察设计研究院
交通运输部
发展概况
• 钢管拱桥相关国家级工法
工法名称
完成单位
千斤顶斜拉扣挂连续浇 广西路桥工程集团有限 注拱肋混凝土施工工法 公司
关键施工技术研究与应用
大桥设计图
关键施工技术研究与应用
• 缆索吊装系统——总体布置
采用的双塔三索跨布置形式,缆索吊机的总体布置: 430m (重庆岸锚跨)+554m(工作跨径)+405m(宜宾岸锚跨); 主索共有2组,单组主索的设计净吊重能力1000kN,单组主索 由8根φ50密封钢丝绳组成;吊塔采用“吊扣合一”的方式,即 将吊塔置于扣塔顶部,吊塔与扣塔通过铰座连接,吊塔为万能 杆件拼制。
广西科技术进步二等奖
邕宁邕江大桥SRC拱桥设计与施工技术研究 广西交通厅
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
铁道第三勘察 设计院
铁道第二勘察 设计院
钢管与钢管混凝土复合拱桥新桥型研究
福州大学
钢管混凝土哑铃形拱桥受力性能分析与新型截 面应用研究
福州大学
杭州市钱江四桥双索跨大跨度缆索吊装施工技 广 西 路 桥 集 团
• 国家及地方标准或规范
发展概况
发布日期
标准名称
编号
主编
发布
2011.4.10 2013.11.1
《钢管混凝土拱桥技术规程》 《钢管混凝土拱桥技术规范》
DBJ/T13136-2001
GB 509232013
福州大学 福州大学
福建省住房和 城乡建设厅
住房和城乡建 设部
2014.11.20
《钢管混凝土拱桥施工技术规程》
关键施工技术研究与应用
• 依托工程概
合江长江一桥(波司登大桥)位于四川省泸州市合江县境内。 全桥跨径组合为10×20m(引桥)+530m(主孔跨径)+ 4×20m(引桥),主桥为530m跨径钢管混凝土拱桥,为同类 型桥梁“世界第一” 。大桥拱座设计为分离式的钢筋混凝土拱 座。拱肋为变高钢管混凝土桁架结构,拱顶截面高为8m,拱脚 截面高为16m;肋宽4-7m;拱肋中距为28.6m;吊杆和拱上立 柱间距为14.3m;拱肋钢管直径1.3m,壁厚由拱脚处30mm渐 变到拱顶的22mm。拱肋总重约60000kN,共40个吊装节段, 吊装节段最重1980kN。大桥吊杆采用成品平行钢绞线,两端为 挤压型锚具。大桥桥面由钢格子梁、混凝土桥面板、沥青混凝 土组成钢—混凝土组合结构。
2 × 228m钢管混凝土拱 桥拱肋架设工法
中铁一局集团公司
钢拱桥倾斜式钢拱肋施 天津第三市政公路工程
工工法
有限公司
GGG(浙)C307220089
GZSJGF01-05-05 TGJGF-05-06-02 YJGF257-2006
GGG(津) C3078-2009
浙江省公路工程工法 国家级工法 铁路部级工法 天津公路工程工法
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
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
发展概况
• 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 福建省科技奖二等奖
关键施工技术研究与应用
• 缆索吊装系统——移动式索鞍
索鞍是安装在塔架顶部横移轨道上用来支承缆索的装置,通 过索鞍横移装置,主索可横移到构件安装位置,施工相当方便。
关键施工技术研究与应用
• 缆索吊装系统——吊塔设计
合江长江大桥的缆索吊机的吊塔为万能杆件拼装的门式结构, 位于扣塔顶部,塔高29.6m(塔铰中心至塔顶索鞍轨道梁高 度),横桥向宽度46.2m(轨道梁长度),纵桥向宽度4.25m。 吊塔除塔底三角铰、塔顶结构为专用结构外,塔身均采用万能 杆件拼装。
报告内容
1. 发展概况 2.关键施工技术研究与应用
-缆索吊装系统 -扣塔及其安装 -钢管内混凝土灌注工艺研究
3.下一步研究与应用方向
发展概况
• 最早于1930’s - 1940’s出现于前苏联,1990年我国 建成了第一座钢管拱混凝土拱桥——四川旺苍大桥,为主 跨115米的下承式刚架系杆拱。
• 钢管混凝土拱桥在90年代开始得到了大量的应用和快速的 发展。拱跨也不断突破记录,最大跨径的为2014年建成通 车的530m的四川合江长江一桥大桥(波司登大桥)。