钢管混凝土拱桥.ppt

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1、n四、四、3、钢管砼的主要缺点（1）钢管的接头连接存在的缺陷（2）钢管内灌注砼的密实度问题（3）钢管的养护问题（4）钢管砼的动力性能及疲劳性能世界最大钢管混凝土拱桥世界最大钢管混凝土拱桥-巫山长江大桥巫山长江大桥 巫山长江大桥位于重庆巫山县长江巫峡入口处，全桥跨径组合为612m+492 m +312m；引桥为预应力混凝土连续梁；主跨为钢管混凝土中承式拱桥，主跨净跨460米，是目前世界跨度最大的钢管混凝土中承式拱桥。值得骄傲 吊杆横撑拱肋(b)哑铃形截面(a)圆形截面(c)二肢桁式(d）横哑铃形桁式(e）混合式(f）四肢式(b)哑铃形截面(a)圆形截面(c)二肢桁式(d）横哑铃形桁式(e）混合式

2、(f）四肢式 1. 混凝土未凝固 2. 上弦杆混凝土凝固 3. 上、下弦杆混凝土凝固施工中拱肋截面形成过程四肢管分两批灌注，首先，同时灌注两根上弦管；在上弦管混凝土达到设计强度，上弦管形成钢管混凝土截面以后，再同时灌注两根下弦管。上下游同时进行。钢管混凝土截面分二次形成。在灌注上弦管混凝土时，所有自重由空钢管混凝土承担（图1）；在浇筑下弦管内混凝土，新浇筑的混凝土重量由形成的一期钢管混凝土截面承受（图2）。待下弦管内混凝土也达到强度后，形成最终的钢管混凝土截面（图3），后续发生的荷载都由钢管混凝土截面承受 钢管混凝土截面形成过程桥面板的形式吊杆系统示意图钢管砼拱肋构件的节点与连接 1、节点与连

3、接的要求n（1）连接节点必须满足强度、刚度、稳定性要求n（2）节点及连接构件应构造简单、整体性好、安全可靠、节省材料、方便施工n（3）钢管砼的连接设计必须保证可靠地传递内力 2、拱肋弦杆连接构造n常采用法兰盘，螺栓孔对位准确相连 3、拱肋弦杆与拱座连接n将拱肋上下弦杆插入拱座内12倍钢管直径深度，端头与预埋在拱座内的钢板或钢筋连接n4、格构式拱肋腹杆、系梁布置与连接构造n腹杆与腹杆、腹杆与弦杆、腹杆与系杆之间尽量采取直接对接方式相连。只有连接钢管多且发生冲突时才采用节点板连接方式。5、格构式拱肋缀条的节点构造节点与连接节点板连接节点构造n 峡门口乌江二桥位于武隆县境内国道峡门口乌江二桥位于武隆

4、县境内国道319线线上，建成投入营运已近上，建成投入营运已近6 年，在县城附近峡门口年，在县城附近峡门口跨越乌江，大桥上部结构为中承式集束钢管混凝跨越乌江，大桥上部结构为中承式集束钢管混凝土提篮拱，拱圈内倾土提篮拱，拱圈内倾13.97，主拱由，主拱由5根钢管集束根钢管集束而成，中间管为而成，中间管为2901400变直径，外层变直径，外层4根钢管根钢管700等直径，矢夸比为等直径，矢夸比为E/F=1/4，计算跨径，计算跨径140m。桥面设置桥面设置19对加对加PE防护套高强钢丝冷铸墩头锚吊防护套高强钢丝冷铸墩头锚吊杆（吊杆横梁采用预应力混凝土结构），桥面板杆（吊杆横梁采用预应力混凝土结构），桥面

5、板为跨径为跨径10m及及5m普通钢筋混凝土空心板简支梁，普通钢筋混凝土空心板简支梁，桥面净宽桥面净宽13.0m，其中车行道宽，其中车行道宽9m（双车道），（双车道），两侧人行道各宽两侧人行道各宽2m。设计荷载：汽。设计荷载：汽20级、挂级、挂100，人群，人群3.5kN/m2。 -拱脚拱顶 评估结论评估结论n通过详细现状检查、结构通过详细现状检查、结构验算、荷载试验结果仔细验算、荷载试验结果仔细研究分析后认为：现有状研究分析后认为：现有状态下的峡门口乌江二桥存态下的峡门口乌江二桥存在多种缺陷，包括在多种缺陷，包括:主拱主拱钢管表面锈蚀、钢管焊缝钢管表面锈蚀、钢管焊缝质量未达到国家规定的合质量未

6、达到国家规定的合格标准、管内顶部填充混格标准、管内顶部填充混凝土不密实、主拱圈拱顶凝土不密实、主拱圈拱顶标高已低于设计值等，已标高已低于设计值等，已危及大桥安全。危及大桥安全。n具体表现在：拱脚截面强度严重具体表现在：拱脚截面强度严重n 不足；计入偏心距增大系数则不足；计入偏心距增大系数则拱圈荷载效应的计算值均大于截拱圈荷载效应的计算值均大于截面荷载抗力效应计算值，且拱顶面荷载抗力效应计算值，且拱顶截面尺寸不满足最小尺寸要求；截面尺寸不满足最小尺寸要求；部分拱圈混凝土截面拉应力偏大，部分拱圈混凝土截面拉应力偏大，将影响其承载能力；边吊杆安全将影响其承载能力；边吊杆安全储备不足。储备不足。n 在

7、静、动试验荷载作用下，在静、动试验荷载作用下，主拱圈跨中截面应力及挠度均大主拱圈跨中截面应力及挠度均大于该荷载作用下理论计算值，校于该荷载作用下理论计算值，校验系数偏大，结构工作性能差，验系数偏大，结构工作性能差，主拱圈竖向刚度和强度低于设计主拱圈竖向刚度和强度低于设计值。值。 桥梁改造方案影响因素安全性方面因素适用性方面因素经济性方面因素美观性方面因素社会影响方面因素加固方案加固方案n1 拱圈主要作为受压体系，外包混凝土能够很好的利用混凝土抗压性能好的优点来增大拱圈受压面积，从而达到加固的目的；n2外包混凝土加固集束钢管混凝土拱圈具有施工可行性的优点。锚喷混凝土方法较外包混凝土施工工艺有很高

8、的要求； 而体外预应力加固和贴钢法基本不能用于受压体系的加固；碳纤维加固不能改变已发生变形拱圈的现形且造价昂贵等缺点。 3、拱圈最大的病理特征是拱轴线的改变，外包混凝土加固可以在一定程度上形成新的有利于受力、光滑的拱轴线。 桥梁维修加固决策大都是从结构的桥梁维修加固决策大都是从结构的承承载力角度研究在役桥梁结构的安全可靠性、载力角度研究在役桥梁结构的安全可靠性、适用性和耐久性，进而得出结构是否需要适用性和耐久性，进而得出结构是否需要维修加固的结论；或者以可靠度为参数，维修加固的结论；或者以可靠度为参数，考虑维修加固费用及失效损失，进行维修考虑维修加固费用及失效损失，进行维修加固决策；以及研究使

9、用不同材料、加固加固决策；以及研究使用不同材料、加固方法在加固后的结构可靠性。方法在加固后的结构可靠性。 钢管混凝土拱圈最优选择钢管混凝土拱圈最优选择外包混凝土加固外包混凝土加固 加固工艺的实施加固工艺的实施斜拉扣挂法施工斜拉扣挂法施工 在役桥梁改造方案决策体系分析结论：综合评判最优的方案为评价指标值0.2638所对应的方案三，即新建140米的钢筋混凝土上承式拱桥，这与该桥实际所采取的改造方案是一致的，四种方案综合评价结果优劣排序为：方案三方案二方案一方案四。 钢管混凝土拱桥改造方案汇总表 3320202020202015上 环中 环下 环2015.6512.620.620.612.615.65152020202020203320下 环中 环上 环上 环中 环下 环202020202015515.612.620.620.612.6515.6下 环中 环上 环1520202020202011-3-19重庆交科院王福敏522011-3-19重庆交科院王福敏53吊装进行进行中2011-3-19重庆交科院王福敏54 2011-3-19重庆交科院王福敏55中环钢管2011-3-19重庆交科院王福敏56