钢筋混凝土拱桥施工新方法——斜拉钢管拱架法

钢筋混凝土拱桥施工新方法

———斜拉钢管拱架法

蔡义前,阮有力,谢方远

(贵州省桥梁工程总公司,贵州贵阳　550001)

摘　要:介绍了采用斜拉扣挂系统与钢管拱架共同作用施工钢筋混凝土拱桥的新

方法。此法适用于修建山区拱桥,建设成本低,工期短。

关键词:钢筋混凝土拱桥;施工;新方法;斜拉;钢管拱架

　　钢筋混凝土拱桥(以下简称RC拱桥)是我国公路桥梁中采用最多的桥型,传统的施工方法有拱架法、预制拱箱悬臂拼装法和劲性骨架分环浇注法。前两种方法多用于跨度150m以下的RC拱桥,后一种方法已用于跨度150～420m的RC拱桥。贵州山区100 m左右的RC拱桥很多,由于桥位地形陡峻,无法采用拱架法和预制拼装法施工。贵州省桥梁工程总公司开发了一种新的RC拱桥施工法,本文称之为斜拉钢管拱架法,并在贵州黄平大冲河大桥中应用成功。大冲河大桥桥长113m,桥宽9.0m,设计荷载汽-20、挂-100,拱箱为悬链线RC箱型拱桥,跨度75 m,矢高12.5m,拱箱高1.35m,由5室组成,总投资230万元,造价2262元/m2。由于采用了斜拉钢管拱架法施工,仅用105天就建成通车。

1　基本原理

斜拉钢管拱架法吸收了拱架法和劲性骨架分环浇注法的优点,采用建筑支架钢管作拱架,并使之与斜拉扣挂系统联合作用,组成

4　结语

唧泥现象的产生关键是水、基层材料和荷载的作用,一方面要解决好防水和排水,作好路表面排水和路面内部排水;另一方面要提高基层顶面的抗冲刷能力,采用抗冲刷能力强的半刚性材料或贫混凝土,以及增铺沥青下封层可以得到较好的效果;加强接缝的传荷能力,尤其是横向缩缝设置传力杆,降低行车荷载应力,防止唧泥的产生。

参考文献:

[1]　J TJ014-94,公路水泥混凝土路面设计规范[S].[2]　李　华,程英华.我国水泥混凝土路面的现状与问题

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[3]　孙泰周,薛予生,刘国林.水泥混凝土路面设计和施

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[4]　乔振夫,朱　华.河南省水泥混凝土路面病害分析与

维修研究[J].中南公路工程,1996(3).

[5]　李　红,傅　智.如何在老沥青路面上加铺水泥混凝

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[6]　傅　智.借鉴美国修筑技术提高我国水泥混凝土高

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[7]　傅　智.借鉴美国修筑技术提高我国水泥混凝土高

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收稿日期:2000-02-20

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2000年6月斜拉钢管拱架体系,共同承受施工荷载。为了减少施工荷载,分三环浇注拱箱,第一环浇注拱箱底板,第二环浇注5片拱箱肋板,第三环浇注拱箱顶板。计算时,考虑底板参与拱架体系共同受力。

2　斜拉钢管拱架的构造及施工关键

斜拉钢管拱架由斜拉系统和钢管拱架两部分组成。斜拉系统由地锚、卷扬机、钢丝绳、塔架、扁担梁组成,其作用是承受悬拼架设钢管拱架时的荷载并调整拱架悬臂端标高。因承受的施工荷载很小,故结构很简单。大冲河大桥塔架高20m,由8片万能杆件拼装成4个塔柱。两岸各设5组扣索和背索,其间距为8.5m、7.0m、7.0m、6.5m、6.0 m,均采用<21.5的普通钢丝绳。

钢管拱架采用普通建筑钢管拼装,钢管外径47mm,臂厚3mm,标准节长5.0m。单根轴向容许承载力4.0t。沿拱箱纵向布设17层8排钢管。钢管采用三向接头接长,每米布设一道环形套管,另布置剪刀叉形斜向联系,以保证横向稳定性。为保证拱架线形,把半拱分为5段,其长度分别为8.5m、7.0m、7.0m、6.5m、6.0m、5.0m(拱顶)。分段接头处设扁担梁并与斜拉扣索相连。

采用斜拉钢管拱架法施工RC拱桥的流程为:地锚→塔架→拱架→浇底板→浇肋板→浇顶板→拱上结构。为确保施工安全和工程质量,施工中应注意:

1)保证地锚、塔架稳定可靠;

2)钢管拱架的第一段钢管应埋入拱座2.0m以上,并准确复核倾角,使之与拱脚倾角一致;

3)及时安装环形套管,使拱架形成整体;

4)每拼装一段拱架即安装扁担梁并与扣索相联,同时观测接头处标高,然后应用卷扬机调整,使之与计入预抬高量的拱轴线设计标高相符;

5)浇注拱箱底板是全桥施工的关键。在安装完模板之后,应通测一次拱肋底板线型,并调整到与计入预拱度后的拱轴线标高相符。因为本桥跨度较小,故采取由拱脚向拱顶浇注混凝土,如果跨度超过100m,则应采用平衡浇注法浇注混凝土,防止拱顶上凸。

3　承载能力及变形计算

为确保施工安全,应对斜拉钢管拱架的受力性能进行周密计算。计算项目包括:

1)拱架截面弯矩和轴向力,用以验算每层钢管的承载力是否满足要求;

2)塔架和扣索的受力与变形,用以验算塔架和扣索的稳定性与强度;

3)拱架接头处沉降,用以推算拱轴线预抬高量设计值。

若把每根钢管都作为一个单元,采用SAP程序计算,其计算工作量将很庞大。为简化计算,又保证计算精度,本桥采用了“等效截面替代法”计算承载力。该法的要点是:按钢管位置计算拱架截面的几何性质,而后用一根“等效梁单元”替代,梁单元的容重则按拱架自重、施工荷载、拱箱底板重量推算,依然是等效的。经此简化后,计算很简单。

另一种方法是按照广西邕宁大桥施工中采用的计算方法进行解析计算[1]。

参考文献:

[1]　郑皆连等.广西邕宁邕江大桥千斤顶斜拉扣挂悬拼

架设钢骨拱桁架施工仿真计算方法[A].1996年桥

梁学术讨论会论文集[C].北京:人民交通出版社,

1996.

收稿日期:2000-03-15

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