A. 钢管混凝土拱桥属于钢一混凝土组合结构中的一种,钢管混凝土主要用于以受拉为主的结构。对吗
钢管混凝土拱桥属于钢一混凝土组合结构中的一种。对
钢管混凝土主要用于以受拉为主的版结构。大错特错权,主要用于以受压为主的结构,或者压弯构件。
受压时,钢管和混凝土相互帮助:钢管约束核心混凝土,使得混凝土抗压强度提高;混凝土使得钢管不容易发生局部失稳。起到了1+1>2的效果。如果受拉,则只有钢管发挥作用,混凝土退出,是1+1=1的效果。
B. 钢管混凝土拱桥的主要优点是什么
钢管混凝土拱桥属于钢——混凝土组合结构中的一种。钢管混凝土拱桥是将钢管内填充混凝土,由于钢管的径向约束而限制受压混凝土的膨胀,使混凝土处于三向受压状态,从而显著提高混凝土的抗压强度。同时钢管兼有纵向主筋和横向套箍的作用,同时可作为施工模板,方便混凝土浇筑,施工过程中,钢管可作为劲性承重骨架,其焊接工作简单,吊装重量轻,从而能简化施工工艺,缩短施工工期。
钢管混凝土拱桥真正的发展是在 20 世纪 90 年代的中国。我国第一座钢管混凝土拱桥是 1990 年建成的四川旺苍东河大桥,跨径 110m,据不完全统计,十多年来在我国己建的和在建的钢管混凝土拱桥约有 200 多座,其中跨径超过 200m 的有 30 多座。1995 年,广东三山西大桥是第一座跨径超过 200m 的钢管混凝土拱桥,也是第一座飞燕式拱桥。飞燕式钢管混凝土拱桥通过张拉系杆来平衡主拱所产生的大部分水平推力,大大降低了平原或软基地区拱桥下部与基础的工程量与造价,且造型美观在我国得到了迅速发展,相继建成的有武汉市江汉五桥、江苏徐州京杭运河特大桥、南昌市生米特大桥等。尤其是建成于 2000 年跨径组合 76+360+76 的丫髻沙大桥,把这一桥型,也可以说把钢管混凝土拱桥的跨径推上了一个新的台阶。
C. 为什么说钢管混泥土拱适合大跨径拱桥发展要求
因为拱在荷载作用下主要受压,而钢管混凝土构件的受压性能特别好,可以充分发挥钢材和砼两种材料的强度性能。另外混凝土可以直接浇筑到钢管里,省去模板,方便施工。主要就是这些吧。
D. 钢骨混凝土桥墩钢管混凝土桥墩宜采用什么截面形式
第章 桥梁总体规划与布置
1.桥梁建设基本程序
2.桥梁设计前应调查收集哪些基本资料
3.预阶段任务
4.工阶段任务
5.初步设计阶段任务
6.技术设计内容
7.施工图设计内容
8.公路桥梁设计基本原则
9.桥梁设计应满足哪些基本要求
10.何确定桥梁主要技术标准
11.桥梁规划何考虑综合利用
12.选择桥位应注意哪些问题
13.桥轴线线向与水流主向致办
14.桥梁纵断面设计包括哪些内容
15.桥梁横断面设计包括哪些内容
16.确定桥面标高需考虑哪些素
17.与桥梁设计关河流水位哪些桥梁设计必须掌握些资料
18.桥梁净跨径总跨径几何定义
19.确定桥梁全
20.较桥梁进行孔般要考虑哪些主要素
21.、跨桥梁两端要设置桥引道
22.桥梁结构基本体系哪些
23.座桥梁由哪几部组
24.区跨河桥、跨线桥、高架桥栈桥
25.桥梁美
26.桥梁建筑艺术设计应考虑哪些素
27.叫估算、概算、预算决算编制范围依据
28.叫桥面净空
29.叫桥净空
30.划、、桥
31.确定计算跨径
32.桥梁高度、桥净空高度建筑高度同
33.叫净矢高、计算矢高矢跨比
34.叫洪水频率设计洪水频率
35.桥梁墩台冲刷种现象
36.桥前雍水种现象
37.情况设置导流堤
第二章 设计荷载及作用
1.公路桥梁设计荷载主要几类
2.永久荷载包括哪些内容
3.基本变荷载包括哪些内容
4.其变荷载包括哪些内容
5.偶荷载主要指哪几种
6.城市桥梁采用汽车荷载与公路桥梁所采用哪些差异
7.叫汽车挂车等代荷载
8.叫做荷载横向布系数
9.叫荷载折减系数
10.叫荷载内力增系数
11.叫做汽车荷载冲击系数
12.荷载组合共哪几种
13.用平板挂车或履带车进行验算计冲击力影响
14.叫施工荷载
15.叫做主土压力
16.叫静止土压力
17.叫土压力
18.叫做温度梯度
19.叫温差叫局部温差
20.叫混凝土徐变系数
21.桥梁设计风荷载由哪几部组
22.叫基本风速
23.叫设计基准风速
24.叫阵风系数
25.叫空气静力系数
26.叫震震级叫震烈度
27.叫水平震系数
28.叫抗震析程析反应谱析
29.船或漂流物墩台撞击力应何计算
30.叫做荷载安全系数
31.叫做材料安全系数
32.叫做工作条件系数
第三章 梁式桥
1.按静力体系划梁式桥主要包括哪几种
2.按承重结构截面划梁式桥哪几种
3.永久性梁桥主要由哪几种材料筑
4.按平面布置梁式桥哪几种
5.叫桥面简易连续结构连续梁式桥
6.肋梁桥间横隔梁(板)起作用
7.箱形截面梁内横隔板起作用
8.装配式板桥T梁桥板与板间、梁肋与梁肋间连结式哪几种
9.叫先张预应力混凝土板桥
10.叫张预应力混凝土梁桥
11.预应力混凝土肋梁桥除预应力筋束外需布置哪些普通构造钢筋
12.钢垫板间接钢筋哪几种形式作用
13.斜梁桥斜度斜交角定义同
14.斜板桥端部预留锚栓孔
15.斜板桥配筋哪些要点
16.叫扇形弯梁桥叫斜弯梁桥
17.平面弯梁桥两端支座反力按规律变化哪些效措施防止支座脱空
18.弯梁桥横坡应设置
19.悬臂体系梁式桥哪几种用布置形式
20.悬臂梁桥布孔要注意些
21.悬臂梁桥牛腿起作用设计牛腿要注意些
22.跨度连续梁桥沿纵向般设计变高度形式
23.箱形横截面布置应考虑哪些素
24.变截面连续体系梁桥箱梁梁高应何拟定
25.变截面连续体系梁桥箱梁腹板厚度应何确定
26.变截面连续体系箱梁顶板、底板厚度应何拟定
27.何控制预应力梁腹板斜裂缝
28.何防止箱梁顶板裂
29.跨连续体系梁桥混凝土徐变产何控制徐变
30.混凝土钢筋腐蚀主要与哪些素关何控制
31.钢筋保护层作用
32.同环境混凝土结构耐久性设计应考虑哪些素
33.叫三向预应力结构
34.张预应力混凝土梁梁端设计应注意哪些问题
35.板荷载效布宽度含义
36.叫荷载横向布刚性横梁
37.叫荷载横向布修偏压力
38.叫荷载横向布铰接板(梁)
39.刚接梁与铰接板(梁)差别哪
40.叫做荷载横向布杠杆原理
41.叫做荷载横向布比拟交异性板
42.应用等代简支梁析非简支其梁式体系桥荷载横向布
43.超静定预应力混凝土梁桥哪些素使结构产二内力
44.用等效荷载求解预应力总预矩要点哪些
45.用换算弹性模量求解混凝土徐变内力要点
46.混凝土徐变静定结构产内力
47.静定梁式结构呈非线性变化温度梯度否引起结构内力
48.温度沿截面高度呈均匀变化于水平约束连续梁否导致内力
49.照温差使箱梁产横桥向内力
50.弯梁桥由于温度混凝土收缩引起平面内位移向同由于预加力混凝土徐变影响引起位移向差别
51.箱形截面梁由于发畸变产哪些应力
52.叫箱形梁剪力滞效应T形截面梁工字形截面梁剪力滞效应
53.情况箱形梁翼缘现负剪滞效应
第四章 刚构桥
1.刚构桥结构构造主要特点
2.单跨刚构桥哪两种主要形式
3.单孔门式刚构桥立柱与柱基间做铰接形式
4.跨刚构桥做哪几种形式
5.带挂梁T形刚构桥具哪些优缺点
6.带剪力铰T形刚构桥与带挂梁T形刚构桥受力哪些差别
7.三跨连续刚构桥比单跨门式刚构桥受力讲优点
8.连续刚构桥般采用柔性墩
9.连续刚构桥墩柱立面采用哪几种形式
10.连续刚构桥桥墩防撞问题比连续梁桥显更重要些
11.预应力混凝土连续刚构桥跨越能力较连续梁
12.连续刚构桥梁边跨与跨比例范围内较合适
13.何拟定预应力混凝土连续刚构桥各种尺寸
14.刚构连续组合梁桥种桥型
第五章 拱桥
1.按照静力图式拱桥哪几种类型
2.按照桥面所处空间位置拱桥哪几类
3.主拱圈截面形式哪几种
4.拱桥般由哪些材料建
5.承式拱桥拱建筑主要哪几种构造式
6.空腹式拱建筑梁式腹孔采用哪几种形式
7.空腹式拱建筑拱式腹孔拱圈采用哪几种形式
8.实腹式拱建筑拱背填料做哪两种式
9.空腹式拱建筑腹孔墩主要哪两种形式
10.承式拱桥般哪些部位设置伸缩缝或变形缝
11.拱桥用铰形式哪些
12.石拱桥拱圈与墩、台及腹孔墩相连接处要设置五角石
13.拱桥设置铰情况哪几种
14.设计拱桥设计具直接影响标高哪几
15.设计孔连续拱桥必须采用等跨径采用哪些措施平衡推力
16.拱桥设计用拱轴线哪些
17.工程设计少采用三铰拱
18.双曲拱桥种桥型主拱圈由哪几部构
19.箱形截面拱组式哪几种
20.箱形拱桥哪些特点
21.拱桥合拢何要强调低温合拢
22.近似计算拱桥混凝土收缩效应
23.桁架拱桥由哪几主要部组
24.刚架拱桥桥型基础演变
25.用桁架拱桥设置斜腹杆比设斜腹杆要
26.斜腹杆桁架拱哪几种形式
27.刚架拱桥部构造支座按其所部位哪几种具体构造要求
28.承式或承式拱桥争取净空高度或者美观等原两拱片间设置横向风撑靠维持拱片横向稳定
29.承式承式拱桥短吊杆设计应特别注意哪些问题
30.采用承式或承式拱桥重要安全措施
31.采用钢管混凝土拱肋作承重结构具哪些优缺点
32.劲性骨架混凝土拱桥哪些特点
33.劲性骨架混凝土拱桥设计计算应注意哪些问题
34.梁拱组合体系桥梁哪些基本形式
35.何考虑梁拱组合体系桥梁总体布置
36.简支梁拱组合式桥梁哪些基本力特征
37.连续梁拱组合式桥梁哪些基本力特征
38.连续梁拱组合体系桥梁哪些部位易产裂缝或断裂何控制
39.悬链线拱拱轴系数物理定义拱桥设计价值
40.悬链线拱桥设计五点重合含义
41.混凝土拱桥承载潜力比梁桥要
42.调整主拱圈应力哪几种
43.称拱圈应力调整假载
44.拱桥计算情况近似计荷载横向布影响情况必须考虑
45.称拱建筑联合作用设计般考虑
46.计算拱桥荷载横向布系数近似——弹性支承连续梁作哪些简化假定
47.连拱作用基本概念
48.连拱简化析哪几种
第六章 斜拉桥
1.斜拉桥由哪几主要部组
2.按塔、梁、墩结合式划斜拉桥哪几种体系
3.斜拉桥边跨主跨比范围内较合适
4.拉索间距哪范围内较合适
5.按拉索平面数量布置形式斜拉索哪几种
6.同索平面内拉索哪几种布置形式
7.立面看索塔哪些形式
8.横桥向看索塔哪些形式
9.索塔高度拉索倾角确定应考虑哪些素
10.主梁刚度确定应考虑哪些素
11.混凝土主梁哪些特点截面形式
12.钢-混凝土结合主梁哪些特点截面形式
13.钢主梁哪些特点截面形式
14.何考虑选择同材料主梁结构
15.斜拉桥拉索哪几种类型各特点
16.拉索应力控制需考虑哪些素
17.斜拉桥设置辅助墩起作用
18.斜拉桥梁体采用哪些抗风措施
19.斜拉桥拉索采用哪些抗风减振措施
20.斜拉桥拉索梁锚固式哪些
21.斜拉桥拉索塔锚固式哪些
22.斜拉桥索塔哪些截面形式
23.般少采用三塔或塔跨式斜拉桥
24.目前几座建跨塔斜拉桥采用哪些构造措施保证塔稳定
25.叫矮塔部斜拉桥特点
26.特跨径斜拉桥主梁若采用漂浮支承体系案带哪些负面影响
27.斜向双索面布置主要优点
28.斜拉桥拉索修弹性模量考虑素
29.斜拉桥调索计算哪几种基本
第七章 悬索桥
1.悬索桥由哪几主要部组
2.悬索桥垂跨比指
3.按照吊杆布置式悬索桥哪几种类型
4.按照静力体系悬索桥哪几类
5.悬索桥加劲梁采用钢结构少采用混凝土结构
6.每侧吊杆平面内布置两条主缆双链式悬索桥优点
7.作悬索桥特殊部件锚碇哪几种形式各由哪几部组
8.悬索桥加劲梁采用哪几种形式
9.何保证悬索桥抗风稳定性
10.悬索桥主缆形主要哪两种各特点
11.悬索桥主鞍座设计应注意哪些问题
12.悬索桥靴跟散索鞍设计应注意哪些问题
13.吊桥索夹哪几种形式设计应注意些
14.吊杆由材料组与索夹及加劲梁何连结
15.何设计悬索桥主缆防腐涂装
16.悬索—斜拉协作体系桥梁尚未圆满解决问题
17.用悬索桥桥塔采用哪几种形式
18.悬索桥主缆验算应满足要求
19.悬索桥锚碇验算应满足要求
20.悬索桥桥塔验算应满足要求
21.悬索桥加劲梁除按规进行结构析截面强度验算外应设计考虑哪些问题
22.悬索桥吊索附加索力由哪些素引起
23.悬索桥计算所采用挠度理论作些简化假定
24.悬索桥计算重力刚度原理
25.悬索桥计算代换梁种计算
26.叫物理非线性理论
27.叫几何非线性理论
28.桥梁结构非线性包括哪些素
29.叫T.LU.L列式适用范围何
30.等效静阵风荷载计算基准高度应何确定
31.作用于桥梁等效静阵风荷载何计算
32.于悬索桥主缆吊杆计算静风荷载《抗风指南》规定
33.悬索桥于静风作用要做哪些稳定性验算
34.叫颤振
35.叫驰振
36.叫涡激共振
37.叫抖振
38.叫雨振
39.叫尾流驰振
40.验算斜拉桥或悬索桥力稳定性用检验风速临界风速两名词定义
41.何估算悬索桥斜拉桥基频
42.何应用基频初步判断柔性桥梁颤振稳定性
43.桥梁阻尼何取用
44.桥梁颤振稳定性何级
第八章 结构设计
1.永久性构件更换构件设计应何考虑
2.砖石砌体结构共哪几类
3.叫混凝土标号立体强度棱柱体强度间致关系式
4.叫材料标准强度设计强度
5.混凝土强度等级与混凝土标号间关系
6.叫高性能混凝土
7.叫高强混凝土
8.叫钢纤维混凝土
9.极限状态设计包括哪两类
10.钢筋混凝土受弯构件受力哪三工作阶段
11.截面设计容许应力种
12.受弯构件钢筋骨架通由哪几种钢筋结合各自起作用
13.钢筋混凝土受弯构件进行截面承载能力验算采用哪些基本假定
14.钢筋混凝土及预应力混凝土受弯构件使用阶段计算作哪些基本假定
15.受弯构件受压区高度界限系数限制
16.纵向受拉钢筋配筋率规定
17.叫适筋梁破坏
18.叫超筋梁破坏
19.叫少筋梁破坏
20.钢筋混凝土受弯构件哪些情况才采用双筋截面
21.宽翼缘受弯T形梁作效宽度规定
22.受弯构件剪跨比参数
23.叫简支梁斜截面斜拉破坏、剪压破坏斜压破坏
24.受弯构件靠近支点局部区段配置斜钢筋加密箍筋
25.简支梁斜截面按抗剪强度公式通要验算截面尺寸限值
26.混凝土内钢筋锚固度搭接度同截面接数量都作限制
27.叫偏受压构件
28.叫偏受压构件
29.偏受压柱要考虑偏距增系数
30.钢筋混凝土轴受压构件配筋式哪两种
31.叫纵向弯曲系数
32.螺旋式间接钢筋能提高截面承载能力原理哪
33.目前关于混凝土局部承压工作机理主要哪两种理论
34.局部承压所使用间接钢筋哪两种形式
35.叫换算截面换算惯性矩
36.前提才应用材料力或结构力公式计算受弯构件变形
37.计算汽车荷载引起梁变形考虑冲击力影响
38.关于钢筋混凝土裂缝宽度计算目前哪三种理论我《公桥规》基于哪种
39.叫预应力混凝土
40.叫预应力度按照预应力度划钢筋混凝土结构哪三类
41.混凝土施加预应力几种
42.钢筋预应力损失包括哪些
43.先张构件与张构件计算弹性压缩所引起损失面同
44.叫钢筋效预应力
45.叫预应力钢束布置束界
46.预应力钢束弯起曲线形状哪几种
47.预应力混凝土受弯构件进行截面强度计算与普通钢筋混凝土受弯构件同
48.叫先张构件预应力钢筋传递度
49.预应力混凝土受弯构件短期荷载作用总挠度包括哪些内容
50.荷载期效应预应力混凝土受弯构件期荷载作用挠度何计算
51.钢筋混凝土及预应力混凝土受弯构件预拱度应设置
52.部预应力混凝土结构具受力特性
53.按预应力度进行截面配筋设计要点哪些
54.按名义拉应力进行截面配筋设计要点哪些
55.粘结预应力混凝土受弯构件具受力性能
56.双预应力混凝土梁种受力构件
57.钢筋混凝土深梁何定义
58.简支深梁哪三种破坏形态
59.深梁纵向受拉钢筋锚固哪些要求
60.深梁部纵向受拉钢筋宜布置梁高哪范围内
61.简支深梁主要钢筋包括哪些
62.钢结构计算哪几项基本原则
63.桥梁用钢材应具备哪些基本性能
64.钢结构所用钢材按材质区主要哪些品种按品钢材区哪几类
65.钢结构连接哪几种
66.焊缝形式几种
67.叫焊接应力焊接变形
68.螺栓连接构件要作哪些验算
69.铆钉连接计算与螺栓连接计算哪些差别
70.高强螺栓连接承载能力计算何特点
71.叫钢板梁按照连接式哪两类
72.钢板梁总体验算内容哪些
73.焊接钢板梁局部稳定性验算包括哪些内容
74.钢结构疲劳何需作疲劳验算
75.钢材腐蚀原
76.钢结构防护哪几种各特点
77.钢材表面喷砂目喷砂何级
78.隔离层作用哪几种类型
79.面漆哪几种类型各何特点
第九章 桥梁部结构
1.梁式桥桥墩由哪几部组
2.用梁式桥桥墩哪几种类型
3.梁式桥桥台由哪几部组
4.用梁式桥桥台哪几种类型
5.拱式桥墩台与梁式桥差别哪些
6.拱桥用单向推力墩哪几种形式
7.梁桥墩帽尺寸拟定应满足哪些要求
8.梁桥台帽尺寸拟定应满足哪些要求
9.叫破冰棱
10.防撞岛构筑物
11.梁桥重力式桥墩要验算哪些内容
12.梁桥桩柱式桥墩柱身计算特点
13.梁桥重力式桥台要考虑哪几种荷载组合
14.拱桥重力式桥台要考虑哪几种荷载组合
15.拱桥轻型桥台计算般作哪些基本假定
16.底支撑梁梁桥轻型桥台按结构体系计算其计算包括哪些内容
17.基浅基础哪几种主要类型
18.刚性扩基础验算内容哪些
19.桩基础由哪两部组
20.桩基按受力条件哪几类
21.桩基按施工哪几类
22.叫高桩承台叫低桩承台
23.计算桩基础mKC些
24.叫刚性桩弹性桩计算差别哪
25.单排桩与外力(N,M,H)共平面计算要考虑哪些素
26.由根桩构桩基础条件才考虑群桩作用
27.沉井基础由哪几主要部组
28.按沉式沉井哪几类
29.气压沉箱与普通沉井主要差别
30.嵌岩沉井与非嵌岩沉井计算差别哪
31.沉井施工沉程要作哪些部结构强度验算
32.浮运沉井稳定性必要条件
33.叫基加固处理换土
34.用深层挤密加固基具体哪几种
35.用排水固结加固基具体哪几种
36.用浆液灌注加固基具体哪几种
37.软土基桥台设计应注意哪些问题
第十章 桥梁支座与附属构造
1.除桥梁支座外桥梁附属构造设施包括哪些内容
2.支座作用
3.梁式桥支座哪些基本类型各自适用范围何
4.跨度钢桥所采用摇轴支座由哪几主要部组
5.跨度钢桥所采用辊轴支座由哪几主要部组
6.叫拉力支座
7.叫减振支座
8.支座垫石作用
9.盆式球型支座般用桥梁
10.跨径斜拉桥或悬索桥桥塔处设置水平限位支座
11.板式橡胶支座机理
12.固定支座支座布置应遵循哪些原则
13.连续梁桥设置固定支座桥墩(台)否全部采用固定支座设置支座桥墩(台)否全部采用双向支座或单向支座
14.于具坡度桥梁设支座处梁底面应作何处理
15.连续曲梁桥间独柱墩支座沿径向按定预偏布置
16.板式橡胶支座设计验算包括哪些内容
17.盆式橡胶支座设计验算包括哪些内容
18.于同桥面结构应选择桥面铺装
19.何进行桥面排水设计
20.桥梁伸缩缝哪些形式各特点
21.桥梁行道主要哪些类型
22.桥梁安全带哪些形式
23.桥梁护栏主要哪些类型
24.桥梁照明设计应满足哪些基本要求
25.桥梁照明哪几种布置式
26.桥跳车产原哪些
27.防止桥跳车采取哪些措施
28.桥梁防撞保护系统设计规则内容哪些
29.桥墩防护薄壳筑砂围堰何达防撞目
30.震区桥梁构造设计应遵循哪些原则
31.桥梁标志作用
32.交通标志哪些类型
第十章 混凝土桥梁加固改造
1.旧桥承载能力足主要归结哪些素
2.外包混凝土加固适用于哪些场合
3.外包混凝土加固应注意哪些设计要点
4.外包混凝土应满足哪些构造规定
5.喷锚混凝土哪些基本性能
6.喷锚混凝土用于哪些场合
7.喷锚混凝土加固旧桥应遵循哪些设计原则
8.锚固植筋胶哪些种类特点
9.植筋锚固工艺流程
10.植筋锚固力与锚固深度何关系
11.粘贴钢板适用于哪些场合
12.贴钢板加固应何设计
13.贴钢加固结构胶性能何要求
14.纤维增强聚合物由材料组
15.纤维增强聚合物(FRP)哪些类型特点
16.碳纤维补强加固哪些优点
17.碳纤维加固用于哪些场合
18.何进行碳纤维粘贴加固
19.体外预应力加固用于哪些场合
20.体系转换加固原理
21.桥梁部结构易产哪些病害
22.部结构哪些加固
E. 为什么梁面要做成变截面
节省材料,根据材料力学,在受力小的地方去除部分材料既能节省材料,又能减轻重量。
F. 现浇钢筋混凝土拱桥施工方案技巧
现浇钢筋混凝土拱桥施工方案技巧
目前在中国,钢筋混凝土为应用最多的一种结构形式,占总数的绝大多数,同时也是世界上使用钢筋混凝土结构最多的地区。那么,下面是我为大家整理的现浇钢筋混凝土拱桥施工方案技巧,欢迎大家阅读浏览。
一、工程概况
滹沱河大桥是新城大道工程的一部分,桥梁设计起点为K0+260.5,本桥平面位于直线上,与滹沱河交角90°。桥梁全长2414.06m、分为17联,其中跨滹沱河主桥采用9×66米跨径的上承式钢筋混凝土板拱。全桥下部结构采用钻孔灌注桩基础,主桥桥墩基础采用φ1800mm的钻孔桩,矩形承台(承台高度分为2.5米与3.5米两种)。
桥梁横断面为双向8车道,两侧设置人行道,标准断面总宽度49米:2×(6.0米人行道+15.0米机动车道+0.5米防撞护栏+3米中空带),桥面铺装为10cm厚的沥青混凝土。
二、编制依据
(1)、合同文件;
(2)、施工设计图纸;
(3)、国家、交通部、建设部、河北省现行设计、施工规范、验收评定标准及有关文件;
(4)、项目办及总监办下发的有关文件;
(5)、现场实际情况及施工条件;
(6)、积累的成熟技术、科技成果、施工工艺及同类工程的施工经验,可调用到本合同段工程的各类资源。
三、主要工程数量
主拱圈采用钢筋混凝土板拱,截面高1.0m、宽221.5m,采用C40混凝土,一个主拱圈混凝土理论数量1435.3m3,全桥左右幅18个主拱圈共计25835.4m3.
四、现浇拱桥施工方案
(1)、基底处理
1、地基处理
根据桥位处水文地质情况,滹沱河河道内地下水位较高,且基本上为砂层,因此承台开挖需要采取1:1.5的边坡并采取防水措施,河道内有水的承台采用施打钢板桩防水、开挖。
现浇拱桥在施工过程中荷载较大,因此在搭设支架前对地基进行全面处理,首先把施工区域内的淤泥、杂物及泥浆池中的泥浆清理干净,换填砂层(采用水压)。整体整平后再填筑30cm厚以上砂砾层,分层碾压成型,并做出单向横坡。处理后测试地基承载力,地基符合要求后,浇筑15cm厚C20混凝土垫层。在混凝土浇筑完成后,要进行收面、压光、必须保证砼面的平整度。在收完面以后进行洒水,并用塑料薄膜覆盖养护。
2、排水沟挖设
地基范围一米外两边挖设60×80cm的排水沟,排水沟要做防渗处理,防止雨水浸泡地基,避免地基沉陷,碗扣支架产生不均匀沉降。
(2)、支架搭设
支撑方式采用满堂式碗扣支架。碗扣支架采用WDJ式支架,架杆外径4.8cm,壁厚0.35cm,内径4.1cm。支架要求钢管表面无锈、光滑、无裂纹,具有出厂合格证,所用钢材符合有关规定。根据主拱圈混凝土的重量,支架纵桥向间距0.6m,横桥向间距0.6m,横杆间距0.6m。考虑支架的整体稳定性,支架顶部及底部设置水平剪力撑,中部剪力撑设置间距小于4.8米;在支架的四周及中间的纵横向,由底到顶连续设置竖向剪力撑,其间距不大于4.5米,剪力撑斜杆与地面的夹角在45°—60°之间。
斜杆每步与立杆扣接,扣接点距碗扣节点的距离 ≤150mm;当出现不能与立杆扣接的情况时可采取横杆扣接,扣接点牢固。斜杆的搭接长度不小于1m,搭接处设2个扣件,两端扣件位置距端头不小于10cm。
1、测量放样
测量人员用全站仪放样出现浇拱桥在地基上的竖向投影线,并用白灰撒上标志线,现场技术员根据投影线由中心线向两侧对称布设碗
扣支架。
2、碗扣支架安装
根据立杆及横杆的设计组合,从底部向顶部依次安装立杆、横杆。一般先全部装完一个作业面的底部立杆及部分横杆,再逐层往上安装,同时安装所有横杆。立杆和横杆安装完毕后,安装斜撑杆,保证支架的稳定性。斜撑杆通过扣件与碗扣支架连接,安装时尽量布置在框架结点上。
支架安装要设置扫地杆,底托下垫方木或木板以使地基受力均匀,底托伸出量控制在20cm以内。
2.1、人行坡道的搭设:
①人行马道立杆纵向间距1.2m,横桥向间距1.2m,横杆步距1.2m。内侧横杆与马道面平行。
②人行坡道搭设宽度为1.0米。
③人行坡道坡度1:2。
④人行坡道踏步高度不大于25厘米。
⑤在外侧立面设置一道剪刀撑,并应由底至顶连续设置,两侧立面由底至顶连续设置八字斜撑;剪刀撑采用搭接,搭接长度不小于1m。
⑥上栏杆上端高度1.2m,中栏杆居中设置。
⑦栏杆和挡脚板应搭设在外墩身的内侧。
⑧挡脚板高度不应小于180mm。
2.2、搭设要求
①可调底座及可调托撑丝杆与螺母捏合长度不得少于4-5扣,插入立杆内的长度不得小于150mm。
②随着架体升高,剪刀撑同步设置。
③安全网在剪刀撑等设置完毕后设置。
④安全网满挂在外排杆件内侧大横杆下方,用26#铁丝把网眼与杆件绑牢。
⑤搭设满堂碗扣式脚手架时,使用普通钢管搭设水平剪刀撑。
⑥安装碗扣式脚手架时,立柱和纵、横桥向水平杆的安装必须同步进行,接头必须锁紧。支架搭设完成后,对碗口进行检查,必须保证所有碗口都已敲紧锁死,并检查立杆连接销是否安装、斜杆扣接点是否符合要求、扣件拧紧程度。
⑦脚手架顶自由端高度不得大于600mm,超过后设置水平横杆连接。
⑧搭设脚手架因地势情况出现端正时,用十字扣件连接水平横杆。
3、顶托安装
为便于在支架上高空作业,安全省时,可在地面上大致调好顶拖,再运至支架顶安装。每个断面横向设置5个控制点,顺桥向在拱脚、1/8L、1/4L、3/8L、拱顶设置控制面,精确调出顶托标高。然后用明显的标记标明顶托伸出量,以便校验。最后再用拉线内插方法,依次调出每个顶托的标高(以设计图纸确定最终标高,注意加上预拱度),顶托伸出量控制在20cm以内。
4、拱顶支架固结
由于现浇结构为拱桥,因此在支架顶(拱腹下方)位置将纵横向立杆用钢管连接,连接钢管采用两道,间距为60cm,钢管确保与立杆的每个接触点用十字扣件扣接牢固。
(3)、纵横梁安装
顶托标高调整完毕后,在其上安放15×15cm的方木横梁,在横梁上安放5cm厚的纵板,横梁长度随桥梁宽度(21.5m)而定,每一边各宽出至少100cm,以支撑外模支架及检查人员行走。安装纵横方木、模板时,应注意横向方木的接头位置与纵向方木的接头错开,且在任何相邻两根横向方木接头不在同一平面上。
(4)、支架预压
1、支架预压目的
为保证支架施工安全,提高现浇拱桥质量,在拱桥支架安装完毕,拱桥底模铺设完成后,对支架进行超载预压,超载系数为1.2。
预压目的:
1)检查支架的安全性,确保施工安全。
2)消除地基非弹性变形和支架非弹性变形的影响,有利于控制梁体线形。
3)确定预拱度。
2、预压方法
安装好底模模板后,对支架进行预压。支架预压荷载为混凝土结构恒载与模板重量之和的120%。支架预压分为3级加载,依次为预压值的60%、80%、120%。预压采用袋装砂土预压,加载的顺序尽量接近于浇筑混凝土的顺序,布载与混凝土重量相当;横向加载时从砼结构中心线向两侧进行对称布载。每级加载完成后,先停止下一级加载,每间隔12h对支架沉降量进行一次观测。当支架顶部监测点12h的沉降量平均值小于2mm时,进行下一级加载。
3、监测方法
在预压前对拱底标高观测一次,在每加载一级后预压的过程中监测各观测点标高并计算沉降量,全部预压荷载施加完成后,每间隔12h应监测一次并记录各监测点标高,当预压结构符合支架合格规定:各监测点最初24小时沉降量平均值小于1.0mm,各监测点最初72小时沉降量累计值小于5.0mm,判定支架预压合格。将预压荷载按加载级别卸载后再对标高观测一次,预压过程中要进行精确的测量,要测出梁段荷载作用下支架将产生的弹性变形值及地基下沉值,将此弹性变形值、地基下沉值与施工控制中提出的因其它因素需要设置的预拱度叠加,算出施工时应当采用的预拱度,按算出的预拱度调整底模标高。监控点的布置按拱脚、1/8 L、1/4L、3/8L和拱顶,每个截面按
5个控制点均匀进行控制。
4、预设反拱
为保证线路在运营状态下的平顺性,梁体应预设反拱,理论计算按设计实施,施工中反拱的设置根据具体情况,充分考虑混凝土收缩徐变的影响以及二期恒载上桥时间确定。预留拱度=设计拱度+支架弹性变形值,设计图纸中已提供设计拱度,包括施工阶段的恒载、预应力和混凝土收缩、徐变产生的挠度,预压沉降量根据现场地基承载力试验可得。
5、卸载:人工配合吊车吊运砂袋均匀卸载,卸载的同时继续观测。卸载完成后记录好观测值以便计算支架及地基综合变形。
6、支架调整
在支架预压完成后,重新标定桥梁中心轴线,对拱底模板平面位置进行放样。预压后通过调整承托精确调整底模板标高,其标高设定时考虑设置预拱度。预拱度设置要考虑拱自重所产生底拱度,下沉曲线与预留拱叠加,为成型后拱体底模标高。
7、线性控制
支架预压后底模按照计算标高调整,确保支架各杆件均匀受力。预压后架体在预压荷载作用下基本消除了地基塑性变形和支架竖向各杆件的间隙即非弹性变形,并通过预压得出支架弹性变形值。根据以上实测的支架变形值,结合设计标高,确定和调整拱底标高。拱底立模标高=设计拱底标高+预留拱度。
在顶托上先铺横向方木,再铺设纵向木板,接头相互错开;在纵向木板上面铺15mm厚的竹胶板,用水准仪按梁底立模标高控制高程,保证梁底曲线符合设计要求。
(5)、模板工程
为保证现浇拱桥的外观质量、光洁度、表面平整度和线形,加快施工进度,外模、侧模均使用竹胶板。
1、底模安装
拱桥底模采用竹胶板,模板加工时按照拱桥线形将模板分段制作,将每一段视为直线段,按照抛物线X与Y值调整模板位置,保证线形美观。
在支架上横向铺设15cm*15cm方木,在横向方木上纵向铺设5cm厚的.木板,再安装底模,底模板各种接缝要紧密不漏浆,在模板接缝上贴密封胶带,保证接缝平顺。
2、侧模安装
先进行测量放线确定底板边线,施工时要求侧模与底模板对准,调整好侧模垂直度,并与底模联结牢固。侧模安装完后,检查整体模板的长、宽、高尺寸及平整度等,并做好检查记录。不符合规定者及时调整,以保证安装准确。
3、顶模安装
顶模在拱圈钢筋绑扎以后及时安装,安装要注意各方面尺寸,固定牢固。按照浇筑段落预留孔洞,以方便混凝土的振捣。
(6)、钢筋工程
钢筋施工时,首先在钢筋加工场完成钢筋下料、弯曲、成型和必要的焊接,验收合格后,运至需要地点,利用汽车吊、塔吊和人工卸至作业面。钢筋需要接长时采用搭接焊或采用机械连接,钢筋保护层采用混凝土垫块形成,以确保均匀可靠。
钢筋安装前核对钢筋规格、型号、种类是否与图纸相符,确认钢筋已进行检验并合格。严格按照图纸设计和施工规范进行钢筋加工制作,加工过程中严格控制加工误差。制作完成后按照钢筋编号分别存放,并挂牌标识。
钢筋绑扎前先在底板上精确按设计放出钢筋点位,并垫设砼垫块,然后进行钢筋绑扎,绑扎成型的钢筋尺寸,箍筋间距必须满足规范要求,待监理工程师验收合格后方可进行下一道施工工序。
钢筋绑扎采用分段预留的方式,待相应段落混凝土浇筑完成以后再进行机械连接。
(7)、混凝土的运输、浇筑、及养护
混凝土拌合使用商品混凝土站集中拌制,混凝土运输采用罐车运送,泵送入模,现场采用3台泵车浇注混凝土, 1台泵车备用(3孔同时浇筑)。
1、泵送混凝土施工工艺:
1.1泵送混凝土前,先把储料斗内清水从管道泵出,达到湿润和清洁管道的目的,然后向料斗内加入与混凝土配比相同的水泥砂浆(或1:2水泥砂浆),润滑管道后即可开始泵送混凝土。
1.2开始泵送时,泵送速度放慢,油压变化在允许范围内,待泵送顺利时,才用正常速度进行泵送。
1.3泵送期间,料斗内的混凝土量保持不低于缸筒口上10mm到料斗口下150mm之间为宜。避免吸入效率低,容易吸入空气而造成塞管,太多则反抽时会溢出并加大搅拌轴负荷。
1.4混凝土泵送保持连续作业,当混凝土供应不及时,降低泵送速度,泵送暂时中断时,搅拌不停止,保持运转。当叶片被卡死时,需反转排队,再正转、反转一定时间,待正转顺利后方可继续泵送。
1.5泵送中途若停歇时间超过20min、管道又较长时,每隔5min开泵一次,泵送小量混凝土,管道较短时,采用每隔5min正反转2—3行程,使管内混凝土蠕动,防止泌水离析,长时间停泵(超过45min)气温高、混凝土坍落度小时可能造成塞管,将混凝土从泵和输送管中清除。
1.6当施工时气温较高,采用温草袋覆盖管道进行降温,以降低入模温度。
1.7泵送管道的水平换算距离总和应小于设备的最大泵送距离。 2、浇筑前准备工作
2.1原材料准备
砼用原材料包括砂、碎石、水泥、外加剂,在材料进场后使用前进行检验,合格后方可使用,在施工前进一步核实数量是否足够,质量是否符合要求,保证浇筑顺利进行。
2.2机械设备、电气检查
现浇拱桥浇筑量大,连续作业时间长。在施工前对拌合站、砼运输车、泵车、备用发电机和所有的机械设备认真地进行检查、维修,保证设备满足施工的需要。
2.3施工人员到位准备
混凝土浇筑前,要进一步检查作业班组的分组情况。现场配备架子工、钢筋工、模板工进行施工中检查,发现异常情况及时处理;检查现场砼施工人员、机械驾驶人员是否全部到位,同时准备一定数量的备用人员,和意外事件发生时所需要的人员。
2.4施工现场检查
浇筑前,对模板的稳定性、螺栓连接等进行检查,清除模板内杂物、积水等。模板、钢筋、波纹管、锚具、预埋件等经监理工程师验收合格。
2.5混凝土拌制
混凝土的配制根据设计的强度等级、弹性模量及耐久性能要求,进行混凝土拌合物的性能、抗压强度、抗裂性能及耐久性能试验,按照工作性能优良,强度、弹性模量、耐久性满足要求,从中选出符合板拱设计要求的耐久性砼配合比。
砼拌合利用商砼站集中拌制,拌制前,粗细骨料中的含水量及时测量,每班抽查2次,雨天随时抽查,并按实际测定值调整用水量、粗细骨料用量。搅拌时,按选定的理论配合比换算为施工配合比,计算每盘混凝土实际需要的各种材料用量。浇筑梁体混凝土之前与之联系,安排水泥、材料、配合比等有关准备工作,随时准备拌和。
2.6混凝土浇筑
拱桥混凝土的浇筑采用分段(分为5段)浇筑,中间设间隔槽,对称于拱顶进行,各段的接缝面应与拱轴线垂直。砼的浇筑按照由低到高逐层、逐段落进行投料、振捣,并且要在下一层砼振捣密实后,再进行上一层的投料工作;层与层之间要在砼初凝前使其连续上。
砼振捣采用插入式振捣,振捣时,振捣棒与侧模应保持5cm距离,每一处振捣完后,徐徐提起振捣棒,严禁碰撞钢筋预埋件与模板,砼浇筑的间断时间不得超过砼初凝时间。振捣密实的标准是砼表面不再下沉、不再冒气泡。
初凝后,养生期间采用土工布覆盖,经常洒水养护,保持湿润状态,以防止混凝土表面出现裂纹。特别要注意混凝土的湿润、经常洒水,保持潮湿状态最少7天,湿养护不间断,不得形成干湿循环。混凝土在养护期间或未达到一定强度之前,防止遭受振动。
(8)、拱上结构的施工
待主拱圈强度达到100%时再进行立墙与腹拱圈的施工。立墙使用定型模板,工作方法同立柱施工,腹拱圈的施工采用满堂支架同主拱圈。主拱圈与腹拱侧墙的施工方法同上(参考墩柱施工)。
(9)、支架及模板的拆除
在混凝土达到设计强度100%后,再行拆模板和支架。先拆除腹拱支架,对满堂支架的拆除,应该在两个单向推力墩之间三孔同步进行拆除,要从每孔的拱顶向两端拱脚对称进行,在横向同时一起卸落。每次拆支架,拆除程序遵守由上而下,先搭后拆的原则,即先松顶托,使底梁板与梁体分离,随时注意观察梁底是否变形(可按照预压时确定的观测点,进行主拱扰度的监测),主要是拱脚位置的水平位移,若发生变形须立即停止支架拆除,若未发生变形则将模板拆除,然后拆除剪刀撑、斜撑,最后拆小横杆、大横杆、立杆等(拆除顺序为:安全网→栏杆→底模→剪刀撑→小横杆→大横杆→立杆)。
不准分立面拆架或在上下两步同时进行拆架。做到一步一清、一杆一清。拆立杆时,要先抱住立杆再敲松碗扣。分段拆除高差不应大于2步,如高差大于2步,临时增设斜撑加固保证拆除后架体的稳定性不被破坏,拆除各标准节时,应防止失稳,必要时加设临时支撑防止变形。
(10)、支架拆除的安全防护措施
⑴工人作业前必须对个人防护用品进行检查合格后,方可投入使用。检查使用的工具是否牢固,板手等工具必须用绳子链系挂在身上,防止掉落伤人。避免钉子扎脚和空中滑落。高空或悬空作业时必须戴好安全帽和系好安全带。
⑵架子拆除时划分作业区,周围必须设围栏或竖立警戒标志,地面设有专人监护和指挥,严禁非作业人员入内。
⑶在拆架过程中,不得中途换人,如必须换人时,将拆除情况交代清楚后方可离开。
⑷拆架时严禁碰撞脚手架附近电源线,以防触电事故。拆下的零配件要装入容器内,用吊篮吊下;拆下的钢管要绑扎牢固,双点起吊,严禁从离空抛掷。
⑸每天拆架下班时,不留下隐患。
(11)、满堂架搭设质量、安全保障措施
11.1、质量保障措施
1、操作人员施工前必须进行岗位技术培训与安全教育。
2、支架前做好安全技术交底,并落实所有技术措施和人身安全防护用品。
3、杆件材料到场后必须进行检查,不合格的杆件及配件不得使用。
4、严格按施工方案进行施工。
5、每级加载完成后,应先停止下一级加载,并应每间隔12h对
支架沉降量进行一次监测。当支架顶部监测点12h沉降量平均值小于2mm时,可进行下一级加载。
6、脚手架施工完毕,进行验收方可使用。
7、不得在脚手架基础及相邻处进行挖掘作业,否则应采取安全措施。
11.2、安全保障措施
1、支架施工人员必须经培训考核,持证上岗。不适宜从事此项工作的疾病的施工人员不得进入施工现场。
2、佩戴安全冒、安全带、穿防滑鞋。
3、不得随意向下抛丢物品,不得随便拆除安全防护装置。
4、雨雪天气及六级大风严禁施工。
5、模板安装过程中如遇中途停歇,应将已就位模板或支架连接牢固,不得浮搁或悬空,防止构件坠落或作业人员扶空坠落伤人。
6、在吊装作业时,由专人统一指挥,参与吊装人员要有明确分工。
7、吊装作业前,检查起重设备的可靠性和安全性,并进行试吊,在吊装时应防止吊装物撞击支架。
8、每幅支架两侧各搭设宽度不小于1m的作业平台,平台上铺设脚手板,外侧设置安全防护栏杆,高度不小于1.5m。
9、施工场地要求平整,夜间施工需要有足够照明设施。 10、如遇影响排架基础稳定情况立即停工及时上报,待问题解决后再行施工。
(12)、支架受力计算
1、立杆承重计算
本工程采用满堂碗扣式支架,支架高度最高处预计15m。 主拱圈荷载:主拱圈混凝土1453.3m3,钢筋自重287764.25Kg,底板宽度全断面21.5米计算 混凝土重
G1=1453.3m3×24KN/m3=34879.2KN 钢筋重
G2=287764.25×9.8/1000=2820.1KN 一条主拱圈重
G=G1+G2=34879.2+2820.1=37699.3KN
按照《公路桥涵施工技术规范》要求,拱圈自重荷载取1.2倍系数计G=45239.2KN。
以全部重量作用于底板上计算单位面积压力: F1=G÷S=45239.2KN÷(21.5m×60m)=35.1KN/m2 施工活荷载(包括振捣荷载)F2=4.5KN/㎡
每一计算支架间隙内荷载F1=35.1×0.6×0.6=12.64KN F2=4.5×0.6×0.6=1.62KN 立杆轴向力N=1.2F1+1.4F2=17.4KN 立杆的稳定性计算公式为: N 其中 N —— 立杆的轴心压力最大值,N=17.4KN;
i —— 计算立杆的截面回转半径,i=1.58cm:
A —— 立杆净截面面积,A=4.890cm2;
W —— 立杆净截面模量(抵抗矩),W=5.080cm3;
[f] —— 钢管立杆抗压强度设计值,[f] = 205.00N/mm2;
a —— 立杆上端伸出顶层横杆中心线至模板支撑点的长度,a=0.50m;
h —— 最大步距,h=0.60m;
l0 —— 计算长度,取0.6+2×0.50=1.600m;
—— 由长细比,为160/1.58=101.3;
—— 轴心受压立杆的稳定系数,由长细比 l0/i 查表得到0.58;
经计算得到=17.4KN/(0.58×4.89 cm2)=61.35N/mm2≤[f] =
205.00N/mm2 立杆稳定性满足要求!
(2)地基承载力计算:
支架之托支撑在15cm厚的C20混凝土面上,底托的大小为10cm×10cm,按45度角进行扩散。混凝土垫层与砂砾接触的面积应按0.25m×0.25m即0.0625m2,取受力最大的单杆进行计算,产生的最大的基地应力为:17.4KN/0.0625m2=278.4KPa,到达原状地基的接触面积为0.6m×0.6m即0.36㎡,产生的最大地基应力为:48.3KPa.
根据《建筑施工碗扣式钢管脚手架安全技术规范》回填土取0.4的折减系数,故要求地基承载力大于80.5Kpa,砂砾层承载力大于464KPa。
;G. 混凝土主拱圈的截面形式有哪几种
主拱圈的横截面形式主要有下面的六种:
1、板拱桥
主拱圈采用矩形实体截面的拱桥称为板拱桥。它的构造简单、施工方便, 但在相同截面面积的条件下,实体矩形截面比其它形式截面的抵抗矩小。
2、混凝土肋拱桥
肋拱桥是在板拱桥的基础上发展形成的,它是将板拱划分成两条 或多条分离的、高度较大的拱肋,肋与肋间用横系梁相联。这样就可以用较小的截面面积获得较大的截面抵抗矩,从而节省材料,减轻拱桥的自重,因此多用于大、中跨径的拱桥。
3、双曲拱桥
其主拱圈横截面由一个或数个横向小拱单元组成,由于主拱圈的纵向 及横向均呈曲线形,故称之为双曲拱桥。这种截面抵抗矩较相同材料用量的板拱大,故可节省材料。
施工中可采用预制拼装,较之板拱有较大的优越性,但存在着施工工序多、组合截面整体性较差和易开裂等缺点,一般用于中、小跨径拱桥。
4、箱形拱桥
这类拱桥外形与板拱相似,由于截面挖空,使箱形拱的截面抵抗矩较 相同材料用量的板拱大很多,所以能节省材料,减轻自重,相应地也减少下部结构材料用量,对于大跨径拱桥则效果更为显著。
又因它是闭口箱形截面,截面抗扭刚度大,横向整体性和结构稳定性均较双曲拱好,故特别适用于无支架施工。但箱形截面施工制作较复杂,因此,大跨径拱桥采用箱形截面才是合适的。
5、钢管混凝土拱桥
钢管混凝土简称为CFST(Concrete Filled Steel Tube),它属于钢 —混凝土组合结构中的一种,主要用于以受压为主的结构。它一方面借助内填混凝土增强钢管壁的稳定性,
同时又利用钢管对核心混凝土的套箍作用,使核心混凝土处于三向受压状态,从而使其具有更高的抗压强度和抗变形能力。
6、劲性骨架混凝土拱桥
劲性骨架拱桥与普通钢筋混凝土拱桥的区别在于前者以钢骨拱桁架作为受力筋,它可以是型钢,也可以是钢管,采用钢管作劲性骨架的混凝土拱又可称为内填外包型钢管混凝土拱。它主要用在大跨度拱桥中,
同时也解决了大跨度拱桥施工的“自架设问题”,即首先架设自重轻、刚度、强度均较大的钢管骨架,然后在空钢管内压注混凝土形成钢管混凝土,使骨架进 一步硬化,再在钢管混凝土骨架上外挂模板浇注外包混凝土,形成钢筋混凝土结构。
在这种结构中,钢管和随后形成的钢管混凝土主要是作为施工的劲性骨架来考虑的。成桥后,它也可以参与受力,但其用量通常是由施工设计控制。
H. 钢管混凝土的优缺点是什么
优点:(1)跨越能力大、适应能力强
(2)承载能力大,施工快捷
缺点:理论研究水平偏低,结构研究没有深入
I. 钢管混凝土
钢管混凝土就是把混凝土灌入钢管中并捣实以加大钢管的强度和刚度.
一般的,我们把混凝土强度等级在C50以下的钢管混凝土称为普通钢管混凝土;混凝土强度等级在C50以上的钢管混凝土称为钢管高强混凝土;混凝土强度等级在C100以上的钢管混凝土称为钢管超高强混凝土。
钢管混凝土结构是由混凝土填入钢管内而形成的一种新型组合结构。由于钢管混凝土结构能够更有效地发挥钢材和混凝土两种材料各自的优点,同时克服了钢管结构容易发生局部屈曲的缺点。近年来,随着理论研究的深入和新施工工艺的产生,工程应用日益广泛。钢管混凝土结构按照截面形式的不同可以分为矩形钢管混凝土结构、圆钢管混凝土结构和多边形钢管混凝土结构等,其中矩形钢管混凝土结构和圆钢管混凝土结构应用较广。
1.钢管混凝土结构的特点
众所周知,混凝土的抗压强度高。但抗弯能力很弱,而钢材,特别是型钢的抗弯能力强,具有良好的弹塑性,但在受压时容易失稳而丧失轴向抗压能力。而钢管混凝土在结构上能够将二者的优点结合在一起,可使混凝土处于侧向受压状态,其抗压强度可成倍提高.同时由于混凝土的存在,提高了钢管的刚度,两者共同发挥作用,从而大大地提高了承载能力。钢管混凝土作为一种新兴的组合结构,主要以轴心受压和作用力偏心较小的受压构件为主,被广泛使用于框架结构中(如厂房和高层)。钢管混凝土结构的迅速发展是由于它具有良好的受力性能和施工性能,具体表现为以下几个方面:
1.1 承载力高、延性好,抗震性能优越
钢管混凝土柱中,钢管对其内部混凝土的约束作用使混凝土处于三向受压状态,提高了混凝土的抗压强度;钢管内部的混凝土又可以有效地防止钢管发生局部屈曲。研究表明,钢管混凝土柱的承载力高于相应的钢管柱承载力和混凝土柱承载力之和。钢管和混凝土之间的相互作用使钢管内部混凝土的破坏由脆性破坏转变为塑性破坏,构件的延性性能明显改善,耗能能力大大提高,具有优越的抗震性能。
塑性是指在静载作用下的塑性变形能力。钢管混凝土短柱轴心受压试脸表明,试件压缩到原长的2/3,纵向应变达30%以上时,试件仍有承载力。剥去钢管后,内部混凝土虽已有很大的鼓凸褶皱,但仍保持完整,并未松散,且仍有约5%的承载力,用锤敲击后才粉碎脱落。抗震性能是指在动荷载或地震作用下,具有良好的延性和吸能性。在这方面,钢管混凝土构件要比钢筋混凝土构件强得多。在压弯反复荷载作用下,弯矩曲率滞回曲线表明,结构的吸能性能特别好,无刚度退化,且无下降段,和不丧失局部稳定性的钢柱相同,但在一些建筑中,钢柱常常要采用很厚的钢板以确保局部稳定性。但还常发生塑性弯曲后丧失局部稳定。因此,钢管混凝土柱的抗震性能也优于钢柱。
1.2 施工方便,工期大大缩短
钢管混凝土结构施工时,钢管可以做为劲性骨架承担施工阶段的施工荷载和结构重量,施工不受混凝土养护时间的影响;由于钢管混凝土内部没有钢筋,便于混凝土的浇注和捣实;钢管混凝土结构施工时,不需要模板,既节省了支模、拆模的材料和人工费用,也节省了时间。
1.3 有利于钢管的抗火和防火
由于钢管内填有混凝土,能吸收大量的热能,因此遭受火灾时管柱截面温度场的分布很不均匀,增加了柱子的耐火时间,减慢钢柱的升温速度,并且一旦钢柱屈服,混凝土可以承受大部分的轴向荷载,防止结构倒塌。组合梁的耐火能力也会提高,因为钢梁的温度会从顶部翼缘把热量传递给混凝土而降低。经实验统计数据表明:达到一级耐火3小时要求和钢柱相比可节约防火涂料1/3一2/3甚至更多,随着钢管直径增大,节约涂料也越多。
1.4 耐腐蚀性能优于钢结构
钢管中浇注混凝土使钢管的外露面积减少,受外界气体腐蚀面积比钢结构少得多,抗腐和防腐所需费用也比钢结构节省。钢管混凝土构件的截面形式对钢管混凝土结构的受力性能、施工难易程度、施工工期和工程造价都有很大的影响。圆钢管混凝土受压构件借助于圆钢管对其内部混凝土有效的约束作用,使钢管内部的混凝土处于三向受压状态,使混凝土具有更高的抗压强度。但是圆钢管混凝土结构的施工难度大,施工成本较高。相比之下,方钢管混凝土结构的施工较为方便,但钢管混凝土受到的约束作用较小,结构的承载力较低。
1.5 施工方面
钢管混凝土柱的零件较少,焊缝少,构造简单,柱脚常采用在棍凝土基础上预留杯口的插人式柱脚,因而工厂制造比较简单,同时构件自重较小,运输和吊装也较易,施工很简便,而且钢管馄凝土柱采用板材卷制,板材厚度都不大,一般在40m以内,无论工厂焊接和现场进行对接,都没有什么困难。同时,与钥筋混凝土柱相比,钢管混凝土柱的外皮钢管具有钢筋的功能,兼有纵向钢筋和横向箍筋的作用,所以管内没钢筋,省了钢筋下料和绑扎钢筋等一系列工艺,又由于柱外皮钢管本身就是耐侧压的模板,同时也省了支模和拆模等工序。近年来,泵送砖相当普遍,现场浇灌并无困难,我国创造并广泛使用的高位抛落不振捣混凝土的施工方法,更简化了现场灌混凝土的工序,简便了施工。也有在管柱下部开临时浇灌孔,用混凝土泵自下而上灌注混凝土的方法,既快,又保证浇灌质量。而且,在浇筑后,钢管内处于相当稳定的湿度条件,水分不易蒸发,省去浇水养护工序,简化了混凝土的养护工艺。
J. 空腹式拱桥拱上建筑腹孔的常用型式有哪几种各有何特点及其适用范围
一、梁桥
以受弯为主的主梁作为主要承重构件的桥梁。主梁可以是实腹梁或者是桁架梁(空腹梁)。实腹梁外形简单,制作、安装、维修都较方便,因此广泛用于中、 小跨径桥梁。但实腹梁在材料利用上不够经济。桁架梁中组成桁架的各杆件基本只承受轴向力,可以较好地利用杆件材料强度,但桁架梁的构造复杂、制造费工,多用于较大跨径桥梁。桁架梁一般用钢材制作,也可用预应力混凝土或钢筋混凝土制作,但用的较少。过去也曾用木材制作桁架梁,因耐久性差,现很少使用。实腹梁主要用钢筋混凝土、预应力混凝土制作,也可以用钢材做成钢钣梁或钢箱梁。实腹梁桥的最早形式是用原木做成的木梁桥和用石材做成的石板桥。由于天然材料本身的尺寸、性能、资源等原因,木桥现在已基本上不采用, 石板桥也只用作小跨人行桥。
二、拱桥是以承受轴向压力为主的拱(称为主拱圈)作为主要承重构件的桥梁。
1.按照主拱圈的静力图式,拱轿可分为三铰拱、两铰拱和无铰拱(图3 拱桥形式示意图)。
(1).三铰拱是静定结构,其整体刚度较低,尤其是挠曲线在拱顶铰处产生折角,致使活载对桥梁的冲击增强,对行车不利。拱顶铰的构造和维护也较复杂。因此,三铰拱除有时用于拱上建筑的腹拱圈外,一般不用作主拱圈。
(2).两铰拱取消了拱顶铰,构造较三铰拱简单,结构整体刚度较三铰拱为好,维护也较三铰拱容易,而支座沉降等产生的附加内力较无铰拱为小,因此在地基条件较差和不宜修建无铰拱的地方,可采用两铰拱桥。
(3).无铰拱属三次超静定结构,虽然支座沉降等引起的附加内力较大,但在荷载作用下拱的内力分布比较均匀,且结构的刚度大,构造简单,施工方便,因此无铰拱是拱桥中,尤其是圬工拱桥和钢筋混凝土拱桥中普遍采用的形式。
2.按照主拱圈的构成形式,拱又可分为板拱、肋拱、双曲拱、箱形拱、桁架拱等(图4主拱圈的构成形式示意图)。
①板拱:拱圈横截面呈矩形实体截面,它横向整体性较好、拱圈截面高度小、构造简单,但抵抗弯矩能力较差,一般用于圬工拱桥。1972年建成的四川九溪沟桥为石砌的板拱桥,跨径达到116米,为目前世界上最大跨径的石拱桥。
②肋拱:拱圈是由两条或多条拱肋组成,肋与肋之间用横系梁相联系,拱肋形状可以是矩形、工字形、箱形或圆管形,它的抗弯能力较板拱为优,用料较省,但制作较板拱复杂,多用于钢筋混凝土拱桥或钢拱桥。1960年建成的瑞典恩斯科洛夫约桥,跨径为278米,为目前最大的钢管拱桥。
③双曲拱:60年代以后,在中国采用的一种拱式桥梁。它在横向除有拱肋外,还有由拱波、拱板等构成的小拱将整个拱圈联结成整体,它在施工时可以将拱肋、拱波预制,安装后再浇筑拱板,减轻吊装重量,并可以不用拱架,或只需用简单支架,为混凝土拱桥提供了一种新的结构形式和简便易行的施工方法。但需采取措施保证拱圈的整体性。1969年建成的河南省前河桥跨径为 150米,为目前跨径最大的双曲拱桥。
④箱形拱:横截面可为整体多室箱形或分离箱形。混凝土或钢筋混凝土箱形拱也可采用无支架施工。它的整体性、横向稳定性和抗扭性能都较双曲拱的结构为好,但在中、小跨径时不如双曲拱简便和节省钢材。1979年建成的南斯拉夫克拉克桥,跨径为390米,是当前世界上最大的钢筋混凝土箱形拱桥。
⑤桁架拱:拱圈由桁架构成,可做成桁肋拱或肩拱形式(图5 桁架拱的形式示意图)。桁架拱的材料用量较经济,但桁架的某些杆件将承受拉力,故主要用在钢拱桥或预应力混凝土拱桥中。1976年建成的美国新河桥,跨径为518米,为目前跨径最大的钢桁架拱桥。
拱桥主拱圈沿桥跨方向的形状,可以做成横截面尺寸沿拱轴线不变的等截面拱,或者做成横截面尺寸由拱脚向拱顶逐渐变化的变截面拱。变截面拱能较好地适应拱圈内力的变化,用料较经济;等截面拱构造简单、施工方便,因而采用较普遍。
主拱圈的拱轴线形状,对拱圈截面的应力大小将产生直接影响。一般尽量使拱轴线与荷载作用下的拱圈压力线相吻合,以减小截面的弯矩值。当不计拱圈弹性压缩及其他因素的影响时,拱在均布荷载作用下的压力线为抛物线;在由拱顶向拱脚按拱轴线形状逐渐增大的分布荷载作用下,拱的压力线将为悬链线;而圆弧线线形最简单,利于施工。故这几种线形成为拱桥中常用的拱轴线形状。
3.拱还可按拱上建筑的形式不同而分为实腹式拱和空腹式拱。实腹式拱是将主拱圈以上至桥面间的空间全部用填料填实,一般用于小跨径的桥梁;空腹式拱则在主拱圈以上设有横桥向贯通的腹孔,一般用于中等以上跨径的桥梁。赵州桥是现存修建最早的空腹式拱桥。
在竖直荷载作用下,作为承重结构的拱肋主要承受压力。拱桥的支座则不但要承受竖直方向的力,还要承受水平方向的力。因此拱桥对基础与地基的要求比梁桥要高。下图分别表示上承式拱桥(桥面在拱肋的上方)、中承式拱桥(桥面一部分在拱肋上方,一部分在拱助下方)与下承式拱桥(桥面在拱肋下方)。仅供人、言行走的拱桥可以把桥面直接铺在拱肋上。而通行现代交通工具的拱桥,桥面必须保持一定的平直度,不能直接铺在曲线形的拱肋上,因此要通过立柱或吊杆将桥面间接支承在拱肋上
三、斜拉桥:由主梁、斜向拉紧主梁的钢缆索以及支承缆索的索塔等部分组成(图9 斜拉桥形式示意图)。斜拉桥的缆索张拉成直线形,整个结构为几何不变体,其刚度比悬索桥大。主梁同弹性支承上的连续梁的性能相似。斜拉桥的跨径一般在梁桥和悬索桥之间。1977年法国建成的布鲁东纳桥,跨径达320米,是目前世界上跨径最大的预应力混凝土斜拉桥;1975年法国建成的卢瓦尔河钢斜拉桥,主跨径为404米。斜拉桥在构造上有单塔或双塔、单面布索或两面布索、密索或少索等形式,索的布置也有不同的放射形式,塔、梁、墩之间铰接或固接等也有多种类型。
斜拉桥日文称"斜张桥",德文称"斜索桥",英文称"拉索桥(Cable Stayed Bridge)"。将梁用若干根斜拉索拉在塔在上,便形成斜拉桥。与多孔梁桥对照起来看,一根斜拉索就是代替一个桥墩的(弹性)支点,从而增大了桥梁的跨度。
斜拉桥这种结构型式古已有之。但是由于斜拉索中所受的力很难计算和很难控制,所以一直没有得到发展和广泛应用。直到本世纪中,由于电子计算机的出现,解决了索力计算难的问题,以及调整装置的完善,解决了索力的控制问题,使得斜拉桥成为近50年内发展最快,应用日广的一种桥型。
四、悬索桥 又名吊桥,是以承受拉力的缆索或链索作为主要承重构件的桥梁。悬索桥由悬索、索塔、锚碇、吊杆、桥面系等部分组成(图6 悬索桥示意图)。悬索桥的主要承重构件是悬索,它主要承受拉力,一般用抗拉强度高的钢材(钢丝、钢绞线、钢缆等)制作。由于悬索桥可以充分利用材料的强度,并具有用料省、自重轻的特点,因此悬索桥在各种体系桥梁中的跨越能力最大,跨径可以达到1000米以上。1981年建成的英国恒比尔悬索桥的跨径为1410米,是目前世界上跨径最大的桥梁。悬索桥的主要缺点是刚度小,在荷载作用下容易产生较大的挠度和振动,需注意采取相应的措施。
按照桥面系的刚度大小,悬索桥可分为柔性悬索桥和刚性悬索桥。柔性悬索桥的桥面系一般不设加劲梁,因而刚度较小,在车辆荷载作用下,桥面将随悬索形状的改变而产生S形的变形,对行车不利,但它的构造简单,一般用作临时性桥梁。刚性悬索桥的桥面用加劲梁加强,刚度较大。加劲梁能同桥梁整体结构承受竖向荷载。除以上形式外,为增强悬索桥刚度,还可采用双链式悬索桥和斜吊杆式悬索桥等形式,但构造较复杂。
桥面支承在悬索(通常称大揽)上的桥称为悬索桥。英文为Suspension Bridge,是"悬挂的桥梁"之意,故也有译作"吊桥"的。"吊桥"的悬挂系统大部分情况下用"索"做成,故译作"悬索桥",但个别情况下,"索"也有用刚性杆或键杆做成的,故译作"悬索桥"不能涵盖这一类用桥。和拱肋相反,悬索的截面只承受拉力。简陋的只供人、畜行走用的悬索桥常把桥面直接铺在悬索上。通行现代交通工具的悬索桥则不行,为了保持桥面具有一定的平直度,是将桥面用吊索挂在悬索上。和拱桥不同的是,作为承重结构的拱肋是刚性的,而作为承重结构的悬索则是柔性的。为了避免在车辆驶过时,桥面随着悬索一起变形,现代悬索桥一般均设有刚性梁(又称加劲梁)。桥面铺在刚性梁上,刚性梁吊在悬索上。现代悬索桥的悬索一般均支承在两个塔柱上。塔顶设有支承悬索的鞍形支座。承受很大拉力的悬索的端部通过锚碇固定在地基中,个别也有固定在刚性梁的端部者,称为自锚式悬索桥。