钢管混凝土拱桥PPT课件

.,1,钢管混凝土拱桥,.,2,钢管混凝土拱桥是指先用钢管形成拱桥的施工骨架，后在钢管内灌注混凝土形成拱肋，而后安装桥面系杆及桥面。钢管混凝土由于在钢管内填筑了混凝土，从而解决了钢管承受荷载时管壁的稳定问题；由于钢管壁对管内混凝土的套箍作用，限制了核心混凝土受压后的横向变形，使核心混凝土处于三向受压状态工作，提高了混凝土的抗压强度、变形能力以及耐疲劳和耐冲击能力，使构件的破坏由脆性破坏转为塑性破坏；由于钢管在管内混凝土施工中的模板作用和引入泵送混凝土施工，使施工工艺简捷，施工速度成倍提高，较好地解决了施工的安全和经济问题。为了避免在施工中出现混凝土离析、堵泵、混凝土在拱顶和拱脚部位分布不均匀,采用自密实混凝土作为钢管核心混凝土是一种新的尝试。,3,.,总体布置,组成,拱肋,横向联系,悬挂结构,钢筋混凝土或钢管混凝土两拱肋一般在平行的平面；为了提高横向稳定，也可用提蓝式拱拱轴线一般采用二次抛物线，也可采用悬链线拱肋一般采用无铰拱；通常，拱肋失跨比取值在1/41/7之间,横向联接系一般可做成横撑、对角撑或空格式等构造,吊杆分刚性和柔性吊杆两类,行车道系由桥面板和纵、横梁组成,4,.,下承式钢筋混凝土拱桥的构造,一、拱肋的构造,二、吊杆的构造,5,.,1、刚性吊杆,刚性吊杆截面一般为矩形，采用预应力混凝土；除承受轴力外，还必须抵抗上下节点处的局部弯矩。为了减小刚性吊杆承受的弯矩，其截面尺寸在顺桥方向应设计得小一些，而在横桥向为了增加拱肋的稳定性，尺寸应该设计得大一些。,6,.,2、柔性吊杆,柔性吊杆一般采用高强钢丝索或冷轧粗圆钢制作，只承受轴力。关键是保证钢索的耐久性，防止钢丝的锈蚀非常重要。,7,.,三、桥面板及纵梁的构造,8,.,支架工程,9,.,一、预压的目的：1、检验支架及地基的强度及稳定性，消除砼施工前支架的非弹性变形（消除整个地基的沉降变形及支架各接触部位的变形）。2、检验支架的受力情况和弹性变形情况，测量出支架的弹性变形。在支架及底模铺设完毕后，进行支架预压。支架拼立好后采用等载预压工艺。,10,.,二、预压方法,采用砂袋或水袋按各段设计荷载进行预压。,11,.,三、预压控制程序（余姚凤凰山桥）1、图上定点定位2、现场定点布置3、预压前测量4、40%加载测量5、80%加载测量6、100%加载测量（若不符合允许值，加固后重复3）7、符合允许值8、定时12小时测量9、卸载（分阶段）,12,.,吊杆张拉工程,.,13,张拉次序,.,14,泵送顶升法,对于钢管混凝土拱桥，用得最多的是泵送顶升浇注法。泵送顶升法即利用泵机的压力将混凝土从钢管拱脚一直顶升到拱顶，是目前施工的新工艺，它与钢管开孔人工浇筑混凝土相比，具有以下几个优点：,.,15,泵送顶升法,钢管混凝土的灌注采用泵送顶升压注法，利用混凝土输送泵的压力，在拱脚开压注口，在拱顶开出浆孔，将混凝土沿钢管从下往上一次压注完成，保证混凝土的连续和均匀。充分利用各种外加剂的特性来改善混凝土的性能，以提高混凝土强度、和易性和可泵性来补偿钢管混凝土干缩、温缩。,.,16,泵送顶升法（以某工程为例）,A出浆孔、排气孔及压注头制作骨架合拢后在拱顶处每根钢管的顶部开一个125的孔，外焊168钢管（长120），用12钢板作加劲板，钢管竖直向上，作排气出浆孔。（卸压孔）采用泵送顶升浇筑工艺，钢管柱顶端必须设溢流卸压孔或排气卸压孔。溢流卸压孔的面积应不小于混凝土输送管的截面面积，并将洞口适当接高，以填充混凝土停止泵送顶升浇筑后的回落空隙。,.,17,泵送顶升法,为减小混凝土在钢管内流动时的空气阻力，同时在施工时观察管内混凝土的情况，沿钢管纵向每隔30m设置一个排气孔，排气孔采用50钢管，拱肋钢管上按50钢管内径开孔，用12钢板作加劲板。当排气孔冒混凝土时，应用螺杆堵住排气孔，50钢管上端预制内螺纹，并配制相应螺栓（或者用木塞塞紧）。加劲板焊接骨架钢管采用周边焊，焊缝高12。下弦管压注头设在离拱脚约7.5m处的钢管侧面，与钢管轴线呈3050夹角，上弦管压注头设在离拱脚约2.5m处的钢管顶部，与轴线的角度同下弦管，压注头安装M125截止阀，出渣孔设在拱座上钢管最低点，采用M70截止阀或钢板螺栓连接封闭。,.,18,泵送顶升法,C加载设计及压注顺序压注时采取多点对称压注的施工方法。先下后上，先压注426钢管，再压注203钢管。加载设计原则为：设计要求：8根钢管分两次压注，第一次压注完成下弦4根钢管，第二次压注完成上弦4根钢管。而且，每次压注结束时4根钢管内的混凝土均不得初凝。根据实验室混凝土试件在标养室测定的初凝时间约为15小时，如果压注顺利的话完全能够在初凝前压注4根。根据对称受力原则，应同时压注两根钢管。若根据受力计算可知一根钢管内填充混凝土后对拱肋未产生塑性变形，则可以先压注一根钢管，然后再压注对称的另一根钢管，即实现单根压注循环。一根钢管应采用两台泵车同时对称泵送，混凝土宜连续灌注，一气呵成。必须停歇时，最终灌注完成时间不得超过第一盘入管混凝土的初凝时间。,.,19,泵送顶升法,D压注施工临时堵塞出渣孔，用混凝土泵从两侧向拱顶压注清水，水至拱顶由出浆孔冒出后，打开拱脚处的排渣闸阀，让管内水及渣物流出，沉积在管底的渣物用勺子从出渣口伸进去一点一点掏出来，然后焊接封闭出渣孔。人工从灌注孔灌注压注口以下的管内混凝土，用振捣棒从灌注孔插入振捣。混凝土灌至稍低于压注口位置时停止灌注。立即清理灌注孔并用钢板封闭灌注孔。灌注管的做法是：在灌注管顶部预先环焊16钢板，并设置4个22的螺栓孔，封闭钢板对应设置4个22的螺栓孔，封闭时中间挤压橡胶皮垫密封。泵车的泵管预先与栅阀泵管拼接好。,.,20,泵送顶升法,a、当混凝土浇灌到钢管顶部时，可用振捣棒从出浆孔对混凝土稍作振捣。溢出的混凝土用木板制作的槽箱接住并及时清理转移。b、泵送顶升用混凝土必须按设计要求，在混凝土坍落度测试符合要求后方可进行顶升施工。由于意外原因在现场停置时间过长，坍落度损失严重的混凝土不得用于顶升施工。坍落度的测量分别在出搅拌机口和入泵前进行。c、本桥钢管混凝土压注过程中不需振捣，以防堵管。压注口以下部分钢管混凝土靠人工灌注，为保证此部分混凝土密实，采用插入式振捣棒插入钢管振捣。d、顶升施工时用于润滑输送管的水泥砂浆不得替代混凝土留在钢管内，必须排出。,.,21,泵送顶升法,e、为防止混凝土回流，在压注口设置截止阀，泵送顶升时开启，结束时关闭。泵管连接必须安全可靠。为保证施工安全，磨损严重的泵管不得使用。f、钢管开孔时割下的圆形板编号保存，混凝土灌注完成后再将其焊上。g、泵送混凝土因故暂停时，须每隔23min抽动一下泵的活塞，防止混凝土假凝引起阻塞。h、混凝土泵送过程中，随时检查控制拱轴线变化，尤其是混凝土分别到达拱跨的1/4及1/2处。i、根据桥涵规范要求，输送泵的泵压不宜超过4MPa，以免钢管被压裂。本桥钢拱肋主弦管要比泵管承压能力大的多，所以只需根据计算得出的泵压配好泵管即可。同时考虑输送泵的选择及备用几个压注口。,.,22,施工监控,.,23,施工控制的目的,主桥进行施工控制的目的就是确保施工过程中主桥结构的可靠度、安全性与稳定性，保证成桥后拱肋线形、桥面系线形及结构受力状态符合设计要求。,.,24,施工控制的内容,1.线性2.应力3.变形,.,25,主墩基础沉降观测点布置,.,26,系杆，拱肋标高测点布置,.,27,应力测量,测量仪器：埋入式,.,28,测点布置主拱测试断面为拱脚、1/4L、跨中，共布置5个测试断面（如图2所示）。在两片主拱中，对其中一片主拱应力进行重点监测，另一片主拱应力进行基本监测。对应力重点监测主拱，在其5个测试断面每个断面布置两个应力测点。对应力基本监测主拱，在11和33断面各布置两个应力测点。测点位置如图4所示。,.,29,拱肋测点,.,30,系杆测点,系梁测试断面为梁端、1/4跨、跨中，系梁共布置3个测试断面（如图3所示），我们对其中一片系梁（一般取与应力重点监测主拱同侧）作应力重点监测。对应力重点监测系梁，66，77和88测试断面布置应力测点，每个断面布置两个应力测点，分别位于系梁上缘和下缘。测点位置如图4所示。,.