第二篇钢管混凝土拱桥构造

第三章钢管混凝土拱桥构造第一节概述

第二节钢管混凝土拱桥的形式第三节主拱圈构造第四节肋拱的横向结构与构造第五节桥面系第六节立柱与吊杆第一章概述由两种或两种以上建筑材料相互接合在一起，并在荷载作用下能够共同受力、变形协调、具有整体工作性能的结构称为组合结构。由普通砼填入薄壁钢管内形成的组合结构称为钢管砼结构。第三章钢管混凝土拱桥构造

第三章钢管混凝土拱桥构造钢管混凝土结构的特点：1）承载力高借助内填砼，提高薄壁钢管的侧向刚度，保证局部稳定性；混凝土受到钢管约束，改变受力性能，提高抗压强度。2）塑性性能好砼受到钢管约束，处于三向受力状态，不仅改善了使用阶段的弹性性质，而且破坏时可产生较大的塑性变形。

第三章钢管混凝土拱桥构造3）经济效益显著钢管砼结构同钢结构相比大约可节省钢材50％左右；同钢筋砼结构相比，可减少混凝土50％左右，用钢量大致相当，减轻自重50％以上；由于构件截面尺寸大大减小，增加了建筑物的使用面积和有效空间，经济效益显著。4）施工简单，缩短工期钢管既是模板，又是纵筋和箍筋，可以省去模板制作与安装，节省脚手架、绑扎钢筋等工序。

第三章钢管混凝土拱桥构造5）抗震性能优越结构自重轻，可以减小地震作用，钢管的存在增加了结构延性，提高了抗震性能。6）比钢结构抗火性能优越由于管内砼能够吸收大量热能，增加构件的耐火时间，因此，钢管砼结构比钢结构具有良好的抗火性能。7）有利于采用高强混凝土将高强砼充填到钢管内，可以改善其延性差、脆性大的缺点，进一步发挥高强砼性能。

第三章钢管混凝土拱桥构造我国从63年开始钢管砼结构的研究工作，早期的开发、应用主要在工业与民用建筑及地铁工程中，而且主要以钢管中内填素砼的圆形钢管砼结构为主。八、九十年代，钢管砼结构在高层结构方面得到应用，如28层厦门金源大厦、28层广州嘉骏大厦、88层深圳地王大厦、68层深圳赛格广场、38层天津今晚报大厦等。

深圳地王大厦深圳赛格广场钢管砼结构的设计规程相继颁布：国家建筑材料工业局标准：《钢管砼结构设计与施工规程》（JCJ01-89)中国工程建设标准化协会标准：《钢管砼结构设计与施工规程》（CECS28：90）电力部颁布的行业标准：《钢－砼组合结构设计规程》（DL/T5085-1999）。20世纪80年代钢管砼开始用于拱桥结构。中华人民共和国行业标准《钢管混凝土拱桥设计规范（校审稿）》2004.2.

公路钢管混凝土拱桥设计规范（CQJTG/TD66-2011）（重庆市公路工程行业标准）

《钢管混凝土拱桥技术规程与设计应用》福建省地方标准（2011）

第三章钢管混凝土拱桥构造解决大跨拱桥施工问题，需要解决2个问题：一要提高材料强度，减轻拱圈自重；二要使主拱圈本身成为自架设体系，在拱桥中也称为劲性骨架方法，便于无支架施工的实现。拱圈是以承受轴压为主的构件，恰好利用了钢管砼结构的优点：可以充分发挥砼的抗压和钢材的抗压、抗拉能力。

第三章钢管混凝土拱桥构造钢管砼拱桥（ConcreteFilledSteelTubularArchBridge）简称CFST拱桥，常用跨径为80～280m。1990年，我国第一座钢管砼拱桥——四川旺苍东河大桥建成，跨径为115m的下承式预应力钢管砼系杆拱桥。钢管砼拱桥在我国得到迅速发展，至今为止有200余座钢管砼拱桥，在公路钢管砼拱桥上的发展速度，为中外建桥史上罕见。

已建钢管砼拱桥中，上承式中跨径最大的是288m的重庆奉节梅溪河桥；中承式中有推力的跨径最大的是05年建成的重庆巫山长江大桥，其主跨达到460m；中承式无推力的是主跨360m的广州丫髻沙大桥；下承式刚架系杆拱跨径最大的是280m的武汉的汉江三桥；下承式无推力跨径最大的是主跨150m的天津彩虹桥。

重庆奉节梅溪河大桥L=288m，为跨径最大的上承式钢管砼拱桥2000年建成的广州丫髻沙大桥L=360m，为当前跨径最大的钢管砼拱桥。丫髻沙大桥的最大施工特点是采取转体施工。

中承式中有推力的重庆巫山长江大桥（460m）下承式刚架系杆拱的武汉汉江三桥（280m

）天津彩虹大桥98年11月通车。全长1216m，主桥长504m，宽29m。3×168m下承式无推力钢管砼拱桥。第三章钢管混凝土拱桥构造在钢管砼拱桥的基础上又发展了称为劲性骨架的钢管砼拱桥（SteelReinforcedConcreteArchBridge），简称SRC拱桥。钢管砼外包裹混凝土，形成以钢管砼为劲性骨架的拱圈断面，减轻了施工中拱圈重量，增加了运营中拱圈刚度和稳定性，大幅提高拱桥的跨越能力。跨径范围为100～420m，常用矢跨比为1/6～1/5。

97年建成的SRC拱桥—四川万县长江大桥，跨径达420m，矢跨比为1/5。第三章钢管混凝土拱桥构造第二节钢管混凝土拱桥的形式按照钢管在结构所起的作用来分：分为钢管砼拱桥和钢管砼劲性骨架拱桥或内填型钢管砼拱桥与内填外包型钢管砼拱桥。以支承形式划分：上承式、中承式和下承式。主拱圈形式主要有实体拱肋和桁式拱肋。实体拱肋中又分为单管、哑铃形以及集束式；桁式中分为横哑铃形桁式、多肢桁式和混合桁式。钢管砼劲性骨架拱桥的主拱圈形式主要有箱肋、箱拱以及板拱。第三皂章片钢圈管混吸凝土息拱桥亲构造上承蛾式钢俊管砼这拱桥宇有肋燥拱、洪桁拱重、箱爬拱以返及刚渣架拱匪和桁陡架拱蔽。构造绳简单悠、横泡向联誉系容庸易布灵置，衣桥面债系支劣承于翅立柱俭上，兆整体驳性、森横向秘稳定哑性和辞抗震扮性能枯均较信好。一般是批有推力删拱，对董地基要汁求较高东，适合召于地质磨条件较汉好的峡辣谷桥位乡丰。第三肠章向钢针管混育凝土漆拱桥缝构造下承式心钢管砼彻拱一般泥带拉杆膏（系杆针拱），召为无推乳力或少塑推力结话构，靠亩风撑将及拱肋联雨成整体厅。用于述建筑高苹度受限政和地基津较差的滩桥位处这。下承孝式拱既桥的况截面却，跨吨径小窝时可怒用单恭肋，袋跨径遮大时懂可采底用桁到肋和港箱肋埋。第三掉章遗钢洪管混爷凝土走拱桥感构造中承式餐钢管砼庆肋拱桥小建筑造董型好，啊在城市挡桥梁中旺应用很剃多。中承式视拱桥用号在主跨恭，边跨请采用上蔑承式、阻小矢跨回比和较帝大恒载松集度比悬（如钢逼筋砼板纷拱、肋匪拱、刚派架拱）怪来解决险不平衡青推力问妥题。有时边球跨也用复中承式杏。为减乎小水付平推货力对怒墩台朵的不权利影候响，戒可采足用系桐杆来无平衡近水平努推力工的带盲悬臂葬半孔银的无万推力博拱。第三章斗钢叉管混凝董土拱桥脊构造第三弦节市主拱筛圈构饭造钢管砼柄拱桥有实体拱肋和桁式拱肋。实体拱菜肋中又评分为蛛单管由、哑逃铃形脚以及续集束路式；桁式虽拱肋中分为栋横哑铃蹄形桁式奏、多肢贞桁式和跃混合桁库式。钢管砼劲性厕骨架艰拱桥的主逝拱圈涌形式蝴主要该有箱夫肋、曾箱拱术以及唐板拱绍。下面慰介绍平主拱以圈的僵形式纪有：1、钢管混泽凝土单留管拱肋2、钢管内混凝下土哑巨铃形杜拱肋3、钢管混公凝土桁峡拱4、钢管混浊凝土劲伏性骨架碑箱肋和姑工字形编肋5、钢管混膨凝土劲丸性骨架流箱拱第三惧章绞钢间管混使凝土肆拱桥陈构造一、辈钢管崖混凝集土单叮管拱饼肋钢管砼绒拱桥跨思径不大慎时拱肋竿可采用扔单管截粮面。单管括截面到主要螺有圆系形和疗圆端廉形。第三章直钢知管混凝沾土拱桥较构造单圆管葛加工简果单，抗恢扭性能咐好，由康于紧箍轻力作用黄显示出捧优越抗雁轴向力诵性能；缘瑞但抗弯铁效率低卧，主要贞用于80菊m以下尝的桥讨梁中派，管光壁较片厚，屋截面灯含钢腿率达8％。▼管拱肋帮有采用予圆端形谣截面。胞加强圆饰端方向占面内抗君弯刚度墓，但钢烘管对核协心砼的早套箍作影用比圆粮钢管砼程小。▼结构设尚计不考叙虑钢管拾对砼套砖箍作用踏，主要车用于无记风撑肋归拱中。第三章倚钢饲管混凝墓土拱桥翼构造广东花佛山领中山岛二桥格的主隙拱圈莲为三请室钢乓箱，届在两起个侧搁室内碌浇注C3南0混凝土术。设计绞主要考来虑加强旷主拱圈佩的刚度袄和箱壁凡的稳定灰性，实烧际上可拢以看成就是方形宾钢管砼捡结构。第三抹章声钢史管混玩凝土于拱桥对构造采用痒集束线钢管零砼的蛋肋拱泻桥，饺中间凝钢管描直径侵从拱疼脚的140标cm变到拱晴顶为零垒，集束睡管之间蜡不通过坑焊接或羊栓接连权接，而壳是通过友隔一段权用钢箍蛙箍住来弱保证共台同受力寨。峡门口哈乌江大感桥第三净章填钢知管混翠凝土唤拱桥升构造二、钢政管混凝昼土哑铃岁形拱肋钢管姜砼拱区桥中孟相当挽多采争用哑议铃形叼断面广，肋拱钢膨管直径D以75～90c候m最多轻；D/争L为1/露60～1/匪15驳0（L为净生跨径认）；H＝180～200尚cm，H/损L＝1/3皂0～1/沉60；钢板砌厚10聪mm最常用究（16m渔m用于变斑截面的昂拱脚段蕉）。D/L和H/侵L一般岂随着术跨径棋增大静而减溪少。哑铃形抵截面较值单圆管肿抗弯刚醒度大，煤计算中溪将其作麦为钢筋驱砼结构所；腹腔内壮砼处于潮中和轴赞附近，竞只计自始重，不察计抗弯闭刚度。三、钢桐管混凝达土桁拱桁式拱议肋采用疤较小钢票管直径逮以取得姜较大纵故横向抗盟弯刚度斩，杆件液以受轴欲力为主诊，发挥烂材料特咱性。适合跨郑径超过100昨m的钢停管砼盾肋拱帽截面嗓形式驰，桁仰肋拱晶简称窝为桁拱。南海三月山西大矩桥第三章绢钢搁管混凝俱土拱桥两构造其后外又发阵展了慰混合悄式的溜桁式散断面茅，即运上弦框采取毅横哑贷铃形糕，下屠弦两谈根钢漫管采程用钢兴管下宝平联珠联结幸；上弦为削了缩短冶缀板的苍长度，抛宽度较注下弦为榆短而形姐成梯形兵断面。安阳遣文峰识路立毁交桥近年来秃直接采愧用多肢街桁式（情格构式宇）断面扭的钢管捡砼肋拱僻。拱肋弦饰杆采用估钢管砼常材料，芒腹杆和俘平联均补采用钢演管。在多梢肢桁堂式断筹面中名，四晶肢最危为常杠见，怒截面买高度渣与宽角度比2:1较为讲合理背，拱兔的面剩外稳碗定性畏通过的横向置联系河来保案证。石谭初溪大染桥依兰牡讯丹江大常桥采用笔了三肢撤桁式截迎面，可某增加拱斑肋横向的抗弯刚档度，以华取消桥星面以上听的风撑彩。还有驳将拱克肋设凑计成晨上下轨弦杆脚各三蜘根的江六肢尊式截掉面。牡丹就江大怨桥桁拱腔腹杆俱做成尊拉杆摄，以问避免亏出现差局部俩失稳沃的问拘题。旗腹杆谈采用票小直症径空经心钢哨管。腹杆布巾置两种才形式：①垂直忙式，汗即与克拱轴缴垂直尽，在沟等高挣桁拱乱中直美腹杆慢和斜秃腹杆肃规格舅一致迹易于途加工赏，但舍与吊浪杆之恋间的问处理课较为繁复杂膀，使难吊杆肥布置角困难啊。②平行式孝，即直积腹杆与演水平线谎垂直，戒吊杆和民直腹杆椒一致，设结构上甘易于处已理。直腹管杆的勾间距颗除应龟考虑贼斜腹受杆距乎离外群，还妨应与谋吊杆灶间距赵综合距考虑拍。每根招直腹差杆和恶斜腹跌杆尺很寸都庭不一元样，崖斜腹绿杆角挥度也始都在循变化听，给劈燕拱肋忽加工楼带来槽困难咐。第三章俯钢槐管混凝裂土拱桥司构造四、钢辽管混凝拦土劲性爷骨架箱凳肋和工阁字形肋箱拱览吊装以重量软大，瞧使箱辜拱的舞发展霸受到们限制馆。将叼钢管涌砼作以为劲亿性骨咸架，迹吊装巧时只蛇需吊栽装空字钢管裁，这袋样吊蛾装重鸟量大浩大减害轻。闻箱肋矮拱的祸劲性调骨架当部分晒采用幼钢管趟砼、邻部分列采用俱型钢牵。第三章骗钢闹管混凝耳土拱桥碎构造上承式高拱桥也锣可做成奶工字形行截面，米采用较直密的横广向联系盲来保证悲结构的碌整体性驻和横向落稳定性简。第三非章庭钢注管混周凝土袍拱桥那构造五、疼钢管挥混凝替土劲位性骨壳架箱食拱箱拱具雪有良好丑的抗弯碍抗扭性传能，是促大跨径烟桥梁的阻主要形店式。采擦用钢管库砼作为讲施工的险劲性骨夹架，是饮突破其春跨径的扬有效途最径。四川万喊县长江症大桥，污主跨42懒0m，是峡目前愿世界直上跨屋径最痰大的代劲性点骨架啄钢筋遮砼拱炭桥。劲性骨宇架四川万抬县长江馋大桥钢管酿混凝锅土劲谜性骨里架箱制拱第三章废钢换管混凝膝土拱桥是构造钢管砼座结构用钟于板拱虚中，纯敲粹作为含劲性骨鸦架用于泡施工。把钢管故内灌砼役后，在叶拱顶和雄两个L/4处设置擦简易支星架浇55贼cm厚砼形维成劲形皮骨架，饲其上砌泳筑两层泥厚10灭0c常m的粗时料石河形成傅主拱喘。第三期章锐钢坊管混谜凝土找拱桥灯构造第四节鹊肋拱创的横向拖结构与旋构造拱肋尊设计营成平缘瑞行的岭，称耻为平村行肋霞拱；将中掏、下塘承式棚拱两琴肋内妨倾，焰称为提篮找拱。第三章供钢扣管混凝米土拱桥胞构造一、圣横向费联系堤的构塌造横向胀联系林布置架要满羽足横喂向稳谈定要通求，畜又要爆简捷层美观鹿。上承式己肋拱可跑采用多使肋结构蜻，采用猪等间距针的径向吃横撑，腊横向稳惹定取决袭于整桥音的宽跨碧比。中、下业承式拱稳，横向保联系的圾布置受揉到行车氏空间限柄制，靠阶桥面的唤横撑间牌距较大遥，拱顶座附近则驶密些。横撑掠布置付过密泛时，根行车盆空间窜的压凉抑感摔增加司。第三章纽奉钢归管混凝漆土拱桥肥构造中承杠式拱誓，桥猛面以膏上受块行车榜空间脑限制志和美铸观要强求，难不能萝设置归许多拘横撑栽，桥性面以裤下部终分可茂采用着刚度姓较大毕的K式或X式横撑，加刚强拱精脚段纠的横殊向刚酷度。酬拱肋董与桥殃面交枝汇处凑，将糠横梁作与横锁撑相剪结合部，这忍根与烤拱肋涨固结申的横侍梁，挂称固定横伍梁。第三仔章乐钢亿管混核凝土哨拱桥鞠构造固定泡横梁何的设叙计：固定望横梁云要承巾受桥使面产访生的谱竖向刊弯矩遣，又熟要承纳担拱夏肋失屈稳时啦产生狸的横挪向弯偏矩；婚由于井拱肋乳是曲坡线状怪，固侮定横趁梁的乞几何贤形状舟与构座造复代杂。固定框横梁术因与觉拱肋蹲相交典，横城梁间步距常益常不位是整锤数，失划分钥后吊涝杆间匀距或雾者零钥碎，矩或者亡出现哥不等密跨。设计时姜有在桥词面拱肋填相交处迫仅设横辨撑而不像设横梁浇，纵向她桥面板六一端放很在立柱态横梁上肆，另一罚端放在皂吊杆横悟梁上。这根横异撑的构肿造同其僻它横撑砍一样，戚不象固月定横梁模那么复鹿杂，也土可使横职梁间距症的划分佛较容易铃。第三章哀钢杜管混凝昼土拱桥搅构造桥面以变上横撑业一般设观置成奇以数。横真撑与吊砖杆间距硬成倍数泛关系，山可将横千撑设在荡吊杆节呜点处。横撑甘的布瞒置可邪以是济径向翅布置鲁（与赠拱轴积线垂茫直）逐或竖母直平狱行布袭置（撒与水首平面巴垂直击），限还可掉以是喘切向接布置撞（与追拱轴耽线近束似平悬行）奇。一般律靠近们拱顶恰处将状横梁攀布置蚊成径期向、旁在其数它地乔方按押切向迎布置喜。第三果章孤钢榨管混恶凝土弓拱桥假构造哑铃铅形肋倘拱横看撑采码用单歪根钢眼管，硬焊接葱于两袜根拱树肋中夸部。晓为了垃增强国联接贱处刚河度，改可进搏行局缝部加油强。哑铃形辉拱肋横雨撑也有败用两根维管的，娇上下两健管之间针用腹杆而相接；央当两根化弦杆的钱高度较量小时仅命用直腹套杆，高洪度较大五时还用境斜腹杆凡。桁式予断面逗肋拱颤横撑寄也为舱桁式课，可痕以是茶单片岁桁式希，也她可以毯是空丧间桁登式。横撑的娱桁式构穴造要简拦洁，对森于空间奸桁式横庭撑，要单避免杂驰乱。下承殖式肋厕拱，僻靠拱肿脚段崭由于隆通行稀净空退的需帮要，僚不能刷布置让强大席的K撑或X撑，累横向猜稳定盲性可段以通斤过端养横梁询和肋扑间的徒横向赚联系呼来保字证。第三章栋钢刺管混凝配土拱桥躁构造二、豪提篮米拱变截面骗板拱的范截面变戚化形式扬有：①变高度安；②变宽苏度。前者是最加强拱腔脚面内选抗弯能贼力，后竭者是加展强拱的宁横向稳颗定。变高算度肋菌拱引形起的海内力阁变化掠规律糊同板浮拱。X型肋拱框主要是芒靠两肋召间的距快离变化阿提高横采向刚度璃，而不少是依靠僵肋自身辩的横向苦刚度。第三牲章全钢喊管混争凝土昨拱桥蒜构造第五饿节昏桥面顺系钢管砼映拱桥常蚂用的桥他面系布稀置形式脉有二种付：①整体肋给板式；②纵铺住桥面丛板式摩。一、整袭体肋板拨式整体燃肋板器式由夺纵梁榴和横物梁及撕桥面膛板组斑成整剑体，先具有伐较大皮刚度富。吊头杆间如距为皆跨径选的1/1鹅0～1/1炒6。第三章挑钢虏管混凝唤土拱桥住构造跨径50m左右涛时选端用5m；跨既径12霉0m左右饲选用7.散5m。纵完梁一宝般采废用预眼应力刮结构翁，截然面以耀箱形头为主溉，跨帐径小恭时可旗采用氏矩形胀截面纪。整体肋沃板式的寺纵横梁游采用固造结构造薄。桥面蠢板可以凉预制，蕉也可以辜现浇。第三章贱钢杂管混凝午土拱桥窗构造二、纵斤铺桥面康板式将横梁恶设置于堆立柱上晨或吊杆吗下，然粉后纵向确铺设桥富面板，省结构受暂力明确搬。主跨60m以内物，吊潜杆间币距在4m左右菠；主跨60～15也0m时，岁吊杆秃间距5～10m；跨径>1偷50杯m，吊杆锅间距宜舒在12掀m左右士。第三章窑钢独管混凝浑土拱桥悬构造中承沙式拱胆在拱描肋与灰桥面池相交哥处加丙宽桥谊面，球以保末证通聋行净莲宽。浇如果援上承医部分厘长度纵较短肆，可岛将拱快肋与软桥面即相交鸭处的哪横向摇加宽浑延伸涌至墩牵台处雹。下承部粱分常采渡用柔性贵吊杆，舒柔性吊旗杆体积身小，拱挎肋与桥尺面系相拾交范围叉以外人繁行道可扑利用拱然肋一部坛分宽度妥甚至全版部。第三蝴章肢钢母管混扎凝土伐拱桥应构造纵铺桥却面板中境，横梁前自重不裂宜超过会主拱肋众钢管的狂吊装单车元重。缠横梁跨孙度一般豆等于两恋拱肋的啊中距，上横梁承散担荷载汪长度为衡两吊杆耽或立柱责间距。横梁跨吵径在10携m左右，钓常用钢开筋砼构皱造；20笛m左右时瞎，应采门用预应样力构造蓬；第三章鹅钢佣管混凝移土拱桥蜘构造吊杆横胸梁在小鉴跨径时趁采用矩胁形截面渔，跨径慈稍大采闯用“工单”字形镰，横梁脾也可采想用箱梁逮。为发注挥箱梁雷截面抗悬扭能力木，可以馋采用纵虽桥向双赵吊杆构鹅造。桥面板抛可选用务实心板设、空心谨板、π型板透、槽筋型板波和T型板。挠纵梁可嫂做成简慰支桥面迎或先简岛支后连拼续结构族。桥面富板可痒采用钳预制纤吊装熊。应谋注意鼓桥面遭板之求间和摘桥面本板与归横梁鸣之间柜的联惨结。第三不章怠钢斩管混隆凝土肆拱桥然构造当横梁挺间距不泊大时，芒还可采危用现浇粉连续的仍桥面板置。这种王结构唐型式执能降溉低桥躲面系旁的建头筑高败度。谦但施切工较摊为麻匪烦，划桥面赢板负财弯矩雾区也熔应采叼取构慢造措召施防俱止开翁裂。第三酬章课钢比管混服凝土岗拱桥满构造钢筋砼坦立柱的乐柱脚焊井接于拱吸肋之上正的钢板蛛箱，钢毫板箱内当灌有砼军，立柱之钢筋焊远于钢板跑箱上。对于双小跨梨径拱功桥中抵的短塔立柱篮，也侮有直用接采创用钢展板箱烧作为孙立柱摩的。