大跨度钢管混凝土拱桥设计施工技术

大跨度钢管混凝土拱桥设计、施工技术研究重庆交通大学顾安邦一、钢管混凝土拱桥发展概况

钢管混凝土拱桥具有受力合理、施工方便、外形美观、造价经济等优点，已成为一种很有竞争力的桥型，在我国得到了较快发展。（1）1930年苏联建造就了第一座钢管砼拱桥（2）1991年我国建成了第一座钢管砼拱桥－115米的四川旺苍东河大桥（3）2000年360米的广州丫髻沙大桥是转体施工的世界最大跨度钢管砼拱桥（4）2005年460米的重庆巫山巫峡长江大桥是世界上最大跨度的钢管砼拱桥（5）2006年368米的湖南茅草街大桥是世界上最大跨度的钢管砼系杆拱桥（6）至2007年，国外修建钢管混凝土拱桥13座，国内修建各类钢管混凝土拱桥253座；其中跨度200米以上的有23座。（7）2009年，主跨500米的四川合江长江大桥正在修建。1991年建成的四川旺仓东河大桥2000年建成的广州丫髻沙大桥2006年建成的湖南益阳茅草街大桥2005年建成的重庆巫山长江大桥钢管取混凝碌土拱烟桥优担点：钢与森砼结呜合，隐充分婆发挥顷了两奥种材胳料的定受力听特性臣，跨秀越能箭力与旋适应薪能力姑强、晚承载踪蝶能力谎大、必经济壳合理涌、施钢工快堆捷、眯外形犁美观召。国内趋外应滨用情往况：十多桑年间撤我国骗设计到和建督造了20例0多座蚂不同碑跨径驳、不昨同结军构体便系、奏不同普截面串形式饼的钢张管混候凝土俱拱桥倾，为纤拱桥授的发岭展开举辟了亏广阔写的应因用前炉景。西部解地区汪特点北：西部屿地区坟特别羞是西熟南地雅区属脱山岭剪重丘淘区，跑修建议钢管陡混凝寻土拱誓桥可菌以避盖免高住墩、资高塔相、上副下部禁结构稻可同夜时施油工，贪缩短他了建玩设工加期，滋是经身济欠采发达乒的西惧部地皮区理战想的贷桥梁聪结构惠。钢管朋混凝蛛土拱核桥需外要解加决的计问题由于单对钢忠管混旺凝土蚂拱桥完的设燥计理恋论和盟方法戴、施意工和基养护颠技术摸缺乏处系统借深入知研究雀，使糊得各狗个环荒节的浩关键鞋技术理未形查成统邻一认耍识，乖没有你设计详、施薪工规趣范，银缺乏委科学心的指擦导，括影响杨了进倒一步艇发展打。为此活交通绵部组构织了泊重庆躁交通赵大学章、湖锁南省总交通桶规划匆勘察茄设计柴院、谣四川去省公叉路规疫划勘歌察设呼计研骂究院横、广仍西路料桥总狱公司路，等14个单芦位，贫进行倡了专键项研脏究，屿形成况了一饺整套希钢管涨混凝扭土拱窗桥建堤设技冒术。歇下面乖将主价要的纹研究壳成果跨向大序家汇烤报。二、海设计箭理论荷和计缴算方域法研丘究设计朱计算拐理论非分析穴研究钢管闷混凝璃土本齐构关角系试春验研塔究钢管博初应即力对倒拱桥棕结构重行为岔及承居载力照的影辞响研欢究大直遍径钢蹦管混局凝土屡收缩固徐变急研究钢管移混凝椅土温他度场寸研究钢管办混凝铃土结疾构节碌点疲势劳试欺验研斗究管内辉混凝疯土脱炕空对眼钢管自混凝概土承点载力嫂影响漠研究统一龙理论境：把士钢和波砼考欠虑为泻一种猜统一谣的组齿合材酸料，厉来计愈算截诸面、益材料剂特性省和建佩模，武此法北特别跑适合狐于计积算极庸限承羽载力杂。套箍继理论虎：即旱分别俊按钢野和砼恢建立牵单元露，砼躺单元帐考虑研钢管盐的套翻箍作秧用，刷然后谷再把暴两个允单元佛联接役起来扎计算给，比召较适保用于罗施工虫全过娱程分桂析。这两晨种理盼论，缘瑞虽然破计算托方法餐不一艺样，址但结茂果差辉别不暗大。笼我们询课题摩组推樱荐统症一理晋论。西部粒科技枣项目钢管辟混凝舞土拱据桥设丑计方刷法与极计算管理论作研究纪成果•钢管顿混凝德土本互构关脱系试策验研承究在已奏有钢圆管混叫凝土卖本构池关系筑研究益基础脂上,通过殃不同此管径参钢管询混凝株土试泛件的喉试验,建立探了大漏直径拌钢管块混凝感土在轰轴心娘受压景、偏逼心受齐压条软件下胆的本妈构关帆系的毁修正杠表达玩式，提出策了考掀虑管帆内砼眠损伤茧的大你直径浪钢管减混凝客土本潜构关雄系表哨达式西部依科技哄项目钢管摸混凝他土拱水桥设叶计方墙法与枕计算汉理论败研究妻成果通过酒合成感法建僻立钢犯管混重凝土予在偏奶心受董压条巩件下辈的本愁构模逃型钢管抢混凝荒土本修构关爸系试趋验研辱究修正谋后的复套箍欧系数:任意蚁混凝披土条村带的贱套箍驼折减训系数:参数星修正西公式:西部勿科技扶项目钢管嫌混凝第土拱途桥设留计方驼法与蔬计算气理论造研究参成果提出缝了计斜入钢接管初五应力个的钢名管混煌凝土国拱桥当有限翅元计胸算方幼法；建立伐了单生肢、球哑铃烂型和击格构臣型钢签管混断凝土牙拱桥亲考虑阳钢管灰初应卧力的岂承载鼻力影胜响系鹅数计季算公蛾式试验额加载四示意阻图试件勇破坏块图•钢管渠初应材力对坟拱桥灭结构堤行为佣及承砍载力熄的影姿响研扒究西部堤科技取项目钢管估混凝贡土拱坑桥设蜂计方怠法与嚼计算瓜理论傍研究齿成果钢管刘初应湿力对谎拱桥素结构拜行为门及承狐载力谱的影但响研蚁究开展曲了不奶同初紫应力半系数晌和不俘同偏爪心率酱的钢躁管混擦凝土冤构件岩承载范力试吉验，朗验证从了钢沾管初滩应力亏的存岁在会抹降低第钢管寸混凝脱土构剖件的型承载朝力，哑试验侨结果认与理凭论分毒析结酱果吻禽合良冒好。有初私应力位的空屈钢管百试件西部不科技静项目钢管勉混凝络土拱钻桥设槽计方约法与滚计算诉理论持研究照成果钢管崖初应子力对萌拱桥陵结构装行为疑及承脱载力见的影罚响研盘究开展圆了单躁肢、壳哑铃碎型和纱四肢格格构刷型钢江管混咐凝土免拱桥董在不描同初算应力台系数朵、不披同含什钢率槽、不堂同跨遇径下顿的承旦载力堡计算巴，结猴果表微明：钢管胸初应督力引丹起钢奖管混布凝土缓拱桥浪承载辰力降指低，即最大灭降低晒值可途超过10蝇%，但御不同磨的拱老肋截婶面型铃式（惕单肢别、哑施铃型意和四奖肢格恰构型潜），锦最大露降低父值不妨相同贪；初应楼力对嗓单肢胸钢管跃混凝梢土拱钥桥承沫载力芒影响豪最大墓，哑盏铃型暗截面崖次之拣，四兰肢格摊构型帖截面弯影响亏最小蜂；以拱秀桥承舞载力盛降低统控制律在10暴%为界染限，抚单肢鞋拱初导应力艰系数困应控碗制在0.房诚3，哑帅铃型买和四隔肢格逐构型谱拱初带应力蛙系数驼控制饰在0.岁6。在开指展初漠应力叮对钢闲管混圈凝土策拱桥据承载疯力计券算时织，必灾须考打虑几婚何非先线性吴的影箭响，话即应带同时爽按材攻料非航线性未和几肿何非取线性亭分析兼，否担则结脸果偏开大。西部扁科技印项目钢管统混凝色土拱胁桥设罗计方什法与头计算介理论絮研究草成果钢管邀初应旱力对歉拱桥陆结构加行为豆及承予载力追的影拘响研捏究通过亚对单堡肢、滔哑铃取型和词格构扔型钢铅管混饶凝土货拱桥谦考虑葬钢管孩初应冒力的将极限伐承载向力分铸析，禁应用反回归婚分析挤法得脑到了弹三种饮截面忘型式版的承带载力垫影响泥系数鸭计算真公式息，为笛今后蚂钢管收混凝宿土拱两桥设助计提圈供了暑依据镰。哑铃铃型承导载力逼影响交系：四肢牌格构银型承福载力肚影响婚系数旅：单肢熔承载朋力影拥响系付数：西部絮科技陡项目钢管边混凝躺土拱传桥设吼计方嗓法与拨计算桥理论问研究吊成果进行亚了长庸期（咸五年开）的都收缩被徐变忆室内俘模型沾试验旱和实罚桥测奏试，蓬基本找摸清助了钢雀管混妥凝土进徐变艳及其职应力邀重分复布规净律，雁建立鞋了考德虑钢兵管约极束的资徐变同系数去和应充力重怕分布帖计算柿方法挖和公培式。•大直侧径钢然管混讯凝土子收缩设、徐矮变特固性研辟究西部业科技萌项目钢管税混凝阔土拱持桥设为计方撒法与向计算贞理论杯研究予成果经模怒型试撕验和既实桥居测试僚，摸绝清了惨钢管痒混凝丧土的删徐变琴规律勺。提出最了用校考虑胁钢管狱徐变鞋约束楼的徐凭变系牧数，责来替捧代混萄凝土为徐变泻系数耳进行精徐变童分析主的理暖论。提出饼了用尿组合泡截面尿法来暮模拟桌钢管绩混凝抓土单坏元，笔得到今了钢霸管与议混凝剃土的励应力省重分氏布公呢式。经实膀桥检膊测，器计算存结果浆与实疗桥检师测值太相吻纺合。大直肠径钢滋管混午凝土丹收缩尿、徐爽变特报性研占究西部链科技案项目钢管虫混凝尚土拱测桥设抢计方彻法与斧计算锤理论锅研究魔成果钢管刊混凝廊土收缩幅徐变唯试验考虑赚约束再的徐涝变系拔数压应娇力拉应渣力钢管症混凝疮土收缩纲徐变摩试验重庆柳交通膀大学实验迈室西部杀科技辽项目钢管齿混凝热土拱前桥设选计方筛法与芝计算遗理论联研究虎成果大直阴径钢皇管混隔凝土宫收缩豪、徐柜变研似究根据旧混凝般土收奇缩徐哭变线状性计待算理被论中宴按龄胀期调衰整有铅效模分量法捏，用卫钢管抖砼组根合截违面理挖论，么并考氧虑钢似管约础束的笔徐变有系数歼，重帜新推创出了世适合培于钢抗管砼李徐变值计算满的按毕龄期孟调整颜有效匹模量鹊法式中液称为礼按龄挣期调葱整的漆有效踢模量西部屯科技程项目钢管浸混凝稠土拱辆桥设酒计方海法与诊计算粗理论摆研究彼成果进行械了钢胡管混踩凝土竹拱桥摄节段乱、实宜桥温蜂度场会测试正和稳咳定模房诚型试常验，帖提出堂了温涝度分瓜析计奋算模辱型和挥公式迅以及叨温度咳、非栏线性服等因遵素影厅响下饥钢管漏混凝夏土拱述桥静围力、乏稳定陵性分公析方单法。•钢管姑混凝筹土拱园桥温持度场织研究试验模型总体布置图西部程科技睛项目钢管捞混凝副土拱普桥设梨计方符法与鞠计算嘉理论步研究脑成果钢管负混凝材土截伏面温块度分纵布函醉数如烈下：式中踢：y享—为计嫂算点帜沿截粱面直鸭径方毛向至道混凝靠土表陪面的往距离佛；D研—为混栽凝土晚的直仅径；T0—为钢锅管混隔凝土感结构羽混凝碌土沿切截面智直径糕方向活的最制大温昌差值躲。钢管洁混凝命土拱乎桥温轧度场粗研究西部导科技候项目钢管散混凝逗土拱钥桥设采计方驾法与贡计算劫理论母研究睛成果钢管鸽混凝祖土截畅面温鲁度梯生度示凉意图亭：钢管猪混凝屯土结雹构截堡面混倾凝土茄温度少梯度钢管犬混凝恢土拱钳桥温妙度场府研究西部团科技守项目钢管绩混凝钩土拱裤桥设序计方夕法与历计算症理论垒研究绑成果•钢管殊混凝站土结概构节驱点疲版劳试客验研舅究针对歉主管页与支回管相菊连接被的节拉点开组展了赶多组防模型晋试验提出恨了钢摔管混踪蝶凝土俊节点从设计箩的合多理构块造形缓式推荐名了确榜定节喊点应扇力集夸中系籍数和用预估悔节点袖疲劳吴寿命伪的方束法西部芳科技干项目钢管嚼混凝族土拱著桥设已计方踏法与失计算栋理论须研究肆成果钢管凤砼节恐点疲刑劳试魔件大撑样相贯馋线处且单元缺划分窜网格倚图钢管工混凝管土结候构节板点疲批劳试短验研真究西部修科技慰项目钢管进混凝剪土拱废桥设止计方见法与既计算尾理论活研究溪成果测点5354555657585960空心管试件21.9511.672.5213.2922.5413.011.8211.20钢管混凝土试件16.8713.329.9013.5917.8013.548.4813.35钢管彼混凝巨土试亚件与六空心尸管试植件在牺支管是中截标面处从应力雀比较耍（单厉位：MP幸a）钢管洒混凝份土结逆构节皱点疲航劳试窄验研擦究钢管储混凝祝土节济点与喜空心咽节点泽在支铃管相沿贯线满处的SC畅F比较西部扮科技土项目钢管沙混凝具土拱玩桥设葱计方巾法与衣计算化理论蠢研究俩成果提出触钢管突砼节叫点疲情劳强泥度修闸正系穿数

推荐裳：相介对于锅美国恐焊接贵学会半（AW换S））D1完.1返E竖T空心挺管节朗点疲描劳曲之线，祥局部伯开坡幻玉口的半钢管泪砼节无点疲尚劳强辛度容拒许修战正系孟数[

]＝2.增0钢管撑砼节叶点疲振劳强竭度计足算公扔式钢管林混凝死土结增构节窑点疲阴劳试喜验研隶究承受这剪应呈力的泽管—板节诊点的晒设计伯疲劳偏强度数可采完用80暗MP谈a西部辰科技狂项目钢管厨混凝珍土拱防桥设异计方曲法与蛇计算碧理论夕研究去成果三组乐试件顿钢管怨混凝理土节列点疲罢劳强寺度修孤正系插数试件节点类型疲劳寿命(104)疲劳强度（MPa)疲劳强度修正系数钢管砼节点(试验值)空心管节点（AWS）XCFJ1N26354.4423.242.34XCFJ2Y10660.0129.632.02XCFJ3N29354.4422.582.41钢管版混凝恩土结贸构节昌点疲歉劳试挪验研址究西部恩科技雪项目钢管作混凝团土拱砌桥设帅计方谅法与涌计算耀理论称研究匀成果管内黑混凝穴土脱稻空对盾承载胁力影奴响研贞究通过牛多组武试验纯和分殖析，两验证齿了钢牲管混利凝土帮脱空叙对钢谱管混讽凝土狮承载们力是写有一咬定影裳响的妻：脱空芳率大腹于1.赶2%时，鼻影响塞较显泰著，滨建议倚修补济和灌检填；舟当脱慕空率炒小于1.航2%时，搬影响继很小踪蝶，可这忽略乡丰不计玩，或传者考萄虑脱阳空率即折减厉系数kt=0兵.9涝7。西部饥科技热项目钢管寻混凝轰土拱舰桥设联计方咸法与世计算卵理论垃研究宽成果二、钢管宁混凝经土拱捎桥结构忘设计拥与合恋理构责造形距式研格究开展届了钢项管混蛙凝土晓拱桥凶设计萍构造错形式香研究眨；提出金了钢新管混瞧凝土饰拱桥宵主要参构造梢的合蓝理型锦式和港几何梨设计容参数腹的合必理取依值范程围西部次科技狂项目钢管脱混凝伤土拱则桥设凡计方贼法与投计算春理论故研究斜成果混凝藏土与六钢材家的匹译配钢管炒混凝泽土拱吗桥结引构设钉计与警合理刮构造谜形式坏研究Q2罢35钢配C4仁0级混佛凝土Q3诉45钢配C4颈0～C6添0级混豆凝土Q3清90钢配C6裙0级及屿以上奶的混隶凝土西部萍科技辫项目钢管典混凝要土拱宜桥设抹计方浙法与糖计算堤理论耗研究抵成果钢管极最大铜径厚摘比钢管供混凝呜土拱昂桥结墓构设妹计与椅合理缩慧构造卖形式斩研究西部岗科技笋项目钢管泛混凝使土拱顽桥设废计方缸法与拍计算丹理论棚研究学成果钢管曲最小庙径厚券比钢管游混凝雁土拱化桥结窗构设椒计与组合理劣构造港形式权研究推荐袖值:老D/雪t=咐35径厚比GB50017-2003DL/T5085-1999JCJ01-89CECS28：90CECS104：99BS5400-3：2000BS5400-5：1979Q235-10020-10025-10020-8520-90-90.6-83.7Q345-6833.3-10020-70.220-61.3-61.7-69.1Q390-6020-6620-54.2-54.6-65.0西部挖科技瓣项目钢管盐混凝俯土拱盼桥设喜计方趴法与崇计算姐理论哄研究含成果套箍静指标考虑逆可靠缎度要属求及感混凝交土平孔均强左度等颗级C5部0现状虚，推谨荐0.荣6钢管效混凝蕉土拱臂桥结层构设秃计与古合理垄构造矮形式总研究西部菌科技瘦项目钢管涌混凝矩土拱茧桥设顽计方沈法与盛计算军理论熔研究塘成果跨高窑比分俗布图钢管水混凝浸土拱渣桥结挣构设帽计与悔合理懂构造待形式壤研究矢跨夫比通过谋数值泛分析驱，单烂肋拱弹第一再阶失骂稳模王态为推面外孝屈曲的，矢烛跨比1/昌4～1/全5时可师获得贷最大役面外底稳定晓性上承骆式拱击桥矢扇跨比忠：1/怖5～1/休6中承畏式、划飞燕可式拱趴桥矢菌跨比渴：1/蚕4～1/撞5下承席式刚缺架系乱杆拱沉、拱衬梁组股合体肾系桥虏矢跨锁比：1/申4.脸5～1/欲5.倦5西部摩科技繁项目钢管港混凝双土拱怖桥设私计方狭法与扎计算派理论箱研究刻成果单管抵式截题面最大躺跨径衣以不捞超过80撑m为宜其主泽弦管漂直径钢管济混凝呜土拱垄桥结既构设性计与紧合理秋构造嫌形式尖研究西部挑科技扰项目钢管滚混凝兔土拱肠桥设州计方充法与臂计算扇理论踪蝶研究脊成果哑铃晓形截博面最大翠跨径耕以不链超过15换0m为宜哑铃修式截乘面高喜度弦管素直径0.山37～0.兽45睁H哑铃评式截地面高信度(公路-Ⅰ级)哑铃滑式截虑面高保度(公路-Ⅱ级)钢管骡混凝伟土拱而桥结仿构设水计与段合理芝构造勺形式交研究西部充科技进项目钢管瘦混凝惜土拱川桥设撤计方馋法与弦计算军理论减研究霸成果桁架父式截扎面跨径娱大于15丢0m，一辅般只辫能采撑用桁物架式若截面截面垮高度桁宽0.像5～0.训6H、管糊径0.寄19～0.拳23改H跨径抽大于25毒0m后，治宜采默用变职高度素桁架终式截是面拱顶棍高0.它8H、拱镇脚高1.怜4H桁架象式截蛛面高拿度(公路-Ⅰ级)桁架绕式截盏面高时度(公路-Ⅱ级)钢管傻混凝谁土拱缠桥结橡构设似计与隐合理柴构造宽形式旗研究西部永科技阅项目钢管纽奉混凝持土拱墓桥设搭计方赛法与拐计算悔理论制研究菌成果桥道凯系位掠置、鹊多跨席拱桥当跨径项比例中承牧式拱谦桥桥布道系熊位置宗，优场先考顷虑0.菠61纳8黄金左比例多跨青中承宅式、马下承跪式拱殃桥边刚中跨逐比取0.棕71，符竞合动崇态匀苏称级尾数飞燕吃式拱钟桥的严边中电跨比0.倚3～0.婚2，建渴议取钢管勺混凝团土拱红桥结标构设鼠计与扎合理鹊构造语形式扇研究西部绪科技赶项目钢管侵混凝辉土拱撇桥设浓计方削法与犁计算功理论拐研究掘成果典型始桥道询系结组构分典类一类二类三类四类五类六类桥道系梁(板)简支于盖梁上桥道系梁(板)与吊杆横梁铰接桥道系梁(板)与横梁先简支后连续刚接横梁之间用加劲纵梁连续贯通，纵梁简支于肋间横梁之上横梁之间用加劲纵梁连续贯通，纵梁与拱肋固接，形成刚梁刚拱横梁之间现浇桥面板形成整体桥面系钢管速混凝酷土拱洁桥结潜构设移计与辩合理酬构造冠形式计研究西部纽奉科技雪项目钢管艳混凝筑土拱配桥设添计方划法与妖计算切理论象研究帜成果桥道般系研表究结瞒论通过聪数值驾分析坦，对甲大跨匪中承坛式拱屡桥，但桥道遮系位钢置设恨在0.猜6～0.创8f间可寸使桥掀梁具益有较柱大的折横向斩稳定恭性推荐勇类型:纵向型连续只体系能够田防止容因吊良杆意晨外引晓起重蜘大安志全事吹故活载葬能往锁远处别传递福，吊奇杆、遍横梁珠和拱爬圈受孕力好钢管傲混凝耗土拱仓桥结线构设翁计与耗合理裂构造御形式丝式研究西部余科技妻项目钢管腾混凝员土拱围桥设帽计方售法与声计算渐理论顶研究卵成果吊杆生及连馋接构络造的甘合理慎形式双向海铰接设置描球铰钢管塌混凝上土拱撇桥结跟构设无计与扇合理完构造孝形式浊研究有意疼加长马短吊冶杆长牌度西部匪科技欺项目钢管位混凝芦土拱锅桥设扣计方涛法与如计算别理论牺研究槐成果吊杆夺（索骑）安瓶全系拨数不罩小于3.匙0短吊坐杆（残索）决安全味系数炕不小喉于4.盯0系杆刻安全型系数凡不小镰于2.工5肋间报横向拼联接管系以K撑效恩果最魄佳西部净科技鼓项目钢管味混凝恶土拱月桥设裂计方勿法与佣计算泊理论稳研究珍成果拱圈快节段训接头外包贸钢板拔围焊箱接头高强肢螺栓杨接头内法伙兰盘疼连接钢管红混凝叫土拱夕桥结杨构设熊计与垫合理置构造饥形式遵研究西部长科技斧项目钢管残混凝陡土拱尽桥设伸计方掀法与待计算界理论挥研究柳成果三、钢管粮混凝纯土拱震桥施工玻技术奶研究开展笑了大衰跨径尽钢管岩砼拱蹲桥无卸支架折吊装技斜拉该扣挂援施工药方法贺的研低究。开展汉了管金内混弯凝土嫂材料顾和浇岛筑工忍艺的女研究西部霉科技蜡项目钢管钻混凝牵土拱恢桥设两计方娇法与佳计算身理论念研究雨成果重点顿研究格了吊弓扣合千一的谎施工桶方法译，基肺本解也决了笼吊扣过之间兴相互育干扰池问题榆。保秩证了朋拱肋丽吊装趁精度急。吊扣合一钢管不混凝篇土拱索桥施庭工关蜜键技甩术研骄究吊塔断铰支鬼于扣垮塔上键，并切提出水了扣司塔控坏制刚源度（号塔顶锯位移