鋼管混凝土拱橋構(gòu)造

1、橋梁施工情境三：拱橋橋跨施工1陜西鐵路工程職業(yè)技術(shù)學(xué)院主講教師：胡 娟2了解了解鋼管砼鋼管砼拱橋特點(diǎn)。拱橋特點(diǎn)。目標(biāo)目標(biāo)1 1認(rèn)識(shí)認(rèn)識(shí)鋼管砼鋼管砼拱橋組成。拱橋組成。目標(biāo)目標(biāo)2 2掌握掌握鋼管砼鋼管砼拱橋各組成拱橋各組成部分的形式部分的形式及作用。及作用。目標(biāo)目標(biāo)3 3能力目標(biāo)能力目標(biāo)任務(wù)一：認(rèn)識(shí)鋼管砼拱橋1.鋼管砼拱橋與沋河公園的兩個(gè)拱橋有何區(qū)別？（形式上）2.鋼管砼拱橋的傳力途徑是什么？3.鋼管砼拱橋有何優(yōu)點(diǎn)？3簡(jiǎn)簡(jiǎn) 述述v 鋼管混凝土簡(jiǎn)稱(chēng)為CFST（Concrete Filled Steel Tube）它屬于鋼混凝土組合結(jié)構(gòu)中的一種，主要用于以受壓為主的結(jié)構(gòu)。v 鋼管混凝土結(jié)構(gòu)在橋梁工程

2、中的應(yīng)用已有100多年的歷史。我國(guó)是從1959年開(kāi)始研究鋼管混凝土的基本性能及研究。v 1963年首次在北京地鐵車(chē)站工程中使用鋼管混凝土柱。v 20世紀(jì)80年代才應(yīng)用于我國(guó)橋梁工程的建設(shè)，但發(fā)展迅速。 廣東丫髻沙大橋（鋼管混凝土拱橋、主跨360m、2000年建成） 四川萬(wàn)縣長(zhǎng)江公路大橋（勁性骨架混凝土拱橋、主跨420m、1997年建成），標(biāo)志著我國(guó)在鋼管混凝土結(jié)構(gòu)方面處于世界領(lǐng)先水平。沋河公園兩個(gè)拱橋1. 1.鋼管鋼管砼拱橋與沋河公園的兩個(gè)拱橋有何區(qū)別砼拱橋與沋河公園的兩個(gè)拱橋有何區(qū)別？( (形式上形式上) )5認(rèn)識(shí)鋼管砼拱橋認(rèn)識(shí)鋼管砼拱橋此橋?yàn)榇藰驗(yàn)轱w雁式飛雁式中承鋼中承鋼管砼拱管砼拱橋，且

3、橋，且為無(wú)推為無(wú)推力拱。力拱。鋼管砼拱橋中砼三向受壓，鋼管對(duì)砼起著套箍的作用。鋼管砼拱橋中砼三向受壓，鋼管對(duì)砼起著套箍的作用。6鋼管混凝土的特點(diǎn)鋼管混凝土的特點(diǎn)v鋼管混凝土是在薄壁圓形鋼管內(nèi)填充混凝土而形成的一種復(fù)合材料。v它一方面借助內(nèi)填混凝土增強(qiáng)鋼管壁的穩(wěn)定性，同時(shí)又利用鋼管對(duì)核心混凝土的套箍作用，使核心混凝土處于三向受壓狀態(tài)，從而使其具有更高的抗壓強(qiáng)度和抗變形能力。 優(yōu)點(diǎn)：總體性能方面：v由于鋼管混凝土承載能力大，外表不存在混凝土裂縫問(wèn)題，可使主拱圈截面寬度相對(duì)的減小，以便減小橋面上承重結(jié)構(gòu)所占的寬度，提高了中、下承式拱的橋面寬度的使用效率。施工方面：v 鋼管相當(dāng)于混凝土的外模，它具有強(qiáng)

4、度高、剛度及承載能力大、質(zhì)量輕等優(yōu)點(diǎn)，易于吊裝或轉(zhuǎn)體，可以先將空管拱肋合龍，再壓注管內(nèi)混凝土，從而大大降低了大跨徑拱橋施工的難度，省去了支模、拆模等工序，并可適應(yīng)先進(jìn)的泵送混凝土工藝。v 鋼管是鋼筋，兼有縱向和橫向箍筋的作用，可同時(shí)受壓、拉。v 在受壓構(gòu)件中采用鋼管砼，可大幅度節(jié)省材料。鋼管混凝土的特點(diǎn)鋼管混凝土的特點(diǎn) 缺點(diǎn)對(duì)于管壁外露的鋼管混凝土，在陽(yáng)光照射下，鋼管膨脹，容易造成鋼管與內(nèi)填混凝土之間出現(xiàn)脫空現(xiàn)象；另外，由于施工中鋼管先于管內(nèi)混凝土受力，往往造成鋼管應(yīng)力偏高而混凝土不能發(fā)揮應(yīng)有的作用。 形式：直接用做主拱結(jié)構(gòu)即鋼管砼；以鋼管砼作為勁性骨架。鋼管混凝土的特點(diǎn)鋼管混凝土的特點(diǎn)任務(wù)一

5、解 答 鋼管砼拱橋多為下承或中承，而沋河公園的兩個(gè)拱橋?yàn)樯铣惺健：奢d橋面系橫梁吊桿拱肋系桿下部結(jié)構(gòu)鋼管對(duì)砼起到套箍作用，使砼三向受力，有利于承載力發(fā)揮。101.鋼管砼拱橋由哪幾部分組成？（各自的名稱(chēng)）2.各組成部分的形式有哪些及各自的作用？任務(wù)二：了解鋼管砼拱橋11了解鋼管砼拱橋組成了解鋼管砼拱橋組成鋼管砼鋼管砼拱肋拱肋橫撐橫撐立柱立柱( (吊桿吊桿) )下部構(gòu)造下部構(gòu)造系桿系桿橫梁橫梁橋面系橋面系12了解鋼管砼拱橋了解鋼管砼拱橋系桿系桿13鋼管砼拱肋鋼管砼拱肋單肢型斷面：?jiǎn)沃蛿嗝妫簶?gòu)構(gòu)造簡(jiǎn)單、受力明造簡(jiǎn)單、受力明確確，但跨徑過(guò)大，但跨徑過(guò)大則須相應(yīng)增大鋼則須相應(yīng)增大鋼管直徑和壁厚，管直徑和

6、壁厚，使鋼管制作和混使鋼管制作和混凝土澆注都不太凝土澆注都不太方便；適用于方便；適用于80m80m以?xún)?nèi)以?xún)?nèi)的小跨徑拱的小跨徑拱橋。橋。a) 單肢型14鋼管砼拱肋鋼管砼拱肋雙肢啞鈴型斷面：雙肢啞鈴型斷面：斷面斷面抗壓剛度大抗壓剛度大，縱向抗彎剛度也縱向抗彎剛度也大大，是較理想的，是較理想的斷面型式。缺點(diǎn)斷面型式。缺點(diǎn)是是側(cè)向剛度相對(duì)側(cè)向剛度相對(duì)較小較小，橋面以上，橋面以上必須設(shè)置風(fēng)撐以必須設(shè)置風(fēng)撐以確保橫向穩(wěn)定。確保橫向穩(wěn)定。適用于適用于80m80m120m120m跨徑跨徑的拱橋。的拱橋。b) 雙肢啞鈴型15鋼管砼拱肋鋼管砼拱肋三角形格構(gòu)三角形格構(gòu)型斷面：型斷面：縱縱向剛度大，向剛度大，橫向剛度

7、也橫向剛度也大大，適合于，適合于無(wú)風(fēng)撐的鋼無(wú)風(fēng)撐的鋼管混凝土拱管混凝土拱橋上。橋上。c) 三角形格構(gòu)型拱肋拱肋d) 集束型16鋼管砼拱肋鋼管砼拱肋四肢格構(gòu)型斷面：四肢格構(gòu)型斷面：由鋼管、腹桿和橫由鋼管、腹桿和橫聯(lián)組成桁片；斷面聯(lián)組成桁片；斷面高度根據(jù)跨徑和大高度根據(jù)跨徑和大小決定，而寬度則小決定，而寬度則視跨徑和橋面寬度視跨徑和橋面寬度確定。確定。常用于大跨常用于大跨徑。徑。e) 四肢格構(gòu)型17鋼管砼橫撐鋼管砼橫撐一形、一形、H H形形橫撐18鋼管砼橫撐鋼管砼橫撐K K形形橫撐19鋼管砼橫撐鋼管砼橫撐X X形形橫撐20吊吊 桿桿吊桿的構(gòu)造與吊桿的構(gòu)造與一般的斜拉索一般的斜拉索基本相似，?；鞠嗨?，常用的為用的為和和兩種，所用兩種，所用的的有有。吊 桿21中中 橫橫 梁梁 通 過(guò) 吊通 過(guò) 吊桿相連，起桿相連，起到支承橋面到支承橋面板的作用。板的作用。中橫梁中橫梁22系系 桿桿系桿一般系桿一般采用采用。平衡拱的平衡拱的水平分力。水平分力。系系 桿桿23橋面系橋面系24 任務(wù)二解答任務(wù)二解答單肢、雙肢亞鈴、三肢單肢、雙肢亞鈴、三肢格構(gòu)、四肢格構(gòu)、集束形（不常用）格構(gòu)、四肢格構(gòu)、集束形（不常用）橫撐：橫撐：一字、一字、H H形、形、K K形、形、X X形形系桿：系桿：體外無(wú)粘結(jié)預(yù)應(yīng)力體外無(wú)粘結(jié)預(yù)應(yīng)力拱肋拱肋( (承壓為主承壓為主) )、橫撐（加強(qiáng)橫向穩(wěn)定）、吊桿及、橫