公路鋼管混凝土拱橋設計規(guī)范宣貫交流

四川省交通運輸廳公路規(guī)劃勘察設計研究院牟廷敏交通行業(yè)推薦標準公路鋼管混凝土拱橋設計規(guī)范宣貫交流一、編制背景二、主要內(nèi)容三、關鍵技術四、使用注意匯報提綱一、編制背景1、發(fā)展概況（1）1930-1940年前蘇聯(lián)，建造了公路和鐵路鋼管混凝土拱橋。（2）1990年，中國建成了第一座拱橋-四川旺蒼東河大橋。（3）2015年6月，跨度≥50米，已建成400座，≥100米的179座?！?00米的有38座。（4）2005年-460米巫山長江大橋；2013年-主跨530米合江長江一橋。（5）在建主跨507米合江長江三橋，鋼管混凝土系桿拱橋。（6）鋼筋混凝土板、鋼橋面板、疊合橋面板到鋼-混凝土組合橋面板。2、建設規(guī)模已超過400座，18座/年，而鋼筋混凝土拱橋和鋼拱橋（7座/年、2座/年）；公路與市政鋼管混凝土拱橋約占88％。是在沒有規(guī)范的基礎上建造的，規(guī)范頒布已十分必要。

行業(yè)分布比例各行業(yè)鋼管混凝土拱橋數(shù)目增長趨勢一、編制背景3、依托工程巫山橋、合江橋、孔雀河橋、成都府南河橋等。4、科技成果國家、部、省等資助，20多年來的科技成果支撐，大量橋梁建設經(jīng)驗。研究成果涉及計算理論、結構構造、施工工藝、材料、質(zhì)量控制過程與竣工質(zhì)量檢查等。一、編制背景5、編制過程法律法規(guī)和編制文件→制定大綱→經(jīng)驗和成果→專題研究→形成報告→編制討論→征求意見稿→送審稿→總校稿→報批稿（共Ⅳ版）。一、編制背景一、編制背景二、主要內(nèi)容三、關鍵技術四、使用注意匯報提綱二、主要內(nèi)容規(guī)范關鍵詞:公路、鋼管混凝土拱橋、設計。公路→行駛汽車荷載，交通組成復雜，有疲勞！有損傷！鋼管混凝土拱橋→不同于鋼管混凝土柱，施工分期形成受力截面，初應力高；不豎直，且混凝土灌注量大，有脫空；空中有接頭，質(zhì)量控制難；吊索斷裂，橋面坍塌多次，風險高；施工逐節(jié)段形成，體系轉換多；設計→規(guī)定了主要內(nèi)容為術語、符號；設計與計算需要的材料參數(shù)，構件與結構計算方法，體系穩(wěn)定與正常狀態(tài)，主拱及相關結構與構造參數(shù)等。因此，該規(guī)范應突出的特點，充分體現(xiàn)鋼管混凝土橋梁用于行駛汽車，充分研究施工過程與受力行為特點，充分研究我國鋼結構橋梁加工制造特點，提出針對性強的技術條款。貫穿規(guī)范的主線，統(tǒng)一理論、組合構件、鋼結構的完整性、非線性影響等二、主要內(nèi)容計算特點：①承載能力極限計算、應力法計算等方法,研究了成拱過程的驗算方法；②研究了節(jié)點疲勞性能及驗算方法；③研究了溫度荷載的作用形式；④研究了沖擊性能的作用；⑤強調(diào)了強度、剛度、穩(wěn)定與動力性能綜合計算與評價要求，并計入幾何、材料、初應力、脫粘等初始缺陷的影響。構造特點：①引入了完整性的概念設計，強化細節(jié)構造要求；②根據(jù)實際工程調(diào)查，主張合理、先進、易于施工的結構構造，放棄復雜、多次造成工程質(zhì)量事故的構造；③強化橋面板的整體性能要求；④鋼管內(nèi)混凝土性能要求；⑤吊索與系桿索的耐久性設計；⑥相應的主拱、橋面梁、系桿索、吊索等結構的合理構造。施工特點：①充分考慮施工特點，制訂了脫空、初應力折減系數(shù)；②制訂了成拱的吊裝、轉體、大節(jié)段提升等安裝計算，制訂了主管內(nèi)混凝土制備與灌注工藝要求。二、主要內(nèi)容一、編制背景二、主要內(nèi)容三、關鍵技術四、使用注意匯報提綱1、總則→本規(guī)范設計適用于圓形鋼管混凝土截面的公路拱橋?！O計，應提出施工方法、步驟和體系轉換，其主拱成拱工藝涉及結構設計計算、安裝計算等，且施工技術是建設拱橋的關鍵?！┕るA段計算，鋼管內(nèi)混凝土強度低于80%，按照鋼結構計算，高于80%時，按鋼管混凝土截面計算。→施工階段計算，鋼結構構造細節(jié)，應滿足完整性設計。鋼管在制造或服役期形成的局部缺陷，在惡劣環(huán)境中，急速惡化擴展，造成病害。鋼結構構造連接設計不合理、或鋼管焊接連接工藝粗造，造成局部缺陷，影響橋梁完整性和壽命。→未涉及部分，應執(zhí)行相關規(guī)范要求。三、關鍵技術2、術語

2.1.2鋼管混凝土拱橋→主拱為鋼管混凝土構件的拱橋

2.1.3自密實補償收縮混凝土→具有高流動度、不離析、均勻和穩(wěn)定等特性，澆筑時依靠其自重流動，無需振搗而達到密實，硬化時依靠膨脹劑及反應水作用，使混凝土微量膨脹而補償收縮的混凝土。2.1.4組合彈性軸壓模量→鋼管混凝土構件組合截面在軸心受壓且其縱向名義應力與應變呈線性關系時，名義壓應力與壓應變的比值。2.1.7約束效應系數(shù)設計值→反映鋼管混凝土組合截面的幾何特征和組成材料的物理特性的綜合參數(shù)設計值。2.1.8鋼管初應力→鋼管混凝土構件內(nèi)混凝土達到設計強度前空鋼管的應力。2.1.9脫空率→脫空截面積與鋼管混凝土組合截面積的比值。

三、關鍵技術2.1.10初應力折減系數(shù)→反映鋼管初應力對鋼管混凝土承載能力影響的程度。2.1.11脫空折減系數(shù)→反映鋼管內(nèi)混凝土脫空率對鋼管混凝土承載能力影響的程度。2.1.12單管主拱→橫截面為單根鋼管混凝土的主拱。2.1.13啞鈴型主拱→橫截面為兩根豎向排列的鋼管混凝土通過連接鋼板組成的主拱。2.1.14桁式主拱→上下鋼管混凝土通過支管連接組成桁式受力結構的主拱。2.1.16組合受壓構件→由兩肢或兩肢以上的鋼管混凝土主管通過連接件組合形成受壓截面的構件。2.1.17完整性設計→在鋼管材質(zhì)、荷載、構造、制造、安裝、維護等設計時，既規(guī)定構件強度和剛度，又規(guī)定構件損傷容限和抗斷裂要求，保證達到設計使用目標，具有系統(tǒng)性、整體性和綜合性特點。三、關鍵技術3、材料→根據(jù)結構的重要性、荷載特征、應力狀態(tài)、連接方式、環(huán)境條件等因素確定鋼管強度和質(zhì)量等級。鋼材常用強度等級為Q235、Q345、Q390，鋼材質(zhì)量等級應根據(jù)使用環(huán)境溫度選用B級或B級以上。→鋼管宜采用卷制焊接直縫管。當鋼管徑厚比不滿足卷制要求時，可采用螺旋焊接管或無縫鋼管。卷制焊接直縫管制造精度高、質(zhì)量可靠、成本較低?！摴軓姸仍O計值，壁厚一般小于35mm。三、關鍵技術3、材料→鋼管內(nèi)灌注的混凝土應采用自密實補償收縮混凝土，其強度等級宜為C30～C80。四川現(xiàn)在已經(jīng)應用到C100建成磨刀溪橋。三、關鍵技術3、材料→鋼內(nèi)混凝土自密實補償收縮混凝土要求。1力學性能：應滿足設計要求。2體積穩(wěn)定性能：密閉環(huán)境下混凝土自由膨脹率應控制在2×10-4～6×10-4，其穩(wěn)定收斂期應小于60d。3工作性能：滿足表中要求。4外加劑選擇：應摻加高效減水劑和膨脹劑。選用的高效減水劑應具有保塑、緩凝的功能，減水率應大于25%，且制備的混凝土拌和物含氣量應小于2.5%。選用膨脹劑應對混凝土工作性能影響小、膨脹性能穩(wěn)定，水中限制膨脹率7d大于0.05%、空氣中21d大于0%。三、關鍵技術3、材料→C100自密實鋼管混凝土性能演示。三、關鍵技術密實骨架法復配礦物摻合料多功能高效減水劑高性能鋼管混凝土

發(fā)明的密實骨架法、復配礦物摻合料和多功能高效減水劑技術，攻克了含氣量高、流動性差、粘聚性大、自密實性低的技術難題。復配礦物摻合料混凝土高性能化三、關鍵技術受限變形模型膨脹擬合設計出、放水狀態(tài)發(fā)明的減縮釋水聚合物和高能復合膨脹劑等技術，保證膨脹反應需要的水分和孔內(nèi)張力，實現(xiàn)了持續(xù)穩(wěn)定膨脹和強度發(fā)展要求。

三、關鍵技術實現(xiàn)籌大直戴徑鋼他管混傍凝土架分段蒜灌注誦、逐獨漸形味成剛兇度的匆目標解決了抽混凝土困灌注的床時間長傷、方量慰多、阻穩(wěn)力大的鍵難題控制處大直鉆徑鋼禽管混托凝土腿的脫屑空值高拋信灌注接力灌兇注真空輔條助灌注新工遵藝三、露關鍵索技術脫空質(zhì)斤量控制使技術提出磁了鋼柳管內(nèi)風混凝粗土工注作性艘能、遭力學威性能摩與體柴積穩(wěn)橫定性胞指標謎要求出。工作擺性能力學養(yǎng)性能體積穩(wěn)定木性能材料性能三、啦關鍵駐技術原材料付質(zhì)量外加總劑選賠擇拌合時抗間投放順隨序協(xié)調(diào)機吩制質(zhì)量病性能三、關努鍵技術聲測法超聲波疑法光纖光錫柵法鉆孔驗療證法綜合協(xié)嚴同聲測靠發(fā)、超士聲波法多、光纖紐奉光柵法話和鉆孔螞驗證法建，形成秒多級連廟續(xù)斷層歇掃描的織多維檢館測方法編，發(fā)展輕了鋼歪管混致凝土弟灌注撓質(zhì)量到檢測庸技術治。三、乞關鍵主技術三、挪關鍵側技術→鋼無管混綱凝土播彈性揭模量應采議用組合則彈性軸套壓模量糾。統(tǒng)一理夸論→主賢要指標Es笛c三、鋪關鍵斥技術4計算嶼基本賀規(guī)定鋼管混適凝土結膽構計算傍理論:→鋼溜筋混演凝土掉理論禾，即衣應力廈疊加食理論→極啦限平苗衡理攪論，滴即套祝箍約淘束理愚論→統(tǒng)一尤理論→容限封脫空牧統(tǒng)一宇理論統(tǒng)一我理論擠：鋼說管混樹凝土盾構件助的工刺作性控能，霉隨著緒材料勞的物搞理參辣數(shù)、層構件女幾何參數(shù)筐和截面瞞形式、系應力狀滲態(tài)的改抵變而改疤變，變見化是連烘續(xù)的、夠相關的陶，計算是統(tǒng)遞一的沉。癢具晃體內(nèi)叔容為嗽：把攀鋼管押混凝露土視齡為統(tǒng)更一的跳一種錯組合雙材料魂，用謹構件的整體縫幾何特困性（全配截面和茄抵抗矩扇等）和型鋼管混泡凝土的未組合性盛能指標廢，來計算構件富的承載注力，不夕再區(qū)分絨為鋼管賓和混凝吊土。大量試溪驗證明炮，容許仆脫空量預值內(nèi)的該鋼管混男凝土，市其力學啦規(guī)律和艱剛度符填合統(tǒng)一理熔論，承孕載能力帖和剛度材影響是底有限的你，鋼管谷約束效唇應是存功在的。綱容限脫空統(tǒng)四一理賢論，熄應用倘了套綿箍理莊論的編基本咳概念升和參祖數(shù)等義，建石立完擁整的僻計算自體系您。三、價關鍵緣瑞技術4計算基宮本規(guī)定三、預關鍵嶺技術三、關揚鍵技術→單圓溫管混競凝土眾主拱鐮，宜沸采用戚梁單槳元計擾算；課啞鈴爛型鋼鵝管混揀凝土惡主拱豬，宜采用準組合構敗件的梁刷單元計下算；桁末式主拱既可采用便桁式梁街單元或聰將主拱既簡化為壯組合構決件的僑梁單第元進孟行計仰算。組合膏構件櫻梁單姑元指扣結構丸計算休時，漁將啞炒鈴型繡的主遭管及連并接板你或桁鼓式的夜主管蔬及支顫管視類為一植個梁歷單元舞進行重模擬固。桁濕式梁膀單元功指將架桁式主拱節(jié)的上奔、下謠主管庫及支會管分帆別視刷為梁躬單元仔，主半管和容支管乞以剛輩性節(jié)坐點連邁接。三、關治鍵技術三、蘆關鍵搜技術→啞鈴型請，腹腔爭內(nèi)的混時凝土不寬應計,而僅困計算降其自卻重的牢影響巖。三、關頓鍵技術→鋼管心混凝企土單遙管主房誠拱應親進行塘單管救受壓深構件跟承載呀力驗勾算；磚啞鈴心型主使拱應進行繩組合誰受壓搏構件阿承載喜力驗匆算；蕉桁式戰(zhàn)主拱重應分瞧別進糞行單附管受己壓構削件和訓組合四受壓敗構件承載套力驗算春。鋼管屋混凝桐土拱穗橋是蛙自架逗設體別系，腿形成臭鋼管萬混凝來土拱零前，橫鋼管觸已被水安裝妻成拱侵，承借受自托重和韻管內(nèi)顯逐級窯混凝烘土重疾量，伯產(chǎn)生棟初始努應力驕。試緞驗證市明，演鋼管彼初應適力對椅鋼管殺混凝質(zhì)土構應件的徐極限上承載號能力胡和變鏡形有胖影響慌。三、竿關鍵屑技術→鋼管面混凝欺土承白載能盜力極則限狀臘態(tài)驗刺算時倒，應明計入紋鋼管姥內(nèi)混鉆凝土暗的脫古空影響，灰脫空破折減仿系數(shù)款取值0.9在5，并號應符業(yè)合下己列要極求。1當鋼盆管混隔凝土芝球冠腔型脫埋空率克大于0.夏6％，或緣瑞脫空高鑒度大于5m量m時，筒應對潛鋼管內(nèi)混凝史土脫空掏缺陷進患行修補朵灌注。2鋼管吵混凝只土主樸拱不綠得出霜現(xiàn)周左邊均趁勻型幸脫空泊的缺劣陷。大直獎徑界董面脫省空小直討徑界評面密部貼大直徑喬界面脫曉空三、羨關鍵均技術建立了權基礎理隆論通過肉研究評，首宜次提鍵出了誦容許便范圍氣內(nèi)脫念空的伏鋼管愧混凝嗚土符睜合“絹套箍她”作字用，饒?zhí)岢龅窳恕叭菹薜∶摽照Q”鋼添管混姑凝土途新理史念及薪其劃替分標妥準。三、關新鍵技術球冠型里脫空揭示了亂豎直構劇件屬于楚周邊型贈脫空，忘傾斜與磚水平構矛件屬于凳球冠型樓脫空的捧規(guī)律。周邊青型脫原空調(diào)查皆脫空皂缺陷調(diào)查脫如空缺陷歸納接為歸納腰為三、關稈鍵技術物理模型數(shù)學模型數(shù)學關系奠定低了基武礎理掃論球冠型淚脫空周邊膏型脫哀空假定為假定為三、關盛鍵技術建立了核實用計摟算方法通過200余件模罰型試驗草，分析胸了鋼管迎混凝土卻拱橋、過梁橋和磚橋墩不敘同脫空徹模型，稱在軸心懶受壓、斃偏心受架壓、抗閉彎性能茂、節(jié)點名疲勞等燒作用下?lián)?，脫空晨對不同判受力行違為的影鈴響。三、余關鍵缸技術加載方式首次揭哥示了脫譜空對鋼撕管混凝萍土承載萬力的影澤響規(guī)律啞，提出忘了“容仁限脫空”鋼管敲混凝搞土拱態(tài)橋、悼梁橋難和橋輪墩的狹非線掛性本佛構關燒系。本構胖關系參曲線三、關雨鍵技術①主拱諸、桁梁貴和橋墩鞏：②復合站結構：豎向姻溫度宵場橫向溫蜂度場試驗木研究哀了溫械度對路脫空鎖鋼管筍混凝唯土應榴力重對分布體的影熱響，悼提出饞了溫裂度效盲應計爪算方螞法。三、暢關鍵竟技術Ky：幾何非澡線性：僚橫向偏郵位10c緊m材料天非線兔性：初始缺陷折減系邊數(shù)剛度修屬正KN：KM：技術辱路線三、關參鍵技術受壓嘴構件簽：受彎拖構件服：承載力悠驗算理汪論非線茄性計飾算方特法攻克了容限脫空夏鋼管洽混凝躲土的乎計算劫技術儉難題漿。容限施脫空哥計算程方法三、關勻鍵技術計算成掩果得到滲了模型藏試驗、珍實橋測壟試數(shù)據(jù)鹽驗證，在其平均甚比值為0.鉤94貴2，標準軌偏差為0.始01碧7，符合洋程度貌高。三、東關鍵嫂技術三、關獲鍵技術三、鑰關鍵企技術三、關匙鍵技術鋼管相貫K、T節(jié)點灌注混凝土后相貫K、T節(jié)點三、旋關鍵扁技術三、屠關鍵獲技術三、蒙關鍵磁技術三、藍關鍵悄技術三、關津鍵技術三、今關鍵俊技術三、關思鍵技術三、圈關鍵賀技術→應根潛據(jù)橋間位地多形、威地質(zhì)死、水扔文條犬件和戲使用桂要求枕，合趕理選供擇鋼瓣管混稱凝土柳拱橋鉆結構珍體系眨。三、爆關鍵插技術三、掩關鍵互技術三、關藏鍵技術三、關鴿鍵技術三、夸關鍵蛙技術→設有直驕支管的姿桁式構臟造宜符籍合下列程規(guī)定：1支管于中心紡距離截不宜閑大于勿主管端中心杠距的4倍；2單根支棒管面積爪不宜小廉于單根賢主管面寄積的1/4；3支管良的長腐細比長不宜閑大于車單根妙主管沸長細渡比的1/2。直支管剝一般用鴨于主拱瞧桁片間嘩主管的蹤蝶橫向連面接構造陡，或拱掛上立柱巷采用鋼玻管混凝土桁跑式結灑構時活，主荷管間講距相猶對較早小的站縱橋喘向連梯接構咬造。三、關搭鍵技術三、哲關鍵究技術三、關華鍵技術三、緣瑞關鍵孕技術三、璃關鍵凡技術三、關碎鍵技術三、關劇鍵技術三、廢關鍵娃技術8.稿5吊索→吊索參應采甲用平踏行鋼淚絲成坐品索說或鋼僵絞線由成品且索，蕩鋼絲搏或鋼站絞線嗎應采盞用環(huán)氧各噴涂騙、環(huán)厭氧填拳充或紡鍍鋅似的防濱腐處標理。茂吊索狐應設大置耐祝候性抽的防桂護外妹套?！邢鲁醒焦皹蚣{設計時沒，最短咽吊索的辨自由長槽度宜滿蓮足縱向貪位移需顫要。當不能闊滿足要例求時，映應采用刪限制短哄吊索橫敢梁縱向睛位移、斑橫梁與雁橋面梁悼（板）按間設置滑板猜支座、洞增加索階體錨固撈端自由肢轉動幅下度等措珍施?！?shù)跻娝鏖L六度大嗓于30m時，噴宜提謹高吊眾索的棕抗拉堂剛度稿。三、關吩鍵技術8.6系桿阻索→系桿索欺必須采乒用平行村鋼絲成緩品索或鏟鋼絞線舅成品索刻，其鋼陸絲或鋼蘭絞線可采用陪環(huán)氧噴評涂、環(huán)茄氧填充?；蝈冧\靠的防腐鏡處理，切系桿索齊不應外邊露，應怖設具有旋耐候性的防封護裝置蹄?！禇U索夫的位置尺設計應孕綜合考迷慮主拱挺結構、盟橋面系罩高程、擁錨固位灣置及更換麻索體語的工宋藝要配求等除因素筆?！禇U索廁及錨具制構造，爪必須滿北足檢查魂、維護胸及可更嘴換的需潔要三、杜關鍵李技術三、恒關鍵米技術開發(fā)朵背景瓜：橋梁腹的橋吊面結兼構分軌為混蝴凝土本橋面尋梁、煎疊合金橋面央梁和惑鋼結蹲構橋換面梁令?；焓迥吝@橋面柜梁的妙自重綱大、翻鋼橋騎面梁夾的耐簽久性得差、凍疊合采橋面矮梁的尼縱橫貓接縫離病害幅多，與增加波了工般程造嚼價與簽維護鉗成本數(shù)。鋼梁直耐久茂性差疊合梁凡病害多砼橋面秧梁自重坡大三、關悅鍵技術中承代式、職下承化式鋼械管混鈴凝土宿拱橋挺，由綠于主族橫梁蛋的橋譜面系小、導敵致吊拾索即殘橋面粉梁坍挺塌的蹦惡果晝。三、課關鍵柿技術無法捐檢查懶，導淘致盲川目換倚索成礦風！三、關環(huán)鍵技術結構構售造：200鉤3年，溝提出域了“勞鋼-混凝土登組合橋眠面板”蛾，底鋼蛾板和通喉過開孔撥鋼板、丙栓釘?shù)扰^固連程接C40混凝承土，推形成計標準析段總鋤厚度12～15起cm、承托陶高22～28c榮m橋面慌板，膨剛度芽大、鉤承載轎能力蠻高、紙重量縱輕、及耐久坐性好篇。三、淚關鍵犬技術三、關吵鍵技術三、關么鍵技術三、揪關鍵相技術結構盯特點穩(wěn)：①沒余有“U”肋嫁，無淡疲勞伴問題昆，面窗層耐置久性蹤蝶長，稠主梁捷用鋼須量省仔；②取消隸原正交殘異性鋼株橋面板則下部肋腿板，簡桂化了鋼邊結構的極涂裝防主腐工藝猾，鋼底替板節(jié)省鮮了模板凍安裝與搖拆除的植工序，糧加快施解工進度球；③剪畏力鍵在發(fā)揮煮鋼底級板與耀混凝蹄土的盤組合秘效應歉，鋼站底板隔部分煙代替喚下層反受力體鋼筋境，減憤少鋼葡筋用香量；際與混柴凝土羅橋面蛙板相盒比，久組合萄橋面數(shù)板可睜以減圣少混貓凝土洪用量謝，減濾輕結榆構自您重，除有利奶于抗勤震。三、肯關鍵閥技術工藝亭及質(zhì)脾量：開發(fā)毛的鋼-混凝土涼組合橋器面板，權具有鋼坦底板較巖薄、鋼拋筋穿孔被周期長盼、混雜宋纖維混鋤凝土輸飲送難度名大的特阻點，為述此建立伐了鋼-混凝娃土組作合橋躺面板可鋼底消板與畏帶孔焰鋼板伍焊接嶺變形潮控制震、鋼聾筋布解置、敞混雜旋纖維脈混凝歉土泵胡送工總藝及召質(zhì)量幅控制站技術歌。主要內(nèi)容施工工藝及質(zhì)量控制技術鋼底板與帶孔鋼板焊接變形控制鋼底板設置10~15mm反彎變形逐級加密焊接帶孔鋼板設置間斷錯位雙面焊縫，先焊外表面再焊內(nèi)表面鋼筋布置先穿底層鋼筋，再鋪設上層鋼筋網(wǎng)片混雜纖維混凝土泵送工藝采用多錨點的短鋼纖維、控制摻量不大于55kg/m3混凝土豎直泵送高度達300m，水平距離達700m三、與關鍵億技術帶孔候鋼板凍與底煎鋼板間斷銷錯位倘雙面認焊縫揭構造強示意