劲性骨架在混凝土拱桥中的应用和模拟方式研究.pdf
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1、2 0 1 3 年 6月第 6 期 城 市道桥与 防洪 桥梁结构 9 3 劲性骨架在混凝土拱桥中的应用和模拟方式研究 米曦亮 , 栗勇 ( 北京市市政工程设计研究总院, 北京市 1 0 0 0 8 2 ) 摘 要: 劲性骨架施工方法近年来在大跨径混凝土拱桥中常用, 结合福建省某新建跨江大桥对劲性骨架的布置和施工进行了简 要介绍, 针对劲性骨架在施工阶段计算中常用的三种模拟方式进行了讨论 , 计算比较结果表明, 梁一板组合模型的精度足够 , 结 果可信。 关键词: 混凝土拱桥; 劲性骨架; 模拟方式; 梁 一板组合模型 ; 粱一实体组合模型 中 图分类号 : U 4 4 8 2 2 文 献标识码
2、 : B 文章编 号 : 1 0 0 9 7 7 1 6 ( 2 0 1 3 ) 0 6 0 0 9 3 0 4 0 引言 拱桥常见的施工方法主要有支架施工法、 缆 索吊装施工法、转体施工法和劲性骨架施工法f11 。 劲性骨架施工法是以钢管和型钢组成空间桁架结 构, 先分段制作成钢骨架, 骨架拼装合龙成拱后压 注钢管内混凝土, 混凝土达到强度后就形成钢管 混凝土劲性骨架, 再以其为支架分环分段浇筑拱 肋混凝土 , 最终形成整个拱 圈。 劲性骨架施工方法主要优点如下: ( 1 ) 骨架 自 重较小 , 有利于实现大节段 的制作安装 , 快速拼接 成拱后即可作为所有后续拱肋施工步序的平台, 实现了
3、无支架或少支架施工; ( 2 ) 拱圈和拱肋全截 面施工以分环分段的方式来分解 ,先期浇筑的混 凝土达到强度后参与受力,与劲性骨架共同承担 后期混凝 土重量 ,减少骨架 的用钢量和造价 ; ( 3 ) 充分利用劲性骨架的压弯受力特性,在弦杆内压 注混凝土, 混凝土与骨架钢管共同作用, 骨架的刚 度和承载能力都得到了较大提高; ( 4 ) 劲性骨架不 仅作为施工支架,被混凝土包裹后亦可在结构运 营阶段参与受力 , 实现了钢材的充分利用。 因为上述诸多优点,钢管混凝土劲性骨架拱 桥成为近些年来大跨径拱桥常用的结构型式及施 工方法之一。4 2 0 m跨径的重庆市万州长江大桥 ( 1 9 9 7年建成
4、 ) 、 3 1 2 m跨径 的邕宁 邕江大桥 ( 1 9 9 8 年建成 ) 、 1 4 0 m跨径的吊钟岩大桥( 2 0 0 4年建成, 铁路拱桥) 等都是其中的典型代表。 1 工 程概况 1 1 主桥总体布置 福建省某新建跨江大桥主桥采用中承式拱桥, 斜桩基础。其计算跨度为 1 8 0 m, 计算矢高 4 5 m, 收稿 日期 : 2 0 1 3 0 1 2 4 作者简介: 米曦亮 ( 1 9 8 2 一 ) , 男 , 湖南岳阳人, 工程师, 从事桥 梁 设计 工作 。 矢跨比为 1 4 ,拱轴线采用悬链线 ,拱轴系数为 2 0 。 桥面宽 3 1 m, 横向设两片拱肋, 拱肋采用混凝
5、 土箱型箱形断面, 宽 2 5 m, 在跨中 1 2 0 m范围内, 拱肋等高为 3 0 m; 两侧各 3 0 m范围内, 拱肋沿拱 轴线两侧均匀加宽至 6 0 m, 见图 1 。 图 1 桥 梁 立 面布 置 图 ( 单 位 : m ) 1 2 劲性骨架布置 由于河道主槽水量较大, 枯水期短 , 如采用支 架现浇施工 , 需在 河道 中设置 临时墩并搭设拱架 , 临时墩受水流浸泡和冲击的时间长,存在较大的 风险。同时, 临时墩和拱架高度达到 4 5 m, 在其上 进行大体量的混凝土浇筑施工 ,临时结构 自身的 稳定性也存在问题。因此, 拱肋施工采用先架设劲 性骨架, 再分段分层浇注混凝土的方
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