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钢管混凝土拱桥结构设计探讨

作者:陈定春  
评论: 更新日期:2011年04月08日

  钢管混凝土拱桥由于拱助截面的轻型化,使得桥面系在恒载中所占的比例上升。无论是从结构还是从施工方面来说,桥面系的轻型化问题都显得十分必要。尤其是宽桥,横梁的受力很大,其重量在桥面系自身中所占的比例也很大。横梁的跨度一般等于两拱助的中距。横梁所承担的荷载长度为两吊杆或立柱的间距。当横梁跨径在10m附近时,通常采用钢筋混凝土构造;在20m附近时,则应采用预应力构造;跨径更大时,可以考虑采用钢一混凝土或钢一预应力混凝土叠合梁构造。

  广州丫髻沙大桥主跨 360米,桥面侧向总宽度 32.4m(含分隔带),吊杆横梁采用了钢一混凝土组合梁。横梁计算跨径31.62m和 35.5米,钢横梁为二字形,桥面横坡通常横梁腹板的变化形成。一根钢横梁的自重在30t左右,吊装后在其顶板上浇筑混凝土约18t,总重仅46t左右。若采用预应力混凝土梁则重达100t左右,结构自重和吊装重量均大很多。

  深圳北站大桥是一座城市跨铁路站场的立交桥,主跨 150m,桥宽 23.5米。横梁采用预应力钢一混凝土组合梁。利用纵铺的预应力空心桥面板作为组合梁受压翼缘的一部分,组合梁中的钢梁采用了高托座预应力钢箱梁。

  五、结束语

  钢管混凝土拱桥是一种优势明显、极具发展潜力的桥型,及时总结其应用经验是非常必要的,而开展深入系统的研究则更为重要。然而到目前为止,除少数研究单位进行了为数有限的钢管混凝土拱桥受力全过程性能、极限承载力、温度应力、混凝土徐变等实验室模型试验和理论外,大部分的研究是针对具体桥梁进行的实桥测试、验证性试验和以大型通用程序为主的有限元分析,动力性能研究则更少,对钢管混凝土拱桥受力性能的研究还缺乏深入细致和全面系统的了解。这就使得我国钢管混凝土拱桥的大规模应用缺乏必要的技术准备,实际应用带有较大的盲目性。在实际应用方面,目前还未有钢管混凝土拱桥的设计与施工技术规范,使得工程设计与施工无章可循,这可能给工程造成浪费和留下质量问题和安全隐患。因此建议有关方面应重视钢管混凝土拱桥的技术研究,投入较多的经费,组织科技攻关;尽快制定颁发钢管混凝土拱桥的设计与施工规范,以使这一具有中国特色的桥梁结构显示其应有的技术先进性的经济合理性。在当前的情况下,应慎重发展钢管混凝土拱桥,尤其是大跨径、大规模的钢管混凝土拱桥。

  参考文献

  [l]陈宝春.钢管混凝土拱桥设计与施工北京;人民交通出版社,1999.3

  [2]ZHENG,Zhenfei;CHEN ,Baochun and Wu,Qingxiong."Recent Development of CFST Arch Bridge in china",Composite and Hybird Structures(Procceedings of 6th ASCCS C onference),Los Angeles,USA,March,2000

  [3]陈宝春,邹中权,兰溪大桥钢管混凝土刚架系杆拱设计.湘潭矿业学院学报,13(4),1998年12月

  【4】项海帆,刘光栋.拱结构稳定与振动.北京:人民交通出版社,1991

  【5】刘玉擎,陈宝春,彦坂熙等,コソケワ一卜充填钢管ァ一千桥の非线形地震应答特性.第25回地震工学研究发表会讲演论文集,1999.7

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