浅谈钢管混凝土拱桥施工方法_钢管混凝土拱桥施工

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摘 要：本文主要对钢管混凝土拱桥的施工方法及施工要点进行了研究说明，结合钢管混凝土拱桥的理论基础，对钢管混凝土拱桥的施工方法进行了理论和计算方法的阐述。

关键词：钢管混凝土 拱桥 施工

一、绪论

钢管混凝土是在薄壁圆形钢管内填充混凝土而形成的一种组合材料，它一方面借助内填混凝土增强钢管的稳定性，同时又利用钢管对核心混凝土的套箍作用，使核心混凝土处于三向受压状态，从而使其具有更高的抗压强度和变形能力。

钢管混凝土在桥梁工程中的应用已有一百多年的历史。早在1879年，英国的severn铁路桥建设中就采用了钢管桥墩，当时在管中灌注混凝土，主要用来防止内部锈蚀并承受压力。20世纪30年代末期，前苏联用钢管混凝土建造了跨度101m的公路拱桥和跨度140m的铁路拱桥。我国从1959年开始研究钢管混凝土的基本性能和应用，进入20世纪80年代，钢管混凝土在桥梁工程中的应用开始得到研究，据不完全统计，在20年内，建成了200余座不同跨径、不同结构体系的钢管混凝土拱桥，2005年建成的重庆巫山长江大桥，主跨达460m。钢管混凝土拱桥之所以得到如此快的发展，归纳起来有以下几个方面的原因：

（一）跨度适应能力强；

（二）承载能力大，施工快捷；

（三）地基适应性好；

（四）造型优美；

（五）有较成熟的施工技术作支撑。

钢管混凝土拱桥工程实例 序号 桥名 建成时间 主跨（m）矢跨比（m）结构形式 1 四川泸州合江长江大桥 518 中承式 2 重庆巫山长江大桥 2005 460 1/3.8 中承式 3 湖北宜昌支井河大桥 2009 430 1/6 上承式 4 湖南湘潭莲湘大桥 388 1/5.19 中承式 5 湖南茅草街大桥 2006 368 1/5 中承式

二、钢管混凝土拱桥施工要点

（一）钢管拱肋制作

钢管拱肋制作是钢管混凝土拱桥施工中的重要工序和施工质量控制的关键环节。钢管拱肋制作属于钢结构加工部分，钢管切割、焊接技术要求高，一般应由具有较强钢结构加工能力的单位完成，焊接工人应持证上岗。

钢管拱肋制作方法有工厂制作和施工现场制作两种方式，究竟选择何种制作方法，应根据桥梁的结构特点、施工单位的技术水平、施工现场的运输条件、钢管拱肋的安装工艺和经济指标等综合确定。

工厂化制作的好处在于：能使产品制作处于较稳定的生产流水线上，人员、生产设备和检测设备配置等方面能得到保证；工厂制作受温度变化、湿度、粉尘等不利环境的影响较现场制作要小得多；可以按照规范的作业程序进行日常生产组织管理；场地建设和制作加工所需的设备运输费用低。不足之处在于：成品或半成品的构件需通过陆地或水运运输到安装现场，运输费用高，出现部分损伤和损坏的风险性较大。现场加工制作需要较大的生产场地，受现场施工条件局限，大型加工设备投入、试验检验手段、环保和安全及职业健康管理等方面不如加工化制作完善，运输成本较低，但增加了场地建设费用和较多的辅助施工费用。

用于钢管混凝土拱桥拱肋中的钢管有螺旋焊钢管、直缝焊钢管和无缝钢管三种。管径较大的弦管和腹杆通常采用有缝钢管，管径小的钢管宜采用无缝钢管。螺旋焊接加工费用较低，管节较长（一般为12~20m），成管焊缝质量容易控制，也有利于钢管与混凝土的共同作用。

将拱肋弦管加工成曲线的方法有热加工和冷加工两种方式，即热煨弯成型技术和以直代曲多段短钢管对接拟合拱轴线成型技术。钢管弯曲应按《铁路钢桥制造规范》（tb 10212-2009）规定执行。以直代曲方法适合于直管焊接的钢管来加工制作拱肋弦管，这种方法具有工艺简单、设备投入少、加工速度快、对钢材损伤小、施工成本低等优点，但直管连接处有凸点，拱轴线形不连续。当直缝焊接管管节较长时，也应将其弯成弧形。

钢管弯制完成后，与已经加工好的其他部件进行组装，形成单节段拱肋。单节段组装方式有卧式拼装和立式拼装两种。卧式拼装是将钢管拱肋侧向翻转90°，把立面改成平面进行加工制作。国内钢管拱肋桁架的拼装，通常用于采用无支架缆索吊装、支架安装工艺的钢管拱桥。卧式拼装方式降低了钢管拱肋节段重心位置和拼装作业高度，便于施工操作和控制，能充分利用自动焊接和起重设备进行作业，起到了提高焊接质量和降低安全风险的作用。立式拼装是按照钢管拱肋曲线搭设拱形工作支架，使钢管拱肋节段保持立面姿态进行零部件组装的方式。采用该方式加工制作时，由于钢管拱肋节段中心高，稳定性较差，高空作业量增加，作业难度大，故在安全技术方面需要制定相应的措施保证拱肋在立式姿态下稳定；同时工作支架也需要专门设计，耗用的施工辅助材料较多，成本较高。立式拼装主要用于受场地使用要求限制或受安装工艺限制的钢管拱桥。