钢管混凝土拱桥设计与施工.doc

钢管混凝土拱桥设计与施工        摘要:介绍了上海城市轨道明珠线特殊大桥-苏州河桥(25m+64m+25m)的三跨中承式钢管混凝土梁-拱组合体系桥的设计特点,施工阶段划分及结构分析过程和施工难点处理措施。     关键词:钢管混凝土结构;拱桥;设计与施工;徐变控制;1概述     苏州河桥位于上海城市轨道交通明珠线跨越既有沪杭铁路苏州河桥桥位,与苏州河正交。桥梁需跨越苏州河及两岸的万航渡路和光复西路。,Ⅵ级航道,净宽20m,净高>=;两岸滨河路规划全宽20m(机非混行),其中机动车道宽8m;两侧非机动车道宽各3m;人行步道宽各3m;两岸滨河路机动车道净高>=,非机动车道净高>=,人行道净高>=。桥式采用25+64+25m三跨中承式钢管混凝土梁-拱组合体系桥,桥梁全长114m,。外部结构体系为连续梁,即拱脚与桥墩处以支座连接,内部为由主纵梁、小纵梁和横梁及钢管混凝土拱肋的组合结构体系。     本方案设计的主导思想是在现有桥梁结构的技术水平的基础上有所创新,桥梁造型与周围环境相协调,桥式方案力求新颖独特,并充分体现化大都市的节奏与气派。     拱桥是一种造型优美的桥型,它的主要特点是能充分发挥材料的受压性能,而钢管混凝土的特点是在钢管内填充混凝土,由于钢管的套箍作用,使混凝土处于三向受压状态,从而显著提高混凝土的抗压强度。同时钢管兼有纵向主筋和横向套箍的作用,同时可作为施工模板,方便混凝土浇筑,施工过程中,钢管可作为劲性承重骨架,其焊接工作简单,吊装重量轻,从而能简化施工工艺,缩短施工工期。     苏州河桥的桥型方案经过研究分析、结构优化及评估论证,最后采用25+64+25m飞鸟式钢管拱桥的设计方案。以抗压能力高的钢管混凝土作为主拱肋,以抗拉能力强的高强钢绞线作为系杆,通过边拱肋的重量,随着施工加载顺序逐号张拉系梁中的预应力筋以平衡主拱所产生的水平推力,最终在拱座基础中仅有很小的水平推力。拱脚与桥墩的连接由固接改为铰接,以避免由于轨道交通无缝线路产生的纵向水平力和温度应力引起拱脚过大的推力而导致拱脚处混凝土开裂,克服了拱桥对基础的苛刻要求。全桥总布置如图1:     主桥为中承式拱桥,主拱理论轴线为二次抛物线,矢跨比为1:4,其中桥面以下部分采用C50钢筋混凝土结构,截面为带圆角的矩形截面。桥面以上部分采用钢管混凝土结构,钢管截面为圆端形,采用A3钢,钢管壁厚16mm,外涂桔红色漆,内填C55微膨胀混凝土。     边拱矢跨比为1:,理论轴线为二次抛物线,截面采用钢筋混凝土矩形截面,按偏心受压构件设计。拱上立柱采用圆形截面钢管混凝土立柱,下端与边拱肋固结,上端设聚四***乙烯球冠形铰支座,与边纵梁铰接。     主拱每侧设7根吊杆,,吊杆采用挤包双护层大节距扭铰型拉索,吊杆钢索双护层均为高密度聚乙烯护层(PE+PE桔红色),锚具为冷铸墩头锚。吊杆上端锚固在钢管混凝土拱肋内,下端锚固在横梁底部。     主拱桥面以上部分共设三道一字型风撑,每侧边拱设三道横撑,主拱设一道横撑,以增加全桥的稳定性。拱座采用钢筋混凝土结构,每墩设两个拱座。通过横撑相连。拱座施工时应预先埋好立柱钢管、主拱及边拱伸入拱座内的钢筋,