鋼管混凝土拱橋?qū)嵗?mdash;—巫山橋

1、-二、設(shè)計(jì)二、設(shè)計(jì)- 計(jì)算理論： 有初應(yīng)力的鋼管混凝土極限承載能力計(jì)算方法 鋼管混凝土收縮、徐變規(guī)律及其計(jì)算方法 鋼管混凝土節(jié)點(diǎn)疲勞設(shè)計(jì)方法 施工技術(shù)： 大跨徑鋼管拱肋的精確安裝問(wèn)題 大體積管內(nèi)混凝土灌注問(wèn)題 管內(nèi)混凝土脫空問(wèn)題 設(shè)計(jì)技術(shù)： 鋼管混凝土拱橋合理構(gòu)造形式 鋼管拱肋節(jié)段的連接 短吊桿的使用壽命背景背景 在巫山橋建設(shè)時(shí)，國(guó)內(nèi)外還沒(méi)有鋼管混凝土拱橋設(shè)計(jì)和施工技術(shù)規(guī)范。在計(jì)算理論、設(shè)計(jì)技術(shù)和施工技術(shù)方面還有許多技術(shù)問(wèn)題亟待解決： 計(jì)算理論： 有初應(yīng)力的鋼管混凝土極限承載能力計(jì)算方法 鋼管混凝土收縮、徐變規(guī)律及其計(jì)算方法 鋼管混凝土節(jié)點(diǎn)疲勞設(shè)計(jì)方法 設(shè)計(jì)技術(shù)：鋼管混凝土拱橋合理構(gòu)造形式鋼管

2、拱肋節(jié)段的連接短吊桿的使用壽命 施工技術(shù)： 大跨徑鋼管拱肋的精確安裝問(wèn)題 大體積管內(nèi)混凝土灌注問(wèn)題 管內(nèi)混凝土脫空問(wèn)題-研究思路以巫山長(zhǎng)江大橋?yàn)橐劳?，通過(guò)大直徑鋼管混凝土構(gòu)件試驗(yàn)研究與理論分析，解決了鋼管混凝土徐變、節(jié)點(diǎn)疲勞以及極限承載能力計(jì)算方法等重大理論問(wèn)題；通過(guò)設(shè)計(jì)參數(shù)優(yōu)化、特殊構(gòu)造模擬試驗(yàn)，解決了特大跨鋼管混凝土拱橋設(shè)計(jì)關(guān)鍵問(wèn)題；通過(guò)施工實(shí)踐、工藝優(yōu)化與改進(jìn)，解決了施工中存在的關(guān)鍵技術(shù)問(wèn)題；最終形成了一整套先進(jìn)的鋼管混凝土拱橋設(shè)計(jì)施工技術(shù)。并通過(guò)巫山長(zhǎng)江大橋的工程實(shí)踐得到驗(yàn)證。-)1(1),(0kEEtcs)1(),(00ktsccs)1(),(00ktksccc考慮約束的徐變系數(shù)壓應(yīng)

3、力拉應(yīng)力 鋼管混凝土收縮徐變?cè)囼?yàn)構(gòu)件主要成果通過(guò)節(jié)段模型實(shí)驗(yàn)，揭示了鋼管混凝土徐變規(guī)律，提出了用考慮鋼管約束的徐變系數(shù)，來(lái)替代砼的徐變系數(shù)進(jìn)行徐變分析的方法。提出用組合截面法來(lái)模擬鋼管混凝土單元，得到了鋼管與混凝土應(yīng)力重分布公式：1.1.提出了鋼管混凝土收縮、徐變規(guī)律及其計(jì)算方法鋼管混凝土拱橋設(shè)計(jì)計(jì)算理論-2.2.提出了大型鋼管混凝土節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)計(jì)算方法主要成果鋼管混凝土拱橋設(shè)計(jì)計(jì)算理論針對(duì)特大跨鋼管混凝土拱橋的節(jié)點(diǎn)進(jìn)行了疲勞試驗(yàn)，提出了大型鋼管混凝土節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)計(jì)算方法。鋼管混凝土疲勞強(qiáng)度：H修正系數(shù)：4 . 28 . 1主管中灌注混凝土后，混凝土約束鋼管變形，應(yīng)力發(fā)生重分布，節(jié)點(diǎn)應(yīng)力集中現(xiàn)象已不明

4、顯；相貫線(xiàn)處的應(yīng)力分布趨于均勻；同時(shí)也改善了整體結(jié)構(gòu)的應(yīng)力情況。鋼管混凝土節(jié)點(diǎn)疲勞壽命較空鋼管節(jié)點(diǎn)大幅提高；特別指出加肋板的板管節(jié)點(diǎn)是一種低壽命的節(jié)點(diǎn)類(lèi)型，其疲勞強(qiáng)度較差。-主要成果節(jié)點(diǎn)疲勞實(shí)驗(yàn)巫山橋節(jié)點(diǎn)構(gòu)造-（單位：MPa）鋼管混凝土試件與空心管試件在支管中截面處應(yīng)力比較主要成果測(cè)點(diǎn)5354555657585960空心管試件21.9511.672.5213.2922.5413.011.8211.20鋼管砼試件16.8713.329.9013.5917.80 13.548.4813.35-提出了有初應(yīng)力的鋼管混凝土極限承載能力計(jì)算方法承載力影響系數(shù)針對(duì)初應(yīng)力對(duì)大直徑（1.22m）鋼管混凝土構(gòu)件

5、承載力的影響進(jìn)行了研究，提出了極限承載力計(jì)算方法。 21.00.16800.2875pk管內(nèi)混凝土有初始應(yīng)力對(duì)整個(gè)鋼管砼結(jié)構(gòu)極限承載力有較大的提高，較普通鋼管混凝土提高18左右；僅鋼管有初始應(yīng)力對(duì)整個(gè)鋼管混凝土結(jié)構(gòu)極限承載力有一定的影響。主要成果鋼管混凝土拱橋設(shè)計(jì)計(jì)算理論3.3.-鋼管混凝土承載能力試驗(yàn)主要成果-主要成果在20種設(shè)計(jì)參數(shù)組合方式中進(jìn)行優(yōu)選,提出了全拱受力均衡、上下弦內(nèi)力接近和外形輪廓變化分明的空間鋼管混凝土桁架肋拱。解決了世界第一大跨徑鋼管混凝土拱橋合理構(gòu)造形式。提出了鋼管混凝土拱橋合理構(gòu)造形式 鋼管混凝土拱橋設(shè)計(jì)關(guān)鍵技術(shù)1.1.-主要成果首次研發(fā)出了力學(xué)和施工性能優(yōu)良的內(nèi)法蘭

6、拱肋接頭，既保證了拱肋連接牢靠、安裝方便，又保證了拱肋優(yōu)美外形和管內(nèi)混凝土灌注通暢。獲得國(guó)家專(zhuān)利。2.2. 鋼管混凝土拱橋設(shè)計(jì)關(guān)鍵技術(shù)-主要成果在短吊桿處首次設(shè)計(jì)了縱向限位裝置，與傳統(tǒng)的構(gòu)造形式相比，改善了短吊桿的受力，延長(zhǎng)了使用壽命。3.3. 鋼管混凝土拱橋設(shè)計(jì)關(guān)鍵技術(shù)-主要成果1.1.大跨徑鋼管砼拱橋無(wú)支架吊裝斜拉扣掛工法 總結(jié)出了大跨徑鋼管砼拱橋無(wú)支架吊裝斜拉扣掛工法獲國(guó)家級(jí)工法。 鋼管混凝土拱橋施工關(guān)鍵技術(shù)首次采用了吊扣鉸接合一工藝。吊、扣塔合一-工作索壓塔索主索19.505巖錨錨索巖錨錨索H110100II擋土板進(jìn)人孔D200樁預(yù)埋槽19050050錨頭預(yù)埋鋼管60400194550

7、9101825501476326.22830巖錨鋼筋砼16030190210D200樁110600110擋土板500400900復(fù)合式錨錠（樁錨加巖錨）主要成果點(diǎn) 鋼管混凝土拱橋施工關(guān)鍵技術(shù)采用了復(fù)合式錨錠，大大減小了錨錠砼體積1.1.大跨徑鋼管砼拱橋無(wú)支架吊裝斜拉扣掛工法-承索器構(gòu)造圖低應(yīng)力夾片錨固系統(tǒng)主要成果 鋼管混凝土拱橋施工關(guān)鍵技術(shù)研發(fā)了扣索可調(diào)索低應(yīng)力夾片錨固系統(tǒng)和主動(dòng)承索器1.1.大跨徑鋼管砼拱橋無(wú)支架吊裝斜拉扣掛工法-主要成果其技術(shù)指標(biāo)如下：膨脹率為萬(wàn)分之三點(diǎn)一，5天強(qiáng)度達(dá)到80。改善了大管徑混凝土的脫空問(wèn)題。研制出了高性能化學(xué)自應(yīng)力高強(qiáng)混凝土2.2. 鋼管混凝土拱橋施工關(guān)鍵技術(shù)滿(mǎn)足了特大跨徑、大管徑的混凝土泵送的需要初始坍落度2224cm初始擴(kuò)展度60cm4小時(shí)坍落度損失小于4cm擴(kuò)展度損失小于50cm-主要成果經(jīng)反復(fù)論證和模擬試驗(yàn)，采用了半跨3級(jí)連續(xù)灌注混凝土的工法。平均6小時(shí)完成一根弦管599m3混凝土的灌注，確保了管內(nèi)混凝土的質(zhì)量和密實(shí)度。3.3.提出了三級(jí)泵送、連續(xù)灌注管內(nèi)混凝土的工法 鋼管混凝土拱橋施工關(guān)鍵技術(shù)拱肋弦管內(nèi)砼三級(jí)灌注-主要成果 jnkjkjssss