橋梁年會(huì)波拱(陳寶春)0805

1、鋼腹板混凝土箱形拱鋼腹板混凝土箱形拱新橋型試設(shè)計(jì)研究新橋型試設(shè)計(jì)研究福州大學(xué)土木工程學(xué)院福州大學(xué)土木工程學(xué)院陳寶春陳寶春 教授教授2008年年5月月http:/www.arch- 美國(guó)將建成世界第四大跨徑的混凝土拱橋美國(guó)將建成世界第四大跨徑的混凝土拱橋Colorado橋橋 鋼箱梁現(xiàn)澆混凝土板混凝土蓋梁混凝土柱鋼橫撐混凝土拱肋常水位3230957794365730474 3658 1463232301445123726828443雙肋拱9 3692=33228（1）克羅地亞）克羅地亞432m的的Bakar橋設(shè)計(jì)橋設(shè)計(jì)L=432m航道 260.050.0mf=72mSENJRIJEKA650550

2、30760205503020196022520022512 38123855065019921900750461004675020046461003005037511020122761212483812190支座截面擋風(fēng)板一般截面找平層 1cm瀝青混凝土 3cm瀝青混凝土 4cm2.5%2.5%19606302062520206252065055030760205503020196022520022512 38123855065019921900750461004675020046461003005037511020122761212483812190支座截面擋風(fēng)板一般截面找平層 1cm瀝青混

3、凝土 3cm瀝青混凝土 4cm2.5%2.5%196063020625202062520Bakar橋橋總體布置圖（單位：總體布置圖（單位：m）橫截面橫截面拱圈截面拱圈截面（2）克羅地亞超大跨徑混凝土拱橋的）克羅地亞超大跨徑混凝土拱橋的試設(shè)計(jì)研究試設(shè)計(jì)研究1000m混凝土拱橋混凝土拱橋總體布置圖（單位：總體布置圖（單位：m）6075132083.6158.42136.1593.6760.4134.5816.355.36166.66100075757575757575757575757575757560立柱間立柱處100225100016504086040142090015009003300251

4、6002516504086040710560150150 560 150 4025125135012525255758252002525 75200 25100 2254086040階段二階段一階段二166.66158.4275756083.6757575136.1594.4261755.3616.35757535.0366050030拱圈斷面拱圈斷面圖圖施工方案示意施工方案示意圖圖（3）法國(guó)米勒高架橋）法國(guó)米勒高架橋602m混凝土拱橋設(shè)計(jì)方案混凝土拱橋設(shè)計(jì)方案米勒橋拱橋方案效果圖米勒橋拱橋方案效果圖建成的米勒橋斜拉橋建成的米勒橋斜拉橋P1P2P3P4P5P6P8P9P10P11P12P13P

5、14Tarn 河87.5 80.513313380.5 87.560281681344120140168米勒橋拱橋方案總體布置圖米勒橋拱橋方案總體布置圖橫斷面圖橫斷面圖拱腳處1800050050080008000400024000260m (2300t)系桿導(dǎo)入預(yù)應(yīng)力導(dǎo)入預(yù)應(yīng)力米勒橋拱橋施工方案米勒橋拱橋施工方案（4）日本）日本600m混凝土拱橋試設(shè)計(jì)研究混凝土拱橋試設(shè)計(jì)研究1000001000020003000650000740000=28000090000740000=2800006000007500045000075000230001000075075075075050050023000

6、115006000750750500500980017400拱頂段拱腳段（5）500m伊唐混凝土拱橋試設(shè)計(jì)研究伊唐混凝土拱橋試設(shè)計(jì)研究水位6%目前橋面板位置 拱肋平面圖通航凈空18m200m6%長(zhǎng)島伊唐島大跨度拱橋大跨度拱橋關(guān)鍵問(wèn)題研究關(guān)鍵問(wèn)題研究減輕自重減輕自重施工架設(shè)施工架設(shè)輕質(zhì)材料輕質(zhì)材料組合結(jié)構(gòu)組合結(jié)構(gòu)懸臂法懸臂法勁性骨架勁性骨架組合法組合法波波形形鋼鋼腹腹板板混混凝凝土土拱拱橋橋腹板輕型化腹板輕型化波形鋼腹板波形鋼腹板160m420mRPC波形鋼腹板混凝土拱橋新橋型的提出波形鋼腹板混凝土拱橋新橋型的提出波形鋼腹板在橋梁結(jié)構(gòu)中的應(yīng)用波形鋼腹板在橋梁結(jié)構(gòu)中的應(yīng)用日 本 日 見(jiàn) 橋二、萬(wàn)州

7、長(zhǎng)江大橋試設(shè)計(jì)二、萬(wàn)州長(zhǎng)江大橋試設(shè)計(jì)橋梁全長(zhǎng)橋梁全長(zhǎng)856.1m，主跨為，主跨為420m鋼筋砼箱形拱，鋼筋砼箱形拱，矢跨比為矢跨比為1/5，橋面寬度為，橋面寬度為24m 。行車道系由。行車道系由1 4 3 0 . 6 8 8 m 的 預(yù) 應(yīng) 力的 預(yù) 應(yīng) 力 T 梁 組 成 。梁 組 成 。拱圈為單箱三室截面，箱拱圈為單箱三室截面，箱高高7m，寬，寬16m，拱腳至第，拱腳至第一根立柱間為變厚度，頂一根立柱間為變厚度，頂?shù)装搴穸葟牡装搴穸葟?0cm變化到變化到40cm。80150252040216150160160580606080波形腹板4016004038038038038040404062

8、0700586841430.6685420439.352420m試設(shè)計(jì)方案試設(shè)計(jì)方案420m試設(shè)計(jì)施工方案試設(shè)計(jì)施工方案骨架安裝節(jié)段運(yùn)輸船萬(wàn)縣岸利川岸 90035036節(jié)段吊裝，灌節(jié)段吊裝，灌注管內(nèi)混凝土形注管內(nèi)混凝土形成強(qiáng)度后，橫向成強(qiáng)度后，橫向按按“先中箱后邊先中箱后邊箱，先底板再頂箱，先底板再頂板板”原則分環(huán)澆原則分環(huán)澆筑，縱向分八個(gè)筑，縱向分八個(gè)工 作 段 澆 筑 。工 作 段 澆 筑 。 表表2 拱圈工程數(shù)量表拱圈工程數(shù)量表項(xiàng) 目 原設(shè)計(jì)（L） 試設(shè)計(jì)（S） S/L混凝土(m3)1105476440.69鋼材(t) 209524871.19總重(t)2973021597 0.7342

9、0m試設(shè)計(jì)方案分析與比較試設(shè)計(jì)方案分析與比較項(xiàng) 目 原設(shè)計(jì)（L） 試設(shè)計(jì)（S） S/L拱頂軸力（kN）2751002272000.83拱腳軸力（kN） 364200300800.83表表1 拱圈軸力對(duì)比結(jié)果拱圈軸力對(duì)比結(jié)果項(xiàng) 目 原設(shè)計(jì)（L） 試設(shè)計(jì)（S） 吊裝36段吊裝(60t)36段吊裝(69t)混凝土工程 免除了腹板的施工工序，可節(jié)省大約三分之一的混凝土澆筑時(shí)間表表3 拱圈施工性能比較結(jié)果拱圈施工性能比較結(jié)果420m試設(shè)計(jì)方案（以萬(wàn)州長(zhǎng)江大橋?yàn)樵停┰囋O(shè)計(jì)方案（以萬(wàn)州長(zhǎng)江大橋?yàn)樵停┲鞴叭こ虜?shù)量表主拱圈工程數(shù)量表項(xiàng)項(xiàng) 目目 萬(wàn)州橋萬(wàn)州橋(W) 試設(shè)計(jì)試設(shè)計(jì)(S) S/WS-W 混凝土混

10、凝土(m3)1105476440.693410鋼材鋼材 (t) 209524871.19392節(jié)省的混凝土方量與增加的鋼筋噸數(shù)基本為節(jié)省的混凝土方量與增加的鋼筋噸數(shù)基本為10比比1，如，如果二者的工程造價(jià)也粗略以果二者的工程造價(jià)也粗略以10比比1計(jì)的話，主拱圈材料計(jì)的話，主拱圈材料費(fèi)基本持平費(fèi)基本持平三、三、福建寧德嶺兜大橋福建寧德嶺兜大橋福建寧德嶺兜大橋概況（跨徑為福建寧德嶺兜大橋概況（跨徑為160m）橋梁全長(zhǎng)橋梁全長(zhǎng)329.5m，主跨為主跨為160m鋼筋鋼筋砼箱形拱，矢跨砼箱形拱，矢跨比為比為1/4，橋面寬，橋面寬度為度為10m 。行車。行車道系由道系由1313m的預(yù)應(yīng)力空心板的預(yù)應(yīng)力空心

11、板組成，橋面現(xiàn)澆組成，橋面現(xiàn)澆層連續(xù)。層連續(xù)。拱圈為單箱四室截面，拱圈為單箱四室截面，箱高箱高2.5m，寬，寬8m，頂板，頂板厚厚25cm，底板厚，底板厚20cm。屏南160004000131300寧德單位：cm單位：cm8002504112147.54116916941147.5122025單位：cm4025一般段拱腳加厚段25185波形鋼腹板401702508001452525187.5187.52514525235混凝土板4012縱向連接鋼筋12貫穿鋼筋7.5257.5波形鋼腹板5.615單位：cm160m波形鋼腹板混凝土拱橋試設(shè)計(jì)方案波形鋼腹板混凝土拱橋試設(shè)計(jì)方案56050050056

12、0212056025026.8單位：mm8拱圈為單箱三室截面，拱圈為單箱三室截面，拱腳至第一根立柱間拱腳至第一根立柱間的拱圈截面高度為的拱圈截面高度為2.5m，頂?shù)装搴?，頂?shù)装搴?0cm，其余節(jié)段截面高度為其余節(jié)段截面高度為2.35m，頂?shù)装搴?，頂?shù)装搴?5cm。表表2 拱圈工程數(shù)量表拱圈工程數(shù)量表項(xiàng) 目 原設(shè)計(jì)（L） 試設(shè)計(jì)（S） S/L混凝土(m3)1354911.60.67鋼材(t) 110.5148.61.34總重(t)3495.5 2427.6 0.69160m試設(shè)計(jì)方案分析與比較試設(shè)計(jì)方案分析與比較項(xiàng) 目 原設(shè)計(jì)（L） 試設(shè)計(jì)（S） S/L拱頂軸力（kN）34930289900.8

13、3拱腳軸力（kN） 51570438100.85表表1 拱圈軸力對(duì)比結(jié)果拱圈軸力對(duì)比結(jié)果項(xiàng) 目 原設(shè)計(jì)（L） 試設(shè)計(jì)（S） 懸臂拼裝7段吊裝(65t)6段吊裝(60t)，免除了橫系梁與腹板的施工工序懸臂現(xiàn)澆 可節(jié)省大量的斜拉索，并免除了腹板的施工工序表表3 拱圈施工性能比較結(jié)果拱圈施工性能比較結(jié)果四四相關(guān)的研究工作相關(guān)的研究工作波形鋼板 CFST 柱的試驗(yàn)研究鋼管混凝土鋼管混凝土-波形鋼腹板拱模型波形鋼腹板拱模型波形鋼腹板混凝土拱初步設(shè)計(jì)效果圖波形鋼腹板混凝土拱初步設(shè)計(jì)效果圖 試設(shè)計(jì)計(jì)算均滿足規(guī)范要求，可減少拱圈自重大約試設(shè)計(jì)計(jì)算均滿足規(guī)范要求，可減少拱圈自重大約30，降低了對(duì)基礎(chǔ)與下部結(jié)構(gòu)的要求，免除了布設(shè)腹板鋼筋、降低了對(duì)基礎(chǔ)與下部結(jié)構(gòu)的要求，免除了布設(shè)腹板鋼筋、模板、澆筑混凝土等施工工序，加快了施工進(jìn)程，縮短模板、澆筑混凝土等施工工序，加快了施工進(jìn)程，縮短了工期。了工期。五結(jié)束語(yǔ)五結(jié)束語(yǔ) 波形鋼腹板波形鋼腹板-混凝土拱橋造型美觀，是山區(qū)、風(fēng)景區(qū)較好混凝土拱橋造型美觀，是山區(qū)、風(fēng)景區(qū)較好的橋型選擇。的橋型選擇。 本文分析只是初步的，波形鋼腹板本文分析只是初步的，波形鋼腹板-混凝土拱橋要在實(shí)際