钢管混凝土拱桥的构造特点

2025-09-29 理论教育版权反馈

【摘要】：由于上述原因，目前钢管混凝土拱桥基本上均采用圆形钢管组成。这是目前钢管混凝土拱桥中应用最多的一种，由于桥面位置在拱的中部穿过，可以随引桥两端接线所需的高度上下调整，所以适应性强。当地质条件较好时，一般均采用有推力的中承式拱桥，如浙江新安江大桥即为有推力中承式钢管混凝土拱桥。严格控制钢管拱肋的制作质量，为拱肋的安装和拱肋内混凝土浇筑提供安全保证。

1. 截面形式

钢管混凝土结构中钢管对混凝土的套箍作用使钢管内混凝土处于三向受力状态，提高了混凝土的抗压强度和变形能力。由于上述原因，目前钢管混凝土拱桥基本上均采用圆形钢管组成。跨度较小时采用单圆管，如图7.6.1（a）所示。跨度在150 m 以内时，一般采用两根圆形钢管上下叠置的哑铃形截面，如图7.6.1（b）所示，这是已建成拱桥中采用最多的截面形式。当跨度超过150 m 时，采用桁式截面较合理，如图7.6.1（c）所示。在劲性骨架的钢筋混凝土拱桥中多采用桁式截面。

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图7.6.1　截面形式示意图

2. 结构形式

钢管混凝土拱桥根据结构的受力体系和施工方法的不同可以归纳为以下几种，如图7.6.2。

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图7.6.2　结构形式示意图

（1）中承式肋拱桥。

这是目前钢管混凝土拱桥中应用最多的一种，由于桥面位置在拱的中部穿过，可以随引桥两端接线所需的高度上下调整，所以适应性强。当地质条件较好时，一般均采用有推力的中承式拱桥，如浙江新安江大桥即为有推力中承式钢管混凝土拱桥。当地质条件较差时，桥墩不能承受较大水平推力，或受地形条件限制时，可以采用中承式带两个半跨的自锚结构形式。广东三山西大桥和三峡莲沱大桥均为中承式自锚结构形式[图7.6.2（a）]。(https://www.chuimin.cn)

（2）下承式系杆拱桥。

当地质条件较差或受城市道路接线高度的限制时，往往采用下承式系杆拱结构形式，拱脚的推力由系杆承受。目前，下承式钢管混凝土系杆拱桥的系杆形式有两种：一种是上下部结构采用的刚接联结，系杆仅用体外预应力钢束组成的柔性系杆形式；另一种是上部结构简支支承于桥墩的刚性系杆形式。柔性系杆结构简单、施工方便，能节省一根较大尺寸的系梁。刚性系杆形式由于有一根刚度较大的系梁联系着两端拱脚，系梁能承受较大压力，对系梁内预应力钢束的张拉较柔性系杆安全。

（3）上承式拱桥。

当桥梁两岸地形较高或桥梁要跨过深谷时，采用上承式钢管混凝土拱桥是较为合理的桥型方案。上承式钢管混凝土拱桥的桥面系在拱圈的顶面，拱肋可以采用多片，在多片拱肋之间和拱肋顶面的立柱排架之间可以进行纵横向联系，加强了大跨度拱桥施工中的稳定性，保证了施工的安全。

3. 钢管的制造与安装

钢管由钢板卷管成型，管节的长度由钢板宽度确定，一般管节长度为120～180 cm。管节一般为直管，钢板厚度一般为10～20 mm。采用桁式截面时，上下弦之间的腹杆由于直径较小，可以直接采用无缝钢管。拱肋制作的关键在于拱肋在放样平台上的放样精度和焊接质量，应尽量减少工地高空焊接。严格控制钢管拱肋的制作质量，为拱肋的安装和拱肋内混凝土浇筑提供安全保证。

（1）钢管卷制和焊接。

钢板利用焰割机切割，但应将热力影响宽度3～5 mm 去掉。拱肋及横撑结构外表面均应先喷漆除锈，按一级表面清理。钢板卷制前，应根据要求将板端开好坡口，然后将钢板送入卷板机卷成直筒体，卷管方向应与钢板压延方向一致，轧制的管筒失圆度和对口错边偏差应满足相应施工规范要求。对卷成的钢管纵向缝施焊形成直管。对焊成的直钢管应进行检查和校正，以确保组装的精度。

（2）拱肋放样和拱肋段的拼装。

将半跨拱肋在混凝土地面上按1∶1 进行放样。沿放样的拱肋轴线设置胎架，在大样上放出吊杆位置及段间接头位置以及混凝土灌注孔位置。拱肋钢管的纵向焊缝各管节应互相错开，而且应将纵向焊缝全部置于两肋板中间，以免影响美观。拱肋分段的长度主要考虑从工厂到工地的运输能力，主要分段接头应避开吊杆孔和混凝土灌注孔位置。当采用汽车运输时，管段长度约10 m 为宜。对拱肋的平面内和平面外的安装偏差进行检查校正。在拱肋上部钢管内施焊吊杆垫板、支架及吊杆套管和弹簧钢筋，对管段焊接质量进行超声探伤和X 光拍片检查。对管段涂刷油漆防锈。对拱肋安装用的吊扣点位置进行布置，并在吊扣点位置增设加劲板，以防圆管受荷时变形。对各段端接头进行必要的加劲，防止吊装时拱肋端头碰撞，局部变形而难于对接施焊。段间接头外部增设法兰块螺栓连接，以便就位后作临时连接用。横向风撑等杆件与拱肋的焊接，应根据拱肋安装方法而定。当整孔安装或半孔安装时，风撑应在工地安装前焊完；当采用缆索安装时，风撑可在拱肋吊装完成后焊接。分段拱肋运至工地后，再在工地进行放样，将几段拱肋拼成安装的长度。在拱肋安装前应对拱肋尺寸和焊缝质量进行检查。

钢管混凝土拱桥的构造特点

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