钢管混凝土拱桥查看源代码讨论查看历史
| 钢管混凝土拱桥 |
钢管混凝土拱桥属于钢——混凝土组合结构中的一种。钢管混凝土拱桥是将钢管内填充混凝土，由于钢管的径向约束而限制受压混凝土的膨胀，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。
简介
钢管混凝土拱桥真正的发展是在 20 世纪 90 年代的中国。我国第一座钢管混凝土拱桥是 1990 年建成的四川旺苍东河大桥，跨径 110m，据不完全统计，十多年来在我国己建的和在建的钢管混凝土拱桥约有 200 多座，其中跨径超过 200m 的有 30 多座。1995 年，广东三山西大桥是第一座跨径超过 200m 的钢管混凝土拱桥，也是第一座飞燕式拱桥。飞燕式钢管混凝土拱桥通过张拉系杆来平衡主拱所产生的大部分水平推力，大大降低了平原或软基地区拱桥下部与基础的工程量与造价，且造型美观在我国得到了迅速发展，相继建成的有武汉市江汉五桥、江苏徐州京杭运河特大桥、南昌市生米特大桥等。尤其是建成于 2000 年跨径组合 76+360+76 的丫髻沙大桥，把这一桥型，也可以说把钢管混凝土拱桥的跨径推上了一个新的台阶。
评价
受“夹芯板式钢-混凝土组合截面斜拉桥主梁”的启发，笔者在一座跨径150米的上承式单线铁路拱桥初步设计中，比较了芯板式钢-混凝土组合拱肋（后简称为“芯板式拱肋”）结构方案，计划将劲性骨架的所需钢材转化为永久结构的一部分，既作为施工支撑骨架，又可视为永久受力结构，因为跨径较小，钢桁架可以靠自身能力完成悬拼成拱。同时，为了减少纯钢结构用钢量较大的问题而引入芯板混凝土，让芯板尽可能多地分担拱肋轴力，拱肋弯矩(主要是活载弯矩）则由钢结构承担，并借芯板结构增大桥梁整体横向刚度，改善结构使用性能。为衡量该技术的经济可行性，在设计中参照钢管混凝土拱桥，把所使用的混凝土等量转化，用于钢-混组合结构的芯板，并置于其组合截面的中心，混凝土故而只受压却不受弯，完全避免了其受拉开裂问题，使它的受力状态得到改善，可提升结构耐久性。初步设计结果表明，此项拱桥技术的两种主要建材用量与钢管混凝土拱肋结构基本持平，但具有横向刚度很大的显著特点，这主要受益于宽而扁的混凝土芯板较大的面外刚度。为探究其横向刚度的数值，粗略地参照平南三桥所拟定的600米跨径中、下承式拱桥进行计算，其第一类弹性稳定系数轻松地达到6，体现出一定的结构承载能力，但因为板状的拱肋无法满足中、下承式拱桥的桥面通行车辆的使用功能，换而言之，该技术只适用于上承式拱桥。众所周知，由于上承式拱桥拱上立柱重于中、下承式的吊杆，在同等条件下，其跨越能力不如中、下承式拱桥。[1]