鋼管混凝土拱橋
| 鋼管混凝土拱橋 |
鋼管混凝土拱橋屬於鋼——混凝土組合結構中的一種。鋼管混凝土拱橋是將鋼管內填充混凝土，由於鋼管的徑向約束而限制受壓混凝土的膨脹，使混凝土處於三向受壓狀態，從而顯著提高混凝土的抗壓強度。同時鋼管兼有縱向主筋和橫向套箍的作用，同時可作為施工模板，方便混凝土澆築，施工過程中，鋼管可作為勁性承重骨架，其焊接工作簡單，吊裝重量輕，從而能簡化施工工藝，縮短施工工期。
目錄
簡介
鋼管混凝土拱橋真正的發展是在 20 世紀 90 年代的中國。我國第一座鋼管混凝土拱橋是 1990 年建成的四川旺蒼東河大橋，跨徑 110m，據不完全統計，十多年來在我國己建的和在建的鋼管混凝土拱橋約有 200 多座，其中跨徑超過 200m 的有 30 多座。1995 年，廣東三山西大橋是第一座跨徑超過 200m 的鋼管混凝土拱橋，也是第一座飛燕式拱橋。飛燕式鋼管混凝土拱橋通過張拉系杆來平衡主拱所產生的大部分水平推力，大大降低了平原或軟基地區拱橋下部與基礎的工程量與造價，且造型美觀在我國得到了迅速發展，相繼建成的有武漢市江漢五橋、江蘇徐州京杭運河特大橋、南昌市生米特大橋等。尤其是建成於 2000 年跨徑組合 76+360+76 的丫髻沙大橋，把這一橋型，也可以說把鋼管混凝土拱橋的跨徑推上了一個新的台階。
評價
受「夾芯板式鋼-混凝土組合截面斜拉橋主梁」的啟發，筆者在一座跨徑150米的上承式單線鐵路拱橋初步設計中，比較了芯板式鋼-混凝土組合拱肋（後簡稱為「芯板式拱肋」）結構方案，計劃將勁性骨架的所需鋼材轉化為永久結構的一部分，既作為施工支撐骨架，又可視為永久受力結構，因為跨徑較小，鋼桁架可以靠自身能力完成懸拼成拱。同時，為了減少純鋼結構用鋼量較大的問題而引入芯板混凝土，讓芯板儘可能多地分擔拱肋軸力，拱肋彎矩(主要是活載彎矩）則由鋼結構承擔，並借芯板結構增大橋樑整體橫向剛度，改善結構使用性能。為衡量該技術的經濟可行性，在設計中參照鋼管混凝土拱橋，把所使用的混凝土等量轉化，用於鋼-混組合結構的芯板，並置於其組合截面的中心，混凝土故而只受壓卻不受彎，完全避免了其受拉開裂問題，使它的受力狀態得到改善，可提升結構耐久性。初步設計結果表明，此項拱橋技術的兩種主要建材用量與鋼管混凝土拱肋結構基本持平，但具有橫向剛度很大的顯著特點，這主要受益於寬而扁的混凝土芯板較大的面外剛度。為探究其橫向剛度的數值，粗略地參照平南三橋所擬定的600米跨徑中、下承式拱橋進行計算，其第一類彈性穩定係數輕鬆地達到6，體現出一定的結構承載能力，但因為板狀的拱肋無法滿足中、下承式拱橋的橋面通行車輛的使用功能，換而言之，該技術只適用於上承式拱橋。眾所周知，由於上承式拱橋拱上立柱重於中、下承式的吊杆，在同等條件下，其跨越能力不如中、下承式拱橋。[1]