桥梁年会波拱(陈宝春)0805

1、钢腹板混凝土箱形拱钢腹板混凝土箱形拱新桥型试设计研究新桥型试设计研究福州大学土木工程学院福州大学土木工程学院陈宝春陈宝春 教授教授2008年年5月月http:/www.arch- 美国将建成世界第四大跨径的混凝土拱桥美国将建成世界第四大跨径的混凝土拱桥Colorado桥桥 钢箱梁现浇混凝土板混凝土盖梁混凝土柱钢横撑混凝土拱肋常水位3230957794365730474 3658 1463232301445123726828443双肋拱9 3692=33228（1）克罗地亚）克罗地亚432m的的Bakar桥设计桥设计L=432m航道 260.050.0mf=72mSENJRIJEKA650550

2、30760205503020196022520022512 38123855065019921900750461004675020046461003005037511020122761212483812190支座截面挡风板一般截面找平层 1cm沥青混凝土 3cm沥青混凝土 4cm2.5%2.5%19606302062520206252065055030760205503020196022520022512 38123855065019921900750461004675020046461003005037511020122761212483812190支座截面挡风板一般截面找平层 1cm沥青混

3、凝土 3cm沥青混凝土 4cm2.5%2.5%196063020625202062520Bakar桥桥总体布置图（单位：总体布置图（单位：m）横截面横截面拱圈截面拱圈截面（2）克罗地亚超大跨径混凝土拱桥的）克罗地亚超大跨径混凝土拱桥的试设计研究试设计研究1000m混凝土拱桥混凝土拱桥总体布置图（单位：总体布置图（单位：m）6075132083.6158.42136.1593.6760.4134.5816.355.36166.66100075757575757575757575757575757560立柱间立柱处100225100016504086040142090015009003300251

4、6002516504086040710560150150 560 150 4025125135012525255758252002525 75200 25100 2254086040阶段二阶段一阶段二166.66158.4275756083.6757575136.1594.4261755.3616.35757535.0366050030拱圈断面拱圈断面图图施工方案示意施工方案示意图图（3）法国米勒高架桥）法国米勒高架桥602m混凝土拱桥设计方案混凝土拱桥设计方案米勒桥拱桥方案效果图米勒桥拱桥方案效果图建成的米勒桥斜拉桥建成的米勒桥斜拉桥P1P2P3P4P5P6P8P9P10P11P12P13P

5、14Tarn 河87.5 80.513313380.5 87.560281681344120140168米勒桥拱桥方案总体布置图米勒桥拱桥方案总体布置图横断面图横断面图拱脚处1800050050080008000400024000260m (2300t)系杆导入预应力导入预应力米勒桥拱桥施工方案米勒桥拱桥施工方案（4）日本）日本600m混凝土拱桥试设计研究混凝土拱桥试设计研究1000001000020003000650000740000=28000090000740000=2800006000007500045000075000230001000075075075075050050023000

6、115006000750750500500980017400拱顶段拱脚段（5）500m伊唐混凝土拱桥试设计研究伊唐混凝土拱桥试设计研究水位6%目前桥面板位置 拱肋平面图通航净空18m200m6%长岛伊唐岛大跨度拱桥大跨度拱桥关键问题研究关键问题研究减轻自重减轻自重施工架设施工架设轻质材料轻质材料组合结构组合结构悬臂法悬臂法劲性骨架劲性骨架组合法组合法波波形形钢钢腹腹板板混混凝凝土土拱拱桥桥腹板轻型化腹板轻型化波形钢腹板波形钢腹板160m420mRPC波形钢腹板混凝土拱桥新桥型的提出波形钢腹板混凝土拱桥新桥型的提出波形钢腹板在桥梁结构中的应用波形钢腹板在桥梁结构中的应用日 本 日 见 桥二、万州

7、长江大桥试设计二、万州长江大桥试设计桥梁全长桥梁全长856.1m，主跨为，主跨为420m钢筋砼箱形拱，钢筋砼箱形拱，矢跨比为矢跨比为1/5，桥面宽度为，桥面宽度为24m 。行车道系由。行车道系由1 4 3 0 . 6 8 8 m 的 预 应 力的 预 应 力 T 梁 组 成 。梁 组 成 。拱圈为单箱三室截面，箱拱圈为单箱三室截面，箱高高7m，宽，宽16m，拱脚至第，拱脚至第一根立柱间为变厚度，顶一根立柱间为变厚度，顶底板厚度从底板厚度从80cm变化到变化到40cm。80150252040216150160160580606080波形腹板4016004038038038038040404062

8、0700586841430.6685420439.352420m试设计方案试设计方案420m试设计施工方案试设计施工方案骨架安装节段运输船万县岸利川岸 90035036节段吊装，灌节段吊装，灌注管内混凝土形注管内混凝土形成强度后，横向成强度后，横向按按“先中箱后边先中箱后边箱，先底板再顶箱，先底板再顶板板”原则分环浇原则分环浇筑，纵向分八个筑，纵向分八个工 作 段 浇 筑 。工 作 段 浇 筑 。 表表2 拱圈工程数量表拱圈工程数量表项 目 原设计（L） 试设计（S） S/L混凝土(m3)1105476440.69钢材(t) 209524871.19总重(t)2973021597 0.7342

9、0m试设计方案分析与比较试设计方案分析与比较项 目 原设计（L） 试设计（S） S/L拱顶轴力（kN）2751002272000.83拱脚轴力（kN） 364200300800.83表表1 拱圈轴力对比结果拱圈轴力对比结果项 目 原设计（L） 试设计（S） 吊装36段吊装(60t)36段吊装(69t)混凝土工程 免除了腹板的施工工序，可节省大约三分之一的混凝土浇筑时间表表3 拱圈施工性能比较结果拱圈施工性能比较结果420m试设计方案（以万州长江大桥为原型）试设计方案（以万州长江大桥为原型）主拱圈工程数量表主拱圈工程数量表项项 目目 万州桥万州桥(W) 试设计试设计(S) S/WS-W 混凝土混

10、凝土(m3)1105476440.693410钢材钢材 (t) 209524871.19392节省的混凝土方量与增加的钢筋吨数基本为节省的混凝土方量与增加的钢筋吨数基本为10比比1，如，如果二者的工程造价也粗略以果二者的工程造价也粗略以10比比1计的话，主拱圈材料计的话，主拱圈材料费基本持平费基本持平三、三、福建宁德岭兜大桥福建宁德岭兜大桥福建宁德岭兜大桥概况（跨径为福建宁德岭兜大桥概况（跨径为160m）桥梁全长桥梁全长329.5m，主跨为主跨为160m钢筋钢筋砼箱形拱，矢跨砼箱形拱，矢跨比为比为1/4，桥面宽，桥面宽度为度为10m 。行车。行车道系由道系由1313m的预应力空心板的预应力空心

11、板组成，桥面现浇组成，桥面现浇层连续。层连续。拱圈为单箱四室截面，拱圈为单箱四室截面，箱高箱高2.5m，宽，宽8m，顶板，顶板厚厚25cm，底板厚，底板厚20cm。屏南160004000131300宁德单位：cm单位：cm8002504112147.54116916941147.5122025单位：cm4025一般段拱脚加厚段25185波形钢腹板401702508001452525187.5187.52514525235混凝土板4012纵向连接钢筋12贯穿钢筋7.5257.5波形钢腹板5.615单位：cm160m波形钢腹板混凝土拱桥试设计方案波形钢腹板混凝土拱桥试设计方案56050050056

12、0212056025026.8单位：mm8拱圈为单箱三室截面，拱圈为单箱三室截面，拱脚至第一根立柱间拱脚至第一根立柱间的拱圈截面高度为的拱圈截面高度为2.5m，顶底板厚，顶底板厚40cm，其余节段截面高度为其余节段截面高度为2.35m，顶底板厚，顶底板厚25cm。表表2 拱圈工程数量表拱圈工程数量表项 目 原设计（L） 试设计（S） S/L混凝土(m3)1354911.60.67钢材(t) 110.5148.61.34总重(t)3495.5 2427.6 0.69160m试设计方案分析与比较试设计方案分析与比较项 目 原设计（L） 试设计（S） S/L拱顶轴力（kN）34930289900.8

13、3拱脚轴力（kN） 51570438100.85表表1 拱圈轴力对比结果拱圈轴力对比结果项 目 原设计（L） 试设计（S） 悬臂拼装7段吊装(65t)6段吊装(60t)，免除了横系梁与腹板的施工工序悬臂现浇 可节省大量的斜拉索，并免除了腹板的施工工序表表3 拱圈施工性能比较结果拱圈施工性能比较结果四四相关的研究工作相关的研究工作波形钢板 CFST 柱的试验研究钢管混凝土钢管混凝土-波形钢腹板拱模型波形钢腹板拱模型波形钢腹板混凝土拱初步设计效果图波形钢腹板混凝土拱初步设计效果图 试设计计算均满足规范要求，可减少拱圈自重大约试设计计算均满足规范要求，可减少拱圈自重大约30，降低了对基础与下部结构的要求，免除了布设腹板钢筋、降低了对基础与下部结构的要求，免除了布设腹板钢筋、模板、浇筑混凝土等施工工序，加快了施工进程，缩短模板、浇筑混凝土等施工工序，加快了施工进程，缩短了工期。了工期。五结束语五结束语 波形钢腹板波形钢腹板-混凝土拱桥造型美观，是山区、风景区较好混凝土拱桥造型美观，是山区、风景区较好的桥型选择。的桥型选择。 本文分析只是初步的，波形钢腹板本文分析只是初步的，波形钢腹板-混凝土拱桥要在实际