五里亭施工钢管拱设计说明书

1、韶 关 市 五 里 亭 大 桥砼 拱 设 计 说 明 书( 一)、设计标准1 、设计荷载 ： 汽超 20 ，挂 1 20 ，人群荷载 3 .5 KN/ m2 ; 设计行车速度80 km/ h 。根据 2 00 1 年 1 月 19 日省建设厅对韶关市五里亭大桥初步设计2 、洪 水 频 率 ：H 1%年一遇的设计水位：60.41m(黄海高程)。设计通航水位(H的和 韶 关 市建 委 组 织及 有 关部 门 对 五里 亭 大 桥 设计 的 评 审意 见 , 我院 5%),57.76m(黄海高程)。河流为 VI 级航道。通航净高大于 6m,净宽 22550m。于 20 0 1 年 3 月 16 日提

2、交了五里亭大桥下部构造施工图设计。2 001 年 63 、桥面宽度 ： 按一级公路标准， 无中间分隔带, 设双黄实线.月 30 日提交了上部构造施工图设计。20 01 年 11 月项目部提出提篮a、引桥桥宽 30m。其中双向四车道（ 宽 17 m）、非机动车（ 23.5 m）和式复原为平行式和现浇箱梁修改为预制分条顶推意见得到业主同意后，我人行道（ 2 3 m）。人行道间桥面净宽 24 m。院组织 8 人设计组驻工地， 于 2 00 2 年 3 月份提交了主桥上部构造修改设计b、通航孔桥面总宽 B 33 m。其中双向四 车道有 16 m, 非机动车（ 2 3 .5 m）图。20 02 年 7

3、月 16 日，省建筑提供主桥上部结构修改设计和人行道(2 3 m), 另加拱净宽（ 2 2 m）。审核后， 我院按审核意见， 对施工图设计作了进一步的完善。本册文件是4 、坡 度 ： 桥梁双向纵坡 2 ， 桥面双向横坡 1 .5 %。在通航孔中设竖曲线，拱施工图设计，现将主要技术问题说明如下：半径 R 47 51 .4 0 m, 切线长 T 95 .0 19 m。 矢距 E 0.95 m。：省工程防震场的安全分析提出基本烈度为 6 度。5 、1、桥型方案（ 二）、设计技术规范1、城市道路设计规范（ C JJ3 7 90 ）韶关市五里亭大桥位于韶关市区，桥梁长 50 5 m，桥宽 30 m。东端

4、引道与2、公路路线设计规范（ JTJ0 11 94 ）帽峰路相接向西跨武江，西端引道经惠民路接新兴路北端。桥长 50 5 m 范围内3、城市桥梁设计规范（ C JJ1 1 93 ）分三大段: 中部通航孔为 1 90 m 顶推法施工 的拱梁组合桥，跨径组合为（ 35 12 04、城市桥梁设计荷载标准（ C TJ77 98 ） 35 1 90 m）。东引桥长 10 0 m(415 +2 2 0 m), 西引桥长 21 5 m(10 2 0 +1 5),5、公路桥涵设计通用规范（ JTJ0 21 89 ）均为移动支架分段现浇施工的部份预应力连续箱梁。全桥桥型布置如图 S1 。6、公路钢筋混凝土及预应

5、力混凝土桥涵设计规范（ JTJ02 3 85 ）7、公路桥涵地基与基础设计规范（ JTJ02 4 85 ）拱相较， 式拱加工费用低 2 0% 。为了确保拱与砼的粘结强度，设8、公路工程抗震设计规范（ JTJ0 04 89 ）计在内壁中加焊纵肋和横向加劲圈； 在管内增设三根对拉 32 mm 钢筋； 在9、公路桥涵施工技术规范（ JTJ0 41 89 ）三管间联结板中加焊加劲肋等措施， 来提高砼的可靠度。（ 三）、新型拱梁组合桥特点：5 、镦 头 和 夹 片 相 结 合 的 吊 杆 。在总结冷铸镦头锚，安装不便、费1 、 1 9 0m 长主桥 ， 用三孔跨过武江。是一种拱梁组合新桥型（即由12 0

6、 m用高 以 及 钢铰 线 夹片 锚 作 下端 在 低应 力 状 态易 松 弛 的经 验 基础 上 ， 从综 合 两 者砼拱和 1 90 m 长顶推连续箱梁相组合的无推力系杆拱），其跨径为国内同类优点出发，设计吊杆采用热挤 PE 索套 21 镀锌钢丝。吊杆下端用环氧树脂固结构目前之最。两条品型砼拱，气势雄伟高耸在桥面 30 m 上, 可作为韶关市结的 1 68 7 镦头锚；上端用 HM2 1- 24 夹片锚。在施工中上端用分索张拉的方标志性建筑。建成后的五里亭大桥将成为粤北古城一道绚丽的风景。法来 调 整 吊杆 拉 力和 长 度 后， 再 以环 氧 树 脂固 定 ， 以后 吊 杆调 整 均 在

7、下 端 镦 头2 、无承台大直径桩墩 ， 在 19 0 宽的河面上， 仅有四根 4 m 大直径墩柱。锚中进行。上无 盖 梁 、下 无 承台 ， 受 力明 确 、造 型 简 洁； 独 柱 桩墩 阻 水面 积 小 、泄 洪 效 果2、砼拱设计好。基础采用5 .6 m/ 3 .5 m/ 3m 变截面 钻孔桩，其桩径和轴力(5 00 0t) 均为目前国内桥梁钻孔灌注独桩之最。3 、 先 梁 后 拱 新 工 艺 。与一般“先拱后梁”工艺不同， 1 90 m 连续梁顶（ 一）、材质选择推到 位 后 在梁 上 用汽 车 吊 安装拱 ， 再 以法 竖立 。 这与 缆 索 吊装 和 支 架1、拱主要作用是施工中

8、承担砼拱自重，所以选择普通 A3 钢。与低合现浇法相较， 施工简单、速度快、工业化程度高。“ 先梁后拱” 工艺金钢相较， A3 钢来源丰富， 价格便宜， 而便于加工和焊接， 质量容易保证。特点是：将砼拱所需要的推力（ 约 7 0 00 t）提前在顶推箱梁中实施，因此减2 、由于等截面拱趾负弯距比拱顶将近多一倍， 因此在拱趾 8 m 长范围少了 复杂的系 杆 施工 的 工 序。 可 以预 见 全 部预 制 拼 装的 “ 先梁 后 拱 ” 工 艺 的 成将材料质改用了强度高的 16 Mn 是合理的。功，将为我国平原地区系杆拱施工找到了一条新途径。（ 二）、截面型式式 三 管 拱 。经综合分析认为，

9、品型式拱与常规哑铃型1 、哑 铃 型 :是砼拱初期形成（ 上下两管用钢板焊接而成）。其缺点是横4 、拱相较， 具有单肋横向稳定性大， 可以实现无风撑（ 或少风撑）。与桁架式向稳 定 性 差， 必 须要 用 密 布风 撑 来保 证 安 全， 这 样 致使 汽 车行 驶 视 野受 阻 ， 有穿越 模 框 架不 良 感觉 。 根 据大 桥 美观 的 要 求， 在 初 步设 计 中首 先 弃 用 这种 常规 2 、钢丝 ：为了防止施工期间吊杆高强钢丝的锈蚀，改用镀锌 7 高强钢丝。结构。3 、吊杆 ： 考虑万一出现单根吊杆断裂情况时， 行车道梁要能保证抢险车辆2 、三 角 型 ：要减少横撑必须加大拱的

10、横向刚度， 一般方法是用桁架式。例的通行要求。因此吊杆由 19 S21 增加至 24 S21 。另外， 在横隔梁上， 增设 2如： 黑龙江依兰特丹江桥（ 无风撑三管式 100 m） 和安阳文峰路桥（ 四管式个小换索孔。138 m）。施工结果表明， 桁架式仅加 工费用 4 000 -50 00 （元/ 吨）， 比式4 、调索 ： 利用顶推箱梁强大的抗弯刚度对吊杆索力进行调善拱（靠拢焊接）多一倍多。因此在湖南桃源沅水大桥（ 2X10 0 m）经过详细研和顶推箱梁受力状态， 以及桥面的平顺。究分析后，提出三根不同直径的结构。即：下面两根小管（ 1 0 0cm）3、拱制作和安装用于解决横向稳定，上面一

11、根大管（ 14 0 cm）用以增大砼面积。这种一大 一小型式俗称“ 熊猫”。五里亭大桥在修改设计中经反复比较， 最后仍然采用这种施工方便、造价低廉、稳定性好的“熊猫式” 截面。（ 一）、执行规范公路桥涵施工技术规范（ 三）、技术保障措施JTJ 04 1-20 00砼拱自 19 90 年旺苍大桥起，至今只有十多年时间。经过设计、施钢结构工程施工及验收规范GB 502 05 -95工、 运 营 的反 复 实践 ， 取 得了 一 定经 验 。 但是 近 年 来一 些 重载 大 交 通量 的压力容器无损检测规范JB47 30 -94拱接二连三的出现了不少问题。20 01 年 11 月 9 日，在重庆召

12、开的桥梁学术（ 二）、主要技术指标会议 期 间 ， 发 生 了省宜宾 南 门大 桥 吊 杆断 裂 ， 横梁 及 两孔 桥 面的1、弯曲度： f L/ 10 00 且 f8 mm事故 ， 这 引起 了 国内 桥 梁 界的 高 度重 视 。 在这 种 形 势下 ， 我院 通 过 修改 施 工 图2、椭圆度： f/ D= 3/1 00 0设计， 从复查砼拱安全度出发， 采用了一系列技术保障措施：3、接缝错边： 1 mm：内壁增设 8 条纵肋，（ 宽 10 0 mm 厚14 mm） ,在每 1.8 m 一节4、端部不平度： f/ D 1/5 00 且 f 3 mm1 、中又增设一道厚 30 m，宽 1

13、 00 mm 内 法兰圈。通过相交的肋，加强了管5、拱肋宽度误差： 3 mm壁与砼的粘结，确保了与砼的共同作用。6、拱肋高度误差： 3 mm7、拱肋节段（ Lm）旁弯： 3+0. 1 L mm 且 10 mm1 、单 节 直 接 焊 管 的 制 作 ：为方便加工和节省材料，拱轴线可采用 2 m 长8、吊杆孔水平间距误差： 3 mm左右的分段长度用折（对肋管而言便是虾弯法） 拼成。本设计总结百旺9、吊杆孔标高误差： 5 mm大桥的经验， 按照板材通宽（ 1. 8 m） 给出相应节点坐标及相关参数， 加工单10 、吊杆长度偏差： 10 mm位由此再经电脑处理即出每单节直缝焊管的展开放样尺寸，或者将

14、以上11 、拱轴线长度误差：20 mm参数输入数控切割机编好的程序即可精确解决下料放样这一难题。12 、吊装成拱后横向偏位：10 mm2 、椭圆度的控制 ：下料时应在每张钢板两端预留 2 00 mm 长的卷制引弧13 、吊装成拱后竖向偏位：10 mm板（ 可再 利用 为 管内 加劲 纵 肋 ）， 卷毕 再 通过 内法 兰圈 （ 外圆 经机 加 工） 来14 、全熔透性焊缝： 10 0 % 达到 JB 473 0 -94 的超声波探伤质量 级， 控制每节单管的椭圆度。且 10% 达到 JB4 73 0-94 的 X 射线检查评定等级级。3 、分段组对（拱轴线控制 ）。分段组对必须在 1 ： 1

15、地模上进行，施工15 、涂装前除锈： 达 st2 标准。中可将各节点绝对坐标换算成各段相对坐标， 以便于施工和质量控制。分段长度由施工所选方案及起重、条件决定。（ 三）砼拱材料1 、肋管材料 有 Q23 5 （ A3 钢）和 Q3 45 （ 1 6M n）两种。所有材料进场后4 、 焊 接 要求 。焊接（ 接缝 ） 的 安排 原则 ： 相 关接 头之 间的 间距 应尽 量均应取样检测， 内容包括抗拉强度、屈服强度、伸长率冲击功、冷弯试验和大于 1 00 mm，以免出现二次焊接，影响结构质量。、碳含量等。 肋管纵、环缝以及影响肋管密闭的所有焊缝均为全熔透性焊缝。2 、焊接材料 按 GB50 20

16、 5 -95 进行选定，建议选用： 肋管纵、环缝： 1 00 % 达到 J B47 30 -94 的超声波探伤质量 级，且A3 母材： E43 03 ， H08 -A抽样 10%进行 X 射线检查并达 JB4 73 0-94 的评定等级级。16 Mn 母材： E50 16 85 0 管环缝可不用 X 射线抽样检查。横撑的焊缝要求同 85 0 管。其埋弧焊和气体保护焊焊丝应据此套用。余焊缝按 GB5 020 5 -95 执行。3 、涂装材料 ： 按图纸要求。 返修：肋管纵、环缝同一位置焊缝进行返修次数不得多于 1 次，其他拱加工制作：位置返修次数不得多于 2 次。（ 四）、 错边处理：错边小的应

17、进行修磨过渡，错边大的还须作包板加固。2 、控 制 要 点 ： 在拱趾到反弯点（ 0. 3 L 处） 的砼泵送过程中，会同时出现钢拱安装：管拱 下 沉 和拱 顶 上冒 现 象 ， 一 般 在拱顶 设，用 加载 的 方法 来 平 衡。 本 桥 可（ 五）、1 、方 案 ： 由于顶推箱梁在水面上其宽度只有 11. 75 m 故不能提供卧装条件，利用顶推箱梁的刚度， 在拱顶设置一对 7# 吊杆，通过逐渐张紧吊杆控制拱顶上所以拱必 须 在现 场 分 节立 式 拼装 。 设 计安 装 方 法有 转 体法 和法 两 种 。冒。施工可根据自己的经验和工地装备和技术条件来选择。拱 的 设 计 轴 线 为悬索线

18、 （自 重的 压 力线 ）。当砼 泵送 通过反弯 3 、2 、设 备 ： 为了充分利用顶推临时墩， 采用方案时可在承台上竖立万能点后，拱将开始出现拱顶下沉， 两侧上冒的现象。此时，应将 7#吊杆原张杆件 塔 架 ， 通 过 双悬 臂 梁 上的 千 斤顶 ， 上 下游 对 称 同时拱 。其 设 备 根拉的 索 力 逐渐 解 除。 砼 充 满拱后 ， 拱 轴恒 载 均 为零 （ 但有 均 匀 的挠 度 ， 约据湖 南 湘 潭湘 江 二大 桥 的 工程 实 践， 可 利 用顶 推 中 “ 连 续 千斤 顶 ” 改装 而 成 。10 mm 左右）。为了安全， 工作应由专业公司进行分包。4 、为 施 工

19、 方 便 ， 7# 吊杆也可以用钢丝绳滑轮组来代替。通过卷扬机收放钢3 、拼 装 方 式 。有两个半拱分别和跨中， 两端接长两种方式。采用丝绳速度快，施工方便。“边提边接”方法，对称稳定，场地要求小，施工安全； 但拱有 40 m 的悬5 、砼泵送 过程中详细技术问题待施工确定方案后， 设计予配合。臂端， 挠度及应力都过大。因此要采用特殊的临时措施来解决。有关技术问题，（ 二）、砼泵送施工：待施工确定方案后，设计予配合。1 、应用两台砼输送泵分别从两拱脚同时灌注。泵送速度尽量协调一致，严格按对称加载， 均匀原则。4、砼拱施工2、砼从泵送口跌落高差不宜大于 2 m， 泄浆孔出口垂直高度不小于 2

20、m，泵入孔应安装截止阀。3、由于管内构造较为复杂， 如交叉钢筋、吊点结构、内加劲法兰圈和加劲（ 一）、拱轴线控制拱 具有刚度大重心低和横向稳定性好的特点， 因此砼泵送基纵肋 等 ， 对于 砼 泵送 带 来 一定 影响。 砼 受 阻泵 压 力 不断 升 高时 ， 应 及时 换 管 泵1 、三管式 本上 可 以 自拱 趾 向拱 顶 连 续泵 送 方案 。 但 考虑 到 施 工的 不 对称 性 ， 以及 对 拱 轴送。 在拱中已多留了几组进入管。线偏离控制应尽量小的安全考虑施工，还是辅以一些临时安全措施为好。4 、泵送过程中， 专业质检用敲击断管内砼填充情况，空隙应及时 体 外 加震 方 法解 决

21、。 灌注 完 成后 的 管 内砼 应 采 用超 声 波探 查 填 充情 况 ， 不干净）， 使用仅在 5 -10 年左右。符规范要求的段必须采用压浆等加以补强。2 、 复 合 材 料 外 层 包 腐 ：航 空研 制 的 一 项 专 利 技 术 。（ 专 利 号5、设计砼出凝时间不小于 8 小时， 砼泵送时间应控制在 8 小时之内。011 03 74 3.1. ） 其 原理 是 在 钢结 构 外 层表 面 利 用与 树脂 一 起 制成 的 复 合材 料， 由 内层 向 外分 别 是 密实 的 树脂 含 量 较高 的 防 渗抗 腐 层、 树 脂 含量 减 少 的过渡 层 、 将材料 编 制 成整 体 结构 的 耐 磨坚 固 的 结构 层 ， 最 外 层 是用 树 脂 制（三 ）、吊杆及锚具1、吊杆及锚具系统采用柳州海威姆建筑机械研制的 HM 21 -24 系统。备的表面层。这种航空航天复合材料技术（ GC M）， 推广运用在砼拱中， 不每根 s21E 无粘结平行 钢丝束都 可在工厂 完成并独立 防护， 可 以分索张 拉， 安但能 产 生 高效 的 防腐 蚀 效 果， 同 时还 产 生 增加 结 构 强度 的 作用 。 复 合材 料 耐 化装调索都十分方便， 克服了冷铸锚（ LZM 系列） 笨重的缺点， 与钢绞线相比较，学腐