钢管混凝土劲性骨架拱桥外包混凝土施工方案

钢管混凝土劲性骨架拱桥外包混凝土施工方案优化设计袁周、刘睿山、唐中波（四川路桥华东建设有限公司，成都610200）摘要：混凝土拱箱成型时的受力状态，不仅与结构和荷载有关，还与拱箱施工方法和施工顺序密切相关。本文以昭化嘉陵江特大桥为施工背景，采用应力叠加法对钢管劲性骨架拱桥4种不同的拱箱混凝土浇筑路径的施工过程进行受力分析，从而对外包混凝土施工方法进行优化设计。关键词：拱箱施工方法钢管劲性骨架拱桥应力叠加法浇筑路径优化设计ArchBridgesReinforcedConcreteConstructionConcreteOptimumDesignOutsourcingYUANZhou(EastChina,SichuanRoad&BridgeConstructionCo.,Ltd.,Chengdu610200)Abstract:Theconcretearchboxshapewhenthestressstate,notonlywiththestructureandloads,butalsowiththearchboxconstructionmethodsandconstructionsequencecloselyrelated.Inthispaper,ZhaohuaJialingRiverBridgeforconstructionbackground,stresssuperpositionmethodusingsteelarchbridgereinforcedwith4differentarchboxconstructionprocessofconcretepouringmechanicalanalysisofthepathtooutsourcingtooptimizethedesignofconcreteconstructionmethods.Keywords:archbox；ConstructionMethod；Reinforcedwithsteelarchbridge；StressSuperposition；Pouringpath；Optimization1大桥概况昭化嘉陵江特大桥跨径组合为（8×30）米预应力简支小箱梁+跨径364米钢管混凝土劲性骨架拱桥+（8×30）米预应力简支小箱梁，主桥长364米，引桥长为500米。外包段混凝土采用C55混凝土，拱圈采用两拱肋，每拱肋为单箱双室截面，横向采用等宽8m，纵向采用外形等高5.8m，拱圈一般构造如图图1.1钢拱桁架结构构造Figure1.1Thestructureofsteelarchtrussstructure拱肋桁片按左右两幅分幅设置，左右两幅拱肋设置横撑。单幅拱肋桁片高5.2m，宽7.2m。拱肋上下弦各设置3根φ457×14mm，上下弦之间设置型钢组合而成的腹杆，同平面弦杆之间采用型钢组合而成的平联杆连接。拱肋上弦长度为409.54m，下弦长度为401.44m，拱肋沿桥跨中线对称，单侧划分为6个正式扣挂节段，12个加工节段（即悬拼节段），设置一个跨中合龙段。狂拱肋桁片构造为如下图所示。刊图淘1马.2拉艘节段构造图猜Figure遗掏1作.2Str表ucture挎maps吴egmen歇ts趴2射拱圈浇注顺序握混凝土拱箱成餐型时的受力状耕态，不仅与结猪构和荷载有关杨，还与拱箱施锐工方法和施工荐顺序密切相关等。本文研究的造拱桥采用缆索悦吊装施工劲性股骨架，本文考苹虑混凝土浇筑暑路径变化，设隶计了载4舍种不同的拱箱傍混凝土浇筑路备径，用于比较奶浇筑路径变化尘对拱箱成形时驻及施工过程中事内力和变形的知影响。

腹图揉2.1丢置外面砼工作面再划分示意图熊Figure怕2.1S糟chemat题icdiv断ision检ofthe灶outsi企defac拘eofc匪oncret堵e植2.1搞穿四种不同拱箱肚混凝土浇筑顺抵序具体见带表撒2.团2错。廉表重2.鞭2束挪拱箱混凝土浇晚筑路径倒Table墨2.2Co皂ncrete忌pouri捞ngpat京harch聚box醒路径联工作面吹具体描述腰1笋6吸先分腿6滴个工作面浇注尼底板混凝土至坡合拢，待混凝库土达到设计强盼度后再分剃6月个工作面浇注冠腹板混凝土至驼合拢，最后分然6疲个工作面浇注押顶板混凝土，蛙每个顶、底、庙腹板划分为悠13贞个脖节蚕段浇筑，每次犯跨越欧一疤个腹、弦杆节透点。劝2元8挡先盗分丛8录个工作面浇注霉底板混凝土至洒合拢，待混凝旦土达到设计强工度后再宿分洞8忆个工作面浇注测腹板混凝土至驱合拢，最后分愁8叨个工作面浇注原顶板混凝土，苗每个顶、底、扎腹板划分替为默1塌0值个节段浇筑，数每次跨越一个壶腹、弦杆节点命。陈3颠10术先洪分世1愈0州个工作面浇注恭底板混凝土至犹合拢，待混凝淡土达到设计强自度后再料分躺1震0闪个工作面浇注喝腹板混凝土至照合拢，最后奇分播1落0腊个工作面浇注泰顶板混凝土，奋每个顶、底、窃腹板划分水为阳8脂个节段浇筑，绢每次跨越一个叙腹、弦杆节点统。稿4咳12年先分烫12盗个工作面浇注户底、腹板混凝嘴土至合拢，待唯混凝土达到设怎计强度后再分兴12搭个工作面浇注登顶板混凝土至腰合拢，每个顶僻、底、腹板划润分为疤7戏个节段浇筑，寸每次跨越既一名个腹、弦杆节件点。3模型介绍孝在钢骨架拱肋低浇注外包混凝藏土帆计算中，采探用肢MIDA妻S椅有限元模型进忽行模拟。其中通钢骨架采用梁范单元，英外包混凝土采材用板单元，米全桥翻共即984板个献节点带，阀4723倘个单元档，其中梁单果元碍349内8鲁个，板单烫元酿122萍5分个；舱荷载除钢骨架冬及外包混凝土工自重外，还考辆虑了临时施工貌荷载。段图粉3声.某1里计算模型图场Figure奸3.1C舱alcula勿tionm概odeld仿iagram4静力分析死采用应力叠加龟法对钢管劲性捏骨架拱桥嘉4涨种不同的拱箱槽混凝土浇筑路趁径的施工过程恳进行受力分析临。采用应力叠淹加法分析时，途考虑混凝土收害缩、徐变对骨貌架应力的影响赵，没有考虑截母面应力重分布睬，忽略了应力评从钢骨架和老纵混凝土向新混迈凝土的转移。斥4.1锤催挠度分析遍不同路径下抄裸拱成形时挠芽曲线龙见侨图凯4.1有图铁4.1匠机不同路径裸拱灰成形时挠曲线趴Figure座4.1T拌hepat抖htot园hebar妥earch星formi钥ngdif甲ferent染defle弄ction相从图怒4.1扇可知痰：土裸拱成形时跨匆中挠度值最小居的混凝土浇筑换路径是路径宝1骄(恒0.303楚m铃)顺，其次是路径阀4叹(芹0.36触m践)弊；跨中挠度值播最大的混凝土乏浇筑路径是路旷径纽2钢和敬3究(帐0富.3梯8柏m葡)期。诉4.2晃微应力分析寺不同路径下明裸拱成形时慌上弦杆钢管稠应力见士图疫4.揭2女图迫4.绣2栽而不同路径裸拱钥成形时篇上弦杆钢管应艇力散Figure导4.2D曾iffere皂ntpat序hswin满dingb坚arbar聚estee零larch划formi赔ngstr夸ess础从图萌4.2烦可知顿：望(1还)睡骨架最大压应户力出现在下弦掘l/8丰处，其中最大拢值出现路径宿2烂（跨252MP途a询）携，其次是路径政1魄(党226.4袋MPa)兽；吧最小值出现宵在效路径叼4略(老194.4泉MPa抽)丑；慨(栗2蚂)珠骨架在拱脚处侍应力一般为压助应力，且拱脚贿下贩弦比下弦应力车大，其中路幸径扁1贡骨架在拱脚下剥弦出现叉压根应转力览(吧226.4M垫Pa留)牛。拱脚上弦应条力最大值出现滴在路丝径售2(岁227.2M惹Pa邀)腔，其次是路径尚3层（差207.2M朵P值a蚂）；伪最小值出现在风路径驳1我(冲173.6M串Pa卡)煌，其次是路径犹4旬(类185.6M恶Pa站)六；碍图北4.暮3简埋不同路径裸拱测成形时奖下弦杆钢管应炉力耻Figure匙窝4.3Di寸fferen减tWays借toba气reste舰elarc枝hform为ingch锄ordss细tress狭从图驼4.格3堵可知摘：矛裸拱成形时骨桨架各截面应力奏比较均匀的是非路径效1竹、路落径洗3佳、路径柿4拘；蹄差别较大的是辨路踩径撞2要。久根据裸拱成形葬时跨中挠度和悉骨架应力的计物算结果，在设狠计的燥4拌种混凝土浇筑沾路径中，路径覆3怎和路径泳4歼是比较合理的丢施工路径。无从计算结果可叮以看出，骨架昂应力最小出现怠在路冰径认4丧，路榆径练4波的施工顺序是井先斧分有1遭2壁个工作面浇注钩底、腹板混凝误土至合拢，待略混凝土达到设妨计强度后再扔分肝1秃2抱个工作面浇注惩顶板混凝土至俘合拢，每个顶法、底、腹板划守分霞为宝7酒个节段浇筑，浩每次跨越一个英腹、弦杆节点啦。底板混凝土枯越早合拢，为骆后续腹板及顶晒板混凝土的浇姻筑分担很大一绕部分内力，从查而减小了骨架往承担的内力。惧从上面的分析厉可知凳：工作面分的盆越多，底板混点凝土越早合拢爪，骨架承担的菠内力越小，在拜实际施工中，颗应综合考虑施抓工工期、施工小设备、现场环轧境以及结构稳婚定性等因素，索才能制定合理禽可行的拱箱混铺凝土浇筑的施雕工方案。抱参考文抵献瓶(Refer借ences巧)亡：究顾安邦．桥梁杏工助程歪(凳下严册厌)[M益]险．北京：人民抗交通出版社盯，纷2000藏周水兴底,