路劲性骨架钢管拱桥施工过程仿真分析(建模部分)

毕业设计

铁路劲性骨架钢管拱桥施工过程

仿真分析

Railway CFST Arch Bridge Construction Process Simulation Analysis

0000届土木工程学院

专业土木工程

学号00000000

学生姓名

指导老师

完成日期2012年5月22日

摘要

劲性骨架混凝土拱桥填充的混凝土能延缓钢管的局部屈曲，钢管能加强混凝土的抗拉能力，并且提高其抗压强度和延性。此外，在施工中管也是作为一个混凝土的模板。在中国经济快速发展情况下，钢管混凝土成为一个好的钢筋混凝土拱桥或钢拱桥替代品。由于其施工过程为关键，本课题以尤溪大桥施工为背景，为了保证最终的成桥线形和受力状态满足设计要求，为施工控制提供合理的科学依据，需要通过桥梁施工方法和有限元软件，对施工过程采用空间仿真计算。

尤溪大桥拱圈跨度为140m,采用内灌外包技术。分析方法采用容许应立法和应力叠加法。分析过程首先针对客观条件，选用拱桥的施工方法；其次，对施工步骤进行了合理划分，分别论述了各个步骤的内容；然后用有限元软件按照施工过程进行仿真分析。最后输出结果，完成相应计算。

空间仿真计算结果表明：通过施工仿真计算不仅能对整个施工过程进行描述，反映全过程的受力行为，而且还能确定各个施工阶段的合理状态，为施工监测监控提供中间目标状态。施工仿真计算已成为现代桥梁确定静力状态的主要手段，对劲性骨架混凝土拱桥建设具有一定的指导意义和参考价值。

关键词：钢管混凝土拱桥施工阶段有限元分析

Abstract

Concrete filled steel tube arch bridge can delay the local buckling of steel tubes, and steel also reinforce tensile strength of concrete, and improve the compressive strength and ductility .Furthermore, in the construction of the pipe is also used as a concrete template. under the condition of the rapid development of economy in China , Concrete filled steel tube as a perfect reinforced concrete arch bridge or arch replacement. As the construction is the key, the subject which use the construction of Youxi bridge as the background study the space simulation by finite element program to ensure that the final bridge line and stress state meet the design requirements ,moreover provide the rational scientific basis .

Youxi bridge main span is 140m constructed by the pouring -outsourcing technology. Methods of analysis use the allowable stress of method and stress superposition method. Firstly, In view of the objective conditions, this paper select the construction method of arch bridge ; Secondly, the construction steps is divided reasonably and discusses the content of various steps; Then by using the finite element software according to the construction process operates simulation analysis; finally output achievements and complete the calculation.

The space simulation analysis result indicate : simulation not only describe the whole construction course response the strength behavior of whole offer the middle goal state for constructing and monitoring controlling．Construction simulation analysis has become a dominating method of static analyzing modem bridge already.It is useful for the guidance and the reference to the readers who engage in bridge construction.

Keywords: Concrete filled steel tube Arch bridge Construction stage

Finite elementAnalysis

目录

第1章绪论 ......................................................................................... 错误！未定义书签。

1.1钢管混凝土定义 ....................................................................... 错误！未定义书签。

1.1.1钢管混凝土拱桥截面构造形式......................................... 错误！未定义书签。

1.1.2钢管混凝土拱桥结构分类................................................. 错误！未定义书签。

1.2钢管混凝土拱桥发展状况 ....................................................... 错误！未定义书签。

1.2.1目前国内外研究................................................................. 错误！未定义书签。

1.2.2目前的施工方法................................................................. 错误！未定义书签。第2章尤溪大桥设计 ......................................................................... 错误！未定义书签。

2.1 尤溪大桥设计资料 .................................................................. 错误！未定义书签。

2.2 尤溪大桥施工方法 .................................................................. 错误！未定义书签。

2.3 仿真分析的意义与原则 .......................................................... 错误！未定义书签。第3章仿真分析过程 .. (1)

3.1概述 (1)

3.1.1有限元的基本原理 (1)

3.1.2有限元的发展 (2)

3.2 MIDAS与AutoCAD之间单向导入的应用 (3)

3.2.1坐标计算 (3)

3.2.2导入 (4)

3.3骨架边界约束定义 (5)

3.4悬拼过程与扣索拉力的确定 (5)

3.5内灌混凝土的分析 (6)

3.6 外包混凝土的模拟 (7)

3.6.1 混凝土与钢管之间的连接 (7)

3.6.2 混凝土变截面与变截面组的应用 (8)

3.7拱上立柱施 (8)

3.8连续梁架设 (9)

3.9车道荷载加载 (10)

3.10施工阶段的定义 (11)

3.11钝化与激活的应用 (12)

第4章有限元计算结果分析 (13)

4.1位移分析 (13)

4.2应力分析 ................................................................................... 错误！未定义书签。

4.3塔吊设计结果 ........................................................................... 错误！未定义书签。

4.4仿真分析结果总结 ................................................................... 错误！未定义书签。第5章结论展望 ................................................................................. 错误！未定义书签。参考文献 .. (16)

致谢 (15)

附录 ..................................................................................................... 错误！未定义书签。附录A .............................................................................................. 错误！未定义书签。附录B .............................................................................................. 错误！未定义书签。

第3章仿真分析过程

3.1概述

仿真分析将在有限元软件MIDAS/Civil环境下模拟，结构有限元分析软件MIDAs/Civil是一种在桥梁设计领域通用的结构分析和优化设计的有限元分析软件。MIDAS／Civil不仅是通用的结构分析软件，而且还可以分析如预应力箱型桥梁、悬索桥、斜拉桥等特殊的结构形式，并且可以进行桥梁施工阶段分析、水化热分析、静力弹塑性分析、支座沉降分析、大位移分析，是强有力的土木工程分析与优化设计系统。

(1)对劲性骨架混凝土拱桥施工阶段与方法进行研究，包括对劲性骨架混凝土拱桥施工控制仿真分析方法原理上进行阐述。

(2)以尤溪大桥为背景，详细总结和分析劲性骨架混凝土拱桥施工仿真计算结构构件的有限元模拟方法，并利用有限元计算软件MIDAS/Civil进行施工控制仿真计算，包括各施工阶段内力、应力、变形计算。

(3)对施工控制仿真计算结果进行详细的分析，总结出劲性骨架混凝土拱桥施工控制相关参数的变化规律。

3.1.1有限元的基本原理

有限元方法(finite element method) 或有限元分析(finite element analysis)，是求取

复杂微分方程近似解的一种非常有效的工具，是现代数字化科技的一种重要基础性原理。将它用于在科学研究中，可成为探究物质客观规律的先进手段。将它应用于工程技术中，可成为工程设计和分析的可靠工具。严格来说，有限元分析必须包含三个方面：(1)有限元方法的基本数学力学原理，(2)基于原理所形成的实用软件，(3)使用时的计算机硬件。随着现代计算机技术的发展，一般的个人计算机就能满足第(3)方面

的要求；

采用有限元方法可以针对具有任意复杂几何形状的结构进行分析，并能够得到准确的结果。其原因就是有限元方法是基于“离散逼近(discretized aPP roximation) ”的基

本策略，可以采用较多数量的简单函数的组合来“近似”代替非常复杂的原函数。一个复杂的函数，可以通过一系列的基底函数(base function)的组合来“近似”，也就是函数逼近。基于分段的函数描述具有非常明显的优势：(1)可以将原函数的复杂性“化繁为简”，使得描述和求解成为可能，(2)所采用的简单函数可以人工选取，因此，可取最

简单的线性函数，或取从低阶到高阶的多项式函数，(3)可以将原始的微分求解变为

线性代数方程。但分段的做法可能会带来的问题有：(1)因采用了“化繁为简”，所采用简单函数的描述的能力和效率都较低，(2)由于简单函数的描述能力较低，必然使用

数量众多的分段来进行弥补，因此带来较多的工作量。

综合分段函数描述的优势和问题，只要采用功能完善的软件以及能够进行高速处理的计算机，就可以完全发挥“化繁为简”策略的优势，有限元分析的概念就在于此。

3.1.2有限元的发展

有限元方法的思想最早可以追溯到古人的“化整为零”、“化圆为直”的作法，如“曹冲称象”的典故，我国古代数学家刘徽采用割圆法来对圆周长进行计算；这些实际上

都体现了离散逼近的思想，即采用大量的简单小物体来“冲填”出复杂的大物体。早在1870 年，英国科学家Rayleigh 就采用假想的“试函数”来求解复杂的微分方程，1909年Ritz 将其发展成为完善的数值近似方法，为现代有限元方法打下坚实基础。

20世纪40 年代，由于航空事业的飞速发展，设计师需要对飞机结构进行精确的设计和计算，便逐渐在工程中产生了的矩阵力学分析方法；1943年，Courant发表了第一篇使用三角形区域的多项式函数来求解扭转问题的论文；1956年波音公司的Turner ，Clough ，Martin和Topp在分析飞机结构时系统研究了离散杆、梁、三角形的单元刚度表达式；1960年Clough 在处理平面弹性问题，第一次提出并使用“有限元方法”(finite element method) 的名称；1955年德国的Argyris出版了第一本关于结构分析中的能量原理和矩阵方法的书，为后续的有限元研究奠定了重要的基础，1967年Zienkiewicz和Cheung出版了第一本有关有限元分析的专著；1970 年以后，有限元方法开始应用于处理非线性和大变形问题；我国的一些学者也在有限元领域做出了重要的贡献，如胡海昌于1954提出了广义变分原理，钱伟长最先研究了拉格朗日乘子法与广义变分原理之间关系，钱令希在20世纪五十年代就研究了力学分析的余能原理，冯康在20世纪六十年代就独立地、并先于西方奠定了有限元分析收敛性的理论基础。

随着计算机技术的飞速发展，基于有限元方法原理的软件大量出现，并在实际工程中发挥了愈来愈重要的作用；目前，专业的著名有限元分析软件公司有几十家，国际上著名的通用有限元分析软件有ANSYS，ABAQUS，MSC/NASTRAN，MSC/MARC，ADINA，ALGOR，RO/MECHANICA，IDEAS ，还有一些专门的有限元分析软件，如LS-DYNA，DEFORM，AM-STAMP, AUTOFORM ，SUPER-FORGE 等，都为有限元应用的推广作出了很大贡献。

3.2 MIDAS 与AutoCAD 之间单向导入的应用

由于仿真分析的模型比较复杂，为方便起见，我们选择在CAD 中画出各个单元的轴线，然后再导入MIDAS ，成为梁单元，在此之前我们要做相应的准备工作。

3.2.1坐标计算

首先根据设计资料将控制坐标输入到Excel 文档中，根据几何关系计算出单元的轴线坐标。

截面高度H =

混凝土轴线

442()L

X x x x H

=--?

(3-2) 343412()222y y y y y y L Y H +++=--?(3-3)

343412()222z z z z z z L

Z H

+++=+-?(3-4)

L ——各环混凝土轴线距离骨架下边缘中心的长度(m) H ——骨架截面高度(m)

111,,x y z ——上弦内侧钢管坐标(m)

222,,x y z ——上弦外侧钢管坐标(m) 333,,x y z ——下弦内侧钢管坐标(m) 444,,x y z ——下弦外侧钢管坐标(m)

输出坐标后，在CAD 中画出各个梁单元的轴线，在画轴线的时候应注意以下原则：

(1)不同截面的单元设为不同的图层，这是为了方便导入MIDAS 时截面和材料的设定，并且名字用英文命名。

(2)不同功能的杆件同样定义为不同图层，这是为了在画轴线时能关闭不必要的图层，方便绘图。

(3)画完图之后，在CAD 的格式中将单位设置成MIDAS 默认的单位。

3.2.2导入

导入后，在MIDAS中根据设计资料将单元定义为相应材料与截面。(如图3-1)

图3-1 添加截面材料属性

导入之后，MIDAS会在组结构中自动生成一个以图层名的命名的结构组，为之后在视图中更好的使用钝化和激活功能，我们将这一结构组保留下来。那么导入之后的模型效果如3-2所示。

图3-2 导入后的骨架模型

3.3骨架边界约束定义

在MIDAS 建立出劲性骨架的模型之后要定义边界组。当前要编辑的边界组有拱坐约束和扣索约束。定义约束要尽可能的符合工程实际的情况，基于此,仿真分析中把每个拱肋的四根钢管设计为固定端约束，扣索的约束点定义为固定铰约束。由于这是模拟的半跨骨架，所以在跨中将每根钢管的Z 向位移释放。当然这只是理想化的定义，与实际会存在一定的误差。

在MIDAS 中，以上边界编辑在一般支撑中进行添加，首先要添加边界组，定义名称然后选取节点后，选中要约束的方向，最后点击适用。

在定义边界组时，要把相同属性的约束定义为一个组。

3.4悬拼过程与扣索拉力的确定

劲性骨架施工过程采用的是斜拉扣挂法，即在每一节骨架拼装完毕之后，加一道扣索，调整骨架的内力，直至骨架合拢才解除扣索。悬臂长度要考虑到骨架的承受能力和位移，以及扣索的极限拉力。

在MIDAS 中，模拟斜拉扣挂法时，把每一节骨架以及相对应的扣索定义为单独的结构组，按照施工顺序在施工阶段中调整激活顺序。(图3-3)

图3-3悬臂拼装组定义

(1)定义结构组

首先在结构组中新建要定义的结构组，在界面

中选中结构组中要包括的单元，然后利用MIDAS 的拖拽功能，将单元赋于该结构组。结构荷载组自重的荷载工况设置为施工阶段荷载，因为在模拟施工阶段时，荷载是伴随着结构的添加而激活的，而施工阶段荷载就是为种种情况而设定的。 (2)扣索单元的建立

扣索在实际中是只受拉的杆件，在程序中要将扣索设置为只受拉的索单元，

将扣

图3-4扣索拉力值

索的拉力设置为预拉力荷载，荷载组定义后，将拉力添加到指定扣索中。根据功能，将扣索分组为主拉扣索，0～5号扣索，在骨架合龙后再把扣索钝化。另外要注意的是扣索的约束要在激活阶段设置为变形前，否则运行后扣索的约束点会发生移动，起不到约束的作用。

(3)悬臂长度和扣索拉力的调整

这个过程需要在程序中反复验算，直至位移和应力达到合理的状态。经过运算，得到了比较理想的扣索拉力。(图3-4)

3.5内灌混凝土的分析

对于钢管混凝土拱肋的材料特性的主要处理方式有三种，一种是将钢管混凝土截面换算为一种材料，即转换成钢或混凝土截面，然后当作单一截面计算截面特性。另一种是认为钢管混凝土是一种组合结构，分别按钢和混凝土构件进行截面特性计算，最后两者叠加。第三种方法是认为钢管混凝土是一种符合材料，弹性模量取综合弹性模量，截面特性根据实际尺寸计算。第一种方法是沿用钢筋混凝土的设计方法，简单易行。第二种方法是把钢管和管内核心混凝土作为两个平行杆件来计算不考虑两者的联合作用，计算理论相对比较成熟。第三种方法考虑了钢管和混凝土的相互作用，更为符合实际情况，但到目前为止所做的研究工作依然不够充分，较少应用于工程实践中。在有限元模型中，上弦均简化为空间梁单元，模拟钢管混凝土的梁单元截面特性采用第二种方法，即将钢管和管内核心混凝土作为两个平行杆件来计算。

在程序中，在施工阶段中定义出內灌混凝土阶段，之后使用施工阶段联合截面，由于悬臂拼装分为7个阶段，因此在联合截面组中相应的也设为7组。(图3-5)

图3-5 施工阶段联合截面编辑

在联合截面编辑中，以钢管单元，C55混凝土为材料，在相应的施工阶段中进行叠合，按照各自的截面输入刚度和理论厚度。

3.6 外包混凝土的模拟

3.6.1 混凝土与钢管之间的连接

拱圈混凝土采用四环六面法分环分段进行浇筑，每一环混凝土都是在上一环混凝土达到一定强度后才进行浇筑。在这个过程中，应该注意两点：

(a)当外包混凝土达到一定强度后，一环和四环混凝土都是直接与钢管协同受力，相邻的各环混凝土是直接协同受力。

(b)混凝土在浇筑时，不参与承受荷载，仅仅作为荷载作用在骨架上，当其初凝结束后，下一环浇筑时才起到承受荷载的作用。

在仿真分析过程中，本环节将采取以下步骤：

(1)从CAD的DXF文件中导入各环混凝土的轴线，就在MIDAS中生成各环混凝土单元。

(2)按照实际情况，将混凝土单元旋转5.37，与劲性骨架平行。

(3)考虑到情况(a)，在MIDAS中，将一环混凝土至四环混凝土之间加上弹性连接的刚性连接，并且考虑到更精确的模拟各杆件之间的协同受力，又把钢管和混凝土单元进行更细的分割。

(4)考虑到情况(b),混凝土浇筑时，先定义各环的自重荷载组，在程序的施工阶段中我们先激活节点，节点的弹性连接以及自重荷载组(图3-6)，下一个阶段混凝土达到强度后，激活该环混凝土单元，并且将自重荷载组钝化掉，这就完成了其中一环混凝土的浇筑，其他环的混凝土按照相同的步骤进行模拟。

图3-6一环自重荷载组的激活

3.6.2 混凝土变截面与变截面组的应用

第三环混凝土为变截面，所以要使用变截面与变截面组。

首先要定义变截面(图3-7)，在编辑界面中输入数据，第三环混凝土的截面会变成锯齿状。

其次要定义变截面组，选中单元后，在工作界面中使用拖拽功能将变截面组赋予

三环混凝土，这样混凝土单元的截面会成为渐变的截面。

图3-7变截面的定义

3.7拱上立柱施

拱上立柱的构造形式为双斜柱式，靠近边跨的三个立柱是有横梁的，并且立柱与横梁之间有隔板相连。首先按照图纸编辑立柱和横梁的截面尺寸，拟定出各个端点的坐标。在立柱与拱肋相接的地方，给拱肋节点和立柱底端节点加上刚性连接，在施工阶段中和立柱单元一起激活。(图3-8)

图3-8拱上立柱施工

3.8连续梁架设

连续梁为三跨一联构造，中间设有10mm的梁缝，一端为固定铰支座，一端为滑动铰支座。

在仿真分析中，把连续梁与立柱接触的位置，设为刚性连接，其中固定铰支座要

释放Y方向的转角，滑动铰支座释放X方向位移和Y方向转角。(图3-9)

图3-9连续梁施工

3.9车道荷载加载

车道荷载采用标准中-活载双线加载，其中连续梁的长度为156m，而模型是该长度的一半，所以荷载不能在原模型上直接加载。

在另一个文件中，建立一个连续梁单元，加载车道荷载。计算出支座反力，再按节点荷载加到拱上立柱。

图3-10梁单元的车道荷载的施加

图3-11 拱桥车道荷载施加

表3-1 支座反力(单位：kN)

墩位号节点荷载

0 191.7

1 365.3

2 347.6

3 347.2

4 346.6

5 346.6

6 346.6

3.10施工阶段的定义

施工阶段按照工程实际的施工步骤原理来定义。一般来讲，桥梁仿真分析中施工阶段划分得越细，其仿真结果越精确，但建立模型也越复杂，计算耗时越多，所以仿真中施工阶段的划分需要遵循一定的原则：在满足施工控制要求的精度内，施工阶段划分得越少越好。本文将该拱肋的吊装施工过程划分为26施工阶段，具体情况如下表。

表3-2施工阶段划分表

3.11钝化与激活的应用

在MIDAS界面中，经常遇到边界复杂结构单元的情况，单元之间互相影响给编辑造成了很大的麻烦。激活和钝化功能可以从一定程度上解决这个问题。

当要编辑某几个单元时，可以单独激活结构组。在按属性激活的界面中(图3-12)，激活要编辑的单元，这样会更清晰的观察编辑的情况。

钝化主要是用于选中单元的情况，在复杂结构单元中，将不在编辑范围内的单元使用钝化，只显示要选中的单元。合理的使用钝化与激活功能会方便很多。

图3-12按属性激活界面

第4章有限元计算结果分析

4.1位移分析

在MIDAS/Civil仿真分析过程中可以计算出每个阶段的位移大小，下图就是选出的主要阶段位移图例，在拼装本节骨架阶段张拉扣索后，为了便于下一节骨架拼装，应该使本节骨架位移尽量小，通过调节各个扣索拉力以及施工控制得出了以下结果：

表4-1 扣索拉力值(kN)

扣索名称张拉力值

0#扣索150

1#扣索150

2#扣索150

3#扣索150

4#扣索200

5#扣索200

需要说明的是在运营阶段变形最大的是钢管骨架，从边跨开始的0#墩位移是2.62mm，1#立柱位移是4.85mm，2#立柱位移是12.19mm，3#立柱位移是22.42mm，4#位移立柱是32.27mm，5#立柱位移为36.35mm,除了根据图纸上设骨架预拱度外，还应考虑增加立柱施工的浇筑高度,表4-2是各个阶段的最大位移：

表4-2主要阶段位移表(单位：mm)

阶段名称最大位移

索0张拉 2.95

索1张拉8.13

索2张拉10.07

索3张拉11.11

索4张拉12.65

索5张拉15.58

合龙-10.03

內灌混凝土-22.58

一环混凝土浇筑-56.31

二环混凝土浇筑-67.63

三环混凝土浇筑-75.03

四环混凝土浇筑-88.73

拱上立柱施工-87.03

连续梁施工-104.78

运营阶段-130.24

致谢

毕业设计是对大学学习的最后一个环节，是对自身学习水平的检验，在论文的写作过程中遇到了无数的困难和障碍，都在老师和同学的帮助下度过了。在这个过程中虽然困难，但我体会到了学习的乐趣。

尤其要强烈感谢我的论文指导老师，他们都对我进行了无私的指导和帮助，不厌其烦的帮助进行论文的修改和改进，还提升了自己的研究问题的能力和克服困难的智慧，他们严谨治学的态度深深激励着我。

另外，在校图书馆查找资料的时候，图书馆的老师也给我提供了很多方面的支持与帮助。在此向帮助和指导过我的各位老师表示最中心的感谢！

感谢这篇论文所涉及到的各位学者。本文引用了数位学者的研究文献，如果没有各位学者的研究成果的帮助和启发，我将很难完成本篇论文的写作。

感谢我的同学和朋友，在我写论文的过程中给予我了很多有用素材，还在论文的撰写和排版的过程中提供热情的帮助。

由于我的学术水平有限，所写论文难免有不足之处，恳请各位老师和学友批评和指正！

薄壁实心墩项施工方案

目录 一、编制依据 (3) 二、工程概况 (3) 三、施工计划 (4) 一、人员投入 (4) 二、机械设备投入 (4) 三、技术准备 (5) 四、墩身施工技术方案 (5) 一、高墩桥梁施工方案设计研究 (5) 二、翻模模板设计 (6) 三、塔吊设置 (7) 四、上下安全通道的设置 (7) 五、钢筋的制作和安装 (8) 六、砼搅拌、运输 (8) 七、墩身砼浇筑及养生 (8) 八、模板翻升 (9) 九、拆除 (10) 十、质量控制要点 (10) 五、安全保证措施 (12) 二、制度保证 (14) 三、机械安全保证措施 (15) 四、塔吊安装及拆除安全保证措施 (16)

五、高空作业安全保证措施 (17) 六、质量保证措施 (18) 一、质量控制体系 (18) 二、保证措施 (19) 三、施工质量保证措施 (20) 七、文明施工及环境保护 (21) 八、舞阳河、长岭大桥翻模设计计算书 (22)

实心镦施工专项施工方案 一、编制依据 1.1《建筑结构荷载规范》（GB50009-2001） 《建筑施工安全检查标准》JGJ59-99 《钢结构设计规范》（GBJ50017-2003） 《钢结构施工质量验收规范》GB50205-2001 《公路桥涵施工技术规范》（JTG/TF50-2011） 《建筑工程模板施工手册》 1.2 舞阳河大桥、长岭大桥设计图纸及施工组织设计； 1.3 工程现场实际情况。 二、工程概况 舞阳河、长岭大桥下部结构桥墩部分采用钢筋混凝土薄壁实心桥墩，墩身截面为6米×2.4米，6米×2.6米，二种矩形断面形式，（舞阳河主墩另行编制）墩高30～62米。根据舞阳河、长岭大桥工程的特点，结合我公司以往类似工程的相关经验，确定舞阳河、长岭大桥薄壁实墩身采用翻模法进行施工。钢筋混凝土薄壁实心镦参数见下表：

钢管拱桥施工方案

目录 概况 (1) 钢管拱的制作 (1) 支架方案下部结构调整 (3) 系梁施工 (4) 横梁施工 (5) 钢管拱吊装 (6) 钢管砼的浇筑 (9) 安全措施 (11) 附页 (14)

主桥钢管拱施工方案 一、概况 主桥为系杆拱，系杆拱肋为二次抛物线，抛物线方程为y=0.8x-0.01x2,拱肋标准跨径为81.7m（包括两端各4cm预留伸缩缝宽度），计算跨径为80.0m，计算矢高为16.0m，矢跨比为1/5。由于本桥位于R=2000m的竖曲线上，下弦杆做成相应曲线主线支座中心线两侧各80cm范围内下线杆底面做成水平。 设计拱肋顶标高24.755m,设计每根钢管拱分五节安装,分节安装长度分别为 1.5m(端节)+ 15.00m+14.328 m(水平长度边节)+15.00m+14.328m(水平长度边节)+15.00m +1.5 m(端节).钢管拱肋安装是本桥工程的关键部位,我公司领导非常重视,收集了有关资料,结合本桥的自然环境,对汽吊、门架安装、船吊几个方案的安全、质量、成本、进度进行了综合分析，认为采用汽吊、门架吊、船吊三种综合吊装的方案切实、可行，特制定本方案，经各位专家讨论确定后，将制定更为详细、完备的细节方案。 二、钢管拱的制作： （1）钢管砼拱桥所用钢管采用卷制焊接管，由钢板卷管成形。卷制钢管在具有资质的工厂进行。钢板卷制前，根据设计要求将板端开好坡口，将钢板送入卷板机卷成址筒体，卷管方向与钢板压延方向一致。轧制的管筒失圆度和对口错边偏差均应满足相关施工规范要求，将卷成的钢管纵向缝焊接成直管，对焊成的直钢管进行检查和校正，以确保组装的精度。 （2）钢管拱肋加工的分段长度根据材料、工艺、运输、吊装等因素确定，在加工制作前，根据设计图的要求绘制施工详图，包括零件图、单元构件图、节段单元图及组焊、拼装工艺流程图等。加工前按半跨拱肋进行1：1精确放样，并考虑温度和焊接变形的影响，精确确定合龙节段的尺寸，直接取样下料和加工。

桥墩模板施工方案

小窑湾滨海路跨卧龙河、翔凤河 桥梁工程（一标段） 桥墩模板施工方案 编制单位：中交一航局三公司第九项目部 编制人：_______________________________ 审核人：_______________________________ 编制日期：2014年07月09日

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一、编制依据 1. 上海林同炎李国豪土建工程咨询有限公司设计的《大连卧龙湾国际商务区滨海路跨翔凤河与卧龙河桥梁工程（滨海路跨卧龙河桥）》施工图 2. 《城市桥梁工程施工与质量验收规范》CJJ 2-2008 3. 《建筑工程模板施工手册》 4. 《水运工程混凝土施工规范》JTS202-2011 5. 《建筑施工计算手册》 6. 《建筑结构静力计算手册》 二、编制说明 本文件是小窑湾滨海路跨卧龙河、翔凤河桥梁工程一标段施工期桥墩大模板施工方案, 是以“小窑湾滨海路跨卧龙河、翔凤河桥梁工程一标段”招标文件以及设计施工图纸资料为基础，分析了本工程的施工特点和各种影响因素，结合我们对类似工程的施工经验编制而成。其中对本工程的工程特点、总体安排、主要施工方法、机械设备材料人员投入以及安全、质量、进度保证措施等方面进行了详尽阐述。 三、工程概况 本工程主桥桥墩基本形式为“ W形墩，纵向厚度为3.0m，墩柱里面设置为流线型，墩柱顶宽24.66m,底宽19.9m。墩柱边缘采用圆弧过渡，下接承台。桥墩模板采用大型定制钢模板进行施工。

1. 施工条件 承台砼浇注完后，先搭设钢筋绑扎所用的双排脚手架，钢筋绑扎并验收 完成后，脚手架部分拆除，开始进行大片钢模板支立。为保证承台及桥墩施 ht 2M I' ?「 I 心仙丿匕斶 F\ fj il.U ；:： f -1 J?. - l.'t/l 晋沽卜￡6囲 HI .7订弧-萸&⑺ i i 7 A 沁 桥墩尺寸图 桥墩形象图

钢管混凝土拱桥的施工方法和结构设计..

钢管混凝土拱桥的施工方法 钢管砼结构，由于能通过互补使钢管和混凝土单独受力的弱点得以削弱甚至消除，管内混凝土可增强管壁的稳定性，钢管对混凝土的套箍作用，使砼处于三向受力状态，既提高了混凝土的承载力，又增大了其极限压缩应变，所以自钢管砼结构问世以来，是桥梁建筑业发展的一项新技术，具有自重轻、强度大、抗变形能力强的优点，因而得到突飞猛进的发展。在桥梁方面，已以各种拱桥发展到桁架梁等结构形式，并发展到钢管混凝土作劲性骨架拱桥。其施工方法发展很快，已经应用的有无支架吊装法，支架吊装法，转体施工法等。 1 拱肋钢管的加工制作 拱肋加工前，应依理论设计拱轴座标和预留拱度值，经计算分析后放样，钢管拱肋骨架的弧线采用直缝焊接管时，通常焊成1.2-2.0m的基本直线管节；当采用螺旋焊接管时，一般焊成12.0~20m弧形管节。对于桁式拱肋的钢管骨架，再放样试拼，焊成10m左右的桁式拱肋单元，经厂内试拼合格后即可出厂。具体工艺流程为：选材料进场材料分类材质确认和检验划线与标记移植编号码下料坡口加工钢管卷制组圆、调圆焊接非坡口检验附件装配、焊接单节终检组成10m左右的大节桁式拱肋焊接无损检验大节桁式拱肋终检 1：1大样拼装检验 防腐处理出厂。 当拱肋截面为组合型时，应在胎模支架上组焊骨架一次成型，经尺寸检验和校正合格后，先焊上、下两面，再焊两侧面（由两端向中间施焊）。

焊接采用坡口对焊，纵焊缝设在腔内，上、下管环缝相互错开。在平台上按1：1放样时，应将焊缝的收缩变形考虑在内。为保证各节钢管或其组合骨架拼组后符合设计线型，可在各节端部预留1cm左右的富余量，待拼装时根据实际情况将富余部分切除。钢管焊接施工以“GBJD05—83、钢结构施工和施工及验收规范”的规定为标准。焊缝均按设计要求全部做超声波探伤检查和X射线抽样检查（抽样率大于5%）。焊缝质量应达到二级质量标准的要求。 2 钢管混凝土拱桥的架设 2.1无支架吊装法 2.1.1缆索吊机斜拉扣挂悬拼法 具体做法与其他拱肋的架设相似，只是钢管混凝土拱肋无支架架设方案用于较大跨度，它可根据吊机能力把钢管拱肋合成几大段进行分段对称吊装，并随时用扣索和缆风绳锚固，稳定在桥位上，最后合拢。如净跨度150m 四川宜宾马鸣溪金沙江大桥，为钢筋混凝土箱拱，分五段吊装，吊重700KN。广西邕宁邕江大桥，主跨312m的钢管混凝土劲性骨架箱肋拱，每根拱肋的钢管骨架分9段吊装，吊重590KN。四川万县长江大桥，跨径420m的钢管混凝土劲性骨架上承式拱桥，分36段吊装，吊重612.5KN。 缆索吊机斜拉扣挂悬拼法施工是我国修建大跨度拱桥的主要方法之一。施工理论成熟，施工体系结构简单，施工调整与控制较方便。但这种方法起吊端要有一定的施工场地，缆索跨度较桥跨要大，用缆索较多，主塔架与扣索塔架相互分开，存在受压杆稳定要求塔高不能过高，并且要设置各种缆风索而占地面积较大。

墩柱劲性骨架施工方案

**高速公路第十二合同段 墩柱劲性骨架施工方案 一、工程概况 **高速公路第十二合同段起止里程：K45+700～K48+700,路线长度为3.09Km，主要包括路基土方2.5万m3，石方27.1万m3；桥梁2361m/5座；防护、排水圬工0.9657万m3。本合同跨越永顺县的青坪和石堤两个镇，线路位置地形险峻，地势陡峭，地质复杂。本合同以中低山为主，局部地段几乎直立，区内流水侵蚀作用明显，地表切割强烈，侵蚀地貌发育。三角岩大桥及张家洞大桥作为本合同段控制性工程，施工难度较大，为满足施工及结构受力要求，保证外观质量，薄壁空心墩内加设劲性骨架，由L100×100×8角钢以及 2cm钢板相互焊接拼装组成，设计用钢量每方混凝土58.4Kg,共计用角钢约1931.76t。每2m为一节段，采用吊装，现场焊接而成。 二、施工质量要求 1、劲性骨架施工质量要求:骨架角钢下料长度、结构尺寸满足设计要求； 2、角钢与角钢节点板之间，应加焊侧面焊缝和端焊缝1—3层，焊缝应饱满。 3、从接缝处垫板引弧后应连续施焊，并应使钢筋端部熔合，防止未焊透、有气孔或夹渣。 4、可停焊清渣一次，焊平后，再进行焊接余高的焊接，其高度应不大于3m。 5、焊缝表面不应有缺陷及削弱现象，焊接时以节点板为辅材，不得伤害角钢，在节点板处角钢中心线位移不大于钢板厚度。 6、材料尺寸：角钢100mm×100mm×8mm。 三、施工工艺及技术措施： （1）施工焊接措施方案分析 根据实践经验可得，应用等边角钢焊接劲性骨架时采用搭接和对接方式焊接与三面围焊对比有以下弊端：（见附件二、图） 搭接长度不够，无法保证连接强度； 焊接长度不够，在无法保证连接强度的同时还会因为焊缝集中在一很短距离内而引起焊件的应力集中也较大； 焊缝长度过小时焊件局部加热严重，焊缝起落弧缺陷相距太近，加上可能有其他缺陷（气孔、夹杂等），对焊缝的影响必然较为敏感，使焊缝可靠性降低； 1)劲性骨架中，在节点处（几根角钢对接、搭接的地方）最少有四个方向、最多有八

钢管混凝土拱桥报告

《钢管混凝土拱桥》-----钢管混凝土拱桥的施工方法 福州大学土木工程学院 2014年06月16日

钢管混凝土拱桥的施工方法 摘要： 钢管混凝土拱桥以其强度高、跨越能力大、施工便捷、经济效果好、桥型美观等优点在我国桥梁中得到了广泛应用。钢管混凝土结构，是桥梁建筑业发展的一项新技术。在桥梁方面，已以各种拱桥发展到桁架梁等结构形式，并发展到钢管混凝土作劲性骨架拱桥。其施工方法发展很快，已经应用的有无支架吊装法，支架吊装法，转体施工法等。 1、引言 钢管混凝土拱桥的发展与应用在我国仅有十余年的历史，但发展很快，已遍及全国广大地区，目前已经建成的就达80余座，在建的也有30余座。这主要是因为钢管混凝土组合材料的优越性决定的。关于钢管拱肋的加工、拼装、成拱、吊装工艺，对此类结构的施工技术、施工规范、质检和监理程序与指标、施工定额及管理等方面的研究和经验虽然有所积累，但仍不多见。广泛交流施工经验，研究制定和完善该类桥梁统一可行的规范规程，探讨其施工经济技术指标，是目前建造此类桥梁急待解决的课题之一。 从目前国内的钢管混凝土拱桥的施工实践来看，其施工方案主要有：无支架缆索吊装；少支架缆索吊装；整片拱肋或少支架吊装；吊桥式缆索吊装；转体施工；支架上组装；千斤顶斜拉扣索悬拼。以上除千斤顶斜拉扣索悬拼施工外其余施工安案都与普通混凝土拱桥安装类似，本文主要介绍钢管混凝土拱大桥的施工方法及其注意事项。 2、钢管混凝土拱桥的施工方法及其注意事项 钢管混凝土拱桥施工的主要环节包括：钢管拱肋的加工制作、钢管拱肋的架设、钢管混凝土的灌注、安装桥面系等。 2.1 钢管拱肋的加工制作

为了保证加工质量，拱肋通常在工厂制作。首先由定尺的钢板卷制成长(分段长度视运输条件而定)的单节直管，再根据设计拱轴线、预留拱度等进行放样、煨弯、焊接组成拱肋。出厂前在刚性平台上进行大样拼组，验收合格后进行初级防腐，然后分段出厂。应钢管焊接采用坡口焊，焊管对接的纵缝及上下钢管的环节均需错开。焊接时及时对焊缝收缩及日照温差引起的误差进行修正，以防误差积累。对每条焊缝要进行严格的探伤检查，发现问题及时处理，确保拱肋加工质量。 2.2 钢管拱肋的架设 钢管混凝土拱桥通常是先架设空钢管形成裸拱，再在其中灌注混凝土形成钢管混凝土拱；或再将其作为劲性骨架，在外部包上钢筋混凝土形成复合拱肋。钢管拱肋的架设可以根据不同的施工条件采用不同的施工方法，主要有搭支架施工法、无支架缆索吊装法、平转法、竖转法、以及多种方法的综合运用的施工方法。 2.2.1 搭支架施工法 搭支架施工法就是在桥位处按照钢管拱肋的设计线型加预拱度，拼装好支架，在支架上就位拼装、焊接成拱的施工方法。支架可采用满堂式、或者分离式、或者两种方式的结合。如：三峡莲沱大桥的两边跨、天津彩虹大桥等。 支架的设置按拱肋的轴线和段接头位置及高程，在精确定位后，就每个段接头的高度设计相应的支架高度（该高度考虑了支架、支承结构的变形和施工预拱度），经计算确定支架的形式和材料，满足强度、稳定及刚度要求，支承处圆弧和坡度应和该处的拱肋设计完全吻合，以保证较大的支承面积和钢管拱肋的稳定。吊装时用索道吊运到位初步控制合格后，拱肋的一端采用焊搭板螺栓联接，另一端用两道临时缆风护设稳定，合拢段在准确测量出实际的长度和待合拢段拱肋的长度根据实际将多余的长度割掉后按吊装顺序吊装，到位后两端精确对位连接。吊装顺序如图1所示。

钢管混凝土劲性骨架拱桥施工

目录 第1章绪论 (1) 1.1 选题的背景与意义 (1) 1.2 铁路拱桥设计施工技术研究现状 (2) 1.3 本文主要工作内容及其意义 (3) 1.3.1 本文主要工作内容 (3) 1.3.2 本文工作意义 (3) 第2章钢管混凝土拱桥构造简介 (4) 2.1 钢管混凝土拱桥的组成及结构 (4) 2.2 钢管混凝土结构的特点 (5) 2.3 构件构造 (5) 第3章劲性骨架和扣索系统的仿真分析 (7) 3.1 工程背景 (7) 3.1.1桥址概况 (7) 3.1.2主要技术标准 (7) 3.1.3线路资料 (7) 3.1.4地质资料 (8) 3.1.5水文资料 (8) 3.1.6气象资料 (8) 3.1.7立交资料 (9) 3.1.8通航资料 (9) 3.1.9本桥采用参考图号 (9) 3.1.10孔跨布置 (9) 3.1.11墩台及基础 (10) 3.1.12主桥1-140m上承式拱桥设计 (10) 3.2 劲性骨架施工过程基于MIDAS的模型建立 (14) 3.2.1 MIDAS软件的基本介绍 (14) 3.2.2 劲性骨架和扣索基于MIDAS的仿真模型 (14) 3.2.3扣塔结构基于MIDAS的仿真模型 (24) 第4章混凝土浇筑基于MIDAS软件的仿真分析 (28)

4.1 工程简介 (28) 4.2 混凝土拱圈浇筑基于MIDAS的模拟 (29) 4.2.1 结构建模 (29) 4.2.2 结果分析 (30) 第5章拱上立柱浇筑基于MIDAS软件的仿真分析 (35) 5.1 工程简介 (35) 5.2 拱上立柱施工基于MIDAS的模拟 (36) 5.2.1 结构建模 (36) 5.2.2 结果分析 (36) 第6章桥面施工及桥面荷载基于MIDAS软件的仿真分析 (38) 6.1 桥面施工 (38) 6.1.1 工程简介 (38) 6.1.2 桥面施工过程基于MIDAS的模拟 (38) 6.2运营阶段车辆荷载 (40) 6.2.1 工程简介 (40) 6.2.2 车辆荷载基于MIDAS的模拟 (40) 第7章结论与展望 (44) 7.1 结论 (44) 7.2进一步研究的设想和建议 (44) 参考文献 (45) 致谢 (46) 附录A (47) 附录B (89)

斜拉桥主塔施工方案

2.5.（重点工程）颍河特大桥主塔塔身施工方案、方法与技术措施 颍河特大桥共设置两座斜拉索塔，均为人字形。塔身总高度为38m，分上塔柱（20.443m）和下塔柱（17.557m），上塔柱采用圆端型矩形截面，共设置七道斜拉索，下塔柱为两道独立圆端型矩形柱，与桥墩及箱梁固结。颍河特大桥主塔为本标段施工控制重点。 桥塔布置及断面如图2.5-1所示。 颍河台湾大桥主塔总体布置 主塔塔身剖面图 图2.5-1 桥塔布置及塔身断面示意 下塔柱全高17.557m，采用C50混凝土，拟定沿塔身垂直方向分4个节段，其中1～3

每个节段5m，第4节段2.557。模板系统采用3层模板翻模施工，每层模板高2.5m，外模采用定形钢模板和弧形小模板拼装而成。模板由专业模板厂家加工制造，其强度、钢度、垂直度、同心度、表面光洁度等都应满足要求，以保证其安装、拆卸方便，脱模容易。模板加工好后，应在工厂试拼，确保无误后出厂。 下塔柱为钢筋混凝土结构，无预应力，根部5m内横桥向壁厚由100cm渐变至60cm，顺桥向壁厚由150cm渐变至90cm。 在完成承台施工后，按每节5m浇筑下塔柱。每个节段的施工程序是：安装劲性骨架→绑扎钢筋→立模→验收→浇塔柱混凝土→待强、凿毛、养生→拆模、翻模。 下塔柱施工工艺流程见图2.5.1-1所示。 在主塔施工前，精确测量定出主塔的平面位置，放出模板轮廓线，用砂浆找平模板下部的标高，以保证模板的垂直度；将塔柱处承台顶面的混凝土表面进行凿毛处理，并用清水冲洗干净，以保证墩台连接的质量。 2.5.1.2.下塔柱劲性骨架施工 为满足下塔柱高空施工过程中塔柱施工导向、钢筋定位、模板固定的需要，同时方便

下承式钢管拱桥施工方案

下承式钢管拱桥施工方案 K162+703钢管拱桥全长53m，单跨长度48m，拱桥桥台采用砼重力式U型台，上部结构采用钢管系杆结构，拱肋、系梁、风撑、拉杆采用D140×10、D299×8、D500×18三种规格无缝钢管总长520.84m，横梁采用240×240×12×12工字钢总长145.467m，200mm砼桥面宽度5.5m。 1.1桥台施工 ⑴定位放线 在施工前完成桥台的定位测量，并分别放出桥台中心线及法线，按规定埋设护桩，复核跨度，确认无误后供施工使用。 ⑵钢筋绑扎 钢筋采用现场加工，现场绑扎，并严格按照设计和规范进行。绑扎前先调整好基础的预留的插筋间距，确保钢筋的保护层厚度及间距符合设计、规范要求。 ⑶模板与支撑 模板采用钢模板，现场拼装。采用钢管架支撑，并在根部外侧施做一条水泥砂浆带，确保在混凝土浇筑过程中不漏浆。 ⑷混凝土浇筑 桥台混凝土采用搅拌站集中拌制混凝土，砼运输车运输，泵送分层浇筑，插入式振捣器振捣。 桥台混凝土浇注过程中，设专人护模，如果发现跑模、胀模以及漏浆等情况要及时处理；混凝土浇筑前要对振捣工进行技术交底，做到不过振、不漏振，以保证混凝土施工质量。 ⑸养护 在混凝土终凝后开始洒水养护，混凝土达到设计强度后，开始拆模，模板拆除后继续养护，养护时间一般不小于28天。 1.2钢管拱系安装 ⑴钢管拱系安装流程 拱肋→风撑→系梁→拉杆→横梁 ⑵拱系的制作 1、主要工艺流程

原材料检验→放样→下料→加工→装配与焊接→火工微弯→节段组装与腹板焊接→吊杆相关部（附）件组装→焊接过程检测→拱肋预拼装→涂装防锈。 2、加工方案要点 节段划分：为便于吊装，拱肋钢管分段制作。本桥结合现场吊装能力，每片拱肋划分为2个拱脚预埋段和3个中间吊装段，K型风撑每个为一段。 制作方法：采用卷板机将钢板卷制成圆管；装配焊接成6m和17m左右拱肋管及设计基本长度的风撑管；上下拱肋管采用火工微弯方法形成设计轴线，其后在设定专用胎架上完成定位、焊接和节段组装；各风撑管节段在另外平面胎架上完成组装。 大接头余量加放：为保证各步施工方案和工艺都能满足设计要求，达到规定的偏差精度，上下拱肋管大接头加放80mm余量，该余量节段组装时保留，只在分段计算长度处作出正作线。焊接补偿量加放：考虑节段组装时，腹板焊接将使各拱肋节段上下管的距离受到影响，可沿径向线方向加放5mm作为焊接补偿，以保证设计几何尺寸。 标记线：标明拱肋管0℃和180℃径向线，作为火工、节段组装、检验的标记线。 安装标示：为便于工地安装，在拱肋预拼装前，通过径向线与站号线测定，标明各接头在工地安装时的控制点，做出标记，涂装时采取一定的保护措施。 1.3施工控制要点 （1）依据设计文件提供的相关验收规范、工艺要求，编制出各工序的具体验收项目与标准。 （2）放样保证所有配套表、套料卡、下料草图的正确性与完整性，标明后续工序的样板、样棒的角度、尺寸、名称、数据等。 （3）所有零部件的下料前进行报检，超差零件不得流入下道工序；火焰切割零件须清渣、打磨处理，产生热变形的均须矫正后方可使用。 （4）坡口边缘直线度及角度符合公差要求。 （5）工装胎架应具有足够刚度，以控制结构变形，对胎架中心线、定位基准线、辅助线等作必要标记。 （6）所有装配不得强制进行，避免母材损伤，严格对线安装并控制好间隙，焊接完成后及时矫正。

钢管混凝土拱桥方案与施工规程

福建省工程建设地方标准 钢管混凝土拱桥设计与施工规程 福州大学土木工程学院 2007年11月

前言 本规程是根据福建省建设厅闽建科【2007】×号文“关于制定福建省建设工程地方标准《钢管混凝土拱桥设计与施工规程》地通知”要求,由福州大学土木工程学院主编,会同福建省交通规划设计院、福州市规划设计研究院、福建省第一公路工程公司等参编单位编制而成.本规程地制定吸收了近年来有关单位在钢管混凝土拱桥设计与施工领域所取得地最新科研成果以及工程实践经验,充分参考和借鉴了国内外地相关规程和规范,在广泛征求意见、反复修改地基础上,最后由福建省建设厅组织专家审查定稿. 本规程共分×个章节及×个附录,主要技术内容包括： 下列标准所包含地条文,通过在本规程中地引用而构成本标准地条文,本规程出版时,所示标准版本均为有效.所有所示标准均有可能修订,使用本规程地各方应探讨使用下列标准最新版本地可能性： 1、

1、总则 1.1.1为满足桥梁工程建设地需要,使钢管混凝土拱桥地设计、施工和验收等工作符合技术先进、安全可靠、耐久适用、经济合理地要求,特制定本规程. 1.1.2本规程适用于以圆形钢管内浇筑素混凝土为拱肋地钢管混凝土拱桥. 1.1.3本规程适用于本省各级市政工程钢管混凝土拱桥地设计与施工,公路工程中地钢管混凝土拱桥可参照执行.（或写成市政工程与公路工程） 1.1.4本规程主要依据《公路工程结构可靠度设计统一标准GB/T50283》、交通部《公路工程技术标准JTG B01-2003》、《公路桥涵设计通用规范JTG D60-2004》、《公路桥涵施工技术规范JTJ 041-2000》以及福建省工程建设地方标准《钢管砼结构技术规程DBJB-51-2003》地有关规定制定.基本术语、符号按照国家标准《工程结构设计基本术语和通用符号GBJ132》和《道路工程术语标准GBJ124》地规定采用. 1.1.5荷载分市政与公路来写,各有规程 1.1.6钢管混凝土拱桥中地墩台与基础等圬工结构、钢筋混凝土结构和预应力混凝土结构地设计计算与验算,可采用《公路圬工桥涵设计规范JTGD61-2005》、《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范JTG D62-2004》和《公路桥涵地基与基础设计规范JTJ 024-85》等规范进行设计.横撑、钢横梁等钢结构设计应符合《公路桥涵钢结构及木结构设计规范JTJ025-86》地要求.结构抗震设计应采用《公路工程抗震设计规范JTJ 004-89》；结构抗风设计应采用《公路桥梁抗风设计规范JTG\T D60-01-2004》.材料和施工质量验收应符合《钢结构工程施工质量验收规范GB50205》、《混凝土结构工程施工质量验收规范GB 50204》以及《公路工

B1空心墩、方柱墩墩身施工方案

太平寨大桥空心薄壁方墩、实心墩墩身施工方案 一、工程概况 1.1、项目概况 本施工队桥梁主要有K13+398.5太平寨左线大桥、K13+394太平寨右线大桥。墩身主要有分幅式双圆柱墩、空心薄壁方墩两种结构形式。 二、编制依据 1、重庆丰都至忠县高速公路施工图设计（FZ02合同段）。 2、《公路桥涵施工技术规范》JTJ041－2000。 3、《公路工程质量检验评定标准》JTG F80/1-2004。 4、重庆丰都至忠县高速公路工程技术规范。 三、施工特点 1、桥位处地形复杂，场地狭小，不便于施工管理。 2、桥位处多为冲沟及机耕道，桥墩较高，施工难度较大。 3、墩身结构尺寸形式多样，模板投入较大。 四、施工工期、模板及班组人员计划 （一）工期计划（该计划是桥桩基已完成为前提编制，如受桩基施工影响工期顺延） 1、桥台施工进度计划： 2013年6月10日至7月20日完成左右幅14#桥台；8月10日至9月20 日完成左右幅0#桥台； 2、实心墩系梁、墩柱、盖梁进度计划： 2013年7月1日至2014年1月31日完成左右幅1#、2#、3#、10#、11#、12#、13#实心墩系梁、墩柱、盖梁; 3、薄壁方墩系梁、墩柱、盖梁进度计划： 2013年8月1日至2014年4月30日完成左右幅4#、5#、6#、7#、8#、 9#薄壁方墩系梁、墩柱、盖梁; （二）模板计划 1、D=1.8m实心墩地系梁模板1套；中系梁底模2套、侧模1套、抱箍4

套，实心墩模板20m，盖梁底模2套、侧模1套、抱箍4套；中系梁使用 I20工字钢36米，盖梁使用I22工字钢46米。 2、D=1.6m实心墩地系梁模板1套；中系梁底模1套、侧模1套、抱箍2 套，实心墩墩柱模板30m，盖梁底模1套、侧模1套、抱箍2套； 3、薄壁方墩地系梁模板1套、中系梁模板2套、空心墩内、外可调节模 板36m；盖梁模板2套；盖梁使用I25工字钢46米。 施工班组人员计划 钢筋工20人，模板、砼工40人 （三）机械设备计划 25吨5节臂吊车1台，60臂塔吊2台。 五、施工总体方案 本施工队内空心墩墩身施工均采用常规翻模法施工。拟分别在左右幅桥位5#桥墩之间设一台60型塔吊，左右幅桥位8#桥墩之间设一台60型塔吊。施工时利用塔吊进行模板的翻模施工。外模竖向采用3节，每节2.25m的形式，每次向上翻转2节模板，浇注4.5m高混凝土。外模以不拆除的第一节作为基模，在其基础上安装外模。每个桥墩左右幅施工时共配6节模板及可调节模板，两台塔吊配设12节模板，模板工配备4个班组，每组8至10人，形成交叉流水施工。空心墩内模中间标准节段采用4.65m的形式，每次直接拆除后提升，包裹已浇注混凝土15cm。底部和顶部非标准段采用木模或组合钢模，顶部非标准节单独浇注，通过在预埋牛腿搭设封顶支撑，铺设模板，施工时顶节内模板封闭在墩身空心墩墩身内。空心墩内横隔板采取和墩身异步施工的方式进行。 实心墩墩身标准段同样采取翻模法施工，外模形式同空心墩，垂直方向施工机械采用吊车。双实心墩施工至墩系梁位置时，系梁施工完成后再进行墩身施工。 外模每节上端设置操作平台，作为模板安装和拆除以及钢筋绑扎的操作平台。空心墩内侧用直螺纹套筒连接将顶节不动模板的拉杆连通，在其上搭设内侧操作平台。墩身施工上下通道采用施工电梯。 六、墩身施工 施工工艺流程：准备工作→安装劲性骨架或搭设支架→绑扎钢筋→安装内、外模板→模板安装调试与测量复核→混凝土浇注→养生→翻模、养生→重复上一

钢管拱施工方案

钢管拱架设方案及施工工艺 1工程概况 新建寒山桥主桥为单跨100m的单肋下承式简支系杆拱桥，拱肋为钢管混凝 土结构，主梁为箱形钢砼结合梁，拱脚处为混凝土结构。 架设钢管拱跨度为81.626米，矢高为13.458米，拱顶高为31.016米。钢管拱整拱分三段进行安装，其中拱肋跨中大节段重134.4T，弦长57.078m，曲线长59.003m；两侧节段各重32.1T，弦长14.088m ，曲线长14.101m。 中间节段（分三段）在钢梁上已拼装完成，采用龙门进行提升就位，两侧节 段则采用200T汽车吊进行吊装。 2钢管拱安装方案 根据钢管拱自重和现场的吊装场地及现有的吊装能力，拟在桥面适当位置搭设两处格构式钢管支架平台进行钢管拱拼装。 2.1吊装准备 a.对拱脚预埋段的水平高度及中心线做复核测量，并在预埋件上划出中心线。 b.所有现场安装用具及设备应仔细检查，并按时就位。 c.吊装拱段用的临时吊耳定位要准确。 d.吊装用的各种工具应保证足够的安全系数。 2.2 钢管支撑支架拼装 将三段钢拱吊装到支架上进行整体焊接，主要设施为两个格构式钢管支架结构。钢管采用4根φ377×8mm规格，中间连接采用2根[10槽钢，节点板采用10mm厚钢板。 支架在地面上预先制作，整体吊装至钢梁顶就位，钢梁顶垫放I32型钢，以避开梁顶焊钉。为了防止支架在钢管拱段吊装过程中摆动，在支架四角拉设φ15mm钢丝绳缆风绳。 2.3门式吊机拼装 2.3.1门式吊机结构布置

采用两台门式吊机进行中间节段钢管拱吊装， 2台80t门吊属于自制设备，钢管拱中间大节拱肋采用门架提升。 北寒山桥门架立柱采用4根377×8mm钢管组成格构式立柱，横梁采用四片贝雷梁组成。门架总高度21.6m，总跨度7.5m，净高20.1m，净跨度4.5m。 门式支架结构布置为： 南寒山桥门架立柱采用6片贝雷梁拼装，横梁采用四片贝雷梁组成。门架总高度最大24m，总跨度7.5m，净高22.5m，净跨度4.5m。 2.3.2门架拼装及就位 ①在西岸主墩附近临时拱座位置拼装门架立柱，立柱底部铺设轨道，轨道放置平车，纵横向各一台平车，安装立柱标准节。 ②立柱每拼装一标准节，调整立柱的垂直度，并在该节顶部拉设四个方向的

钢管劲性骨架砼构件实用计算方法研究

第11卷第8期中国水运V ol.11 N o.82011年8月Chi na W at er Trans port A ugus t 2011 收稿日期：65 作者简介：汪永田（），男，湖北黄梅人，深圳高速工程顾问有限公司工程师，研究方向为桥梁检测。 钢管劲性骨架砼构件实用计算方法研究 汪永田 （深圳高速工程顾问有限公司，广东深圳518034） 摘 要：针对劲性骨架钢筋砼拱桥，国内外开展了大量研究，且建成了多座同类桥梁，最大跨径达420m 。但该类桥 梁计算理论仍停留在钢筋砼桥梁的水平上，未能形成完整的设计理论和计算方法。因此，研究钢管劲性骨架钢筋砼构件承载能力的实用计算方法具有重要的现实意义。关键词：劲性骨架；钢管砼；实用计算中图分类号：TU 398.9文献标识码：A 文章编号：1006-7973（2011）08-0095-02 一、引言 目前钢管劲性骨架砼构件承载力计算主要采用统一理论和极限平衡理论，实践证明两种方法计算精度相当，结果大体一致。据此本文编写了一套简单实用的钢管劲性骨架砼构件的计算方法即：不考虑外部钢筋砼和内部钢管砼的组合作 用，单纯等效为两部分承载力叠加，并引入相关系数考虑其 承载力的计算方法。 二、单肢钢管劲性骨架砼的计算方法1．轴压强度承载力 单肢钢管劲性骨架砼轴压强度承载力公式如下：0u R C CFT N N N =+（1）式中：RC N —为外包钢筋砼的轴压强度； CFT N —为钢管砼的轴压强度； RC N 和CFT N 分别可按下式进行计算： 0000 RC c ck y s N A f f A =+（2）CF T cf t s c y N A f =（3） 式中： 0c A —为外包钢筋砼的面积； 0s A —为外包钢筋砼中纵向钢筋的面积，当纵向钢筋配 筋率＞3%时，式（2）中0c A 用0 0()c s A A 代替； 0ck f —为外包钢筋砼的立方体抗压强度标准值； 0y f —为外包钢筋砼中钢筋的屈服强度； cft A —为核心钢管砼的截面面积； scy f —为核心钢管砼的轴压强度指标。 核心钢管砼的轴压强度指标scy f 的计算需考虑钢管的约束效应系数ξ的影响，具体计算公式如下： 2(1.212)scy s c cki f f ηξηξ=++（4） 式中：ξ—为钢管的约束效应系数，s y c cki A f A f ξ= ，其中 y f 为钢管的屈服强度；cki f 为钢管内砼立方体抗压强度标准值； s A 和 c A 分别为钢管和钢管内砼的截面面积。 0.17592350.974s y f η=+，0.1038200.0309c ck f η=+，s η、c η为计算系数，。2．轴压稳定承载力 单肢钢管劲性骨架砼轴压稳定承载力计算公式为：0 ucr u N N =（5） u N 按式（1）计算， 为单肢钢管劲性骨架砼构件的稳 定系数，按《砼结构设计规范》(GB50010-2002)表7.3.1计算 如下： 表1单肢钢管劲性骨架砼构件的稳定系数表 0l D ≤7 8.510.5121415.517192122.5241.000.980.950.920.870.810.750.700.650.600.560l D 262829.5313334.536.5384041.5430.52 0.48 0.44 0.40 0.36 0.32 0.29 0.26 0.23 0.21 0.19 注：D 为单肢钢管砼构件圆形截面的外直径；0l 为构件的计算长度。 由表1中的数据，可得出单肢钢管劲性骨架砼构件轴压稳定系数与长径比0 l D 的关系曲线如图1 所示。 图1 单肢钢管劲性骨架砼构件的稳定系数 3．压弯承载力 为简化公式，压弯承载力的计算不考虑外部钢筋砼和内部钢管砼的组合作用，单纯等效为两部分叠加，公式如下： 当cr CFT N N <时，12M M M =+（1.6a ）当cr CF T N N ≥时，2M M =（1.6b ） 式中：cr CFT N —为核心钢管砼构件的轴压稳定承载力，稳 定系数按表1中取值； M 1—为核心钢管砼的抗弯承载力；M 2—为外包钢筋砼的抗弯承载力。 核心钢管砼的抗弯承载力M 1按下式（7）计算： 2 11 11u u u u u N a M N d M N N M b c N N d M +=+ =()() 3 3 022u u N N N N ηη≥

无支架施工的劲性骨架系杆钢管混凝土拱桥分析

总第282期 交通科技SerialNo. 282 2017 年第 3 期 Transportation Science &Technology No.3 Jun.2017 DO I 10.3963/j.issn.1671-7570.2017.03.023 无支架施工的劲性骨架系杆钢管混凝土拱桥分析 刘本永 (中铁第四勘察设计院集团有限公司武汉430063) 摘要传统有支架现浇拱桥施工方法会占用桥下道路或航道，不利于桥下有通行要求的城市桥 梁施工。提出一种将钢管拱肋与劲性骨架系杆临时固结整体吊装至桥位处的快速施工方法，实现 了不阻断桥下通行的无支架施工，分析了劲性骨架系杆拱桥无支架施工技术的安全性和可行性。 结果表明，该方法不仅节约施工成本还提高了施工进度。 关键词拱桥劲性骨架无支架施工钢管混凝土 由于钢管混凝土拱桥具有优美的结构造型和 良好的施工性能等特点，是适合中、大跨径桥梁的 一种十分有竞争力的桥型?2]。特别对于桥址处 地势较平坦且交通量较大的市政道路工程，通常 会选用该种桥型。相比于传统的石拱桥或和普通 混凝土拱桥，钢管混凝土拱桥在施工方法上有一 定的优势。有支架施工[3]或缆索吊装施工[4]仍是 目前应用最广泛的拱桥施工方法，然而，有支架施 工占用桥下道路或航道，缆索吊装施工过程复杂 且费用相对较高。对于施工场地有限、桥下有通 行要求且交通繁忙的城市桥梁施工来说，显然这 2种方案都不是理想的施工方法。 本文以某大跨系杆钢管混凝土拱桥为工程背 景，提出一种将钢管拱肋与劲性骨架系杆临时固 结体系整体吊装至桥位处的快速施工方法，实现 了不阻断桥下通行的无支架法施工。 1工况背景及桥梁建设 江阳大桥为扬州市新万福路建设工程的重要 节点工程，该桥两侧与既有道路顺接，纵坡受到严 格限制，主桥跨越的京杭大运河为二级航道，通航 要求最小为100 mX7. 0 m，主桥一跨跨越通航 孔，采用了 120 m钢管混凝土拱桥，矢高24 m，拱 轴线线形为拋物线，矢跨比为1/5;共肋采用2. 6m高哑铃型钢管混凝土截面，根据横向稳定的需 要，主拱肋之间设置了 5道一字形横撑；横撑空钢 管桁式结构，横撑高度2. 1m，主桁为（直径X壁 厚）00 mmX10 m m钢管，加劲钢管为（直径X壁 厚）300 mmX10 mm。吊杆顺桥向间距5. 4 m，全桥共设21对吊杆；吊杆采用PES(FD)7-73型低应力防腐拉索（平行钢丝束），钢丝的标准强度 为1 670 MPa，吊杆钢索均采用高密度聚乙烯(PE 护层）双护层防护。吊杆上、下端均采用采用新型 防水结构，拱肋吊杆端为张拉端设可偏摆的球铰 锚固装置。吊杆使用LZM7-73型冷铸镦头锚。吊杆外套管采用直径245 m m钢管、壁厚100 mm。系梁为预应力钢筋混凝土结构，箱形断面，高2.6 m、宽1. 8 m，顶板、底板及腹板厚度均为0.4 m，系杆内设施工劲性骨架每根系梁纵向配 置20束15-^15.2预应力钢绞线。主桥整体布置 见图1a)。采用通用的有限元程序Midas/Cidas 进行计算，建模过程中各构件均采用梁单元模拟，上部结构划分为1 062个节点和1 556个单元。吊杆采用等效桁架单元进行模拟。对于钢管混凝 土结构，考虑到施工过程的模拟，采用双单元共结 点的形式进行模拟，即钢管和混凝土分开模拟并 通过结点耦合考虑它们之间的相互作用，结构有 限元模型见图1b。 1200 a)主粱结构整体布置b)有限元模型 图1主桥结构整体布置和有限元模型（单位：m) 收稿日期：017-01-14

方形墩柱施工工法

方形墩柱施工工法 作者：南志 中交一公局第六工程有限公司 二00七年十一月十八日

方形墩柱施工工法 一、前言 随着城市规模的不断扩大，城市高架桥的不断发展，对高架桥墩柱与盖梁外形配合协调的要求不断提高，因此外形配合美观的方形墩柱（八角柱）逐渐取代了原有外形比较单调的圆形墩柱。方形墩柱作为桥梁一个十分重要的组成部分，如何既优质高效地组织施工又保证外形的美观，具有十分重要的意义。本工法依托北京市机场南线（京承高速公路～东六环路）公路工程第1合同段工程实例，全面系统地阐述了方形墩柱施工技术和工艺特点。已建成的墩柱成品竖直度、空间尺寸以及外观质量均满足规范要求，处于良好的受控状态，施工进度科学合理。该工法被证明是一项行之有效的施工工法，代表了目前方形墩柱施工的先进水平。 二、工法特点 1、本工法工艺简练，操作性强，施工易于实现。在合理设计模板、支架和施工平台的基础上，可以实现高度较大的墩柱施工。 2、本工法施工结构设计合理，力学模型明确，设计计算量不大，易于被工程技术人员掌握。 3、质量易于控制，通过采用相对基准极坐标法进行测量控制，以及施工平台的优化，结构物实体质量和外观质量优良。 4、本工法投入的大型机械设备相对较少，施工成本较低，循环施工周期较短，具备较高的投入产出。 三、适用范围 本工法具有施工快捷，结构合理，经济实惠等特点，可以被广泛应用到墩柱施工中，尤其适合于钢筋骨架密集的方形墩柱施工。 四、工艺原理 本工法是墩柱施工的一种非常有效的工艺方法。工法原理为：墩柱模板加工

成大块定型钢模板，纵向主钢筋采用滚扎直螺纹连接，合模以后先安装竖直的人行爬梯，再在墩柱顶部安装用钢筋、脚手板和安全挂网加工好的施工平台，混凝土采用吊车吊吊斗放入串筒内进行浇筑、墩顶长振捣棒进行振捣的方形墩柱施工工艺。 五、施工工艺流程及操作要点 （一）方形墩柱施工工艺流程

上承式劲性骨架钢管混凝土拱桥拱肋竖向转体施工技术

上承式劲性骨架钢管混凝土拱桥拱肋竖向转体施工技术 摘要：介绍云南大理至瑞丽铁路澜沧江大桥拱肋竖向转体施工过程及施工难点 分析，阐述了拱肋竖向转体施工的方法，对同类工程的施工有很好的借鉴作用。 关键词：劲性骨架；拱桥；竖向转体 1 工程概况 澜沧江大桥位于大理至瑞丽铁路定测里程D1K109+980.47~D1K110+514.57，大桥全长534.1m，主跨为上承式劲性骨架钢管混凝土拱桥，计算跨径342m，矢高83m。该桥的主要技术标准 为铁路等级：I级干线铁路；正线数目：双线设计；路段旅客列车设计行车速度：140km/h。 主桥拱肋为两条，平面上为二次抛物线，在拱顶处相交，合并段长度80m。拱肋内劲性骨架 为钢管混凝土桁架，设置12道横撑；均外包混凝土。拱顶设钢架墩，梁部结构采用 3×32.7m（简支槽形梁）+4×32.7m（连续槽形梁）+110m（π型梁）+4×32.7m（连续槽形梁）+32.7m（简支槽形梁）的结构形式。 桥址所处地形地势险峻、地表横向冲沟发育，鉴于地形所限拱肋施工采取竖向转体施工，上 部梁结构桥两侧同时移动模架施工。 2 拱肋拼装 当转铰安装完毕，即可开始拼装拱肋，拱肋由塔吊辅助单根拼装。 拱肋杆件吊装之前先由汽车运输至塔吊下方，栓紧千斤绳。根据塔吊的性能，如果为单点起吊，由于每根杆件的长度重量不同，重心会不同，为防止起吊时杆件翻扭，应注意吊点位置 的选定。如果双吊点可以不受此限制。 每根杆件的空中对位将是较为麻烦的事情，如果设计图纸没有给出利于对位的构造措施，施 工时应在每个连接位置焊接相应的对位构件，以加快拼装速度。拼装时本着先弦杆再腹杆后 平联的顺序进行。每根杆件拼装完之后应尽快形成三角形以利于稳定。 杆件拼装就位临时连接后应及时焊接。由于高空焊接量大，室外焊接条件差，必须按照切实 可行有效的焊接工艺进行施工作业，焊料及工艺严格按施工图纸及规范要求执行，焊接顺序 应尽量避免产生大的残余变形和残余应力，焊缝严禁漏焊、假焊、夹碴、气泡等质量缺陷。 对于已经焊完的焊缝，应根据要求及时组织探伤检测，发现问题及早处理。焊工应具有相应 的施工经验并加强岗前培训，随着拼装进行，拱肋加高，应及时连接刚性支撑和拉索防止结 构失稳及产生过大的结构变形。同时，塔吊增高并适时的与拱肋固结。 由于拼装过程中拱肋的结构体系与合龙后不同，其结构变形情况自然不同。拼装过程中的拱 肋变形受到以下几个方面的因素影响： (1)结构自重 (2)温度 (3)浪风张力 (4)塔吊与拱肋连接杆重力 (5)塔吊晃动产生的横向力 要保证拱肋转体合龙后线形符合设计要求，在拱肋的竖拼过程中就必须考虑到这些因素的影响，使之变形与合龙后的变形有个对应关系，这就要求及时做好拱肋拼装过程的监测监控。 拱铰处有直径750mm和600mm的腹钢管，内灌微膨胀混凝土，为增加其在竖拼过程中的承 载能力，这些构件安装完毕并形成三角形后即灌注混凝土，混凝土的灌注参考拱肋内填混凝 土的灌注方法。 3拱肋转体 钢管拱肋拼装完成之后，利用安装拱肋背部的扣索和前侧的牵引索，采用连续张拉千斤顶收 放方式使其逐渐转体至合龙位置。两岸千斤顶支架分别锚固于2号墩、5号台。 本桥转体重量2200t，转体角度65度，转体收放索长180余米。 3.1转体系统组成 3.1.1千斤顶系统 千斤顶系统是成功实施拱肋转体的关键，要求采用的千斤顶具有可收可放、连续收放、同步 精度高、安全可靠的特点。本桥采用以电液比例作为控制系统的TX系列千斤顶，可以提升