论路桥建设中钢管混凝土拱桥的施工技术

2015-04-17文满富河南省交通建设工程有限公司郑州450000

山东工业技术 2015年2期

尚　瑞,　文满富（河南省交通建设工程有限公司,郑州　450000）

论路桥建设中钢管混凝土拱桥的施工技术

尚瑞,文满富
（河南省交通建设工程有限公司,郑州450000）

摘要：随着我国社会经济的快速发展，科学技术得到了不断地进步，从而促进了我国路桥建设的发展。拱桥作为路桥的重要组成部分，在我国路桥建设中扮演着重要的角色。所以，就需要施工人员做好施工质量的监管，按照施工设计的标准进行施工，加强施工的管理。由于钢管混凝土拱桥施工所使用的材料是一种组合结构的新型材料，并且具有较多的优点，比如：强度高、抗冲击、耐疲劳以及塑性较好等。因此，钢管混凝土拱桥的施工技术在路桥建设中得到了广泛的应用。为了更好的服务于社会，本文将对路桥建设中钢管混凝土拱桥的施工技术进行分析、探讨。

关键词：路桥；钢管混凝土；拱桥施工技术；新型材料

近几年，钢管混凝土拱桥施工技术在我国路桥建设中取得了良好的发展。钢管混凝土的应用不仅可以缩短工期，降低工程的造价，钢管还能够起到混凝土模板的作用，从而还在地铁立柱、建筑构件等方面得到了应用。由于其技术跨度大，抗压又抗震，施工简单方便，从而确保了路桥的质量，提高了路桥的稳定性和安全性，促进路桥规模不断地扩大。另外，钢管混凝土利用钢管的套箍，通过采取微应力混凝土可以提高抗压性以及抗裂性等。

1　钢管混凝土拱桥稳定理论

对于路桥来说，其结构的失稳具有局部失稳和整体失稳两个方面。局部失稳就是个别构件或者分子结构的失稳，这对整体结构的稳定具有重要的影响。就结构失稳而言，就是在外力增加到一定值时，结构稳定性就会以平衡的形式丧失，如果有稍存在一些扰动，其结构就会产生较大的变形，从而导致结构不能正常的作业。对于拱桥失稳来说，可以分为面内屈曲和面外屈曲两种形式。另外，拱桥的面内屈曲又分为两种不同的形式，具体如下：

（1）在屈曲接近荷载前后，拱桥的扰曲线就会出现急剧变化的现象。对于桥梁拱桥结构来说，体系和构造大部分是对称的。如果桥上的荷载对称，拱轴线与压力线相吻合，在失稳前只存在压缩现象，不存在弯曲变相现象。随着荷载的不断增加，当达到一定的临界值时，平衡就会产生分支的弯曲变形现象，从而导致拱的屈曲。

（2）通过非对称荷载的作用，拱不仅会产生竖直变位现象，还会产生水平的变位。荷载的增加，在变形形式没发生急剧变化的状态下，两个方向的变位就会继续地扩大。若荷载临近一定的值，变位就会不断地增加，这种失稳就被称为极值点失稳。另外，若拱的侧向刚度较小，荷载达到临界值时，拱就可能先离开其受载的平面，然后向空间弯扭以平衡的状态过渡，从而产生面外屈曲现象。

2　钢管混凝土拱桥施工技术的特点

（1）与一般混凝土相比，钢管混凝土拱桥具有质量轻、塑性好、强度高和耐疲劳等优点。由于在钢管混凝土结构具有耐火性，在其内部填入混凝土，通过高温的作用，与空钢管相比，就会提高钢筋混凝土的软化温度值。

（2）在受压的作用下，拱桥的面内面外具有稳定性。由于圆钢管截面具有抗弯性，从而可以提高桥梁结构的稳定性。除此之外，与箱形截面抵抗局部相比，圆钢管截面的屈曲性能较良好。若拱桥的宽跨较小以及处于风力较大的沿海或者山谷地区时，就会减少圆形拱肋承受的横向风力，在一定程度上可以确保拱横向的稳定性。

（3）首先，由于钢管本身是耐侧压形式的模板，在进行混凝土浇筑时，可以省掉支模、拆模的工作。其次，在施工的过程中，钢管作为劲性承重骨架使用，不仅能够起到劲性钢骨架作用，还能够起到承重结构的作用，所以，钢筋混凝土不仅可以缩短施工工期，节约脚手架，降低施工的成本，还能够使施工用地得到减少。

（4）通过采用钢管混凝土，大大地减少了受压构件材料的使用。根据实践证明，在进行桥梁施工时，与钢结构相比，在很大程度上钢管混凝土可以节约钢材的使用，水泥用量、混凝土和构件自重就会得到有效的减少。另外，钢管混凝土拱桥的造型较美观。但是，钢结构露于外面，其耐腐蚀性就会得到相应的降低，就需要采取有效的防腐方法进行保护。钢管混凝土结构耐腐蚀性能比钢筋混凝土弱，与钢结构一样需要采用有效的防腐措施。

3　钢管混凝土拱桥施工技术的分析

3.1缆索吊装施工

对于缆索吊装法来说，主要适用于大跨度的钢管混凝土拱桥，这样以来方便材料和拱肋的运输，索塔塔身也不需要太高，实现经济最大化。但是，这种方法还存在缺点，就是难以控制拱肋对接的精确度。分段越多，控制工期和质量的难度就越大。另外，也难以控制拱轴线形。因此，就需要提高缆索吊机的吊重能力，控制好分段施工的数量，这样以来就可以提高施工的进度，确保施工的高质量。

3.2竖转施工

对于竖转吊装施工来说，其关键因素就是起吊平衡系统、扒杆地锚系统和旋转系统等。对于起吊平衡系统来说，主要包括平衡梁、吊攀和慢速卷扬机等。吊攀的安装角度和位置要根据拱柱的变形、转动角度和受力来确定。

3.3平转施工

平转施工主要适用于单跨拱桥，优点就是拱肋膺架较低，便于焊接和吊装作业，并且可以确保焊接的质量。在施工的过程中，通过利用岸坡和山体的地形特点，对桥下的正常通行不产生影响，并且速度较快和安全。平转施工技术的关键就是铰球系统、转动牵引系统和平衡防倾系统等。对于铰球系统老说，通常使用高标号的混凝土，然后根据转体的重量采用经旋压的方式对钢板铰面和混凝土铰面进行处理。另外，上下转盘需要通过严格的研磨进行配对，通过对铰面之间涂抹四氟粉和黄油的方式，以此来降低摩擦阻力的产生。对于转动牵引系统来说，主要具有上转盘、张拉千斤顶等，通过使用ZLD自动连续牵引系统，能够达到良好的效果。