九曲河提籃拱橋受力特性分析

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1、西南交通大學(xué)碩士研究生學(xué)位論文第3頁現(xiàn)[21。1879年英國賽文(Severn)鐵路橋采用了鋼管混凝土橋墩，但其在鋼管內(nèi)灌混凝土當(dāng)時(shí)僅僅是為了防銹。1901年Sewell．J．S第一個(gè)發(fā)表文章報(bào)導(dǎo)了方形鋼管混凝土柱的應(yīng)用情況。1907年美國的Lally公司首次給出了圓形鋼管混凝土柱的安全承載力公式。在設(shè)計(jì)規(guī)范方面，美國的“ACl318．65”中列入了軸心受壓鋼管混凝土柱的計(jì)算公式?！癆Cl318．71”則把鋼管混凝土結(jié)構(gòu)作為組合構(gòu)件而單獨(dú)分列，包括軸心受壓和受彎的計(jì)算。日本建筑學(xué)會在1967年的年會上制定了“鋼管混凝土構(gòu)件設(shè)計(jì)規(guī)

2、范”，并在1980年作了修訂。此外，原歐洲經(jīng)濟(jì)共同體的“EUROCODE”、英國的“BS5400”和德國的“DINl8806”也都列入了鋼一混凝土柱的設(shè)計(jì)內(nèi)容。在我國，鋼管混凝土的研究始于1959年。1963年將其成功應(yīng)用于北京地鐵工程。隨后，鋼管混凝土的研究和應(yīng)用都得到了空前的發(fā)展。在理論研究方面，70年代末80年代初，用壓潰理論確定軸心受壓構(gòu)件和偏心受壓構(gòu)件的穩(wěn)定承載力：80年代，得到了混凝土和鋼管在軸心受壓時(shí)的多軸應(yīng)力狀態(tài)下的本構(gòu)關(guān)系，采用有限元法求解各種荷載條件下的構(gòu)件性能曲線。90年代，采用內(nèi)時(shí)理論來描述混凝土在復(fù)雜應(yīng)

3、力狀態(tài)下的本構(gòu)關(guān)系，更全面地解決了運(yùn)用有限元求解鋼管混凝土在各種荷載條件下的工作性能曲線，提出了鋼管混凝土的統(tǒng)一設(shè)計(jì)理論。這些理論集中體現(xiàn)在一批具有代表性的專著中，例如：鐘菩桐的《鋼管混凝土結(jié)構(gòu)》、蔡少懷的《鋼管混凝土結(jié)構(gòu)》和蔣家奮、湯關(guān)祚的《三向應(yīng)力混凝土》。與此同時(shí)，依據(jù)這些理論，各行業(yè)制定了一些相應(yīng)的設(shè)計(jì)規(guī)程：國家建筑材料工業(yè)局頒發(fā)了《鋼管混凝±結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與施工規(guī)程》(JCJ01—89)；中國工程建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)化協(xié)會頒發(fā)了《鋼管混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與施工規(guī)程》(CECS--90)；能源部電力規(guī)劃局頒發(fā)了《火力發(fā)電廠主廠房鋼一混凝土組合結(jié)

4、構(gòu)設(shè)計(jì)暫行規(guī)定》(DLGJ99—91)；遼寧省電力設(shè)計(jì)院1992年制定的《送電線路空鋼管混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)技術(shù)規(guī)定》(LDGJ—s11—92)。這些專著和設(shè)計(jì)規(guī)范的出現(xiàn)不但奠定了我國在這一領(lǐng)域的學(xué)術(shù)地位。而且對我國的組合結(jié)構(gòu)的發(fā)展、對于鋼管混凝土在橋梁工程中的應(yīng)用起了極大的推動(dòng)作用。1．3鋼管混凝土在橋梁工程中的應(yīng)用鋼管混凝土的上述優(yōu)點(diǎn)，一直受到橋梁工程專家的重視，并不遺余力地在工程實(shí)踐中加以推廣和應(yīng)用。早在30年代末期，前蘇聯(lián)著名橋梁專家Perederiy教授用鋼管混凝土建造了跨越列寧格勒涅瓦河的拱梁組合體系，跨度達(dá)101m。西南

5、交通大學(xué)碩士研究生學(xué)位論文第4頁與此同時(shí)，Rosnovskiy教授在西伯利亞也用鋼管混凝土建造了一座跨度達(dá)140m的鐵路拱橋I”。70年代，著名的美籍華裔結(jié)構(gòu)工程專家林同炎教授在一個(gè)工程設(shè)計(jì)方案中采用跨度為175．5m的鋼管混凝士拱架跨越6條公路，上建造停車場和旅館川。英國1966年建成的A／mondsbury立交橋，采用了35根鋼管混凝土柱作為橋墩和支柱w。1988年，法國在Manpre的一座高架橋中，用鋼管混凝土作為預(yù)應(yīng)力組合梁的下弦桿，取得了良好技術(shù)、經(jīng)濟(jì)效益忡l。在我國，鋼管混凝士結(jié)構(gòu)在橋梁工程中的應(yīng)用始于90年代初，自

6、從1990年四川旺蒼東河大橋(跨度115m)建成后，相繼又有廣東高明橋(跨度llOm)、浙江新安江橋(跨度160m)、廣東南海縣三山西橋(跨度200m)和江西昌河大橋(跨度150m)相繼建成。據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，在短短十余年的時(shí)間里，我國已建成鋼管混凝土拱橋近百座。鋼管混凝土拱橋在我國的興起并不是偶然的。第一，近些年來，我國大力加強(qiáng)交通基礎(chǔ)設(shè)施的建設(shè)，為橋梁提供了發(fā)展的空間。拱橋作為橋梁的基本橋型之一，過去在我國曾得到過廣泛應(yīng)用；第二，我國對鋼管混凝土基礎(chǔ)理論的研究處于世界的先列，鋼管混凝土在其它領(lǐng)域的發(fā)展為拱橋的發(fā)展奠定了堅(jiān)實(shí)的理論

7、和實(shí)踐基礎(chǔ)；第三，在我國，盡管國民經(jīng)濟(jì)有了很大的發(fā)展，但目前大量使用鋼結(jié)構(gòu)還不適合國情；第四，橋梁美學(xué)日益受到重視。拱橋在我國有很深的文化基礎(chǔ)，鋼管混凝土的應(yīng)用，使拱橋的表現(xiàn)力更加豐富：第五，也是更重要的一點(diǎn)，那就是鋼管混凝土在拱橋中的應(yīng)用，解決了長期在施工和材料方面困擾著拱橋的兩大難題。鋼管混凝土在橋梁中的應(yīng)用正在不斷地向各個(gè)方向深入，在拱橋的實(shí)際應(yīng)用中，產(chǎn)生了兩大方向：一種為內(nèi)包混凝土，即鋼管表皮外露，與核心混凝土共同作為結(jié)構(gòu)的主要受力部分，同時(shí)也作為施工時(shí)的勁性骨架。這類拱橋目前主要有單管、集束管、啞鈴形肋拱和桁架拱。這類

8、拱一般含鋼率較高，跨徑從幾十米到二百米。另一種是內(nèi)外包混凝土，鋼管表皮不外露，鋼管主要作為施工時(shí)的勁性骨架，先內(nèi)灌混凝土形成鋼管混凝土后再掛模板外包混凝土形成斷面，鋼管可以參與建成后的受力，但不是以使用荷載為控制，而足以施工荷載為控制。這類橋有板拱、箱拱、工字形