复合钢管砼系杆拱衔接桥方案

关键词：钢管砼  复合钢管砼  系杆拱桥 

一、衔接桥方案

我国海南岛琼州海峡的海水深度较大，单纯采用桥梁和隧道形式都有很大的困难。采用设主、付通航孔的<<便航式跨海浮桥>>方案，主、付通航孔采用大跨径桥梁或潜浮隧道相结合的形式，则困难较小，比较合理和实用。浮桥因为受潮汐水位变化的影响很大，需要随时自动变化调节较大的路线纵坡，才能与桥梁或潜浮隧道相衔接。琼州海峡的潮汐水位变化高达3.60m，最大波浪高度3.30m，潜浮隧道的进、出口应在浪高以上，需要较大的长度才能调节纵坡。采用80m长度的衔接桥与浮桥端部100m长度设坡度相配合，利用浮桥端部浮船作衔接桥的一端桥台，将端部浮船加宽和吃水加深即可解决。

    我国钢管砼拱桥的应用，已经获得了很大的发展，80m的跨径施工比较简便，外形简洁美观，造价经济合理。钢管砼这种组合材料，很适合施工和使用。圆形钢管是很合理的受力形式，具有发挥轴向受压和环向受拉力的双向作用，砼处于三向受力状态，材料的组合强度高。砼对钢管起到稳定作用，使钢管的强度能够充分发挥。钢管的环向紧箍力，对砼的横向变形起紧箍作用，砼不易发生开裂破坏，提高了承载力，结构的韧性好。钢管砼具有两种材料的性能，发挥了两种材料的特点，砼已由脆性破坏转变为塑性破坏，可按极限状态TRANBBS设计。但是，钢管有锈蚀的缺点，防护麻烦。现在采用的防护方式属于临时性质，简单的油漆防护为几年时间；热喷锌、鋁能维持25年时间，但是防护费用很高。采用钢管砼作劲性骨架，然后外包钢筋砼，将这种外包钢筋砼与钢管砼的结合称作复合（俗称组合）。复合钢管砼是两种以上材料按一定的规则组合成整体受力，实际是一种复合材料。

在钢管砼拱桥的应用中，钢管砼的计算方法是以试验为基础的经验公式，反映为综合的砼名义强度，只适用于单根钢管截面，物理概念不直观，使用不方便和受到限制。复合钢管砼采用分离计算方法，分别按不同材料的计算方法和强度安全系数，计算不同组合材料的强度，按加载组合规则作简单叠加。故复合钢管砼的计算方法简便直观，施工方便，耐久性能好。复合钢管砼是钢管砼应用的发展，复合钢管砼系杆拱桥作衔接桥是很合理的桥型。所指的系杆拱桥是外部静定的简支体系，实际是梁式结构，属于拱梁组合体系。拱梁组合体系有刚拱刚性梁、刚拱柔性梁和柔拱刚性梁之分，刚拱刚性梁施工简单方便，适用于复合钢管砼系杆拱桥。

二、复合钢管砼系杆拱桥

1、    原理：外部静定的简支系杆拱桥是拱梁组合的梁式体系，拱肋的刚度大，以压弯的形式作功。系杆梁平衡拱的水平推力和拱脚弯矩，承担和传递局部荷载，通过吊杆对拱肋起平衡稳定作用。拱梁组合体系的矢高大，优于实腹和桁架梁，是优秀的结构形式。采用复合钢管砼材料，分期加载逐步形成，方便施工架设，是很实用的桥型。

2、    桥型：由于道路很宽，适合作成左右分幅的两座独立桥梁，以利于横梁的设计，受力简单明确，便于施工架设。拱肋矢跨比为1/5，使系杆拉力比较合理。

3、构造：