钢管混凝土拱桥在港口工程中的应用探讨

龙仲兴

【摘 要】 随着当前科学技术不断发展，拱桥技术研究也取得较大进步，拱桥技术分支逐渐增多。作为拱桥的分支之一，钢管混凝土拱桥在拱桥技术的带动下也在飞速发展。钢管混凝土拱桥的桥型静力体系多样化，适用于各种地质条件。近年来，该类拱桥已经在港口工程中被广泛应用，并且取得了优异成效。但是，在进行钢管混凝土拱桥在港口工程的应用过程中，需要对其影响因素进行考虑，降低环境因素、地质因素等对拱桥在港口工程中的应用效果的不良影响。

【关键词】 钢管混凝土拱桥； 港口工程 ；应用效果

前言

随着当前科学技术的不断发展，对钢管混凝土材料的研究逐渐开始深入，钢管混凝土开始在大面积范围进行应用，包括厂房、桥梁、建筑、港口工程等。钢管混凝土是当前国际上的一种新型材料，可以带来巨大的经济效益。但是，随着钢管混凝土应用的深入，其应用过程中暴露出许多问题，导致工程效果下降。本文就钢管混凝土拱桥在港口工程中的应用进行研究，对其存在问题进行分析，提出解决措施，现研究结果如下。

1 国内外钢管混凝土拱桥的发展

1879年，钢管混凝土结构在英国赛文铁路桥的建设中首次应用，钢管混凝土结构问世。随后，苏联将这种结构首次成功应用到拱桥结构之中。我国于1990年在四川旺苍东河大桥中应用了钢管混凝土结构。随着我国的交通规模不断扩大，钢管混凝土技术有了很大改善。截至目前，由于钢管混凝土拱桥具有强度高、造型美观、施工方便等多种优点，已经在我国桥梁界得到了快速的发展和应用，并在一些桥梁设计方面取得非常大的经济效益。

近年来，国内外对钢管混凝土拱桥研究的逐渐深入，当期的钢管混凝土拱桥逐渐被分为两大类：第一类，内填型钢管混凝土拱桥。该类拱桥桥体主要为内填型，钢管壁外漏，拱桥本体含刚率比较高。内填型钢管混凝土拱桥不仅抗冲击能力强、抗压强度大，而且施工技术方便，增大了桥体跨越能力。第二类，内填外包型钢管混凝土拱桥。该类拱桥主要对大跨度拱桥的拱肋安装问题进行分析和处理，实现对大跨度拱桥的建设设计。内填外包型钢管混凝土拱桥主要是在空钢管内浇筑混凝土形成钢管混凝土，对钢管混凝土骨架外挂模板进行外包混凝土浇筑，确保桥梁形成钢筋混凝土结构。该种桥梁通常还被称为劲性骨架混凝土拱桥，结构在成桥后受力能力较强，对港口工程桥梁发展具有非常积极的意义。

2 实际工程中的常见问题分析

虽然当前钢管混凝土拱桥发展迅速，拱桥设计工艺已经取得较大进步，得到广泛应用，但是，随着科学技术的不断发展，光管混凝土拱桥也有了突飞猛进的发展，并得到了广泛的应用。但钢管混凝土拱桥在港口设计应用的过程中还存在着一些问题。其主要表现在以下几个方面：

2.1 刚度取值和计算问题

虽然我国已经制定一系列的规程确保钢管混凝土拱桥的安全应用，但是，在实际运用中这些规程存在较大漏洞，整体规程不完善，导致港口桥梁建设设计出现瑕疵。国内外没有形成统一的规程，没有形成合理理论计算公式，直接加大了港口工程建设的难度，导致刚度取值和计算问题，例如拱肋的剪切、轴压以及弯曲刚度的计算存在严重制度缺失。

2.2 初始应力方面的问题

自架设是钢管混凝土拱桥设计中最基本的方法，自架设方法主要是先完成拱肋的安装和合拢，再进行管内混凝土浇筑，与此同时，将初始应力集中于钢管内。这种初始应力对钢管混凝土拱桥的极限承载力影响较大，与港口工程精度息息相关。然而我国目前在这一方面的研究还不能满足实际工程当中的需要，存在较大缺陷，需要加强研究力度，提高研究效果，对其进行充分挖掘。

2.3 吊杆系杆的问题

在进行钢管混凝土拱桥施工的过程当中，钢管混凝土拱桥吊杆和系杆经常出现由于使用过久导致的严重腐蚀现象。除此之外，还有部分钢管混凝土拱桥存在更换费用较高，工程吊杆和系杆不合标准的现象。为了确保钢管混凝土拱桥在港口工程中安全的应用，相关人员要对吊杆和系杆安全建设进行研究，研制较实用、性价比较高的吊杆和系杆，提高应用效果。

2.4 脱空方面的问题

大自然的因素例如温度、风、海水等会对钢管混凝土拱桥产生很大的影响，其中温度对钢管混凝土拱桥的影响最大。温度变化不仅会导致钢管混凝土拱桥钢管与混凝土松动，导致粘黏不牢，还会导致桥体出现裂缝脱空现象。采用压降或者微膨胀混凝土可以对混凝土的收缩进行简单缓解，但是无法有效解决全部的问题。因此，相关人员要对混凝土固结后还有收缩现象进行深入研究，确保顺利解决脱空方面的问题。

3 钢管混凝土拱桥施工工艺研究

在进行港口建设过程中，一般采用的都是下承式钢管混凝土拱桥，将港口工程引桥是作为离岸码头和陆域之间的通道，通过码头高度对混凝提桥面进行控制。常规钢管混凝土拱桥施工法有支架法、转体施工法、悬臂施工法、劲性骨架施工法等，但是随着当前港口的发展特殊性加强，这些与实际的港口工程存在较大差距。而通过采用海吊整体吊装法，可以对施工现场进行安装搭建，完成附属施工，与此同时，它还可以通过驳船把整桥运输到施工现场，再用还吊进行整体吊装。

海吊整体吊装法的施工工艺主要为在港口工程的施工现场搭支架，对桥体进行整装，通过还吊吊运对桥体进行主体安装，浇筑拱肋混凝土加固，与此同时，海吊整体吊装法还对桥体进行附属施工，对其桥面进行修复加固，建设辅助桥体，确保港口钢管混凝土拱桥的工程效益。

4 实际工程应用分析

由于钢管混凝土拱桥具有这很多其他桥型不具有的优点，例如材料强度高、施工方便、等，符合了我国社会技术条件下的基础设施建设要求，所以钢管混凝土拱桥在国内就取得了较为快速的发展。我国钢管混凝土拱桥在港口工程建设中已经取得广泛应用，设计原理和應用效益逐渐趋于完善，钢管混凝土拱桥在港口工程中发挥巨大优势，对其建设具有非常重要的意义。下文就相关的混凝土拱桥在港口工程中的应用效果进行解析。

四川省某大桥的实际工程位于四川盆地南部长江流域深水区，距内陆沿岸线大约两千多公里。该栈桥的上部结构通过两跨系杆钢管混凝土拱桥，对其地域码头和陆域进行连接，进行矿石运输。两跨系杆钢管混凝土拱桥总长度 197.4 米，桥梁的总宽度 25.6 米，单孔跨径 94米，桥面高程 1O.5 米。

该栈桥的设计标准：车道荷载为1O.5kN/m，皮带线支腿荷载为4×45 kN/每根，人群荷载为3.5kN/m。桥体抗震设计7度，行车道为7米，桥面净宽度为16米。

5 总结

桥梁最为普遍的一种结构形式就是拱桥，同时拱桥也是在人类文明发展史上占据着极其重要的地位。然而，在近年来的发展中，随着高强、大跨索结构的不断采用，拱桥的跨越能力相对来说已经逐渐下降。实际工程中，如果桥梁跨径超过300m，则通常都会选择斜拉桥，严重阻碍了拱桥的发展进步。但是相反而言，如果是设计200m跨径以下的桥梁，根据现代预应力理论的要求，其中连续刚构会充分发挥其施工优势而受到欢迎。综合分析，我们就可以看到拱桥的竞争能力同过去相比已经是不再辉煌。

钢管混凝土拱桥在港口工程中应用十分广泛，发展非常迅速，已经成为港口工程建设的核心。钢管混凝土拱桥跨径适应能力大、外形美观、施工方便、地基要求低，便于港口建设施工，对港口工程发展具有非常重要的意义。我国目前对的钢管混凝土拱桥还存设计理论不成熟、缺乏工程实践经验等问题，需要相关人员根据港口施工经验对其进行不断完善，加强创新研究，从本质上提高钢管混凝土拱桥在港口工程中应用的效益，不断地丰富和完善钢管混凝土拱桥的设计理论和工程实践。

参考文献

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