复合钢管砼计算方法与应用VIP免费

第1页共12页编号：时间：2021年x月x日书山有路勤为径，学海无涯苦作舟页码：第1页共12页复合钢管砼计算方法在桥梁中的应用伍尚干陈春林伍佳玉吴清明1、前言我国钢管砼的研究和应用都已取得了很大的成果，钢管和砼的相互组合应用，可以克服砼的脆性和钢管的稳定问题，能够充分发挥两种材料特点，园形钢管的紧箍力还能提高砼的承载力，是一种很合理的材料使用方法。钢管砼在施工过程中，能起到骨架、配筋和模板的作用，使结构逐渐加强和形成，解决了大跨径拱桥的施工困难，使拱桥施工变得简便安全，所以在拱桥中获得较快的发展。但是钢管砼的应用也不够完善，计算中还存在一些问题，在使用中最突出的是钢管的锈蚀，防护很麻烦，大直径钢管的用钢量偏大，加工费较高，桁架结点的焊接处理困难，造价偏高，影响了钢管砼的竞争与发展。2、复合钢管砼复合的定义是指两种或多种材料，按一定的规则组合成整体。采用型钢作劲性骨架，然后外包钢筋砼，称作钢骨砼。采用钢管砼作劲性骨架，然后外包钢筋砼，同理可称作钢管砼骨架砼，将钢筋砼与钢管砼的结合称作复合(即组合或结合)钢管砼，名称简明直观。这里所指的复合钢管砼，是指主要以钢管砼骨架受压为主，承载力佔50%~70%左右的强劲性骨架，即所谓的刚性骨架。它能充分发挥钢管砼的优点，克服了它存在的缺点。外包的钢筋砼加大了截面刚度，第2页共12页第1页共12页编号：时间：2021年x月x日书山有路勤为径，学海无涯苦作舟页码：第2页共12页按构造和内力需要配筋，起到參与受力和防护的双重作用。使钢管的加工方便，联结的加劲处理灵活方便，再立模板浇筑外包砼也简便，只相当于加固和装修工程。现在钢管砼拱桥的锈蚀防护，多以油漆为主，也有噴锌、鋁和高分子涂料的。前者能保持3~5年时间，因受阳光照晒的影响，褪色很快，影响美观。后者能用25年时间，其价格很高。仍是砼的耐久性好,施工灵活方便，造价较合理。外包的钢筋砼对钢管砼劲性骨架可起到一定的隔热作用，钢比相同条件的砼温度要高15ºC以上，使劲性骨架受温度的影响减弱，对劲性骨架的工作有利。钢管砼拱桥受强度和稳定的需要，多采用大直径的钢管，用钢量偏大，造价也高。国内第一座钢管砼拱桥—四川旺苍大桥，采用就地加工和焊接制造，是较经济合理的。故采用较小管径的复合钢管砼，可简化加工方法，再外包钢筋砼形成所需的截面，按受力和构造需要配筋，使结点处理方便，用钢量较合理，是钢管砼的合理应用形式。现在钢管砼仅用在单一的拱桥中，采用复合钢管砼材料，可以在桥梁上得到广泛的应用。3、复合钢管砼的发展复合钢管砼的结构形式，工程中已有应用先例，拱桥中有用钢管砼作骨架的钢筋混凝土箱形拱，钢管砼骨架起了重要的作用。但是，因为钢管砼骨架还比较弱，它的截面积与砼截面积相比较小，在截面的强度计算中，未考虑钢管紧箍力所起的承载力作用，只按钢筋第3页共12页第2页共12页编号：时间：2021年x月x日书山有路勤为径，学海无涯苦作舟页码：第3页共12页混凝土截面作简化计算。另外一个原因是未搞清楚钢管砼在钢筋混凝土截面中的作用机理，还未建立起计算的方法，不便于计算。简化计算并非不可，但是探究清楚钢管砼在钢筋混凝土截面中的作用，也是完全需要的。钢管砼骨架弱时刚度较小，施工加载的过程也不够安全。而强的劲性骨架刚度较大，施工安全性好，充分发挥钢管砼的主要承力作用，这就是复合钢管砼所要提倡的。对于复合钢管砼的截面，不计钢管砼的特殊作用，显然是不合理的，这是复合钢管砼需要解决的问题。实际上钢管砼与钢筋砼结合的复合钢管砼，在桥梁和建筑中有成功的应用，与加固工程所用的原理基本相同，效果良好。4、复合原理复合钢管砼与钢骨砼有相似的原理，钢管的紧箍力比钢骨砼的型钢更优越，它实质上是一种特殊形式的钢骨砼。钢管作为骨架使用，它的特殊截面形式，对管内砼的环向紧箍力作用，能发挥材料的塑性性能，提高钢管砼的承载能力。钢骨砼的特性已有成熟的研究，其规律可供复合钢管砼借鉴。笔者在“钢管砼短柱强度计算新探”一文中，已将钢管砼的承载力，按材料强度实现了分离计算，将其应用在复合钢管砼中，也能实现复合钢管砼的钢管、内...