[发明专利]一种大跨度劲性骨架拱桥拱圈混凝土强度分级优化方法

说明书

本发明公开了一种大跨度劲性骨架拱桥拱圈混凝土强度分级优化方法，拱圈混凝土多工作面分环分段施工，使拱圈混凝土的应力逐渐叠加；根据各施工阶段的应力状态，制定拱圈混凝土的强度评定标准。本发明的目的在于：针对拱圈混凝土28d强度评定标准，存在影响混凝土拱圈受力性能的问题，提供一种大跨度劲性骨架拱桥拱圈混凝土强度分级优化方法。该方法能够改善拱圈混凝土强度的增长趋势，从而有效地提高了拱桥拱圈的受力性能。

技术领域

本发明属于桥梁建筑工程技术领域。具体地，涉及一种针对大跨度劲性骨架拱桥的拱圈混凝土强度的分级优化方法。

背景技术

近年来，随着中国西南部等山区的高速铁路建设的飞速发展，在铁路桥梁设计中，越来越多的遇到了需采用大跨度拱桥进行跨越的高山峡谷地形。在这些地区，拱桥有着更好的地形适应性。而钢筋混凝土拱桥较钢拱桥能提供更大的结构刚度，行车平稳性及舒适性也更优，更能满足高速铁路对桥梁结构的要求；且造价更省，优势较大。因此，钢筋混凝土拱桥是西南山区铁路跨深谷地形一种非常好的解决方案，也应是优先选择的方案。而正是由于钢筋混凝土拱桥具有上述优点，该桥型在中国的发展也非常迅速。例如，在1997年就建成了主跨420m的世界第一大跨混凝土拱桥-万县长江大桥，该桥采用了钢管混凝土劲性骨架外包混凝土法成拱。该桥的建成使得劲性骨架法成拱技术跨上了一个新的台阶，也使得采用该技术建造体量更大的铁路大跨度混凝土拱桥成为可能。

拱桥是一种受压为主的结构，大跨度混凝土拱桥成桥以后拱圈通常处于高压应力状态，混凝土压应力是控制设计的关键因素，因此拱圈混凝土的标号一般较高(C60及以上)。高标号混凝土为了达到规范规定的28d强度，会在拱圈混凝土中加大水泥和外加剂的用量。这种拱圈混凝土28d强度评定标准实际上影响了混凝土强度的正常增长曲线，对混凝土的后期强度发展是有一定的不利影响的，同时也会导致混凝土的水化热和收缩效应更为显著，影响混凝土拱圈的受力性能。

发明内容

本发明的目的在于：针对拱圈混凝土28d强度评定标准，存在影响混凝土拱圈受力性能的问题，提供一种大跨度劲性骨架拱桥拱圈混凝土强度分级优化方法。该方法能够改善拱圈混凝土强度的增长趋势，从而有效地提高了拱桥拱圈的受力性能。

为了实现上述目的，本发明采用的技术方案为：

一种大跨度劲性骨架拱桥拱圈混凝土强度分级优化方法，拱圈混凝土多工作面分环分段施工，使拱圈混凝土的应力逐渐叠加；根据各施工阶段的应力状态，制定拱圈混凝土的强度评定标准。采用劲性骨架法施工的拱圈混凝土分环分段多次浇筑形成，拱圈混凝土的应力是不断叠加的，因此拱圈混凝土的内部应力是不断增加的，而不是一开始就处于高压应力状态。根据该受力特点，可以根据各施工阶段计算拱圈混凝土的具体应力状态，而制定其强度评定时间和标准，这样可以使得混凝土的强度始终处于比较健康的增长状态。

作为优选方案，劲性骨架对拱圈提供荷载支撑，基于此，将该荷载作为制定拱圈混凝土的强度评定标准的评定因素。本方案充分考虑拱桥混凝土的应力影响因素，从而能够进一步地提升拱圈混凝土强度制定标准的准确性。

作为优选方案，劲性骨架的外包混凝土对拱圈提供荷载支撑，基于此，将该荷载作为制定拱圈混凝土的强度评定标准的评定因素。本方案充分考虑拱桥混凝土的应力影响因素，从而能够进一步地提升拱圈混凝土强度制定标准的准确性。

作为优选方案，相比于拱圈混凝土28d强度评定标准，本方法在28天以后达到拱圈混凝土28d强度。传统的混凝土强度评定标准对混凝土早期强度要求较高，混凝土28d强度必须达到设计强度，对混凝土的后期强度发展是有一定的不利影响的。本方案使拱圈更晚达到设计强度，拱圈混凝土不需要在28d时就达到设计强度，可以使混凝土的强度始终处于比较健康的增长状态。