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填芯钢管混凝土在桥梁上应用分析 　　【摘要】钢管混凝土是指在钢管中填充混凝土而形成的构件。钢管混凝土是在劲性钢筋混凝土结构、螺旋配筋混凝土结构及钢管结构的基础上演变和发展起来的一种新型结构。 　　【关键词】钢管混凝土；拱桥；组合结构 　　 　　1.钢管混凝土原理 　　钢管混凝土利用钢管和混凝土两种材料在受力过程中的相互制约，充分发挥两种材料的优点，使钢管混凝土具有一系列优越的力学性能： 　　(1)借助内填混凝土增强钢管壁的稳定性；(2)借助钢管对核心混凝土的套箍(约束)作用，使混凝土处于复杂应力状态之下，从而使混凝土强度得以提高，塑性和韧性性能大为改善。 　　2.钢管混凝土的特点 　　2.1承载力高 　　2.1.1当钢管混凝土构件受轴心压力时，混凝土三向受压，从而使混凝土的工作性能发生了质的变化，不但提高了承载力，而且还增大了极限压缩应变，这正是钢管混凝土结构区别于其他结构的根本原因。 　　2.1.2对于薄壁钢管来说，在轴心压力作用下，其承载力是极不稳定的，远比理论计算值低，这是因为它对局部缺陷很敏感。文献1，实际承载力往往只有理论计算值的1/3～1/5，当有残余应力存在时，影响更大。在钢管中灌筑混凝土形成轴心受压钢管混凝土构件后，钢管保护了混凝土，使它三向受压，延缓了受压时的纵向开裂。而混凝土却保证了薄壁钢管的局部稳定，相互弥补了彼此的弱点，充分发挥了各自的优点。 　　2.2塑性和韧性好 　　混凝土破坏属脆性破坏，尤其高强混凝土更是如此，可靠性大为降低。但核心混凝土在钢管的约束下，不但在使用阶段改善了它的弹性性质，而且在破坏时产生很大的塑性变形。有关试验结果表明，钢管混凝土柱破坏时可以压缩到原长的2/3，完全没有脆性破坏的特征。另外，这种结构在承受冲击荷载和振动荷载时，也具有很大的韧性，因而抗震性能好。 　　2.3经济效果好 　　2.3.1钢管混凝土与钢结构相比，在保持自重相近和承载力相同条件下，可节约钢材约50%，焊接工作量可大幅度减少。 　　2.3.2与普通钢筋混凝土结构相比，在保持钢材用量相近和承载力相同的条件下，构件的横截面面积可减少约一半，从而使建筑空间加大，混凝土和水泥用量以及构件自重相应减少约50%。 　　2.3.3和钢筋混凝土柱相比，不需要模板，节约混凝土50%以上，减轻自重50%以上，若采用高强混凝土，则可减轻60%以上，而耗钢量和造价略多或约相等。 　　2.4施工方便 　　2.4.1钢管本身就是耐侧压的模板，因而浇筑混凝土可以省去支模、拆模的工和料，并适应先进的泵送混凝土工艺。 　　2.4.2钢管本身兼有纵向钢筋(受拉压)和横向钢筋(箍筋)的作用，制作钢管远比制作钢筋骨架省工省时，而且便于灌注素混凝土。 　　2.4.3空钢管骨架刚度大，承载能力大，重量轻，可作为施工用的劲性骨架(例如，可代替拱架)，施工后灌入混凝土，作为结构本身承载，充分地把结构用钢与施工用钢统一起来，从而简化施工工艺，节省脚手架，缩短工期，减少施工用地。 　　2.5钢管混凝土性能优于钢结构 　　钢管混凝土耐火性能优于钢结构，耐腐蚀性能与钢结构相似，耐撞击的能力，比钢结构和钢筋混凝土结构都强。 　　2.6钢管混凝土又是在高层建筑和大跨桥梁中应用高强混凝土的一种最有效和最经济的结构形式 　　这是因为： 　　2.6.1钢管对核心混凝土的套箍作用，能有效克服高强混凝土的脆性。 　　2.6.2钢管内无钢筋骨架，便于浇筑高强混凝土，且因有钢管分隔，与管外楼盖梁板结构的普通混凝土互不干扰，无交错浇筑的麻烦。 　　2.6.3钢管外面无混凝土保护层，在构件截面相同的情况下更能充分发挥钢材与高强混凝土的承载能力。 　　3.钢管混凝土的应用范围 　　①单层和多层工业厂房柱；②设备构架柱、地铁站台柱、各种支架柱和栈桥柱；③高压输电杆塔、微波塔；④桁架主要压杆；⑤高层和超高层建筑；⑥拱桥结构。 　　4.钢管混凝土在我国高层建筑中的应用 　　我国自20世纪80年代末开始，钢管混凝土结构在高层和超高层建筑中得到采用，并得到迅速发展，下面简单介绍几例。 　　4.1福建省泉州市邮电局大楼，是我国第一个局部柱子采用钢管混凝土的高层建筑。地下一层、地上15层，高87.5m，采用了框架剪力墙结构，底部3层的框架柱采用+800×10mm，C30钢管混凝土柱，由于柱子截面小，扩大了使用空间，同时施工也方便。取得良好的经济效益，于1990年建成。 　　4.2厦门阜康大厦和金源大厦：前者高86.5m，地下2层，地上25层，其中下部12层采用+100×10mm，C35钢管混凝土柱于1994年建成。后者高96m，地上28层地下2层，从地下到20层的全部28根框架柱，以及第2l层至23层的四根角柱，都采用了钢管混凝土，于1