钢管高强混凝土---新世纪的高性能结构材料和高效施工技术蔡绍怀中国建筑科学研究院结构所北京100013摘要：对我国钢管高强混凝土结构技术的发展现状作了简要介绍着重评述了在高层建筑、大跨度桥梁工程中应用钢管高强混凝土结构的成就工程实践表明，钢管高强混凝土既是一种高强、高性能结构材料，也是一种高效施工技术它将对新世纪土建工程的技术进步产生深远的影响关键词；钢管混凝土高强混凝土高屋建筑大跨度桥梁组合结构1-引言钢管混凝土就是由混凝土填入薄壁圆形钢管而形成的组合结构材料.其基本原理是借助圆形钢管对核心混凝土的套 箍约束作用，使核心混凝土处于三向受压状态，从而使核心混凝土具有更高的抗压强度和压缩变形能力钢管混凝 土除具有强度高、重量轻、延性好、耐疲劳、耐冲击等优越的力学性能外，还具有省工省料、架设轻便、施工快速 等优越的施工性能IE从1897年美国人John Lally在圆钢管中填充混凝土作为房屋建筑的承重柱（称为Lally柱）并获得专利算起，钢 管混凝土结构在土木工程中的应用已有百年历史钢管混凝土优越的力学性能和施工性能，一开始就受到美欧各国 土木工程界的重视，竞相开发利用其间，开展了大量的试验研究工作，曾在一些厂房建筑、个别的多层建筑和立 交桥以及特种结构工程中加以应用。
但终因管内混凝土的浇灌工艺未得到很好解决，现场的施工操作显得繁琐，而 使用权钢管混凝土在施工性能方面的潜在优势未能得到应有的发挥相比之下，人们仍宁愿采用操作简单、质检直 观的普通钢筋混凝土结构或工厂化程度高、现场劳动量少、吊装轻便、施工快速的钢结构80年代后期，由于现代高强、高性能混凝土技术和泵灌混凝土技术的迅速发展，给钢管混凝土结构技术的发展增添 了新的活力，在欧、美、澳的一些桥梁工程和高屋建筑工程中，钢管高强混凝土技术悄然兴起这是因为：（1）圆 形钢管的套箍约束作用能最有效地克服核心高强混凝土的脆性；（2）泵灌混凝土工怕发展，解决了现场钢管混凝土 的浇灌工艺问题，而圆形钢管本身就是耐侧压的模板，能最有效地适应先进的泵灌混凝土工艺；（3）钢管兼有纵筋 和箍筋的功能，其用钢量较变通钢筋骨架为省，而且因有钢管分隔，管内高强混凝土浇灌与管外梁板结构的普通混 凝土浇灌互不干扰，无交错浇灌的麻烦；（4）钢管外无混凝土保护层，能充分发挥高强混凝土的承载能力采有钢 管高强混凝土技术是解决钢筋混凝土高层建筑“胖柱”问题和增大桥梁结构跨越能力的经济而有效的措施，是高层 建筑和桥梁建筑技术进步的重大突破。
钢管混凝土结构技术在我国开发利用已有近40年的历史1966年成功地将钢管混凝土柱用于北京地铁车站工程70年代又在冶金、造船、电力、等待业的单层厂房和重型构架中得到成功的应用80年代，根据建设部科技发展计 划，在我国开展了较系统的科学试验研究，使钢管混凝土结构的计算理论和设计方法取得了长足的进展，已形成一 套能满足设计需要的计算理论和设计方法［1］影响钢管混凝土极限承载力的主要因素，诸如（a）钢管对核心混凝土 的套箍强化作用，（b）柱的长细比，（c）作用力的偏心率，（d）柱端约束条件（转动和侧移），（e）沿柱身的 弯矩分布梯度等，在计算公式中都得到恰当的考虑在格构柱的承载力计算公式中，考虑了钢管混凝土柱肢的抗压 强度和抗拉强度不相等这一重要特性我国在钢管高强混凝土的研究和应用上起步并不算晚早在1984年另建筑科学研究院结构海军工程设计研究局协 作，即开始了对C75-C85级钢管高强混凝土柱基本性能的试验研究接着在国家自然科学基金会和建设部、铁道部、 国家建材局等联合资助的“七五”重点科技项目《高强混凝土结构性能、设计方法及施工工艺的研究》和“八五” 重点科技项目《高强与高性能混凝土材料的结构与力学性态研究》中，都有关于钢管高强混凝土的研究子项，先后 由中国建筑科学研究院、清华大学和重庆建筑大学等承担，混凝土强度等级已达到C116。
这些研究成果AW ］以条文 的形式被列入1990年由中国工程建设标准化协会批准颁布的《钢管混凝土结构设计施工规程》（CECS28: 90） u（涵盖至C60）, 1994年10月由中国建筑工业出版社出版的《高强混凝土结构设计与施工掼》［12］第一版和2001年 第二版［13］以及1999年由中国工程建设标准化协会批准颁布的《高强混凝土结构技术规程》（CECS104： 99）问，更 将其涵盖的混凝土强度等级从C60扩展到C80，为钢管高强混凝土的推广应用提供了技术上的后盾建设部于1995 年将钢管混凝土结构技术列入科技成果重点推广项目最近10年，时逢盛世，国家经济迅猛发展，钢管高强混凝土结构技术在我国的高层建筑工程和大跨度桥梁工程中得 到卓有成效的应用，有国行推动了上述领域营造技术的发展，取得了令人瞩目扰就，而钢管高强混凝土结构技术自 身也在上述工程实践中得到了新的发展2.高层建筑工程在高层次建筑结构中，钢管混凝土柱具有很强的相容性，它既可在混凝土结构体系中因时因地制宜地取代部分钢筋混凝土柱， 以解决高层建筑底部的“胖柱”问题和钢筋高强混凝土柱的脆性破坏问题；也可在钢结构体系中取代钢柱，以减少钢材用量和减轻 风致振动等。
我国是采用钢筋混凝土结构的大国，绝大部分高层建筑都是钢筋混凝土结构体系随着高度超过100m的超高层建筑大量兴建， 在高强混凝土还不普及的80年代后期，人们开始应用钢管混凝土柱以解决“胖柱”问题的探索，在北京建造了四川大厦的地下车库 ［15］，在福建建造了泉州邮电大厦（15层）、厦门金源大厦（28层）和阜康大厦（25层）hl进入90年代以后，C60级高强混凝土 柱大量应用，“胖柱”问题有所缓解，但高强混凝土柱的脆性破坏问题复又突出在此情况下，钢管高强混凝土柱应运而生，它既 解决了高强混凝土柱的脆性破坏问题，又进一步减小了柱的横截面尺寸广州好世界广场大厦（33层橙卜氏扔?/FONT>1993年采用 了 C60级的钢管高强混凝土柱并获得成功钢管高强混凝土柱在“减肥”方面的有效性，逐渐得到结构工程界的认同据不完全统 计，短短数年间，在广州、天津、深圳、重庆、北京、昆明、福州和南京等城市采用钢管高强混凝土柱的超高层建筑已有20多座（表 1）表1采用钢管高强混凝土柱的高层建筑汇总建筑名称所在地高度（m）楼层数采用钢管混凝土柱的楼层数钢管混凝土等级建成年份地上地下地上地下钢种 DXt (mm)C601995好世界广场广州116.333 32 33 号钢 0 1200X20C601995今晚报大厦天津13738 238 33 号钢 0 1020X12C601999赛格广场深291.672 472 416Mn 0 1600X28C60在建圳世界贸易中 心重庆21055 516Mn 0 1500X25C601999民族广场重庆159.541 56 53 号钢 0 1200X16C601999邦克大厦昆明126.136 314 33 号钢 0 800X14C601998福州环球广 场福州121.736 40 43 号钢 0 1000X12C601997新达城广场广99.830 37 33 号钢 0 1000X14C60在建文昌花苑广10028 48 43 号钢 0 800X16C60在建翠湖山庄广98.432 22 23 号钢 0 1600X20C601998江南中心广207.755 36 33 号钢 0 1200X18C60在建南航大厦广204.361 36 316Mn 0 1200X18C60在建京光广场广22057 357 33 号钢 0 1600X20C60在建广东邮电通讯枢纽综合 楼广247.568 668 616Mn 0 1400X22C60在建亿安广场广13640 48 43 号钢 0 1200X18C60在建中华广场广236.465 465 416Mn 0 1100X20C60在建合银广场广21356 456 416Mn 0 1600X22C60在建新中国大厦广201.851 524 516Mn 0 1400X25C60在建州芳草园广州9931 13 116Mn ① 900X15C60在建其中深圳赛格广场大厦（25层）还是我国自行设计和施工的属于钢结构体系的超高层建筑，它为我国刚刚起步的高层建筑钢结构的 发展，提出了一条可供参考和选择的技术路线。
实践表明，在高层建中采用钢管混凝土柱以后，除梁/柱节点构造变动较大外，在施工程序上，与原不的结构体系几乎无甚差异例如 混凝土结构体系仍然是按楼层分段施工，柱子为每1〜3层楼安装一次钢管和从管的上口浇灌混凝土只是钢管兼具钢筋和模板的功 能，在工厂预制后于现场一次吊装就位，现场工序更为简化至于钢结构体系，仍然保持着工厂化程度高、施工速度快等特点尽 管增加了在钢管柱内灌注混凝土的工序，但因钢管柱具有足够的刚度和强度，管内混凝土可选择在任何时候进行浇灌，甚至可3〜4 层楼浇灌一次（泵灌顶升），并不占用整个建筑的主导工期在采用钢管混凝土柱以后，建筑的地下部分和基础开挖可实行逆作法 施工这样，高层建筑地下和地上结构歌曲时并行施工，从而节省大约半年的基础开挖和地下室施工时间，并可相应解决在大城市 繁华地段因施工场地狭窄所带来的交通、安全、噪声、环境污染等一系列困扰问题实践还表明，钢管高强混凝土柱的造价并不比钢筋混凝土高，而与钢筋混凝土柱的造价持平与普通钢混凝土术玎比较，钢管混凝土柱具有更为优越的抗震性能因钢管既是纵向钢筋，又是横向箍筋，其管径与管壁厚度的比 值至少都在30以下，这相当于配筋率至少都有在4.6%以上,远超过抗震设计规范对钢筋混凝土所要求的最小配筋率限值.至于轴压比 问题，由于钢管混凝土的抗压强度和变形能力特佳，即使在高轴压条件下,仍可形成在受压区发展塑性变形的“压铰”，不存在受压区 先破坏的问题，也不存在像钢柱那样的受压翼缘屈曲推移 的问题.因此，从保证控制截面的转动能力而言，无需限定轴压比值.就这个 意义讲，钢管混凝土的抗震性能比钢柱和钢筋混凝土柱都有强.据陈肇元教授报导［17］，清华大学曾对钢管混凝土柱钢骨混凝土柱和钢筋混凝土柱抗震延性作过一些比较［18］，在相同的试验条件（试件 尺寸、加载装置、加载制度、轴压比）下，得出的三者的极限位移角Ru为（1 ）当轴压比n=0.4，并且在每级荷载或水平位移下的，则含钢 量5.9%〜11.8%、混凝土强度80〜97Mpa的钢管混凝土试件R =1/26〜1/35,而含钢量较低或大体相当（7.4%〜10.3%）、混凝土强度也 u较低（62〜71Mpa）的钢骨混凝土术琪 延性（Ru=1/47〜1/50）反而不如钢管柱;至于钢筋混凝土柱（混凝土强度为60Mpa），在进入屈服阶 段后,很难在每级水平位移下只反复循环1次,其极限位移角仍然较小，其延长性根本不能与前二种组合术玎比.（2）当轴压比n=0.6， 含钢量11.8%的钢管混凝土柱的Ru=1/43,而含钢量约10%的钢骨混凝土柱则为1/66，作为极限位移角的延性性能要比钢管混凝土低 50%,至于钢筋混凝土柱在0.6高轴压比下的脆性就更加突出.钢管混凝土柱的连接构造,关系结构安全，至为重要.它包括钢管混凝土柱与楼盖结构的连接、钢管混凝土柱与钢筋混凝土术珠连接、 钢管混凝土柱与钢筋混凝土基础的连接、钢管混凝土柱自身的接长、钢管与核心混凝土界面的抗剪连接等.我国在连接构造的设计方 面积累了相当丰富的经验.例如钢管混凝土柱与钢筋混凝土楼盖体系连接,其剪力传递的构造,就有穿心的钢牛腿和不穿心的环形钢 牛腿及钢筋环两大类;弯矩传递的构造，也有钢筋穿心和钢筋不穿心两大类,后者则有平行双梁、变宽度梁和环梁等形式.为验证这些 连接构造成的可靠性，有关单位还进行了专门的试验研究［19〜23］.以下是几个典型工程实例.2.1广州好世界广场大厦（图1） ［18、19］a I. , !■ i1该大厦位于广州市花园酒店西侧,环市东路与建设六马路交汇处的繁华地段,地上33层，地下3层,地上总高度为 116.3m地下层为设备房及人防面积,-1、-2层及地下1、2为商场,3〜8层为停车场,9层以上为写字楼，占地面积3522 ^,建筑面积57000武,是国内第一座采用C60级钢管高强混凝土柱的超高层建筑.按7度地震设计.结构体系为现浇钢筋混凝土框架剪力墙，柱网为8.2X7.9m〜6m（图2）.裙楼柱最大轴国秋13000Kn,主楼柱最大轴力为39000kN.如采 用C40级钢筋混凝土柱,截面尺寸将为1.8mX 1.8m,这样大的柱截面，严惩影响建筑使用.经反复研究，决定在地上2层以下，采用C60 级的钢管高强混凝土柱，以缩小柱的截面积.最后，裙楼柱缩小为直径700 mm,主楼柱缩小为直径1100〜1200 mm的钢管高强混凝土柱， 钢管壁厚分别为10 mm和20 mm,管材为Q235钢，直缝焊接管，从而经济有效地解决了 “胖柱”问题.钢管混凝土柱与钢筋混凝土梁的连接，其剪力传递采有箜乞讨工字形钢牛腿（承重销），梁端弯矩传递则视建筑布置的 具体情况，或采用双梁接头，钢筋从钢管两侧通过，或采用单梁接头，钢筋直接与穿心牛腿的上下翼缘板焊牢.钢管内的混凝土浇灌采用自钢管上口泵送抛落方式,除在柱的顶部稍作振插处,其余部位不作振捣.经模拟试验，证明 浇灌质量良好.钢管高强混凝土柱为本工程地下部分的逆作法施工和并行开展地下部分的施工创造了安全可靠的条件，使工期缩短了 6个月.该工程于1994年1月动工，主体于1995年8月封顶.2.2天津今晚报大厦（图3） [24]' ■招.大JTH s该大厦位于天津市南京路与南开三马路交汇处东北侧，占地面积1.6万武，总建筑面积8.2万武.地下两层，地下38层，总高度为 137m.集办公、写字楼和公寓于一体，其中地下室为停车场和设备用房，裙房为娱乐中心和市场，标准层共30层，12层以下为办公用 房,13层至25层为出租写字间，25层以上为公寓，在顶部设有升机停机坪.继广州好世界广场大厦之后，今晚报大厦是采用C60级钢管 高强混凝土柱的第二座超高层建设.按7度地震设计.主楼结构体系为内筒稀柱现浇钢筋混凝土结构（图4）.楼盖为井式双向密肋板,其结构厚度为430 mm.柱网为8.4mX 8.4m•柱最大 轴力为35000kN，若采有C60级钢筋高强混凝土柱，截面尺寸需要1.4mX 1.4m，这样一来，8.4m术现金帐的术璋净距只有7m，每术璋停 三辆车已不可能.而采用C60级钢管高强混凝土柱，柱径仅1020 mm，柱净空为7.38m，可停三辆车,显著提高了地下停车场的使用效能. 根据结构体系的特点，柱子从底至顶，全部采用钢管混凝土柱..钢管为3号钢螺旋缝焊接管.柱子从底到顶分5段逐渐减小，管径从 1020 mm减至630 mm,每段缩小100 mm,管壁厚度从14 mm逐段减至8 mm,混凝土从C60逐段降至C35。
柱与板连接，采用不穿心的环形钢牛腿传递剪力环形牛腿由16条竖向腹板与上下加强环焊接而成腹板与钢管柱、上下加强环板 之间的连接为双面满焊，上下加强环与钢管柱的连接采用间断焊，间断率为50%弯矩传递，与双梁类似，钢筋从钢管两侧通过，不 穿过钢管该工程于1994年动工，1995年封顶2.3深圳赛格广场大厦（图5）[25 26]该大厦位于深圳市南中路与华强北路交汇处东北角的商业繁华地段，占地9655 tf,总建筑面积超过16万武，地上72层（含裙房10层）， 地下4层,总高度291.6m，是一座以电子高科技为主，兼汇展、办公、商贸、信息、证券、娱乐为一体的多功能综合型楼宇.按7度地 震设计.这是我国第一座采用钢管高强混凝土柱的钢结构体系超高层建筑，也是目前世界最市制一座钢管混凝土高层建筑.裙房为12mX 12m柱网的框架剪力墙结构体系.塔楼为内筒外框稀柱体系（图6）.内筒由密排的钢管混凝土柱和实腹型钢梁组成的筒 体，内设纵横各4道钢筋混凝土剪力墙.塔楼周边设16根钢管混凝土柱.柱网为9.6mX9.3m〜6.0m..楼盖由压型钢板上现浇混凝土板 和钢梁组成.塔楼柱子最大轴力为90000kN，采用①1600X28 mm的16Mn钢管柱，内填C60级高强混凝土.如采用16Mn的箱型钢柱，则不 仅用钢量将增加一倍，而且还需要60 mm以上的厚钢板.术瑟梁节点为钢梁与钢管柱直接连接，于钢梁上下翼缘标高处地钢管柱内焊接内加强环，以消除钢梁翼缘对钢管壁的撕裂力.该加强 环亦兼具钢管与核混凝土界面抗剪连接件的功能.在地下室和基土开挖采用逆作法施工的同时,地上结构亦同时开展施工,从而使工 期缩短了半年.该工程于1997年1月动工，1999年4月封顶.I 和 炉 M帼作的玷汰 #ifi b ¥ Ik 1 H58.,BLrL #LJ1 的I菖3.大跨度桥梁工程随着经济建设的迅速发展，我国城市交通的桥梁建设亦进入迅速发展时期。
为改善城市交通，加强与周围地区的联 系，人们日益要求跨越江河、海湾和山谷，建造安全、经济和轻盈美观的大跨桥梁为此，除需要改进桥梁设计计 算的理论和方法外，还需要改进架桥的施工技术和发展高强经质的新结构材料钢管混凝土正是这种高强轻质且便 于施工的高效结构材料，其单位重量的承载力与钢材接近，甚至可能性比钢材还要强；其钢管具安装架设阶段的劲 性骨架、灌注混凝土阶段的模板和钢筋、以及运营阶段对核心混凝土的套箍约束等多种功能，较全碉解决了桥梁结 构所要求的用料省、安装重量轻施工简便、承载能力大等诸多矛盾*钢管混凝土已被公认为建造大跨度拱桥的一 种比较理想的结构材料现代拱桥的施工技术已由以往在笨拙的满堂红支架上施工发展到无支架施工：诸如缆索吊装法、劲性骨架施工法、 悬壁拉索扣挂施工法和转体施工法等等㈣以泵灌混凝土为特征的现代钢管混凝土结构技术的应用，更进一步大幅 度地减轻了拱结构劲性骨架的吊装重量，使上述无支架施工技术如虎添翼，从而将我国的大路在度拱桥建设推进到 了一个崭新的水平自1990年在四川省苍县首先用缆索吊装、无支架施工法建成跨度115m的我国第一座钢管混凝土拱桥⑵］以来，短短数个间，钢管混 凝土拱桥如雨后春笋，在钱略地兴建。
扭不完全统计，从1990年到1994年间，已建和在建的钢管混凝土拱桥达20多座⑶］，到1997 年达40多座［31 ］，到1998年则已达到60多座，到目前又已达到120多座，其发展速度之快，为中外建桥史所罕见其中，采用C50 级以上的钢管高强混凝土拱桥超过10座，跨主都在100m以上（表2、表3），尤其是重庆市万县和江公路大桥跨度达420m，一跨过 江，成为当今混凝土跨度拱桥的世界之最实践表明，钢管混凝土具有很灵活的造型能力我国已建和在建的大跨度钢管混凝土拱桥，计有下承式系杆拱桥、中承式 系杆拱桥（飞鸟式）、上承式无铰拱桥和中承式无铰拱桥四大类型；其中无铰拱桥又分为钢管混凝土拱桥和带钢管混凝土劲性骨 架的混凝土拱桥两种拱肋构造，大都采用双管组合肋（“哑铃”型截面）或四管组合肋，也有采用二管和六管组合肋的；缀件 则采用钢板或较细的空钢管其造型千姿百态，为好些城市凭添一道绚丽壮观的风景线我国的建桥方法，是充分利用钢管混凝土优越的施工性能，先制作和架设重量很轻的空钢管拱肋，然后将混凝土灌入钢管 而成桥钢管拱肋的架设方法，大多采用缆索吊装和悬臂拉索扣挂施工法、转体施工法，个别的还因地制宜地采用过可移动支 架施工法。
管内混凝土灌注，除初期采用手工浇灌外，后来都有采用先进的泵灌顶升技术，从左右两岩拱脚同野混凝土泵向钢 管内压注混凝土，一次边疆压注到拱顶，勿需任何振捣，借混凝土自重挤压密实，工效既高，质量又好经多年的实践，我国 已积累了相当丰富的经验，形成了 一套较我完整的钢管混凝土拱桥营造技术［32、33］近年来，在斜拉桥和梁式桥中也开始采用钢管混凝土结构技术，用顶推法施工，也取得了良好的效益［34］以下是几个曲型工程实例3. 1万县长江公路大桥（图7）［35. 36］该桥位于重庆市万县上游7km处，是成都一上海国道主干线上跨长江的一座特大公路桥梁1994年5月28日正式开工，1997年6月28日建成通车荷载标准：汽一超20级，挂一120,人群3.5kN/tf.桥面净宽:2X7.5m+2X3.0m（人行道），总宽24m.桥全 长856m.主桥采用以钢管高强混凝土为劲性骨架的上承式高强混凝土箱形拱桥，净跨420m，净矢高84m，矢跨比1/5，一跨过江，无水下基 础.拱圈为等截面箱形悬链线拱,截面为单箱三室矩形，高7m，宽16m，顶板及底板各厚40 cm.腹板厚30 cm.以钢管高强混凝土劲性骨 架作为拱圈施工时的承重构架.劲性骨架由5根高度为6.8m的钢管混凝土桁架组成.各棉间距3.8m.桁架上下弦杆为①402 X 16 mm的16Mn无缝钢管，内填C60级高强 混凝土，其腹杆及联结系统则采用由角钢和钢筋焊成的组合杆件.施工时，先架设空钢管桁架拱。
该钢管桁架拱按全桥拱轴长度分为36个节段，每段长约13m,宽15.3m，重约60t,由位于上海120km 的造船厂制作完成，用船运至现场桥位下，由跨江缆索吊机分段超吊，采用“斜拉桥主梁悬拼施工方法”进行安装.从两岸拱脚至拱顶， 对称逐段进行借高强钢丝束和张拉千斤顶扣挂节段，调整高程，直至在拱顶合拢节段之间，借上下弦杆管口的法兰盘螺栓连接， 不再施焊钢管骨架合拢后，松去全部扣索，以泵灌顶升法自两岸拱脚同步对称地向弦杆管内压注C60级高强混凝土，最终形成钢 管混凝土格式拱架（图8）10根钢管，共用8天即压注完成经超声波探测，质量合格然后即以钢管混凝土拱架为依托，悬挂 模板，浇筑拱圈C60级高强混凝土浇筑时，采取先中箱、后边箱，先底板、后腹板、再顶板的顺序，将拱圈分为8环（图9），每 环沿拱轴又分为6段，每段长约80m，算作一个工作面在6个工作面的起点上，对称同步连续向前浇筑，直至完成全环待该环带 混凝土达到一定强度，能参与骨架联合作用后，再浇筑下一环带该桥的突出特点是将钢管高强混凝土结构技术与劲性骨架施工法相结合，既减轻了劲性骨架的重量，又增强了劲性骨架的承载能力， 从而减轻了施工架设的难度和加大了拱桥的跨越能力。
其跨度跃进居世界混凝土拱桥之首，在我国建桥史上增添了光辉的一页[28] 这是建桥技术的一次破性的进步3.2广州丫鬟沙大桥（图10） [37. 38]丫鬟沙大桥是广州市环城高速公路西南环上跨越珠江南航道的一座特大桥.主桥为76m+360m+76m的三跨连续自锚中承式钢管混凝土 拱桥.立跨矢高76.45m..桥面宽36.5m.上下行各三车道.设计荷载:汽一超20,挂一 120,人群3.5kpa.主拱拱肋采用钢管混凝土桁架，由6根直径750 mm的钢管组成，上下弦各3根，内填C60高强混凝土.拱肋宽3.45m,高8.039m（拱脚）至 4.00m（拱顶）.两拱肋中心距35.95m,其间设置6组米字形和2组K字形横撑.边跨、主跨拱脚均固结于拱座.边跨曲梁与边墩之间设置轴向活动盆式橡胶支座.在两边跨端端部之间设置长约520m的预应力钢铰线 系杆.每一拱肋设置10束,每束预拉力为5000kn.主拱拱肋所产生的水平推力由预应力系杆通过边跨拱肋来平衡.为支承桥面结构的拱上立柱采用直径1000 mm至1300 mm的钢管混凝土;拱下吊杆则采用镀锌高强低松驰9107钢丝束，冷铸镦头锚.桥 面结构由钢梁、预制钢筋混凝土槽形板和现浇混凝土桥面铺装层组成.拱肋采用转体施工法架设.先顺河岸在临时支架上组装主跨的半拱和相邻的边拱.然后竖转至设计高度，再平转约90°至江心于跨中 拱顶合龙（图11）.最后用混凝土泵向管内压注混凝土形成桥拱.每一水平转体单元的质量为13600t.大桥于1998年8月开工,2000年6月建成.3.3南海紫洞大桥（图12）[34]该桥位于广东省南海市西郊,1996年6月建成通车.这是采用钢管高强混凝土技术建造的第一座双塔三跨单索面斜拉桥.该桥全长 1034m,跨径为69m+140m+49m,跨越潭洲水道（三级航道），桥面全宽25.5m,上下行各三车道，设计荷载为汽车一超20级,挂车一 20级, 地震按7度设防.结构体系为塔梁墩三者固结的柔性墩连续刚构体系（图13）索塔高36m,采用C50级钢管高强混凝土，钢管外径1.84m,壁厚25 mm.主梁 采用C50级钢管高强混凝土全焊空间桁架，全高3m.上弦杆由槽钢及现浇桥面钢筋混凝土（加横向预应力）与钢纤维混凝土铺装层组 成，总厚23cm.下弦杆、腹杆及下平联杆均为C50级钢管高强混凝土杆件.下弦杆钢管为①299X12 mm,腹杆钢管为①140X10 mm,平联 杆钢管为0 140X6 mm,全部为16Mn无缝钢管.斜拉索采用竖琴型，水平索距3m,斜交角28°,上端锚固在钢管高强混凝土索塔内，下端 锚固在中央分隔带主梁顶板节点上，可换索.主墩采用高桩承台薄壁双肢柔性桥墩,单肢厚度仅60cm.基桩为6根直径1.8m的钻孔注嵌 岩桩.该桥的特点是，采有平移顶推法架设.在主桥平移顶推施工阶段,主梁及索塔属空心钢管组成的纯钢结构,其重量既轻、又可起到施工 操作平台的功能,从而简化了临时支墩、平移滑道及用于平移作业的牵引设备,使整个拼装平移施工过程安全简便,不需设置导梁及中 跨的水中临时支墩,施工中不影响主航道能航，仅用扒杆吊、卷扬机、千斤顶等小型设备即可完成主桥施工，从而加快了施工速度，降 低了工程造价.该桥的建造经验说明，钢管混凝土这种高效和材料，不仅可用于拱桥，也可用于梁式桥，包括斜拉桥、悬索桥、连续梁、连续刚构及T 构件等，并可同样获得明显的技术经济效益.以上工程实践表明，钢管高强混凝土既是一种高强、高性能结构材料，也是一种高效施工技术.现代高强、高性能混凝土技术和泵送混 凝土技术的发展,给已有百年历史的钢管混凝土结构技术注入了新的活力.这三种混凝土技术的结合,将会对新世纪土建工程的技术 进步产生深远的影响.参考文献1蔡绍怀 钢管混凝土结构的计算与应用.北京：中国建筑工业出版社，19892蔡绍怀 钢管混凝土结构.北京：中国建筑科学研究院，19923蔡绍怀 钢管混凝土结构.钢与混凝土组合结构设计施工手册(周超敬、姜维山、潘泰华主编)第5章.北京：中国建筑工业出版社，19934蔡绍怀 高层建筑钢管混凝土结构.建筑结构，1993(4)5顾维平，蔡绍怀,冯文林.钢管高强混凝土的性能与极限强度.建筑科学，1991(1)6顾维平，蔡绍怀,冯文林.钢管高强混凝土长柱性能和承载能力的研究，建筑科学，1991(3)7顾维平，蔡绍怀,冯文林.钢管高强混凝土偏压柱性能与承载国物研究.建筑科学，1993(3)8蒋继武，朱金铃,陈肇元.钢管高强混凝土压弯构件抗震性能试验研究,高强与高性能混凝土 (文集)，国家自然科学基金重点项目 59338120 号,19989谭克锋，薄心诚,蔡绍怀.钢管超高强混凝土的性能与级限承载能力的研究.建筑结构学报，1999(1)10谭克锋，蒲心诚,钢管超高强混凝土长柱及偏压柱的性能与极限承载能力的研究.建筑结构学报,2000(2)11中国工程建设标准化协会标准CECS28:90.钢管混凝土结构设计与施工规程.北京：中国计划出版社，199212中国土木工程学会高强混凝土委员会，高强混凝土结构设计与施工指南，北京：中国建筑工业出版社，199413同上，第二版,北京；中国建筑工业出版社,200014 a.中国工程建设标准化协会标准CECS104：99,高强混凝土结构技术规程，北京：1999b.蔡绍怀.高强混凝土结构技术规程(CRCS104：99)介绍(三)楼止芑炷 林 杓坪褪匚?/FONT>.建筑结构,2001(4)15杨光,黄绍成.北京四川大厦高层结构设计.见：第十一届全国高层建筑结构学术交流会论文集,第2卷.北京：中国建筑科学研究 院，199016龚昌基.高层建筑钢管混凝土的设计体会与有关问题.建筑结构，1995(12)17陈肇元，朱金铃.高强混凝土结构技术规程(CECS104：99)介绍(一)，建筑结构,2001(1)18钢管高强混凝土在“广州好世界广场”超高层建筑工程的应用鉴定会材料.广州珠江实业总公司、广州珠江外资建筑设计院，1995.1119黄汉炎，叶富康，周展开等.钢管高强混凝土柱在“广州好世界广场”超高层建筑工程中的应用.建筑结构，1997(5)20福州大学土建系.厦门金源大厦钢管混凝土柱节点试验报告,1992.1221方小丹，李少云，陈爱军。
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