三片拱肋钢管混凝土系杆拱桥设计关键技术探讨

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1、学兔兔www.xuetutu.com◎三片拱肋钢管混凝土系杆拱桥设计关键技术探讨曹海顺(上海市城市建设设计研究总院，上海200125)摘要：上海市青浦区山周公路淀浦河大桥主桥为70m钢管混凝土系杆拱桥，横向布置三片拱肋。论述了在确定边、中拱肋截面尺寸及选择施工方法时，需要考虑的因素及与两片拱肋拱桥的不同之处。针对钢管混凝土拱肋横向加劲的布置原则和构造设计、拱肋与钢筋混凝土拱座的连接构造等关键技术也进行了初步探讨。关键词：三片拱肋；钢管混凝土；拱桥；关键技术比较适宜布置两片拱肋；对于更宽的高速公路桥梁，由1概述于布置有较宽的中央分隔带，一般设计成分离式的两

2、由于在竖向荷载作用下，拱桥的拱肋内会产生轴片拱肋拱桥。当桥梁横断面布置双向六车道，考虑中向压力，从而大大减小了跨中弯矩，使拱肋混凝土材料央分隔带及拱肋布置宽度后，如仍采用两片拱肋桥，则的抗压强度得到充分发挥，跨越能力增大。系杆拱桥，横梁的结构高度将增加较多，也增加了无支架施工方也称为无推力拱式组合体系桥，是外部静定结构，在荷法的吊装难度，这时比较适宜采用三片拱肋桥方案。载作用下拱肋内产生的水平推力由纵梁内的水平预应本文以上海市青浦区山周公路淀浦河大桥为背景，针力筋承担，避免了在软土地基上建造拱桥时存在的墩对三片拱肋桥的设计关键技术进行探讨。台抵抗水平推力

3、能力差的弱点。钢管混凝土系杆拱山周公路淀浦河大桥位于上海市青浦区赵巷桥，由于它先安装钢管拱，后填充管内混凝土，解决了镇，是沟通淀浦河南北两岸的大型结构，桥轴线与河拱桥施工时的拱架与模板，同时又作为拱肋受力的部道顺交16．206。。大桥由主桥、引桥组成，主桥平面件，具有较好的技术经济指标，因此这种桥型被迅速推布置为斜桥正做，采用单跨70m下承式钢管混凝土广使用。简支系杆拱桥，南北引桥为先简支后连续的小箱梁受道路总体布置的影响，在我国已建的钢管混凝结构。主桥桥面总宽36．5m。主桥立面及横断面布土拱桥中，城市桥梁横断面设计以双向四车道为多数，置见图1～图2。

4、图1主桥立面布置单位：mm收稿日期：2014-04一o1No．32014上冯堍59学兔兔www.xuetutu.com◎4主桥设计关键技术90012I09(04．1边中拱肋截面尺寸的确定叫1口^l是掌一、3作用于桥面系的荷载，通过横梁传递给各片拱，再=一——一_u=由拱肋、吊杆及纵梁共同承担。对于采用两片拱肋、横3600'^1o01150025f)11500170(130l⋯向对称的系杆拱桥，结构自重对两片拱肋的作用相等，行趟舟带机动车道5日05帅机动车道分隔带非机动!：ill10omm沥青面层中分带100mm沥青面层非动车道桥面系荷载、活载对各拱肋的作

5、用不等，但是因为其所自一A2mm防水层jj％^A-—^12mm防水层，{A_1．』．r【咎r1．．}II～{．占比例较小，两拱肋一般设计成相同。而对于采用三片拱肋的系杆拱桥，荷载在三片图2主桥跨中横断面单位：mm拱肋中的分配比例与结构自重的分布、桥梁横断面的布置情况等关系密切，需要通过空间分析或经过2主要技术标准合适的简化处理后的平面结构分析来获得，过程较(1)道路等级：二级公路。复杂。然而，由于三片拱肋靠中横梁、端横梁及拱肋(2)设计车速：60km／h。横撑等连成整体共同受力，如果荷载在三片拱肋中(3)桥面坡度：南北侧最大纵坡均为3．5；机动的分配比例

6、不明确，各拱肋的尺寸关系不清楚，导致车道横坡1．59／6，人行道1．0反向坡。荷载作用下各拱肋的轴向、竖向变形不协调，在横梁(4)设计荷载[1]：汽车荷载，公路一Ⅱ级；人群荷载等横向连接结构中将产生较大的次内力，拱肋将产3．0kN／m。生面外变形。(5)水利航道标准：规划为Ⅵ级限制性航道，河口本桥通过空间分析、简化平面分析两种方法互宽5O～57m，河底宽≥25m，河底高程一1．0rn。通航相验证边、中拱肋截面尺寸的合理性。在空间分析净宽(B)不小于45m，通航净高(H)不小于4．5m，方法中，首先通过建立实体模型确定在桥面板、纵横设计最高通航水位+3．4

7、rn。梁等自重作用下各片拱的分配系数，并以此为依据(6)抗震设防标准L2]：地震动加速度峰值取0．1g对桥面板、荷载等进行分割，建立梁格模型，分析各(基本烈度7度)，抗震设防类别B类，抗震设防措施片拱在汽车、人群等活载作用下的分配系数。在简8级。化平面分析法中，建立中横梁模型，在纵梁位置建立(7)主桥横断面全宽36．5m，桥面布置为：[1．31TI支承，确定各支承在恒载、活载作用下的分配比例。(人行道)+2．5m(非机动车道)+1．7m(机非分隔当中横梁的支承采用转角箝固约束时，所得分配系带)+11．5n3．(机动车道)+1．25rn(中央分隔带／2)]

8、数与空间分析结果基本相同。，×2—36．5m最后确定的边、中拱肋的分配系数分别为