九孔连续拱桥设计浅谈

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1、蔡甸莲花湖茂林桥设计与施工蔡甸莲花湖茂林桥设计与施工摘要：茂林桥是蔡甸莲花湖茂林路上跨越莲花湖的一座景观桥。茂林桥为九孔连续两铰拱桥，上承式钢筋混凝土结构。拱桥主跨净跨径18m，其余边孔呈2m递减趋势，桥梁全长150m。桥梁下部结构为桩基础，桥台为U型桥台，钻孔灌注桩。关键词：连续两铰拱桥U型桥台设计施工4蔡甸莲花湖茂林桥设计与施工前言随着经济的发展和社会的进步，桥梁作为一个工程建筑物，不仅要满足社会交通功能的需求，同时还要为人们日益增长的精神文化需求发挥效应。桥梁作为一个具有力学、美学的结构建筑，在市政基础建设方面，越来越多的被赋予了景观的功

2、能作用。蔡甸莲花湖茂林桥九孔连续拱桥，就是此类工程中的一例。多孔拱桥立面具有曲线感，玲珑轻巧，作为景观桥梁具有很强的竞争力。一工程概况茂林桥位于武汉市蔡甸区莲花湖景区，是新建茂林路上跨越莲花湖7#湖上的一座人车通行桥梁。桥梁两边分别与道路相接，桥梁西端接沿湖路A段，东端接沿湖路B段。沿湖路与茂林路衔接处需做道口设计。桥址范围湖面宽度约220m，考虑到平面交叉道口的空间需要，故桥梁长度需控制在150m左右为宜，便于上下桥两端的道口设计。该工程在方案设计阶段，我院根据业主要求，同时结合茂林桥7#湖地理情况，综合考虑结构功能、造价、景观及施工各方面因

3、素，设计了三个桥型方案，分别为：6×25m空心板桥（桥面连续）；8孔变截面连续板桥，跨径组合为12+6×20+12m；九孔连续拱桥，跨径组合10+12+14+16+18+16+14+12+10m，。经业主比选后，考虑考虑蔡甸莲花湖的景观需求，选定九孔连续拱桥为最终桥型。茂林桥周边为多为城市居民住宅，高楼较少；莲花湖沿湖规划了沿湖路，与茂林桥同步施工，待茂林桥与沿湖路竣工后，此处将成为蔡甸城区供市民观桥赏花、游湖戏水、休闲憩息的好去处。全桥成桥效果图见图1。4蔡甸莲花湖茂林桥设计与施工图1茂林桥效果图全景4蔡甸莲花湖茂林桥设计与施工二技术标准汽车

4、荷载：城—B级主孔净空：3.5m设计车速：30km/h行车道数：双向单车道三结构设计3.1结构总述连续拱桥桥面宽度为15m，桥面宽度组成为：2.5m（人行道）+10m（行车道）+2.5m（人行道），其中行车道范围内铺装为9cm沥青砼+8cm现浇砼；人行道范围内结构层为8cm人行道板，人行道板上铺2cmM10水泥砂浆，砂浆上贴3cm厚人行道地砖。桥梁跨径为多跨连续拱桥，跨径组合为10+12+14+16+18+16+14+12+10m，拱圈厚度为0.4m，两铰拱体系，钢筋砼结构；桥墩为实体板式墩，承台厚度为2.0m，桥墩桩基直径φ1.2m；桥台为U

5、型桥台，下接承台及桩基础，桥台桩基直径φ1.2m。3.2结构设计、计算及配筋无铰拱桥对地基要求较高，本桥范围内淤泥质粘土层较厚（最厚处达10m多），故本桥拱桥不宜采用高次超静定体系的无铰拱，而三铰拱拱顶铰施工较麻烦，且在运营阶段往往容易损坏，影响桥梁的使用和耐久性，故本桥采用两铰拱桥。同时，为减轻上部结构的自重，采用空腹式拱。拱圈采用板拱，拱轴线为圆弧线，失跨比为1：5。拱肋宽度14.2m，厚度0.4m，拱脚处设置铅垫块，铅垫块外包薄铜片，形成铰接体系。为减小结构自重，拱圈上设置五道纵墙，纵墙上设置实心板形成桥面。结构断面见图2。由于桥位地处莲

6、花湖全湖区，根据勘测单位的地质勘察报告，该桥位处淤泥层较厚，淤泥质粘土与软塑粘土层厚达10m以上。软塑粘土下为亚粘土，土质也基本接近流～软塑。众所周知，连拱体系设计控制因素为拱圈对基础的水平推力，在如此情况的地质情图2标准横断面况下，本桥只能采用群桩基础。桥墩采用双排φ1.2m桩，横桥向桩基为3根(如图2所示)。因为桥台后接挡土墙，且桥台后填土较高，达6m左右，故桥台采用U型桥台，下接钻孔灌注桩，台桩为3排φ1.2m桩，横桥向为4根。连拱体系拱桥计算，由于基础刚度对上部结构影响较大，在基础刚度与拱圈刚度比值大于38时，可不考虑连拱效应，按单拱计

7、算。经计算，本桥基础刚度与拱圈刚度比值约为12，故不能按单拱计算。故本桥计算时按照上下部结构一起建模型进行计算。连拱计算模型如图3：4蔡甸莲花湖茂林桥设计与施工图3连拱计算模型4蔡甸莲花湖茂林桥设计与施工4蔡甸莲花湖茂林桥设计与施工4蔡甸莲花湖茂林桥设计与施工对于上下部协同受力的情况，在连续刚构桥中同样存在，国内对于这种情况的简化处理，大致有如下四种方法：（1）将桩基按照实际尺寸连同承台和拱圈一起建模，桩基在冲刷线以下两侧加装水平土弹簧，弹簧刚度K按照m法计算，Ki=mi*Z*b*Δh,其中mi为土层地基土比例系数，Z为该层土据冲刷线处距离，b

8、为桩基计算宽度，Δh为土层厚度。（2）将冲刷线以上桩基利用有限元法杆件单元模拟，冲刷线以下桩基利用比拟杆件进行模拟，在杆件顶加装水平弹簧进行刚度补偿，