大治河西枢纽二线船闸金鲁公路桥主桥设计

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1、2015年5月第5期城市道桥与防洪桥梁结构81大治河西枢纽二线船闸金鲁公路桥主桥设计甄羡超，田利勇(上海市水利工程设计研究院有限公司，上海市200061)摘要：金鲁公路桥主桥采用下承式钢管混凝土系杆拱桥。详细论述主桥的总体设计、构造特点、结构设计和内力计算。采用空间有限元方法建立了主桥结构分析体系，通过不同荷载组合，分析了钢管混凝土拱肋的应力和内力情况。结果表明，钢管混凝土拱肋在承载状态下，其应力分布合理，且强度满足要求。考虑到该种结构存在车桥振动较大的问题，结构分析中着重计算了自振特性及抗震。最

2、后结合该工程给出相关结论与建议。关键词：钢管混凝土拱桥；下承式拱桥；结构分析；稳定分析中图分类号：U442．5文献标志码：B文章编号：1009—7716(2015)05—0081—04(3)纵坡与横坡1工程概况纵坡：主桥为平坡；北侧引桥i=6．54％，南侧引大治河西枢纽是“大芦线”大治河段西段人黄桥i=5．00％。浦江航道的重要控制口门，为进一步提高“大芦横坡：机动车道设双向1．5％，人非混合道设单线”航运能力，拟在西枢纽南侧新建二线船闸。船向1．5％。闸邻近西枢纽水闸，实地开挖，中断了现状金鲁公

3、(4)地震基本烈度：按地震烈度7度设防，抗路。该桥设计主要为了重新连通金鲁公路，桥梁建震设防类别为C类，抗震措施为7度。成后北侧将与西枢纽水闸交通桥连接起来，南侧(5)桥梁设计基准期：100a。直接与金鲁公路衔接。桥梁主跨跨越新建船闸闸(6)桥梁设计安全等级：主桥一级，构件重要室。主跨上部结构为44．06m的下承式系杆拱桥，系数为1．1；引桥为二级，构件重要系数为1．0。引桥为简支空心板梁，桥梁总长238．17m。桥址场(7)通航等级：三级航道，通航孔净高为7m地地形平坦，地貌类型为滨海平原。(按

4、照全闸室断面宽度控制)。2设计标准3主桥设计(1)荷载标准3．1桥型选择汽车荷载：公路一Ⅱ级；主桥跨越船闸闸室，北引桥与现状西闸交通人群荷载：3．0kN／m2。桥衔接，主桥梁底高程及纵坡所受限制大，推荐采(2)桥面宽度用下承式钢管混凝土系杆拱桥。钢管混凝土桥结主桥：总桥宽15．6m；断面布置：0．3m(人行构性能优越，跨越能力大，结构体系灵活多样，外道栏杆)+2．5m(人行道)+1．2m(吊杆保护带)+0．3m形优美，因此倍受桥梁工程界青睐。系杆拱作为一(机动车道栏杆)+7m(机动车道)+0．3m

5、(机动车种无推力拱，能够很好地适应软土地基。道栏杆)+1．2m(吊杆保护带)+2．5m(人行道)+0-3m初步设计阶段考虑了下承式系杆拱桥和钢一(人行道栏杆)=15．6m。混凝土组合连续梁桥方案，综合各方面的技术经15．6m宽引桥：0-3m(栏杆)+15m(机动车道)+济比选，最后确定下承式系杆拱桥为推荐方案。表0．3m(栏杆)=15．6m。l为桥型方案比选表。7．8m宽引桥：0．4m(栏杆)+7m(机动车道)+3．2总体布置0．4m(栏杆)=7．8m。金鲁公路桥南侧与现状金鲁公路顺接，北侧3．1

6、m宽梯道：0．3m(栏杆)+2．5m(人非混合与现状节制闸闸上公路桥衔接。为了降低船闸运道)+0．3m(栏杆)=3．1m。行与桥梁的相互影响，交通桥桥墩与闸墙分离，桥收稿日期：2015—01—06墩布置在闸墙后侧。经布置，主桥桥长44．06m，计作者简介：甄羡超(1989一)，男，广东台山人，助理工程师，从事道算跨径41．8m。图1为主桥桥型立面图。桥工程设计工作。84桥梁结构城市道桥与防洪2015年5月第5期4．4．1动力特性分析表4地震作用及汽车荷载效应对比裹为改善结构的动力特性，该桥设计加大

7、了桥面系的刚度，拱肋之间设置横撑。动力特性分析结果见表3。表3成桥状态动力特性表模态号振型描述频率，Hz周期／s频率／(r／s)5结语(1)下承式系杆拱桥能使桥梁建筑高度尽量减小，在纵坡、梁底高程受限的情况下，是中、大跨径桥梁较有竞争力的一种桥型。(2)桥面系承受的荷载主要通过吊杆来传递到拱肋上，因此吊杆的防腐和维护是及其重要的，4．4．2地震作用分析系杆拱桥应重视吊杆的防腐和防疲劳破坏设计。以下为该桥地震资料。(3)利用空间有限元建模分析桥梁，能够建立(1)场地特征周期：0．35s；较为完整、统

8、一的桥梁结构分析体系，相对准确地(2)桥梁类型：C类；反映桥梁结构的承载形态。由模态结果来看，金鲁(3)设防烈度：7度设防；公路桥作为系杆拱桥，属于较柔性结构，其横向振(4)场地类别：2类。动及稳定性问题较为突出，桥梁施工及运行维护采用地震加速度反应谱理论进行自震特性时应当重视。分析，并对拱肋各控制截面由地震作用所产生的效应与汽车荷载所产生的效应进行比较，结果见参考文献表4。【1]陈宝春．钢管混凝土拱桥设计与施SE[MI．北京：人民交通出版由表4对比可知，地震作用下对钢管混凝土社，