上承式钢筋混凝土拱桥计算

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1、交通建设建材发展导向2013年1月上承式钢筋混凝土拱桥计算孙艳茹刘西灿中国公路工程咨询集团有限公司（武汉）桥隧分公司430056山东东泰工程咨询有限公司256410摘要：通过空间计算软件模拟一上承式钢筋混凝土悬链线箱形拱桥，并进行整体的受力分析及稳定性分析，为该桥的设计与施工提供理论依据。关键词：箱形拱桥；承载力；稳定性引言肋顶板钢筋网，现浇拱肋顶板形成封闭钢筋混凝土箱形断面。拱桥是最古老的桥型之一，也是在桥梁中最具美感的桥型，在我国有着悠久的历史。钢筋混凝土箱形拱桥具有刚度大、材料省等优点，在我国公路上应用较多。然而，由于拱桥受力复杂而且不

2、具普遍性，因此，对具体的桥梁仍需进行必要的受力分析。1工程概况某山区桥梁，上跨一深V形沟谷，结合当地自然景观及地形、地质条件，决定主桥采用上承式钢筋混凝土箱形拱桥，缆索吊装图1桥梁方案施工。全桥总体跨径布置为(3×20)m+12×8m+20m，桥梁全宽16.5m。主桥拱上采用8m结构简支桥面连续钢筋混凝土空心板梁，引桥采用20m结构简支桥面连续预应力混凝土T梁。本桥主拱计算跨径L=90m，计算矢高f=22.5m，矢跨比0f/L=1/4,拱轴系数m=1.78。主拱圈为悬链线箱形无铰拱，高图2主拱圈截面（阴影部分为现浇混凝土）00度为1.8m，

3、全宽12.6m，由6箱组成。主拱圈采用C50钢筋混2承载力计算凝土，先预制为U形拱肋，肋高1.62m。单肋分5节吊装施工，2.1计算模型U形拱肋吊装就位后，焊接横向连接钢筋及接头钢板，按加载程对主拱圈整体的内力计算是基于有限元程序——MIDAS进序现浇接头横隔板及肋间混凝土，安装好拱箱内模板，铺设好拱行的，在公路Ⅰ级荷载作用下，对拱圈及拱上建筑进行模拟计算。钢架倾斜度不得大于2°。（4）拱脚标高不足时，不得用土、石回填，而用钢板进行调整，必要时可用砼加固基底。5.5.2锚杆施工钻孔采用风钻进行，钻孔前根据设计要求定出孔位，作出标记，孔位允许偏

4、差为±15㎜。钻孔的要求如下：（1）钻孔应圆而直，钻孔方向尽量与岩层主要结构面垂直；（2）锚杆孔径符合设计要求；图5中隔壁（CD）法施工步骤示意图（3）钻孔深度允许偏差为±50㎜。3.3初期支护3.4监控量测初期支护严格按照变更参数进行支护，每开挖一循环就立即在施工管理中全过程以监控量测为管理依据，通过监控量测进行初期支护。数据的及时反馈，用以指导设计与施工。监控量测的项目及其方3.3.1拱架施工法如下：初喷砼完成后，立拱架时要确保拱架与开挖面间的保护层厚（1）地质支护状态观察：对开挖掌子面进行观察、地质描述，度，若欠挖则处理至开挖轮廓线，若

5、超挖则拱背用喷射砼回填。对围岩及初期支护表面采用放大镜等仪器观察。拱架架设必须符合以下要求：（2）拱顶下沉量测：在中隔墙两侧即1部、4部的开挖拱顶，（1）支撑接头由螺栓连接牢靠。各设一测点，全站仪测其下沉量。（2）钢架之间必须用纵向钢筋联接，钢筋环向间距1m，拱（3）周边收敛量测：在洞内大跨、边墙角共设二条水平基线，脚必须放在牢固的基础上。采用收敛仪量测。（3）钢架必须垂直于隧道中线，上下、左右允许偏差±5cm，（4）拆除中隔墙过程拱顶下沉与周边收敛量测监控。·93·建材发展导向2013年1月交通建设主拱圈模拟：采用联合截面依次模拟开口箱截面

6、合龙、肋间验算表明：主拱圈抗裂性能满足规范要求。混凝土分层浇筑、全截面拱圈等施工阶段。4、成桥稳定性立柱、系梁及盖梁按实际尺寸模拟，桥面空心板换算为T形除了要分析拱桥的受力性能外，其稳定性分析也是设计中不截面进行模拟，栏杆机桥面铺装换算为均布荷载施加在桥面上，可忽略的内容。根据计算，本桥屈曲模态及稳定安全系数K见图模型平、纵均按实际线型模拟。4～6：结构模型如下：图4一阶屈曲模态顺桥向失稳K=41.07图3计算模型2.2荷载2.2.1自重：混凝土容重取26KN/m3，程序自动计入；2.2.2二期恒载：按85KN/m计算；2.2.3汽车荷载：公

7、路-Ⅰ级2.2.4温度作用：体系升温25℃，体系降温-20℃；T梁梯度温差按照《公路桥涵设计通用规范》（JTGD60-图5二阶屈曲模态顺桥向失稳K=65.542004）的规定进行计算。2.2.5收缩及徐变：混凝土收缩徐变对结构产生的效应按照《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》（JTGD62-2004）办理，环境年平均相对湿度RH取80%。2.2.6基础变位作用：主桥拱台沉降0.5cm。2.2.7汽车制动力：按《公路桥涵设计通用规范》（JTGD60-2004）规定的方法计算。3、计算结果3.1拟采用配筋情况图6三阶屈曲模态顺桥向失稳K=

8、102.41）U肋底板拟采用直径22mm的螺旋筋，间距15cm；2）现前三阶屈曲模态均为顺桥向失稳，且稳定安全系数较大，稳浇顶板拟采用直径20mm的螺旋筋，间距15