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1、大跨径人行钢筋混凝土拱桥设计与验算张兰(核工业西南勘察设计研究院有限公司,四川成都610000)摘要:拱桥作为一种古老的桥梁结构型式,造型优美、曲线在使用MIDASCivil软件计算拱桥时,由于结构既不是圆润、富有动态感,由于拱桥主要为受压的受力特点,其跨越水平方向的、又不是竖直方向的,因此,在进行验算时要指定能力相对较大,而且能充分地就地取材,耐久性好,养护、维结构类型,否则无法对结构进行验算,在该软件中,对于梁结护费用低,构造简单,因而得以广泛应用,本文通过建立空间构按受弯构件进行计算,而柱结构则按偏心受压构件进行计有限元模型模拟某大跨度人行钢筋混凝土悬链线拱桥,进行算,计算结果表明
2、以梁构件的形式对拱圈进行验算时的配筋桥梁的整体受力分析和稳定性分析,为该桥的设计与施工提要比以柱构件形式对拱圈进行验算时的大,偏于保守考虑,供理论依据。拱圈配筋时按梁构件计算,拱圈承载能力按偏心受压构件控关键词:大跨径;人行拱桥;承载力;稳定性制计算。中图分类号:U448．22文献标志码:B2．2荷载文章编号:1672-4011(2017)07-0151-021)自重。自重系数:-1．04。DOI:10．3969/j．issn．1672-4011．2017．07．0722)侧墙荷载。建立整体模型时将侧墙作为恒荷载作用3在拱圈上,C40混凝土容重取值26kN/m。1工程概况3)拱圈填料。建
3、立整体模型时将填料作为恒荷载作用3拟建项目位于四川省达州市莲花湖风景区内,有环城在拱圈上,填料重度取值19kN/m。路、金龙大道、景区道路等城市道路进入景区,环境优美,交4)30cm厚混凝土现浇板+6cm厚桥面铺装。建立整通便利。观景桥(拱桥)位于主线游步道,为人行桥。桥梁采体模型时将填料作为恒荷载作用在拱圈上,C20素混凝土现3用净跨径100m钢筋混凝土实腹式拱桥,拱圈采用单箱双室浇板和6cm厚桥面铺装容重均取值24kN/m。截面,桥台与主拱圈侧墙同形式,采用梯形截面,承台桩5)栏杆。单边栏杆取值3kN/m,故按3×2=6kN/m均基础。布荷载施加在拱圈上。桥面全宽5．0m,净宽4．4
4、m,两侧各30cm人行栏杆。6)整体升降温。整体降温:-20．00℃;整体升拱圈采用悬链线拱,拱轴系数2．5,主拱圈净跨径100温:20．00℃。m,净矢高16．67m,f/l=1/6,拱圈截面采用等高度1．6m;拱7)梁截面横向温度梯度T1=4．0℃;T2=-2．75℃。,见圈顶板厚度25cm,底板厚30cm,拱圈端部腹板厚50cm,跨图2。中腹板厚30cm,墙采用钢筋混凝土结构,拱背与辅拱填料采用透水性较好的浆砌片石,其他部位填料采用透水性较好的砂砾石。拱圈、拱上侧墙、承台均采用C40混凝土,桩基采用C30混凝土。2承载能力计算图2横向温度梯度8)徐变收缩。收缩龄期:3d;构件理论厚
5、度:1m;由程2．1计算模型序自动计算各构件的理论厚度。公式为:采用MIDAS有限元分析软件建立拱桥的整体模型(见h=a×A/uc图1)。u=L+a×L019)支座沉降。按照每个地基及基础的最大沉降量的最不利的荷载组合进行计算。第1组不均匀沉降-0．010m。10)可变荷载。活载:人群荷载,桥梁等级为公路Ⅰ级。对于汽车荷载纵向整体冲击系数μ,按照JTGD600-2015《公路桥涵通用设计规范》第4．3．2条,冲击系数μ可按下式图1MIDAS有限元分析模型计算:当f<1．5Hz时,μ=0．05;当1．5Hz≤f≤14Hz时,μ=收稿日期:2017-03-190．1767/n(f)-0．01
6、57;当f>14Hz时,μ=0．45。作者简介:张兰(1989-),女,重庆人,硕士研究生,工程师,技术人员,研究方向:桥梁与隧道工程。根据规范,计算的结构基频f=2．8Hz,冲击系数μ·151·=0．161。表2稳定性结果汇总表11)人群荷载。按照JTGD60-2015《公路桥涵通用设阶段一阶模态数失稳状态拱圈合龙施工阶段37．33面内反对称失稳计规范》第4．3．6条,人群荷载标准值应按下列规定采用:专成桥阶段+半风荷载15．27面内反对称失稳用人行桥梁,人群荷载标准值为3．5kN/m。成桥阶段+全风荷载15．28面内反对称失稳12)桩土弹簧刚度系数。由于桩基全长均处于中风化砂三种荷载
7、工况下的屈曲模态见图4~6,均为面内失去质泥岩中,固地基抗力系数为一个常量,其单轴饱和抗压强74稳,且稳定系数较大,满足稳定性要求。度5800kPa,按规范取值得Co=1．5×10kN/m。3计算结果3．1拟采用配筋情况拱圈截面根据计算控制原则配筋,各位置配筋情况详见表1。表1详细配筋表图4拱圈合龙施工阶段一阶模态位置拱角10m范围内(左右对称)其余位置第一排钢筋双根并置,间距顶部受12．5cm,第二排钢筋单根布单层布置,间距15c
