[12-11 16:59:40] 来源：http://www.tmgc8.com 桥梁工程 阅读：3476次
摘 要：钢管混凝土劲性骨架拱桥由于其跨越能力强，施工方法简便等优点，在日常设计中得到了广泛应用。国内最大跨径已达到420米，为四川万县长江大桥。钢管混凝土劲性骨架拱桥在修建过程中，施工加载顺序，对于结构的安全至关重要,在设计时应进行详细计算分析。本文结合某跨径150米中承式劲性骨架箱肋拱桥，对其在施工、运营过程中的静、动力特性分析进行了阐述。
关键词：钢管混凝土劲性骨架拱桥 结构静力分析 稳定性分析 自振频率 1 工程概况 本桥采用单孔150m中承式钢管混凝土劲性骨架箱肋拱桥，矢跨比为1/4，拱轴线形为悬链线，拱轴系数m=1.347。桥面全宽12.5m。主拱圈为钢管混凝土劲性骨架箱肋拱，截面形式为单箱室双肋，分别设置在桥面两侧，全桥设一字型横撑三道，K字型横撑二道，箱高2.5m，肋宽1.6m。每片拱肋骨架由四根φ325×12mm的16锰无缝钢管构成，组合角钢、槽钢及φ168×5mm的钢管作为腹杆、联结系杆件。吊杆采用带有PE管防护的φs15.2mm的柔性拉杆，两端锚固于箱顶面及横梁底。吊杆处横梁为预应力混凝土梁。 行车道板采用预制预应力混凝土矩形空心板梁。设计荷载等级为公路-Ⅱ级。 2 结构静力分析 按照设计的施工过程进行建模计算：吊装劲性骨架，焊接合拢形成无铰拱，然后浇注钢管混凝土，浇注拱肋底板、腹板、顶板混凝土成拱。 2.1 模型建立 采用空间有限元分析程序进行建模，拱肋按梁单元模拟，吊杆采用只受拉杆单元模拟，桥面板通过梁格法进行模拟。整个模型共有单元4824个，节点2295个，如图3-1所示。 图1 有限元整体计算模型 2.2 施工阶段划分 整个施工过程共划分为14个施工阶段，具体如下： 施工阶段一：吊装合拢劲性骨架，焊接横、K撑，形成钢管裸拱 施工阶段二：全桥对称灌注外侧下弦管混凝土（管内混凝土未凝固） 施工阶段三：外侧下弦管内混凝土凝固，形成联合截面 www.tmgc8.com施工阶段四：全桥对称灌注内侧下弦管混凝土（管内混凝土未凝固） 施工阶段五：内侧下弦管内混凝土凝固，形成联合截面 施工阶段六：全桥对称灌注外侧上弦管混凝土（管内混凝土未凝固） 施工阶段七：外侧上弦管内混凝土凝固，形成联合截面 施工阶段八：全桥对称灌注内侧上弦管混凝土（管内混凝土未凝固） 施工阶段九：内侧上弦管内混凝土凝固，形成联合截面 施工阶段十：浇筑拱肋底板混凝土 施工阶段十一：浇筑拱肋腹板混凝土 施工阶段十二：浇筑拱肋顶板混凝土 施工阶段十三：对称浇筑拱上立柱及盖梁, 安装吊杆及横梁 施工阶段十四：安装桥面空心板梁、桥面系,成桥 2.3计算参数取值 2.3.1 材料取值 钢管：弹性模量Es=2.06´1011Pa，容重Dens=78.5kN/m3，泊松比μs=0.3，温度线膨胀系数1.2×10-5。 吊杆：弹性模量Es=1.95´1011Pawww.tmgc8.com，容重Dens=78.5kN/m3，泊松比μs=0.3，温度线膨胀系数1.2×10-5。 混凝土：弹性模量根据不同标号确定，容重Dens=26kN /m3，泊松比nc=0.2，温度线膨胀系数1.0×10-5。 2.3.2 主要技术标准和设计基础资料 （1） 设计荷载：公路-Ⅱ级，人群荷载3.5KN/m2 （2） 设计行车速度： 主线40公里/小时 （3） 桥面宽度： 主线双向双车道，桥面总宽12.5m （4）