高速铁路下承式钢箱系杆拱结合桥的受力分析
高速铁路下承式钢桁结合梁桥在偏载作用下的受力特性分析
下承 式钢桁 结， 包括 上承式 和下 承式 ２种结 构 形 式 。其 中 ， 承式 钢 桁结 合 梁 的受 力特 性 ， 上 已
有较多 学者进行 了研 究 』而 对于下 承式 钢桁 结 ，
（ 向） 曲 ， 竖 弯 又有 面外 （ 桥 向 ） 曲 ， 梁 、 梁 顺 弯 纵 横 在 上翼 缘上 布 置 了剪力 连 接 件 （ 剪力 钉 ） 与 混 凝 ， 土板 连成一 体 ， 于双 向弯 曲的结合梁 。横梁 与主 属 桁 以及横 梁 与 纵 梁 的 交 接 处 ， 点 存 在 一 定 的刚 结
ｓ ｅ ｄ ｒ ｉ ｙ ｗｉ ｉ ｌ ｕ ｐ ｒｉｎ ｕ ｄ ｒｄｅ ｅ ｔ ｎ ｌａ ｓ， ｏ ｅ ｓ ａ ｓ６ ｎ，ｗａ ｔ ｄ ｅ ｔ ｉ ｉ ｌｍｅ ｔ ｐ ｅ ａｌ ｔ ｓｍｐ ｅ ｓ ｐ ｏ ｔｏ ｎ ｅ ｆ ｃｉ ｏ ｄ ｗｈ ｓ ｐ ｎ ｉ ４ ｉ ｗａ ｈ ｌ ｏ ｓｓｕ ｉｄ ｗｉｈ ｆｎｔ ｅｅ ｎ ｅ
ｂ ａ ｂ ｉｇ ｎ ｔ ｅ ｈｇ — ｐ ｅ ａｌ ｙ ｕ ｄ ｒ ｅ ｌｃ ｉｎ ｌａ ｓ ｅ ｍ ｒ ｅ ｏ ｈ ｉｈ ｓ ｅ ｄ ｒ ｉ ｄ ｗａ ｎ ｅ ｆ ｔ ｄ ｄ ｅ ｏ ｏ
Ｃ Ｅ ｕｊ，Ｕ ｉ ｈ Ｈ ＮＹ － Ｌ ＯＱ— ｉ ｉ ｚ
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浅谈下承式系杆拱桥的设计
９ 。设计 标高 １．８ｍ， 桥上部 结构为 １ ０ ０， ６ １９ 该 —２ｍ预 应 力箱梁 ＋１— ０ ５ ｍ下承 式 系杆拱 ＋１ ２ ｍ预 应 力 —０
箱梁； 下部结构采用柱式桥墩 、 肋板式桥 台， 墩台下 接承台， 等 级 为公 路 一 Ⅱ级 标 准 。该 桥 桥 １５ 汽 型布置 如 图 １所示 。
尤其大跨径桥梁更是如此。在初步设计阶段我们拟 总造 价 为 ６４ ８万 元 （ 引 道 ） 其 中跨 线 桥 造 价 ４． 含 ， 定 了两 个方案 ： ３ ３９万 元 。本 方 案 的 的优 点 是 ： 一 跨 上跨 沧黄 ０． ①
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・
７ ２・
北 方 交 通
横梁） 中调 整 ， 底 水 平 ， 面板 及 桥 面 铺 装 等 厚 ； 梁 桥 箱 梁部分 桥 面横坡及 纵坡 由箱 梁结构 和盖梁顶 面调 整 ， 曲线在 防水 混凝 土铺装 层调整 ， 竖 沥青 混凝土桥 面铺装 层等 厚 。
４ 施工要 点
高速 ， 桥下 净空 大 ， 野 开 阔 ， 视 为将 来 沧 黄 高速 改 建
支 架现 浇施 工 方法 。
４ １ 上 部施 工顺序 应严格按 照设 计规 定执行 ．
主要是 ： 建筑高度较高 ， 填土高度高 ， 总造价高。 经综合考虑 ， 我们 推 荐 方 案 一 。 即 按 １—２ ｍ ０
预应力 箱梁 ＋１— ０ ５ ｍ下 承式 系杆拱 ＋１ ０ 预应 —２ｍ 力箱 梁进 行施工 图设计 。
跨 越 能力和 简支 梁桥 对地 基适 应能 力强 的两 大特点 ， 当桥 面 高程 受到 限制 而桥 下 又要 求保证
较 大的净 空 （ 下净跨 和 净 高） ， 桥 时 无推 力 的拱 式组 合体 系桥 梁是较 优 越 的桥 型。从 设计 方 案 选择 、 结构 设计 与施 工等 方 面对沧黄 高速跨 线 大桥 进行 了介 绍 。
下承式钢管混凝土系杆拱桥吊杆张拉力确定分析
下承式钢管混凝土系杆拱桥吊杆张拉力确定分析【摘要】钢管混凝土系杆拱桥属于空间内部超静定结构，由于吊杆的存在使得设计、施工控制变得比较复杂。
本文利用有限元分析程序Midas/Civil 2010，采用影响矩阵法和倒装法相结合的方法来确定合理的吊杆施工张拉力，通过算例证明，该方法计算方便，所得结果满足设计要求。
【关键词】系杆拱桥；影响矩阵；倒装法；吊杆张拉力The Deterministic Analysis on Suspender Tensile Force of Tied Arch Bridge of the Concrete Filled Steel Tube under the DeckHuo Ming-gang1Yan Juan2Li Ruo-ming3Xu Bin4School of Civil Engineering, Lanzhou Jiaotong University, Lanzhou Gansu 730070, ChinaAbstract: Concrete filled steel tube tied arch bridge belongs to the hypostatic structure in the space. Because of the presence of suspenders, the control of design and construction has become more complex. In this paper, the way combined the influence matrix method and the inversion method is used to determine the tensile force of the reasonable suspender construction by finite element analysis program Midas/Civil 2010 , a numerical example proved that the method is convenient to calculate and the results meet the design requirements.Keywords：Tied arch bridge; the influence matrix; the inversion method; suspender tensile force引言钢管混凝土拱桥在我国应用和发展很快，该桥型主要由拱肋、系梁、吊杆三部分组成，主梁弹性支撑于吊杆上，并通过吊杆传递给主拱肋，主拱肋主要承压，产生水平推力，此推力可通过系梁内预应力平衡，是一种自平衡体系。
下承式钢管混凝土系杆拱桥拱肋力学分析
。
对 成 桥
阶段 的拱肋 进 行 受 力分析 计 算 ，并 与 实际检 测数 据进 行对 比，相 关性 良好
比较 结 果表 明 ，采 用此模 型 可
．
Байду номын сангаас
以基 本 上模 拟 钢 管混凝 土拱 桥 的 实际 受力状 态 ，并 可 为施 工监 控 提供 理论 支持
关 键 词 ： 钢 管 混 凝 土 拱 桥 ； 拱 桥 空 间 模 型 ；拱 肋 受 力 特 性 中 图 分 类 号 ：Ｕ ４ ． ８ Ｕ ４ ４ ８ ３； ４ １ 文献 标识 码 ：Ａ
Ｗ Ｎ ｈ — ｅ Ａ Ｇ Ｓ ｕｍ ｉ Ｑ Ａ Ｚ ｅ — ｏ ｇ Ｉ Ｎ ｈ ｎｄ ｎ
Ｉ ｓ ｉｕ ｅ ｆ Ｉ ｔ ｌ ｉ ｅ ｔ ｒ ｎ ｐ ｒ ａ ｉ ｎ Ｓ ｓ ｅ ， ｎ ｔ ｔ ｔ ｏ ｎ ｅ １ ｇ ｎ Ｔ ａ ｓ ｏ ｔ ｔ ｏ ｙ ｔ ｍ
Ｓ ｕ ｈ ａ ｔ Ｕ ｉ ｅ ｓ ｔ ， Ｎ ｎ ｉ ｇ ２１ ０ ６ Ｃ ｉ ａ ｏ ｔ ｅ ｓ ｎ ｖ ｒ ｉ ｙ ａ ｊｎ ０ ９ ， ｈ ｎ
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柱 式桥 墩 ， 矢 高 为 １ ２ｍ，矢 跨 比为 １５４ ７ 主 桥 拱 ／．１ ， 轴 线 为 二 次 抛 物 线 ＝４ｘ Ｌ—ｘＬ 。 ｆ（ ） 拱 肋 采 用 单 肋 圆 型 钢 管 ， 全 桥 为 等 截 面 ， 内填 ５ 号 微 胀 混 凝 土 ， 两 拱 间 设 有 “ ”字 型 横 撑 ：系 ０ 一 梁 为 预 应 力 混 凝 土 工 字 型 截 面 ；刚性 吊杆 沿 纵 桥 向每 ５米 设 置 一 根 ， 共 ２ ４根 ， 外 部 用 钢 管 套 防 护 。 行车道 板为 ２ ５厘 米 厚 的预 制 实 心 板 ，其 顶 面 浇 筑 １ ０厘 米 整 体 化 钢 筋 混 凝 土 面 层 ，该 桥 立 面 图 如 图
下承式钢管混凝土系杆拱桥的施工阶段力学研究与稳定性分析
下承式钢管混凝土系杆拱桥的施工阶段力学探究与稳定性分析专业品质权威编制人：______________审核人：______________审批人：______________编制单位：____________编制时间：____________序言下载提示：该文档是本团队精心编制而成，期望大家下载或复制使用后，能够解决实际问题。
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下承式钢管混凝土系杆拱桥结构设计探讨
１ １ 刚 架 系杆 拱 ． 作 为 本 桥 推 荐 并 实施 的 系 杆 拱 体 系 ， 拱 墩 刚 结 ， 用 预 其 采 应 力 体 外 束 柔性 系杆 ， 少 了 大部 分 拱 脚 推 力 ， 减 系杆 独 立 于 桥 面 ， 面 系 仅 作 为 局 部 受 力 构 件 。 此 为 少 推 力 拱 ， 采 用 无 支 桥 可
设 计 允 许 应 力 取 ０５ Ｒ 采 用 可 调 索 式 钢 绞 线 系 杆 ， 杆 锚 具 采 ． ， ２ 系 用 Ｏ Ｍ× Ｔ ５ ３ Ｖ Ｇ・ １ — １可换 索式 锚 固 Ｅ或 Ｆ型 。 其 中墩 拱 脚 锚 具 的 布 置 形 式 推荐 方 案 简 洁 、 孔相 通 、 工 方 便 、 省 ， 两 施 节 比较 方 案
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专 版 Ｉ
下承 式钢 管 混凝 土 系杆 拱桥 结构 设计 探讨
口 邓 勇 诚
摘 要 ： 文 分别 从 桥 梁 结 构 主 体 受 力 体 系 ， 面 以 及 连 接 体 系 等 方面 详 细 阐述 了 下 承 式 钢 管 混 凝 土 系 杆 拱 桥 本 桥 结构设计要点。
性 及 耐 疲 劳 性 能 ，并 且 施 工 方 便 等 因 素 ，锚 头 采 用 ＯＶ ＭＤ （ ） ＳＫ ７ １ ９冷 铸 墩 头 锚 （ 横 梁 采 用 Ｏ —０ 边 ＶＭＤ （ ） — ２ Ｓ Ｋ ７ １ ７镦 头 锚 ） 吊 ，
杆 极 限承 载 力 为 ７ ０ （１ ２ｋ 。 吊杆 及 冷 铸 锚 头 锚 具 在 厂 家 加 ０ ５８ ６ ）Ｎ
１ ２ 梁 拱 组 合体 系 系杆 拱 ． 利 用 纵 梁 作 拉 杆 ， 梁 在 拱 脚 处 刚结 ， 可 细 化 为刚 拱 刚 拱 又 梁 、 拱 柔 梁 和 柔 拱 刚 梁 。 梁 拱 共 同 承 载 ， 部 简 支 ， 力 明 刚 外 受
下承式钢箱网状吊杆系杆拱桥结构设计分析——以引江济淮兆河Ⅰ级航道姥山桥为例
DOI:10.16330/ki.1007-7359.2022.06.065
1
工程概况
引江济淮自南向北划分为引江济
巢、江淮沟通、江水北送三大工程段落。
本项目位于引江济淮兆河段，兆西河通
江Ⅰ级航道是贯彻落实交通强国战略的
重要项目，引江济淮兆河Ⅰ级航道桥梁
通 航 净 高 不 小 于 22m，航 道 底 宽 为
板设置需要，主纵梁为平行四边形布置，
腹板与底板夹角为 83.5°。纵梁腹板间
距 1.5m，梁高 2.0m。
横梁间距 3.6m，每 7.2m 设置一组
斜 向 的 吊 杆 ，吊 杆 与 水 平 线 夹 角 均 为
66°。横向两道主纵梁间布置 1 道小纵
梁，小纵梁顶宽 0.65m，底宽 0.44m，梁
高 0.8m。 主 梁 端 横 梁 高 2.064～
18.5m。 拱 圈 及 主 纵 梁 均 采 用 钢 箱 结
构；桥面系采用组合式桥面板，沥青混凝
土桥面铺装；下部结构采用承台+群桩
基础。
图1
148
姥山桥主桥桥型布置图（单位：cm）
图2
姥山桥效果图
2
结构设计
2.1拱肋设计
主拱为两片钢箱拱，单片拱肋整体
倾斜布置，内倾角度为 6.5°（与铅垂面夹
角）。拱肋中心跨径为 187.2m，立面矢
肋 四 分 点 位 置 附 近 ；最 大 拉 应 力 为
138.1MPa，发生在系梁四分点位置。主
拱 肋 及 系 梁 受 力 较 为 均 匀 ，均 小 于
Q345qD 钢材的设计应力 270MPa。
本文重点介绍了引江济淮兆河Ⅰ级
航道姥山桥设计和施工方案。该桥结构
下承式钢管混凝土系杆拱桥吊杆索力优化
下承式钢管混凝土系杆拱桥吊杆索力优化下承式钢管混凝土系杆拱桥吊杆索力优化随着城市化进程的加快，交通网络的扩展和改善变得尤为重要。
作为城市交通的重要组成部分，桥梁在其中发挥着至关重要的作用。
而下承式钢管混凝土系杆拱桥作为一种高效、经济、美观的桥梁形式，在城市交通建设中越来越受到青睐。
然而，由于桥梁的复杂荷载体系和结构特点，该类型桥梁的吊杆索力优化问题一直是研究的热点和难点。
下承式钢管混凝土系杆拱桥是一种将钢管混凝土柱作为主桥体的桥梁形式，通过系杆进行支撑和加固。
在施工过程中，吊杆起到了关键的作用，它能够承受桥梁的荷载并将其传递到桥墩上。
吊杆索力的合理优化不仅可以有效减小桥梁荷载对桥墩的影响，还可以提高桥梁的整体性能，延长其使用寿命。
吊杆索力的优化需要考虑两个方面的因素：结构约束和荷载约束。
结构约束主要是指桥梁吊杆系统的力学平衡关系，包括平衡方程的建立和各个受力点的力学关系分析。
荷载约束则是指桥梁所受荷载的限制条件，包括正常交通荷载、临时荷载和抗震荷载等。
通过综合考虑这两个方面的因素，可以得到吊杆索力的最优解。
在优化过程中，可以使用计算机辅助设计软件进行模拟计算和仿真分析。
通过建立桥梁模型和输入相应的荷载条件，可以得到吊杆索力的分布情况和大小。
通过对吊杆索力的分析，可以确定吊杆的截面形状和尺寸，以及吊杆与桥墩之间的连接方式。
此外，还可以借鉴其他相关工程领域的经验和方法，例如结构优化理论和材料力学理论等。
结构优化理论可以用于确定吊杆的最佳架构形式和材料使用方式，以满足荷载约束条件。
材料力学理论可以用于分析吊杆的受力情况，以确定吊杆的强度和刚度。
总之，下承式钢管混凝土系杆拱桥吊杆索力优化是一项复杂而重要的任务。
它涉及到桥梁结构的力学平衡和荷载约束等多个方面，需要综合考虑各种因素，通过科学的方法和工具进行分析和计算。
通过优化吊杆索力，可以提高桥梁的整体性能和使用寿命，为城市交通建设做出更大的贡献针对下承式钢管混凝土系杆拱桥吊杆索力优化的任务，结构约束和荷载约束是两个关键因素。
下承式钢箱系杆拱桥拱脚局部受力分析
下承式钢箱系杆拱桥拱脚局部受力分析叶梅新,李一可(中南大学土木建筑学院,湖南长沙410075)摘 要:采用大型通用有限元软件ANS YS ,运用有限元两步分析法,针对正在设计中的客运专线下承式钢箱系杆拱桥拱脚局部结构的局部应力分布特征及其传力特性,对该拱脚的结构构造及其细节的合理性做出了对比分析和综合评价。
关键词:下承式钢箱系杆拱;拱脚;有限元;应力中图分类号:U441 文献标识码:A 文章编号:1004—5716(2007)07—0165—051 概述本文所述设计中客运专线下承式钢箱系杆拱桥,矢跨比为1/4.67,拱肋中心距16m ,拱轴线型采用二次抛物线;拱肋结构采用双肋平行变截面钢箱,钢箱截面宽为2m ,高拱脚处为4.5m ,拱顶处3m ,中间截面高按内线直插;桥面系采用纵横梁与混凝土板半结合结构体系。
混凝土板宽13.4m ,厚30cm ,全桥共设4片纵梁,19根横梁,2×15根吊杆,5根横撑。
全桥轮廓尺寸见图1。
图1 全桥轮廓图 ②钢丝直径不均、偏小。
(3)回缩:①夹片应力不足。
②夹片纹路纹理过浅。
③夹片外壁及锚环内壁光洁度不足,摩擦力过大,导致挤压力不足。
5 影响因素影响钢绞线与锚具锚固效果的因素有以下几种:(1)锥面倾角α。
在一定的范围内,α越小,挤压力越大。
(2)摩擦系数f 。
锚环与夹片之间的摩擦力对锚环起反作用,保持接触面光滑可提高锚固性能。
(3)钢绞线与夹片的硬度。
合理确定两者的相对硬度是维持咬合力的基础。
(4)夹片内螺纹。
合理设计夹片内螺纹的几何尺寸,并在生产中保持其均匀性,有利于提高锚固性能,在充分考虑锚环与夹片强度的前提下,控制与调整以上因素对设计和施工都具有十分重要的意义。
6 预防措施(1)保持预应力管道的顺畅,减少摩阻力。
(2)选用质量合格的锚具,使用前检查并剔除不合格的锚具和夹片。
(3)若锚环与夹片接触面较粗糙,涂抹黄油。
7 结束语通过对预应力施工过程中出现断丝、滑丝、回缩等故障原因的分析,及时地采取了相应的处理措施,为优质、高效地完成江溪塔大桥的施工提供保障。
高速铁路新开河立交138m钢箱叠拱桥拱脚受力分析
４ 主 要计 算 工况
拱 脚 局部 模 型对 以下工 况进 行 了有 限元 分 析 ： （ ） 载 （ 期 恒 载 ＋ 期 恒 载 ） １恒 一 二 。
（ ）Ｋ ２ Ｚ 活载最不利加 载Ｌ 使得 以下各个量值 （ 最 不 利 时 的 活 载 布 置 ） ： ａ． 使 上拱肋轴向压力最大 ； ｂ使下拱肋轴 向压力最 大 ； ． ｃ使 上拱 肋 竖 向 弯 矩 最 大 ； ． ｄ使 下 拱 肋 竖 向弯 矩 最 大 ； ． ｅ． 使 系梁轴向拉力最大 ； 为 一 个 荷 载 工 况 ，在 １４ｍ×１ ． ． ｍ的支 座 范 围 内 ４ ｆ 系梁竖向弯矩最大 ； ． 使 加上合力大小相等的面荷载 ，这样在拱脚局部 模 ｇ使 系 梁轴 向剪 力 最 大 ； ． 型 中既模拟 了支座的面支撑 ，又放松 了支座对 转 ｈ使 系 梁 跨 中竖 向挠 度 最 大 。 ． 动的约束 ， 符合支 座处 的实 际受力情况 。 局部模 型 （ ） 荷 载 Ｆ ３风 ： 边界条件为 ： 系梁 端 部 为 固定 支 座 ， 横 梁 处 为 竖 端 ａ 车风荷载 ； ． 无 向和 纵 向约束 ， 系梁 处 为竖 向和 横 向约 束 ， 脚 处 拱 ｂ有 车 风 荷 载 。 。 为 竖 向约束 。 （ ） 度 荷 载 Ｔ ４温 ： 主要计 算参数 ： 全部钢材 采用Ｑ ７ｑ 级钢 ， ３ ０Ｅ 弹性 ａ整 体 升 温 ２ ． ８℃ ； 模 量Ｅ ２１ ０ Ｍ ａ泊松 比 ＝ ．。基 本容 许应 力 ： ＝ ．×１ Ｐ ， ０３ ｂ 体降温４ ． ． 整 ６５℃。 轴 向 应 力 【 】２ ０Ｍ ａ 弯 曲应 力 【 ＝ ２ ａ剪 ＝ １ Ｐ ， 盯】２０ＭＰ ， （ 长 钢 轨 纵 向水 平 力 ： ５） ａ． 切 应 力［ ＝ ２ ａ 端 部 承压 ３ ５ＭＰ 。 服 强 度 ： Ｔ】１ ５ＭＰ ， １ ａ 屈 伸缩力 ； 盯 ＝ ７ ａ 同 时 根 据 板 厚 进 行 允 许 应 力 的 调 ３０ＭＰ ， ｂ挠 曲力 。 ． 整 。桥 面 板 混 凝 土 采 用 Ｃ ０ 收 缩 混 凝 土 ， 性 模 ５少 弹 （ ） 向摇 摆 力 。 ６横 量 Ｅ Ｉ４ ＝． ２×１４ ａ 泊 松 比 ＝ ．。 ０ ＭＰ ， ０ ２ （ ） 不利脱轨荷载 。 ７最 采 用 大 型 通 用 有 限元 软 件 ＭＩ Ａ 对 拱 脚 局 部 Ｄ Ｓ 主要 荷 载 组合 ： 进 行 受 力 特 性 分 析 ：局 部 空 间 有 限元 模 型全 部 采 荷 载组合 １ 载 ＋Ｚ 活载最 不利加 载＋ ： 恒 Ｋ 混凝 用板单元 模拟实桥 拱脚 的各 个板件 ， 包括 ： 板 ， 土 收缩 徐 变 ＋ 向 摇 摆力 ； 顶 横 荷 载 组 合 ２荷 载 组 合 ｌ 有 车 风荷 载 ： ： ＋ 底 板 ， 板 ， 隔板 和加 劲 肋 以及 支 座 垫 板 。板 单 腹 横 荷 载 组 合 ３荷 载 组 合 １ 有 车 风 荷 载 ＋ 体 升 ： 十 整 元 具 有 ４ 节 点 ， 个 结 点 具 有 ６ 自 由度 、个 线 个 每 个 ３ 温２ ８℃ ； 位 移 与３ 角 位 移 。 脚 局 部分 析 有 限 元模 型 如 图 个 拱 荷 载组合４荷 载组合 ｌ 有 车风荷 载＋ 体降 ： ＋ 整 ４ 示。 所
下承式组合梁钢拱桥的设计分析
山 西建筑SHANXI ARCHITECTURE第44卷第8期・50・0 0 0 1 年 4月Voi. 44 No. 8Apo. 2001・桥梁・隧道・DOI ：16. 13319/j. c —i. 1009-6825.2021.48.051下承式组合梁钢拱桥的设计分析王彩花(太原市市政工程设计研究院，山西太原036000)摘 要：吉合晋城丹河大桥一一下承式无横撑钢混组合梁钢拱桥的工程项目背景，首先分析该新型组合结构桥梁的特点与难点,然后针对不同部位的构件综合考虑设计技术、施工方法和经济等因素，进行理论与计算的分析和研究，最后对将来采用此类型结 构的桥梁设计提出建议以供参考。
关键词:无横撑,钢混组合梁,钢箱拱中图分类号:U440.5文献标识码:A文章编号:1609-2822 (2221 )08-6104-631工程背景丹河快线工程项目是构建晋城市“两场、两站、三环、一线、十通道”城市道路骨架体系的重要组成部分。
工程建设 对拉开城市框架,拓展城市空间,带动沿线土地开发,拉动城市经济快速发展以及高铁机场与晋城市区的快速连接具 有重要意义。
项目工程位于晋城市“六区联动、组团发展”的高铁新 区，为规划“一线”的重要组成部分，是南北纵向主干道，将串联多条东西向的主要干道,形成区域交通集散的大通道。
其中位于规划丹河湿地公园范围内,紧邻丹河龙门风景旅 游区的丹河大桥正是丹河快线的关键节点工程。
按照晋城市丹河桥梁“一桥一景”的设计原则,本着突出桥梁自身特色的主旨,在深入分析城市历史文化内涵的基础上采用行业领先的设计技术，力求建造一座技术水平先进，充满晋城文化气息的跨河大桥。
2工程建设范围及规模丹河大桥工程位于丹河快线，由北引桥、主桥和南引桥三部分组成，其中主桥为单跨154 m 下承式无横撑钢拱一钢混组合梁组合体系拱桥丄2],南北两侧引桥均为(3 n37 +3n36)m 预应力混凝土连续箱梁桥。
工程范围内桥梁总长533 m ,桥面全宽53.5 m 。
系杆拱桥结构受力分析
系杆拱桥结构受力分析作者：***来源：《中国水运》2021年第12期摘要：系杆拱桥兼具拱桥的跨越能力和简支梁桥对地质基础的适应能力的优点，故而广泛应用于国内外的桥梁建设。
本文以某系杆拱桥为研究背景，用有限元软件Midas/Civil对桥梁进行模拟，分析其吊杆和拱肋结构受力，得出以下结论：（1）恒载引起吊杆和拱肋的内力比活载较大;（2）在恒载和活载作用下，拱肋在拱脚处弯矩较大;（3）对于有纵坡的系杆拱桥，其纵向的不对称性会对拱肋弯矩产生影响。
研究结果可为同类桥梁设计与后期加固提供参考依据。
关键词：系杆拱桥;Midas/civil;受力分析中图分类号：U448.22+5 文献标识码：A 文章编号：1006—7973（2021）12-0151-03系杆拱桥是主要由拱肋、吊杆和系梁组成的一种复合结构体系，因其内部超静定外部简支的受力特性，故兼具有拱桥的较大跨越能力和简支梁桥对地基适应能力强两大特点。
当桥面高程受到严格限制而桥下又要求有较大的净空，或当墩台基础地质条件不佳但又要保证较大跨径时，系杆拱桥是一种较优越的桥型[1-4]。
由于系杆拱桥设计和施工技术逐渐趋于成熟，在许多城市建设和公路修建上得到大量运用，如广州南沙凤凰三桥、扬州大运河桥等，均为系杆拱桥结构[5-6]。
但随着时间推移，许多系杆拱桥均存在服役过久，使用负荷较大现象，而且当时设计和施工技术不完善，导致目前部分系杆拱桥仍存在许多问题，如出现裂缝，变形等病害，甚至直接发生倒塌，危及人民生命财产安全[7-8]。
为减少此类情况发生，笔者以某系杆拱桥为研究背景，以此桥的受力情况分析其内力作用机理。
具体方法为，使用有限元软件Midas/Civil 对桥梁进行数值模拟，以软件模型模拟桥梁真实受力情况，并读取其各部件在荷载作用下的内力情况，分析其吊杆和拱肋结构受力，本文研究结果可在同类桥梁设计以及后期加固过程中提供一定的参考依据。
1工程概况桥梁全长179米，全宽40米，按整幅桥设计。
下承式刚性系杆拱桥拱座结点受力特点分析
下承式刚性系杆拱桥拱座结点受力特点分析刘国光;刘群;潘哲;朱宗景;聂利英【摘要】拱座开裂是拱桥经常出现的病害之一.以某下承式钢管混凝土刚性系杆拱桥为工程背景,探讨了刚性系杆钢管混凝土拱桥拱座微小转动对于此类拱桥拱座处内力的影响,由分析可知:拱座的微小自由转动会造成拱脚、系杆端头弯矩大的改变,即拱座结点受力对微小自由转动敏感.在现实的桥梁中施工初始安装、运营期间的重车过桥,尤其是过桥头伸缩缝时的冲击作用等均有可能带来拱座设计中未能考虑到的微小的自由转动.拱座受力对此微小转动的敏感性,很可能是下承式钢管混凝土刚性系杆拱桥拱座开裂的重要因素之一.%Arch abutments cracking is a common disease of the arch bridge. With a concrete filled steel tube such arch bridge as the engineering background, the influence of small rotation of arch abutments of concrete filled steel tube such arch bridge in internal force of arch abutment is analyzed, with the analysis, small free rotation of the arch abutments will greatly influent the bending moment of arch spring section and the head section of tie bar, also is forces of arch abutment are sensitive of tiny rotation of arch abutments. In actual, initial installation in construction , Heavy vehicle across, especially the impact on the bridge when the vehicle through expansion joint on the head of the bridge will probably bring small free rotation of the arch abutments which unexpected in design programs. So, sensitive of tiny rotation of arch abutments in forces of arch abutments are probably the causes of cracking of arch abutments of concrete filled steel tube such arch bridge.【期刊名称】《科学技术与工程》【年(卷),期】2013(013)012【总页数】5页(P3327-3330,3336)【关键词】下承式刚性系杆拱桥;拱座转动;拱座开裂【作者】刘国光;刘群;潘哲;朱宗景;聂利英【作者单位】河海大学土木与交通学院,南京210098【正文语种】中文【中图分类】U441.5拱桥是我国桥梁建设中常用的桥型。
下承式铁路钢桁结合梁桥的受力性能分析
１ 桥 梁概况
某 黄河特大桥是铁路全线重点控制 工程之一 ， 桥梁全长
３９ ２ ０ 跨 黄 河 主 桥 采 用 １ ４ ．８ｍ， ３孔 ９ ６ｉ 线 下 承 式 简 支 钢 ｎ单 桁 结 合 梁 。 由 ４孔 ２ Ｉ ４Ｉ 预应 力混 凝 土 Ｔ梁 、４孔 ３ 预应 Ｔ ４ ２ｍ
特殊 活载
ｍ及 以下一般为钢板梁或钢箱梁桥 ，８ｍ及 以上一般为下承 ４ 式钢桁 梁桥 。这些 明桥面 钢桥在 客运专 线和高 速铁 路上不 再适 用 ， 取而代之的将是钢 一混凝土结合桥 。跨 度较小 的可 采用钢板梁 一 混凝土或钢箱梁 一 混凝 土结合桥 ， 跨度较大 的 可采用 下承式钢桁梁 一 混凝土结合桥 ， 简称 为下承式钢桁结
２ １ １ 恒载 ．．
［ 定稿 日期 ］０ １— ９—１ ２１ ０ ３ ［ 作者简介 ］ 张燕云 （ ９ １一） 女 ， １８ ， 在读 硕 士研 究 生， 研 究方 向为工程结构减（ 震技术 与振动控制 ； 庆伟 ， 助 隔） 任 男，
理工程师。
结构 的恒载包括 自重 、 桥面二期恒 载等。
【 摘 要 】 客运专线和 高速铁路 行车速度 快、 密度 大， 因此对桥 梁的抗 弯刚度 、 刚度 、 抗扭 稳定性和耐久
三 三 ］
性要 求较高 ， 而下承式铁路 钢桁结合梁桥 能较 好的满足 以上要 求。文章对 ９ ６ｍ单线下承式钢桁 结合梁建 立
了空 间 有 限 元模 型 ， 算 桥 梁的 结 构 自 频 率 ， 且 模 拟 了准 静 载 下 列 车 荷 载 加 栽 产 生 的 动 挠 度 和 动 应 变 ， 计 振 并
（ ）结 构 的 自 重 ： 结 构 ７ ． ｋ ／ 混 凝 土 桥 面 １ 钢 ５ Ｉ Ｎ ｍ，
下承式拱梁组合体系拱桥拱脚节点设计及受力分析
李 邦 映
（ 安徽 省交通规划设计研究 院有限公司 ， 安徽 合肥
摘
Байду номын сангаас
２ ３ ０ ０ ８ ８ ）
要： 拱梁组合拱桥结构设计难点在 于拱脚节 点， 结合某 三跨连续拱梁组合 拱桥副拱拱脚 节点分 析， 利用土木 工程专业 分析软
作者简 介： 李邦 映（ １ ９ ８ ５ 一） ： 男， 安徽舒城人 ， 硕士 ， 安徽省交通规划设计研究 院有 限公 司工程师 《 工程与建设》 ２ ０ １ ３ 年第２ ７ 卷第 ５ 期 ６ ２ ３
（ 砾） 石， 做 成 下 封 层 。基 层 的养 生 期 不 宜 少 于 ７ ｄ 。
脚 节 点 局部 分 析 ， 采 用 Ｍｉ ｄ ａ ｓ Ｃ ｉ ｖ ｉ ｌ 建 立 空 间杆 系 模
型， 采 用 Ｍｉ ｄ ａ ｓ Ｆ Ｅ Ａ建 立局 部 分析 模 型 。空 间 杆 系
图 １ 桥 梁 立 面 图
模 型 如 图 ３所 示 。
收 稿 日期 ： ２ ｏ １ ３ — ０ ８ — １ ４ ； 修 改 日期 ： ２ ｏ １ ３ — ０ ９ — ０ ２
该桥 副拱 拱脚 节点 系梁部 分 长为 ８ ． ５ ２ ５ ｍ， 拱肋 部 分 长为 ７ ． ０ ３ ６ ｍ； 系梁横 向加 劲根 据横 梁 和拱肋 位 置 进
行设 置 ， 标 准 间距 为 １ ． ２ ５ ｍ； 主拱 节 点横 向加 劲 间距 １ ． ２ ６ ４ ￣１ ． ７ ０ ２ ｍ 不等 。
肋 在拱 脚 处 与主梁 （ 系梁 ） 连 接在 一起 ， 拱 脚处 受力 及
构 造均 比较复 杂 ， 从 理 论 上 难 以计 算 清 楚 ， 通 常 设 计
下承式简支拱钢管拱肋受力及施工技术研究
下承式简支拱钢管拱肋受力及施工技术研究许童云(中铁上海工程局集团第四工程有限公司 天津 300000)摘要：以新建潍坊至烟台铁路工程 ZQSG-6 标段大理路中桥1~64 m简支拱桥为依托，该文阐述了钢管拱肋加工、安装和施工等重难点，以及如何采用拱脚现场散拼法，解决了由于拱脚内钢筋布排密集，系杆与端横梁预应力孔道穿越其中，混凝土浇筑困难的难题。
对拱部线性检测和应力监测发现，拱部线形变化满足施工要求，在规定年限对线形变化进行预测，线形变化满足施工寿命要求，并且应力和吊杆张力都满足运营阶段的要求，拱部结构在安全范围内。
为以后类似工程项目提供技术支持。
关键词：施工流程 拱肋施工 线性监测 应力监测中图分类号：U445.4文献标识码：文章编号：1672-3791(2023)19-0159-04Research on the Stress and Construction Technology of the Through Simply-Supported Steel Pipe Arch RibXU Tongyun(The Fourth Civil Engineering Co., Ltd., CREC Shanghai Group, Tianjin, 300000 China) Abstract:Relying on the 1-64m simply-supported arch bridge of the medium bridge over the Dali Road in the ZQSG-6 section of the newly-built Weifang to Yantai railway project, this paper expounds the major difficulties such as the processing, installation and construction of steel pipe arch ribs, and uses the on-site scattering method to solve the problem of difficult concrete pouring due to the dense arrangement of steel bars in the arch foot and the prestressed holes of the tie rod and the end beam passing through it. Through the linear detection and stress moni‐toring of the arch, it is found that the linear change of the arch meets construction requirements, and through pre‐dicting the linear change at the specified age, it is found the linear change meets the requirements of the construc‐tion life, the stress and boom tension meet the requirements of the operation stage, and that the arch structure is within the safe range, which provides technical support for future similar engineering projects.Key Words: Construction process; Arch rib construction; Linear monitoring; Stress monitoring1 工程概况潍坊至烟台铁路工程 ZQSG-6 标段大理路中桥，梁全长66.5 m，计算跨长为64 m，矢跨比f / l=1/5，拱肋平面内矢高12.8 m，拱肋采用二次抛物线，拱肋立面投影方程为：y=4´12.8(64-x)x/642（m）。
高速铁路下承式拱桥吊索张拉力研究与应用
高速铁路下承式拱桥吊索张拉力研究与应用高速铁路桥梁对成桥后的受力状态、线型、刚度等要求均非常高，同时高速铁路下承式拱桥属于内部高次超静定结构，任何一根吊杆张拉索力或张拉顺序的改变都会影响全桥结构的受力。
因此，如何确定高速铁路下承式拱桥吊杆初张拉或者多次调整时千斤顶的张拉力是设计和施工面临的关键问题。
目前常用的成桥状态下吊杆内力的确定方法主要有刚性支承连续梁法、最小弯曲能量法、刚性吊杆法等。
已知成桥状态下吊索内力推求张拉过程力的方法主要有正装法、倒装法、影响矩阵法、无应力状态法等[1-2]。
测定方法参考Cai等[16]。
将浓度为30%淀粉样品密封于 DSC盘中，平衡过夜，以空盘作为参照，从30 ℃加热至150 ℃，加热速率为10 ℃/min，通过Pyris软件分析淀粉球晶的起糊温度（To）、峰值温度（Tp）、终止温度（Tc）和焓值（△H），并记录结果。
1 成桥状态吊索合理内力的确定刚性支承连续梁法是探求一组成桥索力，使得主梁在恒载作用下的弯矩和将主梁、吊杆相交的地方设置为刚性支承的连续梁结构的弯矩相同，并以梁和吊杆交叉处位移为零作为目标受力状态的计算方法，计算结构示意如图1所示。
本方法重点在于控制结构的线形，当吊杆间距分布均匀时，计算出的成桥吊杆索力一般较均匀。
图1 刚性支撑连续梁法计算结构示意图最小弯曲能量法是以结构(包括主梁和拱肋)弯曲应变能作为目标函数，假定主梁、拱肋、吊杆的轴向刚度无限大，主梁和拱肋的弯曲刚度、容重保持不变，经计算求得成桥吊杆内力。
本方法的特点是跨中部分计算的成桥吊杆内力比较均匀，靠近拱脚附件的吊杆内力值偏小。
因此，计算出的主梁和拱部的应力很难直接满足设计的目标要求。
刚性吊杆法与最小弯曲能量法类似，只是在进行有限元模拟计算时只假定吊杆刚度无限大，两端点之间的竖向相对位移值为零，其余部分按照正常结构刚度进行模拟。
刚性吊杆法是弯矩能量最小法的特例，其缺点与最小弯曲能量法相同。
以上吊杆在成桥状态下索力的确定方法都只能作为设计参考，实际桥梁最终的受力应以桥梁在恒载、活载、吊杆张拉力等荷载作用下主梁关键受力部位的应力达到指定应力值或将关键部位应力控制在某一范围为主要控制目标，并且需综合考虑吊杆在成桥状态下内力分布的均匀性，以及梁体和拱肋的线形等因素。
某下承式系杆拱桥的结构受力分析
某下承式系杆拱桥的结构受力分析叶博【摘要】以某下承式系杆拱桥为研究背景,运用Midas/Civil软件建立全桥有限元模型,分别对该桥吊杆、拱肋和系杆结构的轴力及弯矩进行数值分析,得出以下结论:1)活载引起吊杆、拱肋和系杆的轴力与弯矩值仅为恒载的1/10左右;2)恒载和活载作用下,拱肋、系杆与吊杆固结处产生附加内力随着时间推移会致使吊杆产生损伤.3)系杆拱桥的吊杆、系杆结构在恒载与活载作用下均处于受拉状态,故布置于结构内的预应力钢束能有效改善自身受力状态.【期刊名称】《兰州工业学院学报》【年(卷),期】2017(024)006【总页数】4页(P41-44)【关键词】下承式系杆拱桥;Midas/civil;吊杆;系杆;拱肋【作者】叶博【作者单位】山西省交通科学研究院,山西太原 030006【正文语种】中文【中图分类】U448.22下承式系杆拱桥主要由吊杆、拱肋以及系杆组成，其中吊杆仅承担轴力，拱肋承压为主承弯为辅，而系杆均承担弯矩和轴力，构成一个梁拱组合结构体系共同承受荷载[1-4].20纪中期，系杆拱桥逐渐在我国得到广泛运用，如临清卫运河桥、扬州大运河桥等，均为下承式系杆拱桥结构[5-6].近年来，由于国内部分系杆拱桥的建时过久，使用频率较高，且当时设计和施工阶段技术不成熟，导致目前许多下承式系杆拱桥出现诸多问题[7-8].基于此，笔者以某下承式系杆拱为研究背景，运用Midas/Civil软件建立全桥有限元模型，分别对该桥吊杆、拱肋和系杆结构的轴力及弯矩进行数值分析，研究结果可为同类桥梁设计与后期加固提供参考依据.某下承式系杆拱桥全长168 m，跨径布置为(2×22+72+2×22) m，桥面宽为：2×[1.9 m(人行道)+4.6 m(非机动车道)+2 m(分隔带)]+15 m(行车道)=32 m，设计荷载为：汽车-20级，挂车-100级.桥梁立面布置如图1所示.该桥主跨为下承式钢管混凝土系杆拱，计算跨径为72 m，矢高14.4 m，矢跨比为1/5，拱轴线为二次抛物线.拱肋采用圆形钢管混凝土截面，钢管外径为1.4 m，壁厚14 mm.系杆采用圆形截面，外径为0.8 m，壁厚10 mm，钢管内设有高强度低松弛预应力钢绞线；拱肋和系杆钢管内均使用C40微膨胀混凝土泵送填充.吊杆采用φ0.18 m圆形无缝钢管，壁厚14 mm，管内填充C30细粒式混凝土.运用Midas/Civil有限元软件建立下承式系杆拱桥计算模型，模型中拱肋、横撑、横梁、系杆、吊杆外套管均以空间梁单元进行模拟；桥面板及铺装层以板单元模拟；吊杆内预应力钢束采用初拉力形式进行张拉，并以桁架单元模拟，拱桥计算模型具体如图2所示.模型坐标系中XYZ分别表示拱桥的纵向、横向与竖向，原点O设置于某一拱脚处，将原点处支座进行固定，并分别约束其纵桥向支座的Y方向和横桥向支座的X方向，其余支座则设定为活动支座.另外，模型中拱肋和系杆采用固结连接.拱桥模拟过程中采用简化计算方法，将拱肋、系杆单元模拟成一种各项同性的材料，即将钢材和混凝土视为等效材料，并将其截面换算为等效截面.模拟中基本材料拟定为钢材，运用以下计算公式将混凝土换算成钢材.A=As+，I=Is+，γ=(γcAc+γsAs)/A.式中,s、c分别表示钢和混凝土；A、E、I、γ分别表示材料的面积、杨氏模量、惯性矩和容重.假定模拟材料均为各项同性.钢的弹性模量分别为E1=2.1×105 MPa，μ1=0.3；混凝土的弹性模量为E2=3.31×104 MPa，μ2=0.167；拱肋、系杆结构内钢-混的弹性模量比为6.34，比重为3.07.计算过程中恒载作用仅考虑结构自重，汽车活载根据《公路桥涵设计通用规范(JTG D60—2015)》中相关规定进行计算.吊杆是下承式系杆拱桥中的主要组成部分，其工作状态能反映出桥梁是否安全.通过对系杆拱桥内吊杆结构进行数值分析，获得恒载、活载作用下各吊杆的轴力变化曲线如图3所示.根据图3可知，恒载作用下吊杆左右幅的轴力变化一致，且拱桥两侧吊杆的轴力呈对称分布；而活载作用下吊杆左右幅的轴力变化差异相对较为明显，但两侧吊杆的轴力由于最不利荷载的布置差别较小，整体上仍呈对称分布.在恒载或活载作用下各吊杆均处于受拉状态，其中吊杆轴力主要由恒载作用引起，而活载作用的影响相对较小；各吊杆的轴力分布都比较均匀，且变幅较小.拱肋是系杆拱桥中主要的承重构件，其内力的控制对全桥整体受力和成桥线形起着决定性影响.通过对恒载及活载作用下拱肋结构的内力进行数值分析，获得各节点轴力与弯矩的变化规律如图4～5所示.根据图4可知，恒载作用下拱肋结构产生较大的轴向压力，两侧各节点的轴力呈对称分布，拱顶处轴力值最小，沿跨中向两侧拱脚逐渐递增；拱肋上下侧弯矩分别处于受压、受拉状态，其中拱顶处出现负弯矩，拱肋弯矩沿跨中向拱脚侧逐渐增大.从图5可以看出，活载作用下拱肋结构基本处于受拉状态，其轴力由拱脚往拱顶逐渐递减，两侧轴力分布对称，较于恒载作用，活载对拱肋轴线拉力的影响更小；拱肋全跨弯矩均为正弯矩，其中1/4跨处弯矩达到峰值，并分别向跨中、拱脚处逐渐减小.通过对拱桥系杆结构进行受力分析，分别获得恒载、活载作用下各系杆节点的轴力及弯矩变化规律如图6～7所示.根据图6可知，恒载作用下系杆全跨轴力均处于受拉状态，其中跨中处轴力值最小，且向两侧边跨方向逐渐递增，这是由于系杆与吊杆采用固结连接方式，故半刚性吊杆对系梁的轴力变化产生直接影响；而系杆全跨的弯矩分布较不规则，其原因为系杆在吊杆轴向力影响下产生数个集中力，致使吊杆与系杆固结处的弯矩发生突变.从图7可以看出，活载作用下系杆全跨轴力也均表现为受拉，但轴力变化与恒载作用差距较大，其中两侧1/4跨处轴力值最大，且逐渐向跨中及边跨减小；活载作用下系杆和吊杆固结处弯矩存在较小突变，但系杆全跨仍处于正弯矩，这是由于活载作用引起的吊杆轴力并不明显，而恒载对吊杆轴力影响较大.通过对某下承式系杆拱桥的结构受力进行数值分析，分别得出恒载和活载作用下吊杆、拱肋、系杆的结构内力变化规律，其结果可为同类桥梁设计与后期加固提供参考依据.1) 活载作用下吊杆、拱肋和系杆的内力变化明显要小于恒载作用，活载引起各构件的轴力与弯矩值仅为恒载的1/10左右.2) 恒载和活载作用下，拱肋、系杆与吊杆固结处会产生不同程度的附加内力，当拱桥长期使用时，附加内力能逐渐致使吊杆产生损伤.3) 系杆拱桥的吊杆、系杆结构在恒载与活载作用下均处于受拉状态，故布置于结构内的预应力钢束能有效改善自身受力状态，但桥梁长期使用过程中吊杆结构内钢束的预存力会逐渐减小，故可通过增设吊杆以增强拱桥承载能力.【相关文献】[1] 韩保勤.钢答混凝上拱桥吊杆张拉方案比选[J].桥梁建设,2015,45(1):114-119.[2] 赵铭伟.增大截面法在拱桥加固中的应用[J].山西交通科技,2017(1):57-60.[3] 欧阳辉来，张万华.新开河大桥拱脚设计及局部应力分析[J].世界桥梁，2009(3):33-35.[4] 杨剑，邹团结，汪金胜.梁拱组合拱桥拱脚局部应力分析和试验研究[J].铁道科学与工程学报，2014(6)：25-29.[5] 于刚.九堡大桥设计过程复杂节点局部分析[J].城市道桥与防洪，2011(12)：30-33.[6] 刘芳.下承式钢管混凝土拱桥空间稳定性与极限承载力研究[D].长沙:中南大学，2008.[7] 曾勇，马如进，谭红梅.大跨上承式钢管混凝土拱桥的动力特性研究[J].中外公路，2014(3):113-117.[8] 陈建兵，熊秉贤，李夏元，等.钢管混凝土拱桥新增吊杆加固设计[J].世界桥梁，2016,44(5):83-88.。
高速铁路下承式钢箱系杆拱钢-混凝土组合桥结构体系及受力性能研究的开题报告
高速铁路下承式钢箱系杆拱钢-混凝土组合桥结构体系及受力性能研究的开题报告一、研究背景随着我国高速铁路建设的不断推进，高速铁路桥梁建设需要满足更高的安全性、经济性和耐久性要求。
在桥梁结构设计及其选型时，既需要考虑纵向承载能力，又需要考虑横向承载能力。
另外，对于斜拉桥、拱桥等悬索体系结构，其钢箱-混凝土结构体系已被广泛应用，并具有结构稳定性良好、施工方便、经济性高等优点。
因此，高速铁路下承式钢箱系杆拱钢-混凝土组合桥结构体系及其受力性能研究成为一个热点问题。
二、研究目的本研究旨在通过理论分析、数值模拟、实验研究等手段，探究高速铁路下承式钢箱系杆拱钢-混凝土组合桥结构体系的受力性能，包括其纵向和横向承载能力、疲劳性能、耐久性能等，并探讨其影响因素和优化设计方法，为高速铁路桥梁建设提供理论和实践指导。
三、研究内容1. 高速铁路下承式钢箱系杆拱钢-混凝土组合桥结构体系的设计原理和构造特点。
2. 理论分析及数值模拟研究：采用有限元方法，建立高速铁路下承式钢箱系杆拱钢-混凝土组合桥结构体系的三维有限元模型，研究其纵向和横向承载性能、疲劳性能等。
3. 实验研究：基于实际高速铁路下承式钢箱系杆拱钢-混凝土组合桥结构体系，进行承载试验、疲劳试验等实验研究，考察其受力性能和耐久性能。
4. 影响因素分析：通过理论分析和实验研究，探究高速铁路下承式钢箱系杆拱钢-混凝土组合桥结构体系的设计参数对其受力性能的影响。
5. 优化设计方法：基于上述研究结果，提出高速铁路下承式钢箱系杆拱钢-混凝土组合桥结构体系的优化设计方法，以满足更高的安全性、经济性和耐久性要求。
四、研究意义本研究对高速铁路桥梁建设的安全性、经济性和耐久性等方面具有重要意义，同时可以为钢箱-混凝土结构体系的应用研究提供一个重要的实验基础。
此外，本研究还可以为后续相关研究提供理论和实践基础。
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第５期
周 德，等：高速铁路卜．承式钢箱系杆拱结合桥的受力分析
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载进行补载。其主要原因是：在自重作用下，为保证 模型和实桥应力一致，模型材料容重应为实桥的８倍，
和６以及两侧腹板中点ｃ和巩在这４个测点中，上、 下翼缘中点口和６的应力之差反映怪向弯曲，而两侧
这实际上不可能做到，因此，采取了补载措施【９】。 ２．２加载方法
ｈｉｎｇｅ ｊｏｉｎｔｓ ｄ嘶ｎｇ ｉｎ－ｐｌａ鹏ｂｅＩｌｄｉ】唱ｍｏｍｅｎｔ．Ａｄｏｐｔｉｎｇ ｂ似ｂｅａｎｌｓ姐ｄ ｌａｒｇ既ｃｒｏｓｓ ｓｅｃｔｉｏｎａｌ ｄｉｍｍｓｉｏ璐，ｔｈｅ
ｏｕ．ｔ＿０ｆｐｌａ∞ｂｃｎｄｉｎｇ ｐｍｂｌ锄ｏｆ ｔｈｅ ｆｉｒｓｔ仃；ｍｓＶｅｒ∞ｂ锄ｉｓ∞ｌＶｅｄ．Ｔｈｅ ｒｉ百ｄ ｔ埘培ｅｒｓ ｂｅ盯ｎｏｔ ｏｎｌｙ觚ｉａｌ ｆ．ｏｒｃｅ ｂｕｔ ａｌ∞
１０ｎｇｉｔＩｌｄｉｍｌ ｂｃａｒｎｓ ｉｎⅡｌｅ ｃ私ｅ ｏｆ血ｅ ｌｌａｌｆ二晡ｄｇｅ岫ｉｆｏ】衄ｌｏａｄ ａｒｅ ｗｏ瑙ｅ ｔｌｌ柚ｔｌｍｓｅ ｏｆⅡ圮ｆｉｌｌｌ－ｂｒｉｄｇｅ岫ｉｆｏ衄ｌｏａｄ．ｍ
ｂｅ锄ａｒｅ ｅｎｄｓ ｏｆ ｔｈｅ ｆｉｒｓｔ扛姐ｓｖｅ巧ｅ
ｃｏｎｓｉｄｅｒｅｄ ａｓ ｆｉｘｅｄ ｅｎｄｓ ｗｈｉｌｅ ｔｈｏｓｅ ｏｆ ｔ１１ｅ ｏｍｅｒ仃姐ｓｖｅｒｓｅ ｂｅａｍｓ ａ聆ｍｏｒｅ ｌｉｋｅ
ＺＨＯＵ Ｄｅ，ＹＥ Ｍｅｉ·ｘｉＩｌ，ＬＵＯ Ｒｕ—ｄｅｎｇ
（Ｓｃｈｏｏｌ ｏｆＣｉｖｉｌ ａｎｄ Ａｒｃｈ沁ｃｔｌｌｒａｌ Ｅｎ百ｎｅｅｒｉｎｇ，Ｃｃｎｔｒａｌ Ｓｏｕｍ ＵｎｉＶｅｒｓｉ劬Ｃｈａｎｇｓｈａ ４１００７５，Ｃｈｉｎａ）
ｏｎ‰一Ｇ啪ｇｚｈｏｕ Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔ０蚰幽－ｓｔａｎｄ ｔｈｅ ｆ．ｏＩ．ｃｅ·ｂｅ撕ｎｇ ｃｈａｆａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓ ｏｆ ｔｈｒｏｕ曲ｔｉｅｄ—ａｒｃｈ ｃｏｍｐｏｓｉ钯晰ｄｇｅ，ａ ｌ：８ ｓｃａｌｅ ｍｏｄｅｌ ｗ够
本文作者根据武广客运专线某１４０ ｍ下承式钢箱系杆
拱结合桥，设计制作了１个比例尺为１：８的全桥缩尺
模型，对其进行静力试验研究，并结合有限元分析对
结构的受力特性进行分析。
１ 下承式系杆拱结合桥试验模型
试验模型跨度为１７．５ ｍ，矢跨比为ｌ／４．６７，拱肋 中心距为２ ｍ，拱轴线型采用二次抛物线；拱肋结构 采用双肋平行变截面钢箱，钢箱截面宽为０．２５ ｍ，拱 脚处高为０．５６２ ５ ｍ，拱项处高为０．３７５ ｍ，中间截面 高按内线直插；系梁也为钢箱截面，高为０．４３７ ５ ｍ， 宽为０．２５ ｍ；全桥设１８个节间，长度布置为（２× Ｏ．８７５＋１４×１．０＋２×０．８７５）ｍ；桥面系采用混凝土板与 纵横梁全结合体系，不与系梁结合；设４片“Ｉ”字型 纵梁，每线设２片，外纵梁间距为１．Ｏ ｍ，内纵梁间距 为Ｏ．２５ ｍ；横梁采用箱型梁，高均为Ｏ．２５ ｍ，端横梁
实桥所受荷载为均布荷载。试验加载时，按荷载 等效原则，选择在纵梁上方混凝土板施加等效集中荷 载来替代。模型每节间４根纵梁，每根纵梁上方设２ 个加载点（２个加载点之间的距离为节间长度的０．４２
腹板中点ｃ和ｄ的应力之差则反映面外弯曲，由这４
个测点的应力经换算可得到截面上任意点的应力：对
于“Ｉ”形截面钢构件（包括纵梁和吊杆），应变片只布
试验时，位移采用百分表测量，应力则通过测量 应变经换算得到。采用电测对应变进行测量，即在结 构上贴应变片，由ＤＨ３８１８和ＤＨ３８１６应变采集仪采 集应变数据，并直接输入计算机中进行转换。应变片 的布置如图３所示，对于箱形截面钢构件（包括拱肋、 系梁、横梁和横撑），应变片布置在上、下翼缘中点口
３．１计算软件及分析模型的建立 根据试验模型结构尺寸，采用通用有限元软件包
关键词：高速铁路；下承式系杆拱桥；桥面；有限元；模型试验
中图分类号：Ｕ４４８．２２
文献标识码：Ａ
文章编号：１６７２—７２０７（２００９）０５一１４５７－０８
Ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ ａｎａｌｙｓｉｓ Ｏｆ ｔｈｒＯｕｇｈ ｔｉｅｄ—ａｒｃｈ ｃｏｍｐｏｓｉｔｅ ｂｒｉｄｇｅ ０ｎ
ｈｉｇｈ－ｓｐｅｅｄ ｒａｉｌｗａｙ
摘要：为了了解下承式系杆拱结合桥的受力性能，根据武广客运专线某１４０ ｍ下承式钢箱系杆拱结合桥，设计
制作１个比例尺为１：８的全桥试验模型，并对桥梁在全桥均布、半桥均布、全桥偏载、半桥偏载和超载共５种工
况进行加载试验和分析。研究结果表明：在均布荷载作用下，半桥加载方式引起的竖向挠度约为全桥加载时的２
倍；在偏载作用时，重载侧与轻载侧竖向挠度之比小于它们的荷载之比；在受力上，拱肋、系梁和纵梁的半桥均
置在上、下翼缘中点ｄ和６；混凝土应变片则主要布
置在顶板。对工况５进行超载试验时，采用数字显微
镜观测混凝土裂缝宽度。
：
倍），每节间共８个加载点并共用１个千斤顶加载。千
斤顶置于分配梁上，另一端顶住反力梁，反力梁通过 钢绞线锚固在地锚梁上，地锚梁通过锚杆锚在地槽中。
千斤项下的桥面荷载分配装置采用３层分配梁，千斤 顶所施加的荷载通过分配梁传递到纵梁上方的加载
其中，一期恒载补载３２．１蝌／ｍ，二期恒载为２３．１
ｋＮ／ｍ，１．５倍双线全桥满布ＺＫ活载为２９．５５ ｋＮ／ｍ。 对于工况５，为了模拟实桥受力状态，在一期恒
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单位：ｍ 图１下承式系杆拱结合桥试验模型 Ｔｃｓｔ ｎＩｏｄｃｌ ｏｆ ｔｈｒｏｕｇｈ ｔｉｅｄ—ａｒｃｈ ｃｏｍｐｏｓｉｔｅ ｂｒｉｄｇｅ
２试验荷载的施加和测试方法
２．１加载工况 为研究桥梁在不同荷载作用下的受力特性，同时
检验结构在运营阶段能否满足高速铁路桥梁的功能要 求，在考虑加载能力与试验条件等因素后，确定５种 试验工况：
ａ．工况ｌ：全桥均布，按５０ｋＮ／ｍ加载。 ｂ．工况２：半桥均布，按５０ｋＮ／ｍ加载。 ｃ．工况３：全桥偏载，按５０ ｋＮ／ｍ加载。其中： 纵梁１和２按３０．４５ ｋＮ／ｍ加载，纵梁３和４按１９．５５ ｋＮ／ｍ加载。 ｄ．工况４：半桥偏载，按５０Ｉ洲／ｍ加载，加载方 式与工况３的相同，但只在左半桥加载。 ｅ．工况５：全桥均布，超载，按８４．７５ｋＮ／ｍ加载，
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宽为０．２５ ｍ，辅助横梁（即横梁２）宽为０．１８７ ５ ｍ，其 他中间横梁宽都为０．１ ｍ，共计１９根：混凝土板宽为 １．６７５ ｍ，厚为４ ｃｍ，板边与系梁之间相隔０．０３７ ５ ｍ； 板中采用高配筋，纵向钢筋布置间距为８ ｃｍ。采用直 径为１２ ｍｍ的带肋螺纹钢，共计２０根，配筋率约为 ３．４％；栓钉直径为１３ ｍｍ，长为４ ｃｍ，按要求布置在 纵横梁上翼缘；全桥设２×１５根“Ｉ”字型刚性吊杆， ５道箱型粱横撑。模型材料钢构件均采用１６Ｍｎｑ钢， 混凝土标号为Ｃ５０。图１所示为试验模型。
收稿日期：２００８∞９－２９；修回日期：２００９一ｏｌ—０９
基 通金 信项作目者：：铁周道德部（１科９８技０一研）究，开男发，计江划西项萍目乡（人２０，０５博ｋ０上０２研·究ｃ－２生），从事桥梁结构分析理论与极限承载力研究：电话：０７３１．８５“１９５７；Ｂｍｉｌ：ｊｏｄ”蜘．锄
万方数据
１４５８
ＡＮＳＹＳ建立空间力学模型，如图４所示。模型中，拱
肋采用３节点空间曲梁单元ｂｅ锄１８９，系梁、纵、横 粱、横撑和吊杆则采用空间直梁单元ｂｅ锄４４，混凝土
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第４０卷第５期 ２００９年ｌＯ月
中南大学学报（自然科学版） Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ ＣｅｎｔｒａＩ Ｓｏｕｔｈ ＵｎｉＶｅｒｓｉｔｙ（Ｓｃｉｅｎｃｅ ａｎｄ ７ｒｅｃｈｎｏＩｏｇｙ）
、，０１．４０ Ｎｏ．５ Ｏｄ．２００９
高速铁路下承式钢箱系杆拱结合桥的受力分析
周德，叶梅新，罗如登
（中南大学土木建筑学院，湖南长沙，４１００７５）
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中南大学学报（自然科学版）
第４０卷
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下承式系杆拱桥造型优美，跨越能力大，采用钢
：与混凝土结合桥面后，与混凝土梁桥相比，具有建筑