上承式钢筋混凝土空腹箱拱桥设计

图 1 桥型布置图（单位:cm) 2 计算模型及设计参数
本桥建模时，未考虑拱上建筑与拱圈的联合作
图 3 温度梯度图式（单位:cm)
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北方交通
2017年 第 3 期
2005)第 5. 1 . 9 条 规 定 ，箱 室 内 外 温 差 取 5 1 计 算 ， 如图3 所示。
根据 《公 路 圬 工 桥 涵 设 计 规 范 》 （ JTG D61 2005)第 5.1.8 条规定，计算拱圈的温度变化和混凝 土 收 缩 影 响 时 ，应 考 虑 混 凝 土 徐 变 的 影 响 ，由此作用
时 对 主 拱 圈 的 承 载 能 力 进 行 验 算 和 稳 定 性 分 析 ，得 出 有 意 义 的 结 论 ，可 为 相 似 结 构 桥 梁 设 计 提 供 借 鉴 。
关 键 词 ：无铰拱桥;拱轴系数;稳定性分析
中图分类号：U448. 22 +3
文献标识码：B
1 工程概况 下大山大桥位于贵州省境内，桥 位 起 点 桩 号 K9
拱圈的 合 龙 温 度 为 34T ，按 照 《公路桥涵设计 通用规范》 （ JTG D60 -2015)4. 3. 10 - 2 条 ，最高有 效 温 度 3 4 1 ，最 低 有 效 温 度 - 3 1 ，故均 勻 升 温 取 1 9 1 ，均匀 降 温 取 - 1 8 ^ 。
根 据 《公 路 圬 工 桥 涵 设 计 规 范 》 （ JTG D61 -
效应按规范规定乘以下列系数:温度变化影响力 〇•7 、混凝土收缩影响力0•45。收缩则按照《公路钢 筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》 （ JTG D62 _ 2004)规定计算。 3 施工阶段模拟
主拱圈采用拱架现浇施工，在主拱圈达到设计 分组成:即主拱圈与实腹段自重的分布力与空腹部分
强度后脱架，拱 上 加 载 严 格 按 照 “均衡 、对 称 ”的原 通过腹孔墩传下的集中力。由于集中力的存在，拱的
位 置 偏 心 距 e/m1
1/8
1/4
3/8
0.202 -0.084 -0.221
0.223 -0.062 -0.230
0.244 -0.042 -0.240
拱顶 -0.163 -0.195 -0.228
4 拱轴系数比选 本桥主拱净跨径92m。 由于跨径较大，如选三
注 :偏心距正值，表示弯矩为负; 偏心距为负，表示弯矩为正值
采用试算法来确定内力相对优化的拱轴系数，本桥试 算时取用三组不同的共轴系数进行比选。
表 1 不同拱轴系数下主拱圏特征点偏心距
(5 ) 对称浇筑腹拱圈及Байду номын сангаас上填料； (6) 施工桥面板； (7 ) 桥面铺装和栏杆； (8) 收缩徐变完成阶段。
m
1.988 2.24 2.514
拱脚 0.388 0.318 0.249
首 先 由 表 1 结果可知，随 着 拱 轴 系 数 m 值的增
铰拱或两跋拱结构整体性差，结 构 复 杂 ，施 工 困 难 ， 加 ，拱顶正弯矩随之增大，而拱脚负弯矩随之减小。
不 利 于 抗 震 ，因 此 本 桥 采 用 无 铰 拱 。
在 拱 桥 设 计 时 ，可 以 利 用 这 一 规 律 ，通过改变拱轴系
图 2 标准横断面图（单位:cm)
用 ，从施工阶段至使用阶段均由拱圈单独承担，拱上 建筑建模时均以荷载形式加载在主拱圈体现。
经计算比较，在公路一 I 级车道荷载直接在拱 圈上加载和经过拱上横墙传力加载所得的内力相差 很 小 ，弯矩的误差约为2 % ~ 3 % ，所 以 ，车道荷载可 以直接在拱圈上加载计算活载内力。
则 进 行 ，加载顺序如下：
压力线是一个有转折的曲线，为从宏观上控制恒载压
(1) 拱架上现浇主拱圈；
力线同拱轴线较好的重合，一般采用“五点重合法”来
(2 )
主拱圈形成并达到设计强度后，对 称 浇 筑确1 定悬链线拱轴系数的m 值 ，而在实际工程上，通常
号 、2 号横墙； (3) 拱顶实心段； (4 ) 对称 浇 筑 3 号 、4 号横墙；
+ 172.564，终 点 桩 号 K9 +298. 098,主拱中心桩号 K9 +222_ 1 ，桥梁全长125_ 61m，桥 面 全 宽 9m，上部 结构主跨采用1 -92m 的上乘式等截面钢筋混凝土 箱形拱桥，喇平 岸 侧 设 1 - 13m 引拱兼做通道，引拱 为矢 跨 比 f〇/L。= 1 / 3 的等截面钢筋混凝土圆弧拱; 下部采用片石混凝土墩台，明挖扩大岩石基础。
主跨拱圈采用悬链线钢筋混凝土单箱双室断 面 ，净 跨 径 92m，净 矢 高 13. 143m ，矢 跨 比 为 1/7,拱 轴系数 为 2. 514，设计荷载标准为公路一I 级 。主拱 圈 梁 高 1. 9m,箱 宽 9. lm ,顶 底 板 厚 25cm,腹板厚 5〇cm，横隔板厚50cm。拱上腹拱每端设5 孔实腹小 拱 ，净 跨 径 L， 5. 2m,其 矢 跨 比 为 1 / 5 ，腹拱圈厚 35cm。
当拱桥的矢跨比确定后，拱轴线的形状将直接 数来改善拱顶或拱脚截面的受力，但这种方法始终
影响主拱圈的内力大小和分布。最理想的拱轴线是 使 其 与 拱 上 作 用 的 各 种 荷 载 下 的 压 力 线 重 合 ，从而 使 主 拱 圈 内 只 受 轴 向 压 力 而 无 弯 矩 作 用 ，截面 应 力
不 能 同 时 改 善 拱 顶 、拱 脚 两 个 控 制 截 面 的 内 力 。例 如 ，提 高 m 值 ，拱脚负弯矩减小，而拱顶正弯矩却相 应增加;反之，降 低 m 值 ，拱 顶 正 弯 矩 减 小 ，而拱脚
2017年 第 3 期 文章编号：1673 -6052(2017)03 -0047 -03
北方交通 DOI：10.15996/j.cnki.bfjt.2017.03.013
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上承式钢筋混凝土空腹箱拱桥设计
万 晓 明 ，宋亚光
(辽宁省公路勘测设计公司沈阳市110006)
摘 要 ：以贵州下大山大桥为工程背景，详细介绍了上承式钢筋混凝土空腹无铰拱桥的计算模型以及相关设 计参数的取用。采 用 Midas/Civil计算软件建立有限元模型，通过选取不 同 拱 轴 系 数 m 对主拱圈内力进行比较，同