钢管混凝土拱桥设计

宽４ ２ ． ２ ｍ。 桥梁全长 ２ ０ ９ ． ２ ｍ， 计算跨径 １ ９ ３ ． ４ ２ ｍ， 拱 轴线 采用悬链 线 ， 拱轴 线 系数 ｍ ＝ １ ． ８ ， 矢高 ｈ ＝ ４ ７ ． ５ ｍ， 矢 跨 比户 １ ， ４ 。 （ １ ） 主拱 圈 主 拱 拱 肋 为 ４肢 钢 管 桁 架 式 断 面 ，每 一 拱 肋 为 两 片 由腹 杆 钢 管 与 上 、下 弦杆 钢 管 焊 接 形 成 的 桁架片横 向连接形成 。桁架横 向连接 采用缀板与 横 隔板 结合 方式将两 片桁架 片连接 为一整 体 ， 组 成一条拱肋 。拱肋钢管桁架为等截 面布置 ， 拱肋高
撑 支 管 采 用 ６３ ５ ５×１ ０ ｍ ｍ 无 缝 钢 管 。风 撑 钢 管 均
２ 桥 梁设计
主桥为净跨径 １ ９ ０ ｍ 的中承式钢 管混凝土等 截 面桁 架 拱 ， 标准桥宽为 ３ ５ ｍ， 拱 肋 与 桥 面系 相 交
位 置及 跨 中设 置 观 景平 源自 ，由 ３ ５ ｍ 渐 变 为最 大 桥
随着社会经济 的发展 ，桥梁作为 一种跨越障 碍 物 的建 筑 物 ， 不 仅 给 人 们 带 来 生 活 上 的便 利 ， 也 给 人们 带来 美 的享 受 。钢 管 混凝 土拱 桥 造 型美 观 ， 跨越能力强 ，充分利用钢材和混凝土 两种 建筑材 料的力学性能 ， 实现跨越和美 的组合 。 采用大跨径 桥梁方案有时是地形条件所 限， 有时是保护环境 ， 避免污染 自然水体 的要求 。清镇职教城龙 凤大道 上 的龙 凤 大 桥 亦 是 后 者 。龙 凤 大 桥 跨 越 保 护 水 体 老马河 ， 不 宜 在 河 内设 置 构 筑 物 ， 避免 污染水 源 ， 因而采取大跨桥梁跨越河流 。大桥位 于高校区和 景观 区 ， 对 桥梁造 型要求高 ， 与环境 和谐协 调 ， 采 用 钢 管混 凝 土 拱 桥 是最 佳 桥 梁 方案 『 １ ’ ２ Ｊ 。
１概
述
３ ． ７ ｍ（ 中到 中 ） ， 单 片拱 肋 宽度 Ｉ ． ５ ｍ（ 中到 中 ） 。拱 肋上 、 下 弦杆 钢 管 采 用 ６９ ０ ０ Ｘ ２ ０～２ ５ ｍ ｍ 的直 缝 焊接管 ， 腹 杆 采 用 ６４ ５ ０×１ ２ ｍｍ无 缝 钢 管 ； 横 联 杆 采 用 ６５ ５ ０×１ ２—１ ６ ｍ ｍ 无 缝 钢 管 ，桁 架 中钢 管 及 横 向连 接 钢 板 均采 用 Ｑ ３ ４ ５ Ｃ钢 焊 接连 接 。
收稿 日期 ： ２ ０ １ ７ — ０ ７ — ０ ７ 作者简 介 ： 冯明友（ １ ９ ７ ７ 一） ， 男， 贵 州贵 阳人 ， 高 级工 程 师 ， 从 事道 桥设计 工 作 。
８ ２ 桥梁结构
城 市道 桥 与 防 洪
２ ０ １ ７ 年１ １ 月第 １ １ 期
全桥 拱 肋共 ２ ３对 吊杆 ， 吊杆 纵 向 问距 按 ６ ． ８ ｍ
２ ０ １ ７ 年１ １ 月第 １ １ 期
ＤＯ Ｉ ： １ ０ ． １ ６ ７ ９ ９ ８． ｃ ｎ ｋ ｉ ． ｃ ｓ ｄ ｑ ｙ ｔ ｈ ． ２ ０ １ ７ ． １ １ ． ０ ２ ３
城 市 道桥 与 防 洪
桥梁结构 ８ １
钢 管 混凝 土 拱桥设 计
冯 明 友
（ 贵 阳市 建筑 设计 院有 限公 司 ， 贵州 贵 阳 ５ ５ ０ ０ ０ １ ） 摘 要 ：以 贵州 清镇 职教 城龙 凤 大道 上 的龙凤 大 桥设 计 为例 ， 阐述 了结合 环 境 保护 及 景 观要 求 的桥 梁选 型 ； 并详 细 介绍
了１ ９ ０ ｍ跨 径 钢管 混凝 土拱 桥 的构 造处 理 ， 结 构计 算及 施 工要 点 。 关键 词 ：钢管混凝 土拱桥 ； 有 限元计 算； 设 计 中图分类 号 ： ｕ ４ ＿ ４ ８ ． ２ ２ 文献 标 志码 ： Ｂ 文 章编 号 ：１ ０ ０ ９ — ７ ７ １ ６ （ ２ ０ １ ７ ） １ １ － ０ ０ ８ １ — ０ ３
设置 ，横 向轴线距 ２ ９ ｍ。吊索 为 １ ５ — ２ ５ 高强钢绞 线， 采用 Ｇ Ｊ 钢绞线整束挤压 吊杆体系锚具 。吊杆 为可更换 ， 更换 时可用 临时专用构件支撑横梁 ， 拆 除 旧 吊杆 ， 安装 新 吊杆 。 （ ４） 横 梁体 系 本 桥 横 梁 体 系 包 括 吊杆 横 梁 、 立柱横梁 、 肋 间 横梁 、 伸 缩 缝端 横 梁 。 吊杆 横 梁 、 立 柱横 梁 、 肋 间 横 梁 均 为 钢 结 构 构 件， 伸缩缝端 横梁采用钢筋混凝土结构 ， 其余均为 为工 字 型钢 结 构 。顶 板 设 双 向 １ ． ５ ％横 坡 。
拱 肋的上 、下弦钢管 内灌 注 Ｃ ５ ０ 微 膨胀混凝 土， 形成钢管混凝土组合受力截面 。 主桥钢管混凝土拱 肋拱脚段 ，考虑 锈蚀及 飘 浮物撞击等因素 ， 拱肋外包一层 Ｃ ５ ０ 混凝土 。 主跨桥面两个拱肋 间共设置 ６ 道风 撑 ，风撑 布置 纵 向间距 为 ２ ０ ｍ。 跨 中采 用米 字 撑 ， 拱 座 处 采 用“ 一” 字型风撑 ， 其余均为 Ｋ形 风撑 ， 风撑为钢管 桁架 ， 风撑主管采用６ ５ ０ ０ ×１ ２ ｍ ｍ直缝焊接管 ， 风
采用 Ｑ ３ ４ ５ Ｃ钢管焊接形成桁架 。 两 个 主拱拱 肋除通 过桥 面上 的风撑 连接外 ， 在 桥 面 与 拱 肋 相 交 处设 置 拱 肋 肋 间横 梁 进 行 横 向 连接 。 为了使主拱 圈在 吊装过程 中便于调 整标 高和 线型， 拱脚 接头采用竖向可转动的铰连接方式 。拱 脚 截 面 中 心 处设 置 一 弧 形 铰 ，上 下 弦 管 与拱 脚 预 埋段间 留 ６ ０ Ｃ ｍ断缝 ， 待 主拱 圈吊装完 毕 ， 调整好 拱肋标 高及线型后 ， 首先 采用与主拱 圈同规格 、 同 材 质 的 钢 管 进 行 对 接 溶 透 焊 后 ，再 采 用 外 包 钢 板 补强焊 的形式连接拱脚接头。 节 段 间采 用 内法 兰加 搭 接 套 管形 式 连 接 。 拱顶采用 内置式瞬间合拢连接构造 。 （ ２ ） 立 柱 主拱立柱均为钢管 混凝 土立柱 ，立柱截 面为 中８ ０ ０×１ ６ ｍｍ断 面 。立柱 内灌 注 Ｃ ５ ０混 凝 土 。 （ ３ ） 吊杆体系