大跨径钢管混凝土桁架拱桥稳定性分析
王艳。陈淮
(郑州大学土木工程学院，河南郑州450001)
摘要：对小三峡大桥主桥即中承式钢管混凝土桁架拱桥的空间稳定性进行了分析。采用Midas／civil有限元程序建立该
拱桥的空间有限元计算模型，对其进行了空间稳定性计算与分析。计算结果表明：该拱桥拱肋的横向刚度较小，可以通过
优化拱肋截面尺寸与改善横撑结构形式达到提高拱肋横向刚度的目的；桥面系面外刚度略小，需要加强预制小T梁与横梁
的连接，同时加大边纵梁的截面尺寸并与横梁固结，以提高桥面系的面外刚度，使桥面系形成强大的梁格体系，共同抵抗外
荷载的作用。
关键词：钢管混凝土桁架拱桥；有限元法；稳定性
中图分类号：U448．22 4 文献标志码：A 文章编号：1672—7029(2010)01—0007—04
Stability analysis of long span concrete filled steel tubular truss arch bridge
WANG Yan，CHEN Huai
(School of Civil Engineering，Zhengzhou University，Zhengzhou 450001，China)
Abstract：Spacial stability analysis for the main bridge of Xiao San—xia bridge，i．e．，a half though concrete
filled steel tubular truss arch bridge was carried out．The spacial finite element calculating model of the bridge
was established by adopting finite element program Midas／civil to calculate and analyze the stability of the
bridge．The results show that the transverse stiffness of arch rib is weak，SO optimizing the section of arch rib and
the structural form of transverse bracings may improve it．The out of plane stiffness of the floor system is also
weak，the following measures should be taken，such as strengthening the connections between prefabricated T
stringers and floor beams，increasing the section size of border stringers and linking them with the floor beams
rigidly，SO that the out of plane stiffness of the floor system can be improved and the floor system can be a power—
ful floor beams and stringers to resist the outside load．
Key words：concrete filled steel tubular truss arch bridge；finite element method；stability
随着钢管混凝土在桥梁工程中得到推广与应
用，拱桥趋于轻型美观，同时跨越能力也得到显著
提高。拱桥是以受压为主的结构体系，其空间稳定
性一直是桥梁工程师所关心的问题¨j。拱桥的跨
径越大，桥梁的宽跨比越小，加上拱肋的轻型化又
导致其刚度进一步减小，使得拱桥的空间稳定性问
题更加突出。南水北调丹江口库区小三峡大桥主
桥初步设计方案为一座宽跨比为1／17．3的中承式
钢管混凝土桁架拱桥，横向刚度较小，所以，横向稳
定性问题较突出，为此，本文作者对该桥的空间稳
定性能进行研究。
小三峡大桥主桥初步设计方案是一座跨径为
260 m的中承式钢管混凝土桁架拱桥，该桥净矢跨
比为1／5，主拱轴线为无铰悬链线，拱轴系数为
1．543。拱肋断面采用(1)950×12 mm钢管组成拱
肋上、下弦杆，截面高为5 m，宽为2．25 m，水平向
由6=12 mm缀板横向连接2根主钢管，腹杆采用
(／)351 X 10 mm钢管作竖向连接，拱肋断面图如图1
所示，主拱肋拼装形成后在q~950钢管和缀板内均
灌注C60混凝土；两拱肋之间设有9道横撑，桥面

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