钢管混凝土拱桥拱肋设计浅析

资料大小：220KB
资料类型：.PDF
资料等级：
发布时间：2021-09-12

资料介绍

钢管混凝土拱桥拱肋设计浅析
高金萍
(大连理工大学土木建筑设计研究院有限公司，辽宁大连l 16023)
摘要：通过对大连港鲇鱼湾港区22号原油泊位钢管混凝土拱桥的计算分析，应用通用有限元程序(MIDAS CIVIL 2006)对
拱桥的拱肋部分进行深入分析与研究，即对拱肋的正常使用状态和承载能力极限状态进行计算分析，其主要结论对同类型桥
梁的设计具有指导性的意义。
关键词：钢管混凝土拱桥；拱肋；正常使用状态；承载能力极限状态；分析
中图分类号：U448．22 文献标识码：B 文章编号：1009—7716(2011)08—0163—03
1 概述
大连港鲇鱼湾港区22#原油泊位工程位于大连
市大孤山半岛端部东侧，紧邻已建成的30万t级原
油码头。该工程建设规模为新建一个3O万t级原油
码头，向上兼顾45万t，向下兼顾l5万t船型。码头
按开敞式设计，采用蝶型平面布置，陆域和码头工作
平台之间通过引桥连接。本文重点对主引桥的钢管
混凝土拱桥的拱肋进行深入的计算与分析。
1．1设计荷载
(1)工艺管线荷载：原油1、原油2、燃料油3每
根管充水、保温后总重为1 374．596 kg／m；消防水管
4充水、保温后总重为536．860 kg／m；泡沫液管5、
生活水管6、氮气管7和蒸汽管8充水、保温后总
重分别为311．561 kg／m、85．262 k m、32．030 kg／m、
32．030 kg／m。
(2)行车道荷载：按照人行3．5 kPa，20 t单车
荷载考虑。
(3)风荷载：基本风速35．2 mls(1／100)，基本
风压0．75 kPa。
(4)地震：大连港地区地震动峰值加速度为
0．1 g，抗震设防烈度为7度，地震动反应谱特征
周期为O．35 S，抗震设防类别为c类。
(5)温度：整体温升+30 oC，温降一20。C。
1．2 桥梁布置及结构概述
码头引桥采用钢管混凝土系杆拱桥，全长
126 m，计算跨径120 m，矢跨比1／6，桥面全宽
15．30 m。图1为桥梁立面布置图，图2为桥梁标
准断面，图3为拱肋横断面图。
码头引桥采用下承式钢管混凝土系杆拱桥，
内部为超静定体系，外部整体简支，属静定体系。
钢管混凝土拱肋为全桥承载的主体，使用荷载直
收稿日期：201 1-o4—07
作者简介：高金萍(1978一)，女，辽宁大连人，工程师，从事桥
梁设计工作。
接作用于桥面系，经横梁传递到吊杆，再通过吊杆全
部传递到拱肋。单片拱肋采用双肢哑铃型断面，由弦
杆和腹杆焊接而成，弦杆内灌注混凝土。拱肋弦杆截
面为 800 mm×12 mm，腹杆截面为 245 mm×
7 mm，上、下弦杆轴线间距2．0 ITI，横桥向拱肋轴线
间距l2．45 m。拱肋问设置横撑及K撑以增大横向
刚度，横撑及K撑由主杆和腹杆焊接而成。
桥面系由系杆、纵梁、横梁及联结系组成。系
杆为刚性，采用焊接箱形截面，系杆在与拱脚连接
处加高加宽，系杆与拱肋刚接，平衡了拱肋产生的
水平推力。纵梁主要承担行车道荷载；横梁为主要
承载构件，直接承担管线荷载并将纵梁荷载传递
至吊杆。为保证桥面系横向整体稳定，设置联结
系。纵梁和联结系采用焊接H形截面；横梁采用
焊接箱形截面。吊杆为柔性，采用环氧喷涂钢绞线
成品索，两端均设OVM挤压式配套锚具。
1．3 建筑材料
(1)拱肋采用Q345D钢，拱肋腹杆、横撑和K
撑采用Q345C无缝钢管。
(2)拱肋内混凝土灌注C50微膨胀混凝土。
1．4 施工过程
(1)构件均采用工厂内预制，并分节段运至拼
装场地。
(2)场地内搭支架拼装桥面系、拱肋，并安装
吊杆，拆除支架，空桥拼装完毕等待吊装。安装墩
顶支座。
(3)采用1 200 t海吊整体吊运。
(4)安装就位后，灌注拱肋混凝土，先下弦管
后上弦管，混凝土应在初凝前全部灌注完毕。
(5)待混凝土达到设计强度90％以上后，开
始桥面附属工程施工。
2 拱肋正常使用状态计算分析
2．1计算模型
计算分析采用大型空间有限元程序Midas