钢管混凝土梁拱组合桥梁结构分析

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发布时间：2021-09-12

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钢管混凝土梁拱组合桥梁结构分析
赵国强，贾高炯
(中国市政工程中南设计研究总院安徽分院．安徽安庆246002)
[摘要】通过对潜江河大桥的平面和空间有限元模型的对比分析，明确梁拱组合桥的基本受力特征，阐述该
桥型的分析方法和设计概要，为同类桥梁的设计提供参考。
【关键词]梁拱组合桥；钢管拱；空间有限元；平面分析；成桥索力优化；初始索力优化；无应力状态控制
[中图分类号]u 442．5 [文献标识码】A [文章编号]1674—0610(2012)06—0134—04
Analysis of Concrete filled Steel Tube Arch and Beam
Combination Bridge Structure
ZHAO Guoqiang，JIA Gaojiong
(Central and Southern China Municipal Engineering Design＆ Research Institute，Anqing，Anhui
246002，China)
[Abstract]Based on the comparative analysis in plane and space finite element model of Qianjiang
River Bridge，To make clear the basic mechanical characteristics of beam arch combination bridge，Elaborating
the method of analysis and main point of design in this type bridge，providing reference in design
of similar bridge．
[Key words]Beam arch combination bridge；Steel tube arch；Space finite element；Plane analysis；
Optimization of the cable force under the completed state；Optimization of the cable force under the
initial state：Unstressed state control
1 概述．
钢管混凝土梁拱组合桥是在传统拱桥基础上形
成的新的结构形式，在60—200 m跨径范围内，该桥
型具有造价低、施工方便、造型美观等优点，因此颇
具竞争力。特别是对于平原地区受通航和两头接线
问题的影响，桥面建筑高度小，软弱地基的情况下，
更具优越性。
×180 cm预应力混凝土结构，系梁在拱脚位置加宽
到200 cm，加高到240 cm宽；端横梁采用360 cm×
190 cm双室箱梁，腹板厚度50 cm；中横梁采用底宽
65 cm T梁，梁高140 cm；桥面板厚25 cm。系梁、横
梁及桥面板采用整体支架现浇，结构整体性好；吊杆
间距4 m，采用新型低应力防腐拉索PESFD7—109；
横向设三道风撑，风撑D=80 cm，t=16 mm钢管，
见图1。
2 工程背景 3 有限元分析
以安庆市潜江河大桥为工程背景，桥梁横向布
置：4．5 m(人行道)+4．5 m(非机动车道)+2．5 m
(隔离带)+15 m(机动车道)+2．5 m(隔离带)+
4．5 m(非机动车道)+4．5 m(人行道)，桥梁总宽
38 m。采用1×60 m下承式钢管拱结构，计算跨径
60 m，矢跨比1／4。拱肋采用D=150 cm，t：2 cm
单圆形钢管，内灌微膨胀混凝土；系梁采用150 cm
3．1 模型介绍
① 平面模型包括拱肋、吊杆、系梁。使用桥梁
博士程序模拟：系梁采用预应力混凝土梁单元，共计
66个；拱肋采用钢管混凝土组合构件，共计64个；
吊杆采用索单元，共计l3个(见图2)。
桥面荷载简化对平面分析的结果影响较大。一
般情况下桥面板可以看作中横梁支撑的单向板，恒