简支下承式钢管混凝土系杆拱桥稳定陛能的参数研究
吴 佳 祯 ．孙 鹏 程
(江苏省 交通 规划 设计 院股 份有 限公 司 。江苏 南 京 210005)
[摘 要] 文章结合苏南运河无锡段三级航道整治工程洛社大桥的稳定性研究，利用有限元程序分析了简支大跨度钢管
混凝土 系杆拱桥 的稳定性能 ，研 究了不 同参数对 系杆拱桥稳定 的影响，并得 出了一些对类似工程设计有益的结论 。
[关键 词】 系杆拱桥；稳定；有限元；钢管混凝土；弹性屈曲；影响参数
[中图分类 号]U448．225 [文献标 识码]A 【文章 ~ -]1005—6270(2014)06—0016—04
The Parameter Research of Simple-supported CFST Tied-Arch Bridge
WU Jia-zhen SUN Peng-cheng
(Jiangsu Provincial Communication Planning and Design Institute Co．，Ltd，Nanjing Jiangsu 210005 China)
Abstract： Study on stability of the Luoshe Bridge renovation project of the South Jiangsu canal in Wuxi in
this paper shows the stability of simple-supported CFST Tied-Arch Bridge which is analyzed by using finite
element program，the influences of various parameters on the stability of tied arch bridges has been studied．
Finally，useful conclusions to the design of this kind of bridges are obtained．
Key words： tied-arch bridges； stability； finite element； concrete-filled steel tube； elastic buckling；
influence parameter
0 引 言
近几十年来 ．随着科技 的长 足进步 ．钢管混凝土拱桥得
以飞 速 发 展 ．它 具 有 内 填 混 凝 土 增 强 钢 管 壁 稳 定 性 和 外 套
钢管对混凝土有效套箍 的性能 ．使其具备更高抗压和抗变
形能力 ．是大跨径拱桥设计 中比较理 想的建筑材料 。但 由于
钢 管 拱 肋 截 面 尺 寸 较 小 而 导 致 的 桥 梁 刚 度 降 低 ．使 得 钢 管
混 凝 土 拱 桥 较 传 统 的石 拱 桥 和 钢 筋 混 凝 土 拱 桥 ．其 弹 性 和
非弹性稳 定问题更 为突 出且普遍存在
1 拱 稳 定 的 有 关 理 论
作 为 压 弯 构 件 ．拱 的稳 定 问 题 对 极 限 承 载 力 有 较 大 影
响 从拱失稳时 的空间形态可分为面 内和面外失稳 从失稳
性质 可分 为第一类失稳 问题 和第二类失稳 问题lll 由于在具
体工 程中 ．拱的拼装必将偏离预定状态 ．加之拱材料 的初始
缺 陷 以 及 外荷 载施 加点 的误 差等 ．拱 从 加 荷 载 起 就 处 于 对
称弯曲变形平衡 ，使得第一类稳定问题并不存 在 但在结构
计 算 时 较 难 准 确 考 虑拱 的安 装 误 差 及 材 料 缺 陷 等 ．使 得 难
以采用第二类稳定问题进行计算 ．因此在 实际工程 中多采
用第一类问题进行计算 ，而采用提高稳定 系数 的方法考 虑
拱的安装误差及材料缺陷等带来 的误 差[21
2 工 程 背 景
苏南运河无锡段三级航 道整治工程洛社大桥主桥位 于
无 锡 惠 山 区洛 社 镇 镇 区 ．跨 域 京 杭 大 运 河 ．主桥 为 刚性 系 杆
刚性拱 的哑铃型拱肋简支下承式钢管混凝土系杆拱 ．计算
跨 径 109．2 m．全 桥 宽 22．8 m[31。
主 桥 上 部 结 构拱 肋 采 用 哑铃 型钢 管 混 凝 土 ．钢 管 和 双
肢钢腹板 内填充 C50微膨混凝土 ．拱肋矢跨 比为 1，4．55．拱
轴线为二次抛物线 为保证横向稳定 ．全桥拱肋间设 6道 K
型空钢管风撑。系杆为带悬臂的箱型截面全预应力构件 ．内
设 劲 性 骨 架 以适 应 系 杆混 凝 土无 支架 吊模 浇 筑 施 工 全 桥
每 片 拱 肋 设 间 距 5-35 m 的 ~299x12 mm 外 套 无 缝 钢 管 的
吊杆 19根 为平衡拱肋 和系杆混凝 土浇筑 阶段产生 的巨大
水 平 推 力 ，全 桥 设 置 8根 临 时 系 杆 拉 索 。行 车道 布 置 在 系 杆
内侧 ．两侧人行道挑在 系杆外侧 。主桥 下部结构过渡墩为双
柱 式 桥 墩 ，墩 身顶 部 设 系粱 ，横 桥 向 两 承 台 间 设 连 系梁 。 主
桥过渡墩桩基础采用 中1．6 m钻孔灌 注桩 。全桥 的桥 型布置
如 图 1所 示
3 影 响 参 数 分 析
3．1 模 型 建 立
洛 社 大 桥 的 稳 定 分 析 采 用 空 间 整 体 有 限 元 分 析 软 件
Midas，Civil 2010进 行 ．拱肋截 面分别按照混凝 土和钢管的
实 际截面输入并在施工 阶段进行截面联合 ．采用空 间梁单
元 ：系梁 、横梁 、风撑 按实际截 面输 入 ，采 用空间梁单 元 ；桥

因本站资料资源较多，启用了多个文件服务器，如果浏览器下载较慢，请调用迅雷下载，特别是超过了5M以上的文件！请一定调用迅雷，有时候速度就会飞起哦，如果您的浏览器自动加载了PDF预览，文件太大又卡死，请按下载说明里的把PDF插件关闭了就可以直接下载，不会再预览了！