三跨連續(xù)下承式系桿拱橋設計

1、<p>　　三跨連續(xù)下承式系桿拱橋設計</p><p>　　摘要：以韶關市曲江區(qū)江畔步行橋18＋28＋18＝64m為例，簡要的介紹了三跨連續(xù)下承式系桿拱橋的結構設計、模型計算和施工特點，為同類型的小跨徑下承式系桿拱橋的設計和施工積累了經(jīng)驗。 </p><p>　　關鍵詞：下承式；系桿拱橋；結構計算；施工工藝 </p><p>　　中圖分類號：TU8 文獻標

2、識碼： A </p><p><b>　　1．概述 </b></p><p>　　韶關市曲江區(qū)江畔步行橋工程位于韶關市曲江區(qū)江畔花園南面，橫跨馬壩河，北端與沿堤三路相接、南端與石灣路相接，橋軸線呈北北西～南南東向，全長64米，橋面寬8.5米，橋梁設計為行人步行橋。 </p><p><b>　　2．工程地質條件 </b>&

3、lt;/p><p>　　韶關市曲江區(qū)江畔步行橋工程位于韶關市曲江區(qū)江畔花園南面，橫跨馬壩河。馬壩河河面寬約60米、水深0.5～1.0米?？辈炱陂g為枯水期，大部分河床已裸露出水面，僅中間河床有河流水。河床起伏不大，橋位區(qū)地面標高介于53.91～55.47米間，相對高差約1.50米。橋位區(qū)上覆地層為第四系沖積層，其下基巖是石炭系石灰?guī)r，勘察場地區(qū)域上為“喀斯特”丘陵河谷地貌。 </p><p>&

4、lt;b>　　3．主要技術標準 </b></p><p>　　荷載標準：人群荷載4.0KN/m2 ； </p><p>　　航道標準：不通航； </p><p>　　高程系統(tǒng)：黃海高程系統(tǒng)； </p><p>　　坐標系統(tǒng)：北京坐標系統(tǒng)； </p><p>　　縱坡及橫坡：以橋跨中心樁號對稱，兩側設2

5、％的縱坡，并設R=1000米的凸豎曲線；橋面設雙向1.0％的橫坡； </p><p>　　橋寬：8米（人行道）＋2×0.25米（欄桿）＝8.5米； </p><p>　　地震烈度：基本烈度為６度，結構物按７度設防。 </p><p><b>　　4．設計要點 </b></p><p>　　韶關市曲江區(qū)江畔步行橋

6、橫跨馬壩河，北接沿堤三路，南接石灣路。步行橋的平面線型為直線。以步行橋的中跨跨中為對稱面，兩側設2％的縱坡，凸曲線的半徑為R=1000m。 </p><p>　　步行橋為三跨連續(xù)下承式鋼筋混凝土系桿拱橋，計算跨徑為18＋28＋18＝64m。橋面寬8.5m，其中人行道凈寬8m。 </p><p><b>　　4.1上部結構 </b></p><p&g

7、t;　　三跨連續(xù)下承式系桿拱的中跨矢跨比為1/4.31，計算跨徑為28米，矢高為6.5米。中跨拱肋采用b×h=60×85cm的工字型斷面，在拱腳處變?yōu)榫匦螖嗝妫拜S線為拋物線。邊跨的矢跨比為1/4.5，計算跨徑為18米，矢高為4米。邊跨拱肋采用b×h=60×70cm的工字型斷面，在拱腳處變?yōu)榫匦螖嗝?，拱軸線為拋物線。橋的縱梁兼做拱肋的剛性系桿，采用b×h=80×90cm的工字形

8、斷面，在拱腳處也變?yōu)榫匦螖嗝?，同時局部加高；吊桿采用5Φs15.2高強度低松弛的鋼絞線，外套Φ95×4mm的無縫鋼管，鋼管內灌注水泥砂漿。橫梁采用預應力混凝土結構。內橫梁底寬50cm，高85cm，兩側帶20cm寬的牛腿。中橫梁底寬80cm，高100cm，兩側帶20cm寬的牛腿。端橫梁底寬80cm，高100cm，單側帶20cm寬的牛腿。 </p><p><b>　　4.2下部結構： </

9、b></p><p>　　主墩采用樁柱式結構，墩柱采用Φ120cm的圓柱墩，下接Φ150cm的鉆孔灌注樁。橋臺采用重力式橋臺，下設150cm厚的承臺，承臺下接雙排Φ80cm的鉆孔灌注樁。 </p><p><b>　　4.3伸縮縫 </b></p><p>　　0、3號橋臺處設伸縮縫，共2道；采用BEJ-5型淺埋式伸縮縫裝置。 </

10、p><p><b>　　4.4 支座 </b></p><p>　　橋墩采用GPZ2500盆式橡膠支座，在2號墩的兩個墩柱上，一處采用固定，一處采用橫向活動而縱向固定，1號墩采用活動支座（單向和多向兩種）。橋臺采用GPZ1000盆式橡膠支座，0、3號橋臺均采用活動支座（單向和多向兩種）。 </p><p><b>　　5．結構計算 <

11、;/b></p><p><b>　　5.1 計算模型 </b></p><p>　　該步行橋采用商用有限元程序Midas2012計算。計算中僅考慮上部結構，下部結構的作用考慮成約束。將拱肋、縱梁和橫梁用梁單元離散，吊桿用桁架單元模擬。上部結構劃分成489個梁單元，28個桁架單元。計算圖式如下所示： </p><p>　　模型的約束條件如

12、下表所示： </p><p>　　注：(1)、“DX、DY、DZ”分別表示縱橋向、橫向、豎向平動自動度；“RX、RY、RZ”分別表示繞縱橋向、橫橋向、豎向的轉動自由度。（2）“0”表示該自由度不約束，“1”表示該自由度受到約束。 </p><p><b>　　5.2 計算結果 </b></p><p>　　拱肋跨中截面強度驗算：承載能力極限組合

13、下，最大軸力組合設計值N=1438kN<Nu=9373.8kN，最大彎矩組合設計值M=265kN·m<Mu=712.1kN·m。正常使用短期組合下，最大裂縫寬度Wfk=0.109mm<0.2mm。 </p><p>　　拱肋根部截面強度驗算：承載能力極限組合下，最大軸力組合設計值N=1846kN<Nu=10107.5kN，最大彎矩組合設計值M=156kN·m&

14、lt;Mu=589.2kN·m。正常使用短期組合下，最大裂縫寬度Wfk=0.169mm<0.2mm。 </p><p>　　縱梁施工狀態(tài)滿足規(guī)范短暫狀況的要求，運營階段其最大壓應力為10.5Mpa<16.2Mpa，最大拉應力為0.5Mpa<1.33Mpa。 </p><p>　　最終張拉時系桿的安全系數(shù)為3.05，成橋10年系桿的安全系數(shù)為3.12，荷載標準組合

15、時系桿的安全系數(shù)為2.75（最小值），均大于2.5，滿足規(guī)范要求。 </p><p>　　6．主要施工步驟及工藝要求 </p><p>　?。?）復測樁基礎的中心坐標，縱橫向間距及橋梁跨度，確保樁基礎的準確無誤后，鉆孔施工樁基礎，然后施工承臺、橋臺、橋墩； </p><p>　　（2）搭設支架，按要求進行預壓以消除非彈性變形。安裝模板、綁扎縱梁、橫梁、拱肋節(jié)點段的鋼

16、筋。澆筑縱梁、橫梁，以及拱肋節(jié)點段的砼； </p><p>　　（3）待縱梁和橫梁的混凝土強度和齡期達到設計要求，張拉橫梁預應力鋼束，以及縱梁的第一批鋼束； </p><p>　　（4）安裝吊桿，按設計要求張拉吊桿； </p><p>　?。?）安裝橋面板，施工鋪裝、人行道欄桿等； </p><p>　?。?）張拉縱梁的第二批鋼束； <

17、/p><p>　　（7）拆除支架，成橋。 </p><p><b>　　7．結語 </b></p><p>　　下承式系桿拱橋雖然技術復雜，施工難度大，但以其跨度大、結構輕、造型美、省材料等優(yōu)點已廣泛應用于橋梁建設當中，但是作為景觀性的小跨徑系桿連續(xù)拱橋建設較少，本橋的興建為同類型的系桿連續(xù)拱橋提供一些經(jīng)驗。 </p><p&g