城市钢管混凝土系杆拱桥的荷载试验

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发布时间：2021-11-20

资料介绍

：以一座钢管混凝土系杆拱桥的荷载试验为依托，在对该桥进行理论分析的基础上，探讨了该桥与常规拱桥
的区别，研究了该桥静动载试验的测试断面、测点布设、吊杆力的测试，并将试验结果和理论计算值进行对比分
析。结果表明该桥承载能力满足要求，整体工作性能良好，其研究方法和成果可供相关技术人员参考。
关键词：桥梁；系杆拱；荷载试验；吊杆力；承载能力
中图分类号：U446．1 文献标识码：B
O 概述
系杆拱桥是由拱、系杆、吊杆和桥面系梁板等
协同工作的组合结构体系，以系杆(梁)承受拱脚
的水平推力为主要特征，是一种具有良好发展前
景的大跨度桥梁形式。系杆拱桥型与其他的桥型
比较，具有跨越能力大，建筑高度小，美观经济等
优点，在高速铁路中都得到了应用。特别是当高
架线路跨越城市干道、高速公路、河流等需要桥梁
跨度较大，梁部结构建筑高度要求较小时，采用
该桥型具有独特的优势。目前，中国已经建有不
少该类桥梁，一些学者也开始对该类桥梁进行专
门的理论研究。文献 [1]以一座高速铁路大跨度
钢系杆拱桥为工程背景，对结构体系内力和变形
同系杆与拱肋的刚度比之间的规律进行了研究和
比较分析，探讨了相对较优的系杆与拱肋的刚度
比取值范围文献[2]_[3]专门针对系杆拱的动
力性质展开过分析。文献 [4]对系杆拱桥的细部
尺寸进行了研究。文献[5]-[6]以具体桥梁为例
进行了静动载试验工作。本文以一座城市钢管混
凝土系杆拱桥为工依托，对该桥梁进行了荷载试
验的竣工验收，其研究方法和相关结果不仅可以
丰富该类桥梁的数据库资料，而且还可供同类桥
梁的设计和试验参考。
l 桥梁概况
某城市郊区 50m的下承式钢管混凝土系杆拱
桥，其计算跨径为 46．4m，矢高 11．6m，矢跨比 1／
4，拱轴线采用二次抛物线。拱肋为直径 900mm X
16mm圆形钢管(Q345)，内填 c50微膨胀混凝土，
拱肋间设 3道一字钢管 (直径 600mm×12mm)横
撑，纵梁为 210m×195m 的箱型截面，C50混凝土，
吊杆为 7×61mm平行钢丝。桥梁全宽 37．95m，分
左右两幅布置。采用钻孔灌注桩基础。设计荷载
等级为城市一A级，验算荷载为挂一120。地震设
防烈度为Ⅷ度。其总体布置如图 1所示。
图 1 桥梁总体布置(单位：em)
2 理论计算分析
2．1 静力分析
采用空间杆系建立了有限元分析模型，在计
算时，作了以下基本假定：
(1)主拱肋的活载横向分配按杠杆原理法计
算。
(2)纵梁的活载横向分配按刚接板梁法计算。
(3)桥面板简支于纵、横梁上。
(4)钢管混凝土材料性质取值按照下式确
定：
EA =EsAs+EcAc
E1=EsIs十 Ecfc
其中， c、，c为钢管内混凝土截面的面积和惯
性矩，As、厶为钢管截面的面积和惯性矩，、为
混凝土和钢的弹性模量。
全桥空间模型共划分单元 359个，节点 132
个。空间结构离散模型如图 2所示。