钢管混凝土系杆拱桥吊杆布置形式对结构稳定与动力性能的影响

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发布时间：2021-12-03

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钢管昆凝土系杆拱桥通过吊杆将桥道系和拱肋联成整体，共同承受荷载。吊杆的布置形式对结构
力学性能有较大的影响。对一座钢管混凝土系杆拱桥进行计算分析，比较了直吊杆和 3种斜吊杆布置形式下结构
的稳定与动力性能。结果表明，采用斜吊杆可提高系杆拱桥面内刚度，减少地震作用下面内位移。
[关键词 ]系杆拱桥；直吊杆；斜吊杆；稳定与动力性能；钢管混凝土
[中图分类号]U 448．22 [文献标识码]A [文章编号 ]1674—0610(2010)04—0031—06
Effects of the arrangement of hangers on dynam ic and stability
perform ance of CFST Tied Arch Bridge
PENG G uihan
(College of Civil Engineering，Fuzhou University，Fuzhou，Fujian 350108，China)
[Abstract]C FST tied arch bridge form the integer by the hangers combining the lane and the arch，
and bear the loads．The arrangement of hangers plays great roll in the force of such construction．A study
is made on the dynamic and stability performance of CFST tied arch bridge under different arrangement of
hangers，including vertical hangers and three inclined hangers．The results show the in—place stiffening of
the tied arch bridges with inclined hangers can be enhanced and the in--place displacement can be less--
ened under the earthquake．
[Key words]tied arch bridge；vertical hanger；inclined hanger；dynamic and stability perform—
ance； CFST
系杆拱桥主要是由拱肋、吊杆、系梁 (系杆 )三
者组成的受力平衡结构体系。其中拱肋、系梁为主
要受力构件，吊杆属局部受力构件，起传递荷载作
用。在国外，系杆拱多应用于拱肋自重较轻的钢拱
桥中，而在我国随着钢管混凝土拱桥的不断发展，系
杆拱桥也得以较多应用 … 。目前已建成的钢管混
凝土系杆拱桥的吊杆布置以竖吊杆为主。研究结果
表明，用斜吊杆代替系杆拱中的竖吊杆，能减小系梁
和拱肋的弯矩，提高结构面内刚度和竖向振动基
频 I4 。对于高速列车行驶而产生较大冲击力的铁
路桥梁而言，斜吊杆体系较直吊杆将更有优势。因
此，作者以一座主跨跨径 100 m 的钢管混凝土系杆
拱桥一郑州黄河公路二桥主桥为背景工程，改变
吊杆布置形式，采用有限元分析方法，讨论不同吊杆
布置形式下的结构稳定和动力特性，为斜吊杆系杆
拱设计的实际应用提供参考。
1 斜吊杆布置形式
对于斜吊杆拱，根据吊杆之间的交叉次数可分
为无交叉 (直吊杆、尼尔森拱中的扇形布置和双华
伦桁式 )、一次交叉 (尼尔森拱中的单华伦桁 )和多
次交叉 (网拱 )等 3种；按照吊杆布置原则可分为等
间距吊杆布置、平行吊杆布置和径向吊杆布置等 3
种。本文的分析按后一种划分方法进行分析。
1．1 等间距吊杆布置
吊杆上节点沿拱肋水平向等问距的布置形式称
为等间距吊杆布置，包括有扇形布置形式以及单华
伦桁式、双华伦桁式等 (见图 1)。