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1、世界橋梁２０１６年第４４卷第６期（總第１８４期）７大跨度上承式鋼管混凝土拱橋設計陳冠樺，鄧曉紅，萬麟（貴州省交通規(guī)劃勘察設計研究院股份有限公司，貴州貴陽５５００８１）摘要：香火巖特大橋主橋為上承式鋼管混凝土拱橋，主拱計算跨徑為３００m。主拱采用懸鏈線形，拱肋采用六肢鋼管組成的等寬度變高度空間桁架結構，拱腳截面徑向高９．０m，拱頂截面徑向高５．０m，拱肋腹桿采用鋼箱或開口的工字鋼斷面。拱上立柱為排架式空心矩形薄壁截面鋼箱結構，橋面系采用預應力混凝土T梁。主拱采用無支架斜拉扣掛纜索吊裝系統(tǒng)施工，節(jié)段接頭在安裝時弦管通
2、過內(nèi)法蘭盤用高強螺栓栓接。采用通用有限元程序MIDASCivil進行全橋結構施工、運營階段靜力分析，結果表明結構設計滿足規(guī)范要求。關鍵詞：鋼管混凝土拱橋；主拱圈；拱肋；拱腳；有限元；靜力計算；設計中圖分類號：U４４８．２２５；U４４２．５文獻標志碼：A文章編號：１６７１－７７６７（２０１６）０６－０００７－０５1工程概況０．５m（防撞護欄）＝３３．５m。香火巖特大橋位于貴州省開陽縣香火巖景區(qū)（６）抗震標準：抗震基本烈度６度，動峰值加速內(nèi)，是蘭海高速貴州境遵義至貴陽段擴容項目的重度值０．０５g。點控制工程，橋跨布置
3、為３×３０m（T梁）＋３００m（７）抗風標準：設計風速２５．２m／s。［１‐２］（上承式鋼管混凝土拱橋）＋１４×３０m（T梁），橋（８）設計洪水頻率：３００年一遇。梁全長８３９m，立面布置示意如圖１所示。3主橋結構設計國內(nèi)建造的大跨度鋼管混凝土拱橋大部分采用［３‐４］四肢格構型和啞鈴型截面，香火巖特大橋是繼廣州丫髻沙大橋、湖北恩施小河特大橋之后的國內(nèi)第３座主拱圈采用六肢格構型的大跨度鋼管混凝土拱圖1香火巖特大橋立面布置示意該橋橋位處大橋與溝谷約呈７０°交角，河谷深橋，也是繼廣州丫髻沙大橋之后的第２座雙向６車切呈V
4、形，兩岸崖高約１３３m，呈直立狀，兩岸基巖道的大跨度鋼管混凝土拱橋。出露良好。場區(qū)屬長江流域烏江水系，場區(qū)地表無3．1總體設計［５‐６］河流經(jīng)過，僅分布季節(jié)性沖溝。橋區(qū)為亞熱帶濕潤主橋結構采用上承式鋼管混凝土拱，主橋計季風氣候，四季氣候溫和、雨量豐富，年平均氣溫為算跨徑為３００m，采用懸鏈線作為拱軸線，拱軸系數(shù)１５．３℃，年平均降雨量為１１９７～１２４８mm。m?。保担矗?，計算矢高f為５４．５４５m，矢跨比為１／５．５。拱圈分左右２幅拱肋，單幅拱肋為六肢鋼管2主要技術標準混凝土截面，橫橋向拱肋相互平行，２幅拱肋
5、間的中（１）道路等級：高速公路。心距為１７m（見圖２）。（２）設計車道：雙向６車道。3．2拱肋［７］（３）設計荷載：公路－Ⅰ級荷載。拱肋采用變截面設計，拱腳斷面高９．０m，拱（４）設計速度：高速公路，１００km／h。頂斷面高５．０m，單幅拱肋橫向?qū)挘保埃癿。單幅拱（５）橋面寬度：０．５m（防撞護欄）＋１５．５m（車肋由６根１２００mm鋼管組成，拱腳段上下弦鋼管行道）＋１．５m（中央分隔帶）＋１５．５m（車行道）＋壁厚均為３５mm，從第２節(jié)段開始，上弦鋼管壁厚收稿日期：２０１６－０４－１８基金項目：貴州省交通運輸
6、廳科技項目（２０１５－１２２－０５２）作者簡介：陳冠樺（１９８０－），男，高級工程師，２００３年畢業(yè)于湖南科技大學道路與橋梁工程專業(yè)，獲學士學位，２００６年畢業(yè)于中南大學橋梁與隧道工程專業(yè)，獲碩士學位（E‐mail：a５１３０８＠yeah．net）。８世界橋梁２０１６，４４（６）圖3管內(nèi)剪力釘、加勁肋布置圖2拱肋截面及拱肋節(jié)點構造由拱腳的２６mm漸變至拱頂?shù)模常祄m，下弦鋼管壁厚由拱腳的３５mm漸變至拱頂?shù)模玻秏m，拱肋上、下弦均由３根鋼管與其間的平聯(lián)、腹桿、斜撐組成。在橫橋向鋼管與鋼管之間通過橫聯(lián)連接，上、下弦
7、鋼管橫聯(lián)采用６００×１６mm鋼管，斜撐采用４００×１６φφmm鋼管（見圖２）。主管、拱腳處２斜腹桿及銷軸鋼管內(nèi)均灌注C５５自密實微膨脹混凝土。為使鋼管和混凝土更好地共同受力，設計上采取以下３項措施：①在拱肋各個節(jié)點處布置剪力釘以加強鋼管和混凝土的連接；②在拱頂上、下弦主管范圍２５m內(nèi)布置了剪力釘以防止拱頂混凝土脫圖4拱腳構造空；③在拱肋各個節(jié)點處設置了加勁圈，對鋼管壁進調(diào)整標高和線形，在吊裝第７節(jié)段以前，拱腳為臨時行局部補強。管內(nèi)剪力釘、加勁肋布置如圖３所示。鉸連接，臨時鉸采用轉軸鉸。吊裝第７節(jié)段后，澆筑3．3拱
8、腳拱座預留槽混凝土，封固拱腳臨時鉸。主拱與拱座的連接是拱橋的關鍵部位，拱腳段3．4腹桿上下弦鋼管插入拱座預埋，預埋管與主拱節(jié)段采用拱圈腹桿分為豎腹桿和斜腹桿，兩者均采用箱焊接對接接頭。主管預埋深度為３．５m，預埋鋼管形和工字形斷面，從拱腳至第８節(jié)段，腹桿采用箱形底部設有承壓板，下設４層鋼筋網(wǎng)片，在預埋段鋼管斷面，其余節(jié)段腹桿采用工字形斷面。拱腳F１、F２周邊有螺旋鋼筋加強
