三跨連續(xù)下承式系桿拱橋設(shè)計(jì)

1、<p>　　三跨連續(xù)下承式系桿拱橋設(shè)計(jì)</p><p>　　摘要：以韶關(guān)市曲江區(qū)江畔步行橋18＋28＋18＝64m為例，簡(jiǎn)要的介紹了三跨連續(xù)下承式系桿拱橋的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、模型計(jì)算和施工特點(diǎn)，為同類型的小跨徑下承式系桿拱橋的設(shè)計(jì)和施工積累了經(jīng)驗(yàn)。 </p><p>　　關(guān)鍵詞：下承式；系桿拱橋；結(jié)構(gòu)計(jì)算；施工工藝 </p><p>　　中圖分類號(hào)：TU8 文獻(xiàn)標(biāo)

2、識(shí)碼： A </p><p><b>　　1．概述 </b></p><p>　　韶關(guān)市曲江區(qū)江畔步行橋工程位于韶關(guān)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(zhǎng)64米，橋面寬8.5米，橋梁設(shè)計(jì)為行人步行橋。 </p><p><b>　　2．工程地質(zhì)條件 </b>&

3、lt;/p><p>　　韶關(guān)市曲江區(qū)江畔步行橋工程位于韶關(guān)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(biāo)高介于53.91～55.47米間，相對(duì)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(chǎng)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(shù)標(biāo)準(zhǔn) </b></p><p>　　荷載標(biāo)準(zhǔn)：人群荷載4.0KN/m2 ； </p><p>　　航道標(biāo)準(zhǔn)：不通航； </p><p>　　高程系統(tǒng)：黃海高程系統(tǒng)； </p><p>　　坐標(biāo)系統(tǒng)：北京坐標(biāo)系統(tǒng)； </p><p>　　縱坡及橫坡：以橋跨中心樁號(hào)對(duì)稱，兩側(cè)設(shè)2

5、％的縱坡，并設(shè)R=1000米的凸豎曲線；橋面設(shè)雙向1.0％的橫坡； </p><p>　　橋?qū)挘?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(jié)構(gòu)物按７度設(shè)防。 </p><p><b>　　4．設(shè)計(jì)要點(diǎn) </b></p><p>　　韶關(guān)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(duì)稱面，兩側(cè)設(shè)2％的縱坡，凸曲線的半徑為R=1000m。 </p><p>　　步行橋?yàn)槿邕B續(xù)下承式鋼筋混凝土系桿拱橋，計(jì)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(jié)構(gòu) </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(jì)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?，拱軸線為拋物線。邊跨的矢跨比為1/4.5，計(jì)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)榫匦螖嗝妫拜S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(shí)局部加高；吊桿采用5Φs15.2高強(qiáng)度低松弛的鋼絞線，外套Φ95×4mm的無縫鋼管，鋼管內(nèi)灌注水泥砂漿。橫梁采用預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)。內(nèi)橫梁底寬50cm，高85cm，兩側(cè)帶20cm寬的牛腿。中橫梁底寬80cm，高100cm，兩側(cè)帶20cm寬的牛腿。端橫梁底寬80cm，高100cm，單側(cè)帶20cm寬的牛腿。 </p><p><b>　　4.2下部結(jié)構(gòu)： </

9、b></p><p>　　主墩采用樁柱式結(jié)構(gòu)，墩柱采用Φ120cm的圓柱墩，下接Φ150cm的鉆孔灌注樁。橋臺(tái)采用重力式橋臺(tái)，下設(shè)150cm厚的承臺(tái)，承臺(tái)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(hào)橋臺(tái)處設(shè)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(hào)墩的兩個(gè)墩柱上，一處采用固定，一處采用橫向活動(dòng)而縱向固定，1號(hào)墩采用活動(dòng)支座（單向和多向兩種）。橋臺(tái)采用GPZ1000盆式橡膠支座，0、3號(hào)橋臺(tái)均采用活動(dòng)支座（單向和多向兩種）。 </p><p><b>　　5．結(jié)構(gòu)計(jì)算 <

11、;/b></p><p><b>　　5.1 計(jì)算模型 </b></p><p>　　該步行橋采用商用有限元程序Midas2012計(jì)算。計(jì)算中僅考慮上部結(jié)構(gòu)，下部結(jié)構(gòu)的作用考慮成約束。將拱肋、縱梁和橫梁用梁?jiǎn)卧x散，吊桿用桁架單元模擬。上部結(jié)構(gòu)劃分成489個(gè)梁?jiǎn)卧?8個(gè)桁架單元。計(jì)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(dòng)自動(dòng)度；“RX、RY、RZ”分別表示繞縱橋向、橫橋向、豎向的轉(zhuǎn)動(dòng)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(jì)算結(jié)果 </b></p><p>　　拱肋跨中截面強(qiáng)度驗(yàn)算：承載能力極限組合

13、下，最大軸力組合設(shè)計(jì)值N=1438kN<Nu=9373.8kN，最大彎矩組合設(shè)計(jì)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(qiáng)度驗(yàn)算：承載能力極限組合下，最大軸力組合設(shè)計(jì)值N=1846kN<Nu=10107.5kN，最大彎矩組合設(shè)計(jì)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(yùn)營(yíng)階段其最大壓應(yīng)力為10.5Mpa<16.2Mpa，最大拉應(yīng)力為0.5Mpa<1.33Mpa。 </p><p>　　最終張拉時(shí)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(biāo)準(zhǔn)組合

15、時(shí)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>　　（1）復(fù)測(cè)樁基礎(chǔ)的中心坐標(biāo)，縱橫向間距及橋梁跨度，確保樁基礎(chǔ)的準(zhǔn)確無誤后，鉆孔施工樁基礎(chǔ)，然后施工承臺(tái)、橋臺(tái)、橋墩； </p><p>　　（2）搭設(shè)支架，按要求進(jìn)行預(yù)壓以消除非彈性變形。安裝模板、綁扎縱梁、橫梁、拱肋節(jié)點(diǎn)段的鋼

16、筋。澆筑縱梁、橫梁，以及拱肋節(jié)點(diǎn)段的砼； </p><p>　?。?）待縱梁和橫梁的混凝土強(qiáng)度和齡期達(dá)到設(shè)計(jì)要求，張拉橫梁預(yù)應(yīng)力鋼束，以及縱梁的第一批鋼束； </p><p>　　（4）安裝吊桿，按設(shè)計(jì)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>　　（6）張拉縱梁的第二批鋼束； <

17、/p><p>　?。?）拆除支架，成橋。 </p><p><b>　　7．結(jié)語 </b></p><p>　　下承式系桿拱橋雖然技術(shù)復(fù)雜，施工難度大，但以其跨度大、結(jié)構(gòu)輕、造型美、省材料等優(yōu)點(diǎn)已廣泛應(yīng)用于橋梁建設(shè)當(dāng)中，但是作為景觀性的小跨徑系桿連續(xù)拱橋建設(shè)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(yàn)。 </p><p&g