钢管混凝土拱桥拱肋设计浅析

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1、学兔兔www.xuetutu.com2011年8月第8期城市道桥与防洪桥梁结构163钢管混凝土拱桥拱肋设计浅析高金萍(大连理工大学土木建筑设计研究院有限公司，辽宁大连l16023)摘要：通过对大连港鲇鱼湾港区22号原油泊位钢管混凝土拱桥的计算分析，应用通用有限元程序(MIDASCIVIL2006)对拱桥的拱肋部分进行深入分析与研究，即对拱肋的正常使用状态和承载能力极限状态进行计算分析，其主要结论对同类型桥梁的设计具有指导性的意义。关键词：钢管混凝土拱桥；拱肋；正常使用状态；承载能力极限状态；分析中图分类号：U448．22文献标识码：B文章编号：1009—

2、7716(2011)08—0163—03接作用于桥面系，经横梁传递到吊杆，再通过吊杆全1概述部传递到拱肋。单片拱肋采用双肢哑铃型断面，由弦大连港鲇鱼湾港区22#原油泊位工程位于大连杆和腹杆焊接而成，弦杆内灌注混凝土。拱肋弦杆截市大孤山半岛端部东侧，紧邻已建成的30万t级原面为800mm×12mm，腹杆截面为245mm×油码头。该工程建设规模为新建一个3O万t级原油7mm，上、下弦杆轴线间距2．0ITI，横桥向拱肋轴线码头，向上兼顾45万t，向下兼顾l5万t船型。码头间距l2．45m。拱肋问设置横撑及K撑以增大横向按开敞式设计，采用蝶型平面布置，陆域和码头

3、工作刚度，横撑及K撑由主杆和腹杆焊接而成。平台之间通过引桥连接。本文重点对主引桥的钢管桥面系由系杆、纵梁、横梁及联结系组成。系混凝土拱桥的拱肋进行深入的计算与分析。杆为刚性，采用焊接箱形截面，系杆在与拱脚连接1．1设计荷载处加高加宽，系杆与拱肋刚接，平衡了拱肋产生的(1)工艺管线荷载：原油1、原油2、燃料油3每水平推力。纵梁主要承担行车道荷载；横梁为主要根管充水、保温后总重为1374．596kg／m；消防水管承载构件，直接承担管线荷载并将纵梁荷载传递4充水、保温后总重为536．860kg／m；泡沫液管5、至吊杆。为保证桥面系横向整体稳定，设置联结生活水管

4、6、氮气管7和蒸汽管8充水、保温后总系。纵梁和联结系采用焊接H形截面；横梁采用重分别为311．561kg／m、85．262km、32．030kg／m、焊接箱形截面。吊杆为柔性，采用环氧喷涂钢绞线32．030kg／m。成品索，两端均设OVM挤压式配套锚具。(2)行车道荷载：按照人行3．5kPa，20t单车1．3建筑材料荷载考虑。(1)拱肋采用Q345D钢，拱肋腹杆、横撑和K(3)风荷载：基本风速35．2mls(1／100)，基本撑采用Q345C无缝钢管。风压0．75kPa。(2)拱肋内混凝土灌注C50微膨胀混凝土。(4)地震：大连港地区地震动峰值加速度为1

5、．4施工过程0．1g，抗震设防烈度为7度，地震动反应谱特征(1)构件均采用工厂内预制，并分节段运至拼周期为O．35S，抗震设防类别为c类。装场地。(5)温度：整体温升+30oC，温降一20。C。(2)场地内搭支架拼装桥面系、拱肋，并安装1．2桥梁布置及结构概述吊杆，拆除支架，空桥拼装完毕等待吊装。安装墩码头引桥采用钢管混凝土系杆拱桥，全长顶支座。126m，计算跨径120m，矢跨比1／6，桥面全宽(3)采用1200t海吊整体吊运。15．30m。图1为桥梁立面布置图，图2为桥梁标(4)安装就位后，灌注拱肋混凝土，先下弦管准断面，图3为拱肋横断面图。后上弦管，

6、混凝土应在初凝前全部灌注完毕。码头引桥采用下承式钢管混凝土系杆拱桥，(5)待混凝土达到设计强度90％以上后，开内部为超静定体系，外部整体简支，属静定体系。始桥面附属工程施工。钢管混凝土拱肋为全桥承载的主体，使用荷载直2拱肋正常使用状态计算分析收稿日期：2011-o4—072．1计算模型作者简介：高金萍(1978一)，女，辽宁大连人，工程师，从事桥梁设计工作。计算分析采用大型空间有限元程序Midas学兔兔www.xuetutu.com164桥梁结构城市道桥与防洪2011年8月第8期工况2：空桥吊运安装——自重荷载，拱肋上四点支撑。工况3：灌注拱肋混凝土——

7、混凝土未参与受力，只计其自重。工况4：桥面二期恒载——考虑铺装、栏杆等荷载，混凝土已经参与受力。工况5：成桥运营——管线荷载及可变荷载图2桥梁标准断面【单位：cm)(温度、风以及汽车荷载)。除特殊情况外，本节单位、符号规定如下：(1)单位。力——kN；长度——m；应力——kN／m2；弯矩——kN·m。(2)符号。内力或应力(+)表示受拉，(一)表示受压。计算模型见图4。图3拱肋横断面图【单位：mm)Civil2006，除拉索采用桁架单元外均采用梁单元，整体简支，四点支撑，外部静定，截面特性按照实际钢构件尺寸模拟，钢管?昆凝土拱肋采用“施工图4计算模型阶段

8、联合截面”作施工阶段分析，从而获得钢管和混凝土各自的应力结果。计算方法主要采用容