维普资讯 http://www.cqvip.com 第４期（总第１３４期） ２００８年８月 中回千跋暑彳乏 ＣＨＩＮＡ ＭＵＮＩＣＩＰＡＬ ＥＮＧＩＮＥＥＲＩＮＧ Ｎｏ．４（ＳｅｒｉａＩ Ｎｏ．１３４） Ａｕｇ．２００８ 占 ｖ形斜腿刚架拱桥受力分析及施工要 一、、、 欧健，杨秀珍，郭太军 （中国恩菲工程技术有限公司，广东广９’ＩＩ， ５１０６４０） 摘要：以广州市萝岗中心区的Ｖ形斜腿刚架拱桥为Ｔ程实例，介绍了对该桥进行的受力分析，并重点介绍了桩基础弹 簧刚度的计算方法及施工要点。特别施工时在两斜腿之间设置一道临时钢管是有效可行的措施，对同类桥梁的设计及 施工有一定的指导意义。 关键词：刚架拱桥；Ｖ形斜腿；弹簧刚度；施工 中图分类号：Ｕ４４８．２２ 文献标识码：Ａ 文章编号：１００４—４６５５｛２００８｝０４—００４０—０２ １工程概况 刚架拱桥。桥梁全长４２ Ｉｎ，桥宽为１５ ｉｎ（３．５ ｍ人 行道＋４ ｍ车道十４ ｍ车道＋３．５ ｍ人行道），矢跨比为 １／７．８．Ｖ形桥台，拱圈采用Ｔ型截面，立面见图１。 广州市萝岗中心区６号路跨越人工湖，为了与周 围景观相协调．设计采用Ｖ形桥台普通钢筋混凝土 ４ ２００ ２号路 ４０．２９ ｌ ３８５．４ Ａ。 １ ４２５．４ ．１ ３８９．２ ｖｑ １ ９９２％ ３９．８７３ ’ ≥呈 ３９．４５４ ＇ ’ 一 Ｉ ｌ ｌ Ｉ ｌ ｌ Ｉ，ｒｌ ． 、 。’ ｆ ’ 黏土 ３５ ２７０ 堂 Ｊ ’‘ Ｘ－－７３６．８９０ 【０ Ｅｑ２｜、、、 ’ 。。～ ＼咩，， 翼 ． ｃ’ 盯３５ ２９填筑土 淤泥质黏土Ｘ－７３５９ ．一 ３／４．２￣４ —现状地面线 黏土 ９．２ 全风化花岗岩 ｒ屹 砂质黏土 ４５ ７ ．Ｘ－７２６ ２ ０ ｉ。］『’ １ 。． ６９０ Ｕ 。： 黏土 ／∞／９５ｆ“ ；ｌ五ｅ，ｇｎ ｝量 ● ｋ－７３３．６９ ］’ Ｂ 霪 ￣７３１．０９淤泥质黍 ● ｒ２：。 。２ ５ｏ０ ÷ ￣７＇２８．１９粗砂 ｆ ｛ ！。ｆ 誊 ６９０ 荔 ｉ；釜蠢土 守９Ｉ４９ 砂厦黏 微风化花岗岩 ５一 ＾ｒ＿ ２７ ＋ Ｉ＾ｌ＿—ｇＪＩ… Ｉ ｌ ． ＾｝ ＾＿ 窭；鑫 岩 岩 岩 图１ Ｖ形斜腿刚架拱桥立面图 该桥设计荷载采用城一Ｂ级，双向两车道；人群 可认为该值为所求弹簧刚度。确定弹簧刚度，可获得 支点反力．用于桩基计算。 ２）计算方法。该桥基础为５．４ ｍｘｌ１．８ ｍｘ２．０ ｍ承 台．８根直径１．２ ｍ双排桩。计算弹簧刚度时，仅考 按ＣＪＪ ７７—１９９８《城市桥梁设计荷载标准》的公式 （４．１．９．２）计算，得人群荷载ｗ＝３．３ ｋＮ／ｍ 。 ２桩基础弹簧刚度的计算 施工图设计阶段．采用桥梁博士进行受力分析。 １）计算原则。采用桥梁博士３．０计算上部结构， 支点处定义三向约束的弹簧刚度值，求得支点处的位 虑自重作用 （１）按桩基计算程序计算得到支点的位移值。竖 向位移为０．０００ ６ ｍ，水平位移为０．００２ ６ Ｉｎ，转角位移 为０．０００ ２ ｒａｄ。 （２）桥梁博士计算得到的支反力：竖向反力为 移值．与群桩基础计算程序算出支点位移值进行比 较。 通过试算．当某个弹簧刚度值使得梁体结构计算 的支点位移值同下部群桩基础的承台位移一致时，即 收稿日期：２００８—０４—１０ ・６ １００ ｋＮ．水平反力为９０５ ｋＮ，弯矩为２ ７９９ ｋＮ・ｍ； 位移值：竖向位移为０．０００ ６１６ １ＴＩ，水平位移为 ０．００２ ６６ ｍ．转角位移为０．０００ １９３ ｒａｄ。 ４０・ 维普资讯 http://www.cqvip.com 中回千盛工 欧健．杨秀珍．郭太军：Ｖ形斜腿刚架拱桥受力分析及施工要点 ４施工要点及施工过程局部受力分析 ４．１施工要点 ２００８年第４期 （３）等效弹簧刚度的确定。经试算，达到上述两 种方法计算的位移值（误差＜５％）时，等效的弹簧刚 度：竖向为９．９Ｅ６ ｋＮ／ｍ，水平为３．４Ｅ５ ｋＮ／ｍ，转角 １．３Ｅ６ ｋＮ・ｍ／ｒａｄ。 １）全桥桩基都要求进行桩身埋管超声波检测．按 规范要求比例进行抽芯检测．且施工过程中发生意外 事故的桩基全部混凝土抽芯检测，每桩至少－－ｑ：Ｌ。 ３整体受力分析 １）强度验算 分别取跨中截面、斜腿与拱圈相交 截面、ｖ形斜腿截面进行承载能力极限状态强度验 算．均满足规范要求 ２）裂缝验算 正常使用阶段短期效应组合下．上 缘最大裂缝宽为０．１６８ ｌＣｌｌｍ．下缘最大裂缝宽为 ０．１５６ ｍｍ．均小于最大裂缝宽度０．２ ｉｎｔｏ．满足规 范要求 ２）模板制作要求精细．尺寸准确．防止混凝土浇 筑时漏浆 支架必须进行１００％荷载预压．持续时间 在２４ ｈ以上．并且在立模时考虑支架弹性变形的影 响．以确保浇混凝土时模板变形满足规范要求 ３）拱圈｝昆凝土浇注时．为避免Ｖ形斜腿根部出 现裂缝，在两斜腿之间设一道 １１４ ｍｍ的临时钢管。 ４．２混凝土拱圈浇注施工时．斜腿受力状况 ３）稳定验算 轴力最大值为７ ７２９ ｋＮ．而在支 反力计算结果中最大水平推力为１ ９８５ ｋＮ．根据ＪＴＧ Ｄ６０－－２００４《公路桥涵设计通用规范》４．３．７条，并从 构造图中知拱顶与拱脚连线与水平线夹角为１４．５ｏ． 混凝土拱圈浇注施Ｔ时．拱圈自重仅作为外荷载 作用在斜腿上．不考虑结构自身参与受力．计算时桥 面单元恒载以结点荷载施加于施工缝处．同时不考虑 支架作用。与成桥使用阶段比较，受力状况较佳，配 筋状况满足受力要求 在 １１４ ｍｍ的临时钢管作用 下．Ｖ形斜腿根部裂缝＜０．１ ｍｍ ５结语 则设计轴力值 ，＝１ ９８５／ｃｏｓ１４．５。＝２ ０５０ ｋＮ＜ ７ ７２９ ｋＮ．取７ ７２９ ｋＮ进行拱圈稳定性验算 经计 算．拱圈纵向稳定满足要求 ４）位移计算及预拱度确定。活载（人＋汽）产生 的位移为０．０４ ｉｎ．满足规范要求 短期效应组合产生的位移为一０．０２５ ５ ｍ＞ 一Ｖ形斜腿刚架拱桥外形美观．且受力明确．是中 小跨径常用的一种桥梁结构型式 本文介绍的弹簧等 效刚度计算方法能有效简化计算模型．满足使用阶段 桥梁的受力分析计算 为避免斜腿根部在施工过程中 出现裂缝．在两斜腿之间设置一道临时钢管是有效的 措施，对同类型桥梁的施工具有一定的指导意义 ０．０１５ ｉｎ．需要设计预拱度。预拱度值为０．０２８ ３ ｍ。 即施工中．应在拱顶设０．０２８ ３ ｍ预拱度．拱脚为 ０．拱顶到拱脚间用直线内插 ｆ上接第３９页） ４方案总结 都采用镀锌等肢角钢．用钢板和螺栓连接各节点（各 节点考虑为铰接点．基础支撑点考虑为固接） 主材 经过＿Ｔ程实例验证，该方案有值得推荐的特点 １）很好的安全性。由于空间钢桁架的受力模型与 实际情况吻合度很高．荷载情况比较清晰．且该方案 与周边环境相比具有相对性．故安全度很高 ２）良好的经济性 首先该钢架是拉压空间杆单元 体系．保证了钢材用料的相对经济性（该工程钢架用 为Ｑ３４５Ｌ９０ｘ７ １２５ｘ８．辅材为Ｑ３４５Ｌ４０ｘ３～７５ｘ５ 结 构形式大体可以分为下部矩形通道及上部弧状弦杆． 下部主要用作放置电缆排管的通道．上部在受力需要 之外还起到美观的作用 荷载计算方面．竖直方向考虑管道及桥体自重恒 量仅４．５ ｔ，加上基础及施工费用．整个结构造价仅７ 万元）；其次对排管材质没有特别要求．保证了排管 的经济性；最后在施工工艺、工期和后续维护方面． 都能保证很好的经济性 ３）合理性。各方案均有其不足之处，综合起来． 载．冰雪恒载。工作活载：水平方向主要考虑风荷 载：由于该地区地震设防烈度８度以下．地震荷载不 考虑 设计软件可采用塔架专门分析软件．也可采用 通用有限元分析软件 为了与周边环境协调及利用其商业价值，可以根 据需要放有较好经济效益的广告牌 此时广告牌的荷 载效应必须加以考虑 该方案在诸多不利因素前，能取得较好的平衡 总之，电缆过河钢结构桥架是一项可被广泛推广 应用的方案
