中承式钢管混凝土组合拱桥计算书

中承式钢管混凝土组合拱桥计算书

一、概述

河最高水位达173.22m,桥址区水面最大宽度达175m。经初步设计方案比较后，

推荐采用单孔中承式钢管混凝土组合拱，桥梁总长192.0mo

二、计算依据

2.1《公路工程技术标准》(JTGB01-2003)

2.2《公路桥涵设计通用规范》(JTGD60-2004)

2.3《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》(JTGD62-2004)

2.4《公路砖石及混凝土桥涵设计规范》(JTJ022-85)

2.5《公路巧•工桥涵设计规范》(JTGD61-2005)

2.6《钢结构设计规范》(GB50017-2003)

2.7《钢管混凝土结构设计与施工规程》(CECS28:90)

2.8《钢管混凝土结构设计与施工规程》(JCJ01-89)

2.9《钢结构工程施工及脸收规范》(GB50205-2001)

2.10《公路桥涵施工技术规范》(JTJ041-2000)

2.11《公路桥梁抗风设计规范》(JTG/TD60-01-2004)

2.12《公路工程抗震设计规范》(JTJ004-89)

三、主要技术标准

3.1设计荷载等级：城市B级(公路-II级)，人群2.5kN/m2

3.2设计行车速度：40km/h

3.3桥面净空：人行道2.2501(含栏杆)+分隔带2(11+行车道9川十分隔带2巾+人行

道2.25m(含栏杆),桥面总宽17.5m

3.4桥面横坡:双向2.0%

3.5桥面铺装：行车道采用平均10cm厚的混凝土调平层和3cm厚的混凝土磨

耗层，人行道采用平均8cm厚的混凝土调平层和5cm厚的干浆砌毛面花面岩

3.6桥位处气温：最低-9.3℃,最高43.1℃;拱肋合拢温度15〜25℃

3.7库区设计水位标高:173.22m

3.8地震峰值加速度：0.05g;特征周期：0.35s

3.9设计洪水频率：1/100

四、设计要点

4.1桥型及构造

桥梁为总长192.0m的单孔中承式钢管混凝土组合拱，拱肋计算跨径为129.5m,

计算矢高为37.0m。桥面以上部分采用钢管及空间四肢式桁架结构，拱肋宽1.55m,

跨中拱肋高2.5m,肋间中距11.0m。下弦轴线为拱轴系数m=1.543的悬链线，为了

满足受力要求，下弦从拱脚向上到1/8L处横向用钢板将钢管平联成哑铃型；上弦轴

线为悬链线与圆曲线的组合曲线，其中悬链线部分与下弦轴线平行，圆曲线部分伸

入边孔，在桥台处与边孔轴线汇交，半径R二84.794m。上、下弦管分别为0351X12mm

和0351X16mm的16Mn钢管，其内部灌注C50微膨胀混凝土。边孔为计算跨径23.8m,

计算矢高8.5m的悬链线半拱，拱轴系数m=1.167,钢筋混凝土箱形截面，箱高1.2m,

宽2.0m,拱顶腹板厚25cm,顶底板厚25cm,截面由拱脚附近立柱处向拱脚处腹板厚

度由25cm直线渐变到50cm,顶底板由25cm渐变到60cm。吊杆处上、下平联均为两

个25号16Mn槽钢和两个20mm厚16Mn钢板相焊接的组合截面，其余所有平联和腹

杆均为（t）152X8mm的16Mn空钢管，在边孔处分离的上、下弦管通过支撑杆相联，支

撑杆采用Ql52X8mm的16Mn钢管，内灌水泥砂浆，外包成30cmX30cm的矩形。预

拱度在拱顶取值均为=0.15m,其余各点按抛物线从拱顶到钢桁架下弦管锚固点分

配。两条拱肋间共设置7道一字钢管风撑，间距144m,足以保证拱肋合拢后施工阶

段与营运时期的稳定安全。为了便于养护、避免水流浸蚀，桥面以下的拱肋外包混

凝土，边孔采用钢筋混凝土箱形截面的半孔双肋拱桥，顶端支承于桥台处。钢桁架

下弦管锚固在混凝土墩帽的预埋钢板上，上弦管锚固在边孔拱肋的台口处。

4.2横梁、帽梁

吊杆处横梁4#〜20#为预制预应力纲筋混凝土工字梁，高120cm,翼板宽80cm,

腹板厚35cm,全桥共需15片，吊装重量为25.3t;边孔腹孔墩帽梁为现浇钢筋混凝

土T形梁，高120cm,翼板宽80cm,腹板厚50cm;

4.3吊杆

全桥需要15对吊杆，纵向间距为7.2m。吊杆采用带有PE+PU（白色）管防护的

190s15.2mm的柔性拉杆，两端采用OVM锚具15-19固定于上弦管平联顶面及横梁底，

与混凝土接触部分用Q168X8mm的下导管，并作有防水及封端设施。

4.4桥面系

行车道板采用预制钢筋混凝土T形梁，除1#〜4#、20#〜23#之间共6孔为跨径

9.4m外，其余18孔均为7.2m跨径，全桥需预制T梁240片。为提高桥面系的整体

稳定性，在预制的T形梁横向接头之间，预留了现浇混凝土接缝。除4#、20#横梁（伸

缩缝处）上的T梁下设置滑板支座外，5#〜19#T梁下均不设支座，0#〜3#、21#〜24#

帽梁上设橡胶支座。

4.5下部构造

桥墩采用钢筋混凝土门式实体墩，并在其后加以倾斜以承受上部结构传来的推

力，为了增大稳定性，桥墩建成后在其周围进行填土。腹孔立柱采用80cmX120cm

的矩形钢筋混凝土截面。桥台采用轻型桥台，根据地形条件，将桥台前墙与耳墙直

接生根于桥台处承台，并将耳墙前伸进行挡土。基础采用摩擦桩，桥台桩基为6根

01.2m,桥墩桩基为9根Q1.5m,全桥共30根桩基。在计算摩擦桩时，偏安全的不

考虑人工填土的摩擦力，只计入原地面线以下天然土的摩擦力。若成孔后有不良地

质存在，须另行认真处理，实际桩长根据现场成孔情况另行确定。

4.6材料

钢管内混凝土：C50微膨胀混凝土（膨胀率4.5〜5.0X10-4）

吊杆下横梁：C40混凝土

边孔拱肋、主孔外包混凝土段：C40混凝土

边孔立柱、帽梁：C30混凝土

桥面T梁、湿接缝：C30混凝土

桥面调平层：C30纤维网混凝土

墩身、桥台、承台：C30混凝土

桩基础：C25混凝土

拱肋钢桁架的弦管、腹杆、平联等均采用16镒无缝纲管及型钢，轴向抗压应力

[<r]=200MPa,弯曲应力[bw]=210MPa,屈服点340MPa,其性能应符合国标相应要求。

五、计算内容

上部结构计算包括对主拱圈钢管混凝土桁架、边孔、吊杆横梁、帽梁、吊杆及

桥面T梁进行内力、应力计算，并进行持久状况承载能力极限状态和持久状况正常

使用极限状态下内力、应力验算，并对拱肋钢管混凝土桁架进行施工阶段应力及内

力验算，以及施工和运营阶段稳定性脸算。

下部结构计算包括桥墩承载力、稳定性计算及桩基承载力和桩顶位移计算。

5.1主拱圈钢管混凝土桁架计算

5.1.1模型建立

采用桥梁专用有限元计算程序Midas/CiviI进行建模，拱肋钢管混凝土及横撑

采用梁单元模拟，腹杆、平联采用梁单元模拟，边孔、桥面T梁均采用梁单元模拟，

哑铃型处钢板用板单元模拟，吊杆采用桁架单元模拟。全桥模型共有单元2738个，

节点1302个，整体模型如图5-1-1所示，拱肋钢管混凝土桁架结构离散图见附录一。

图5-1-1全桥有限元尸算模型

计算温度荷载时，取合龙温度为20°C,成桥运营阶段按升温25°C,降温25°

C考虑。计算拱脚变位时，按单侧主墩向外发生1cm水平位移和0.5cm的竖向，立移考

虑。计算时只考虑了拱肋下弦混凝土段、边孔及边孔帽梁混凝土的收缩徐变，未计

入钢管内混凝土的收缩徐变。

5.1.2施工阶段计算分析

1、施工阶段划分：本桥施工及过程主要划分为6个阶段，具体如表577所示:

表577施工阶段划分表

施工

安装的构件施力口荷载边界条件

阶段

1吊装合拢钢桁架、横撑，支架浇注边孔结构自重管端固结

2全桥对称浇注管内混凝土混凝土湿重、施工荷载管端固结

3现浇下弦管拱脚混凝土及肋间横梁所加构件自重管端固结

4对称安装吊汗、横梁及桥面系所加构件自重桥面约束

5施工桥面铺装二期恒载管端固结

6成桥运营5年活载、温度、基础变位管端固结

2、施工阶段应力验算

表5-1-2弦管施工阶段应力计算表单位：MPa

节点浇管内外包吊装横梁

截面位置截面位置空钢管桥而铺装

号混凝土混凝土桥面系

钢管5.0916.0114.4714.8912.73

管端1

管内胫0.000.00-0.17-0.16-0.48

下弦拱脚钢管7.197.9620.2712.0511.39

14

对应处管内腔0.000.001.720.550.46

钢管4.922.757.392.692.62

上1/8L21

管内殓0.000.000.67-0.06-0.10

弦

钢管-4.93-12.74-9.65-29.97-41.82

管1/4L28

管内殓0.000.000.452.554.30

钢管-10.87-21.54-19.41-51.11-71.01

3/8L34

管内金0.000.000.31-4.34-7.25

钢管-14.80-28.21-26.24-83.53-119.56

1/2L41

管内殓0.000.000.29-7.87-13.00

钢管-9.74-11.21-18.40-31.00-38.20

管端114

管内或0.000.000.22-1.64-2.69

钢管-5.38-11.68-15.20-45.40-64.30

1/8L121

管内於0.000.000.17-4.23-6.96

钢管-8.48-19.45-13.60-38.50-53.40

下1/4L128

管内腔0.000.000.15-3.61-5.87

弦

钢管-4.06-12.11-8.13-22.80-31.20

管3/8L134

管内校0.000.000.12-2.10-3.37

钢管-4.47-13.39-11.30-28.50-38.10

1/2L141

管内胫0.000.000.16-2.30-3.66

钢管-14.30-29.52-40.40-97.90-133.00

Max123

管内被0.000.000.33-7.91-13.00

拱肋钢管混凝土桁架在施工和运营阶段，均认为材料处于线弹性阶段，且符合

平截面假定及虎克定律，不考虑应力、内力重分布，因而内力、应力计算均采用应

力叠加法进行计算，并对其进行施工阶段、正常使用极限状态以及承载能力极限状

态三项内容进行脸算。采用容许应力法进行控制，容许应力值采用210MPa。

表5-1-3弦管使用阶段弹性组合应力计算表单位：Mpa

节点组合7组合7组合8组合8

截面住置截面住置

号maxminmaxmin

钢管20.20-30.1030.60-19.70

管端1

管内殓2.12-5.133.64-3.60

下弦拱脚钢管10.60-20.5020.60-10.50

14

对应处管内皎1.10-3.562.60-2.06

钢管-22.30-62.507.80-32.40

1/8L21

管内验-2.87-8.611.44-4.30

上

钢管-21.00-65.80-23.10-67.90

弦1/4L28

管内磔-1.70-8.43-2.00-8.74

管

钢管-32.90-79.70-44.40-91.20

3/8L34

管内於-2.86-9.88-4.58-11.60

钢管-81.30-157.00-108.00-184.00

1/2L41

管内校-7.17-18.00-10.90-21.80

钢管-81.30-157.00-108.00-184.00

Max41

管内3仝-7.17-18.00-10.90-21.80

钢管-25.60-33.40-47.60-55.40

管端114

管内聆-1.12-2.28-3.83-4.99

钢管-53.00-74.20-62.80-84.00

1/8L121

管内校-5.39-8.48-6.82-9.90

钢管-35.10-79.20-31.40-75.50

下1/4L128

管内校-3.07-9.70-2.53-9.16

弦

钢管-19.50-62.30-6.63-49.40

管3/8L134

管内於-1.48-7.910.46-5.97

钢管-29.20-83.60-1.19-55.60

1/2L141

管内及-2.09-9.841.91-5.84

钢管-100.00-154.00-116.00-170.00

Max123

管内校-8.46-16.10-10.70-18.30

注：1、表中应力以拉为正，压为负。

2、组合7与组合8见表5-1-1。

由上表可以看出，钢管在施工阶段以及在使用阶段弹性组合状态下上、下弦管

的最大应力为784.0Mpa,小于-210MPa,且混凝土最大应力为-21.8Mpa,亦小于规

范容许值-22.4Mpa,可见本桥主拱圈钢管混凝土桁架在施工阶段及运营阶段应力均

满足要求。各节点的应力详见附录二、三。

5.1.3使用阶段计算分析

使用阶段考虑了结构在各项作用作用下，包括恒载、活载（公路一II级、人群）、

温度变化、基础变位、混凝土收缩徐变等，其在各控制截面所产生的效应值如表5-1-5

所示。

1＞冲击系数计算

新规范规定汽客荷载冲击系数由结构基频所决定，由后面结构动力计算可以得

知，本桥基频为0.445,按《公路桥涵设计通用规危》（JTGD60-2004）第4.3.2条

规定，冲击系数取0.05。

2、荷载组合

本桥成桥运营阶段共计算了下述荷载组合，如表5-1-4所示。上部结构计算及

桥墩计算均参照此表进行组合。

表5T-4荷载组合表

荷载

类型说明

组合

组合1承载能力0.5表础变位+1.2恒荷载+1.0徐变+1.0收缩+1.4活载+1.12升温

组合2承载能力0.5恚础变位+1.2恒荷载+1.0徐变+1.0收缩+1.4活载+1.12降温

组合3使用性能1.0恚础变位+1.0恒荷载+1.0徐变+1.0收缩+0.667活载+1.0升温

组合4使用性能1.0表础变位+1.0恒荷载+1.0徐变+1.0妆缩+0.667活载+1.0降温

组合5使用性能1.0恚础变位+1.0恒荷载+1.0徐变+1.0收缩+0.381活载+1.0升温

组合6使用性能1.0表础变位+1.0恒荷载+1.0徐变+1.0收缩+0.381活载+1.0降温

组合7弹性阶段1.0表础变位+1.0恒荷载+1.0徐变+1.0收缩+1.0活载+1.0升温

组合8弹性阶段1.0基础变位+1.0恒荷载+1.0徐变+1.0收缩+1.0活载+1.0降温

注：表中活载包括公路一II级、人群荷载。

3、各项作用效应

使用阶段控制截面在各种作用下的内力如表5-1-5,（全部单元结果见附录二）。

表5-1-5运营阶段各项作用效应表

上弦管下弦管

截面位置

管端1/8L1/4L3/8L1/2L管端1/8L1/4L3/8L1/2L

-399.-1117.-1622.-1798.-760.-1588.-1959.-V91.-829.

N(kN)-71.2

860588059

恒载

Q(kN)-17.6-4.5-11.0-14.220.2-7.3-3.6-11.6-17.322.2

M(kN*m)-23.2-13.4-12.4-9.448.1-18.6-7.1-19.7-14.350.9

N(kN)517.7291.6458.4453.8254.136.393.3725.3757.4607.0

活载

Q(kN)24.1-1.40.22.12.2-2.2-1.7-10.5-16.725.1

Nmax

M(kN*m)36.8-6.5-6.7-7.2-3.5-6.73.72.84.154.1

-515.-433.-1196.-1251.-1121.-218.-593.

N(kN)-509.0-969.5-897.4

活载6466640

MminQ(kN)-22.61.1-11.1-16.723.33.62.80.70.71.3

M(kN*m)-33.93.24.43.549.37.3-5.7-8.4-10.1-2.7

-408.-1098.-165.

N(kN)298.2-806.6-900.8-17.4620.5667.2516.6

活载018

MmaxQ(kN)39.21.4-1.9-4.522.65.61.2-1.8-'.425.9

M(kN*m)74.33.96.47.849.522.69.16.79.955.2

-339.-424.

N(kN)120.2394.4355.1215.7-79.9-420.2-962.2-861.2

活载08

MminQ(kN)-33.8-2.80.62.73.7-1.81.90.70.10.1

M(kN*m)-60.9-7.4-7.2-7.8-3.9-26.5-8.2-8.5-10.4-5.6

-340.-181.

N(kN)298.3-216.2169.3-935.7-270.2-574.066.7225.5

活载91

2maxQ(kN)39.31.81.73.225.85.83.21.91.426.4

M(kN*m)74.32.2-2.5-6.846.920.83.1-5.73.553.1

-339.-1135.

N(kN)107.4-919.3-117.1-35.045.3466.8601.1323.4

活载07

2minQ(kN)-33.8-3.3-11.7-17.4-4.4-3.5-1.9-11.1-17.1-2.2

M(kN*m)-60.9-4.92.73.81.4-21.34.30.91.6-0.2

N(kN)145.9282.2-26.2-200.1-257.0222.8-141.863.1245.4318.9

降温

Q(kN)5.9-0.11.11.0-0.31.51.41.80.5-0.4

25

M(kN*m)8.9-3.10.41.92.39.0-2.5-0.12.22.8

-145.-282.-222.-318.

N(kN)26.2200.1257.0141.8-63.1-245.4

升温9289

25Q(kN)-5.90.1-1.1-1.00.3-1.5-1.4-1.8-0.50.4

M(kN*m)-8.93.1-0.4-1.9-2.3-9.02.50.1-2.2-2.8

N(kN)5.3-3.3-33.6-43.5-40.00.04.338.449.645.0

基础

Q(kN)0.20.00.10.0-0.30.00.30.20.0-0.1

变位

M(kN*m)0.30.00.30.40.4-1.3-0.10.40.50.5

N(kN)207.6367.738.4-144.2-204.1-32.6-158.76.2201.4278.9

徐变

Q(kN)4.7-0.1-0.1-0.2-0.210.40.5-0.6-0.4-0.3

M(kN*m)14.7-3.9-0.21.62.145.2-3.1-0.81.82.6

-185.-175.-134.

N(kN)-19.269.098.016.677.4-2.0-96.6

571

收缩

Q(kN)-4.60.00.10.10.1-4.4-0.30.30.20.2

M(kN*m)-5.51.90.1-0.8-1.0-19.71.50.4-0.9-1.2

注：1、表中轴力以拉为正，压为负，弯矩符号与梁式弯知同,

剪力以由截面底缘向顶缘方向为正，反之为负；

2、表中活载包括公路一II级、人群荷载。

4、强度计算

运营阶段承载能力采用单肢钢管混凝土构件的极限承载力进行控制，采用《钢

管混凝土结构设计与施工规程》（CECS28:90）进行验算。边界条件取两端较接（即

U=1）,脸算结果如表5-1-6所示。

表57-6运营阶段强度脸算表

项目NvoxM相庇

N)(kN)Nu(kN)NU/NM.

假而住(kN)(kN.m)

管端-963.70-84.44-9244.4-4642.14.8

下弦拱脚对应处-1041.12-1.53-9244.4-9093.28.7

上

1/8L-1405.63-7.91-9244.4-8691.06.2

弦

1/4L-3047.15-8.27-9244.4-8969.02.9

管

3/8L-3887.39-4.03-9244.4-9137.22.4

拱顶-3956.83130.19-9244.4-6736.51.7

管端-1175.40-30.37-10774.0-8289.77.1

T1/8L-2669.44-18.93-10774.0-9955.23.7

弦1/4L-3758.49-35.22-10774.0-9717.82.6

管3/8L-2976.21-33.51-10774.0-9529.53.2

拱顶-2224.7555.52-10774.0-8355.53.8

注：1、表中Nw*为各项荷载组合中的绝对值最大值

2、hUa为N.x对应值,

3、N0=.fAQ+M+e），心=外”。

由上表可以看出.本桥在运营阶段NU/NM值均大于1.可见本桥在运营阶段拱肋

钢管混凝土强度满足要求。

5、挠度计算

拱肋钢桁架在施工阶段及运营阶段各项作用下拱顶竖向位移如表5-1-6所示。

表5-1~6拱顶位移表

施工阶段运营阶段

阶段作用位移(cm)作用位移(cm)作用位移(cm)

空钢管自重-1.00升温-5.13收缩0.92

灌注管内皎自重-1.00降温5.13活载max1.40

安装吊杆横梁桥面系自重-3.3基础变位-1.07活载min-4.04

安装桥面系自重-2.3徐变-1.98

根据上表，考虑施工阶段的压缩变形，施工预拱度设为9.0cm,设计预拱度设为

6.0cm,共设预拱度15cm,从拱顶到下弦管端锚固点按二次抛物线分配。

6、稳定计算

⑴整体稳定性(电算计算结果)

结合该桥的结构特点及施工过程，运用MIDAS/CiviI程序对其施工过程及成桥

运营状态进行稳定性分析，结果如表5-1-7所示。

表5-1-7稳定性验算表

施工阶段运营阶段

阶段稳定系数失稳模态作用稳定系数失稳模态

空钢管16.15面外对称全桥满载4.89面外对称

灌注管内磴6.95面外对称半跨满载5.06面外对称

安装吊杆、横梁、桥面系4.32面外对称

成桥5.53面外对称

注：表中所示为一阶失稳模态

由上表可知，本桥在施工阶段稳定系数均大于4,运营阶段在最不利布载阶段稳

定系数在4.5以上，因而稳定性满足要求。各个阶段一阶失稳模态图见附录四。

(2)整体稳定性(理论计算结果)

拱肋面外整体稳定怛采用《拱结构的稳定与振动》(项海帆、徐光栋编著)提

供的组拼拱简化计算方法验算，以拱肋为研究对象。计算如下：

21

其中:

R八a

GJ(IGJdbd

式中：E/v和GJd分别为单根拱肋的侧向抗弯刚度和抗扭刚度;

EJhz一横撑的径向抗弯刚度；

/?一拱肋间距；

d一横撑间距；

R一圆弧拱的半径，对于悬链线拱R=+(/?-/)2:

(in\

a一圆弧拱的开角，a=arcsin----

IR)

对于本桥，EJY=4158.424例Rt*,日小4428.464"/"M将日,换算成钢管，

EJ(I=EsJd,Jd=0.021088;EJh:=0.0\]594MPdJ^f2=2.4345,“=904.3314,

4=725.9582,R=74.72w,a=1.0416md。

N<,=105077.IkN,由电算拱角截面最大物力乂翦=11427.04M。

横向稳定系数K=105077.1/11427.04=9.195>4〜6,所以横向一类弹性稳定性

满足要求。与表57-7相比，成桥阶段空间有限元一类弹性稳定系数4.32相比，手

算值比它大许多，这是因为手算中略去了一些影响因素所致。

⑶局部杆件稳定性

在全桥拉压杆件中，e#支撑杆长度最长为10.256m,在最不利组合2作用下最大

压力为139.6KN,杆件截面为Ql52X8mm的16Mn钢管，内灌水泥砂浆。计算时取一

端固结一端较接计算模式，杆件长细比4=必=159,77>乙,=万肥=100,根据欧拉

公式临界压力崂=『^=490.9007,稳定系数°=*=卷*=3.52,满足《公路

桥涵钢结构及木结构设计规范》(JTJ025-86)规定的钢结构桥涵构件稳定系数不

小于1.3的规定。

5.2边孔计算分析

5.2.1截面抗弯极限承载力验算

截面抗弯分为拱脚最不利和跨中正弯矩最不利控制，以车辆荷载作为验算荷莪。

1、拱脚负弯矩最不利荷载

模型计算简图如下:

图5-27拱脚最不利布载图示

荷载组合=恒载X1.2+车辆荷载X1.4+人群荷载X0.8

计算结果如下:

位置荷载弯矩-y(kN*m)

1（拱顶）组合0.0

8(3/8L)组合8465.6

13(1/2L)组合6510.1

20(1/8L)组合200.7

26（拱脚）组合-14947.7

详细计算结果见附录五。

拱脚截面抗弯极限承载力由规范公式（5.2.2-1）:

y,..

roMd<R网(〃-彳-〃)+R：A(h-a-a)

计算极限承载力为：-18217kN.m,故拱脚板面符合抗弯要求。

2、中间正弯矩最不利荷载

模型计算简图如下：

120120

图5-2-2正弯矩最不利布载图示

荷载组合=恒载X1.2+车辆荷载X1.4+人群荷载X0.8,计算结果如下:

位置何-W-载弯矩-y(kN*m)

1(拱顶)组合0.0

8(3/8L)组合8674.64

13(1/2L)组合6504.67

20(1/8L)组合67.83

26(拱脚)组合-14756.72

详细计算结果见附录五。

8号节点截面抗弯极限承载力由规范公式(5.2.2-1)：

X.•

roMd<Rabx(h---a)+RgAg(h-a-a)

计算极限承载力为：13201kN.m,故正弯矩区符合抗弯要求

5.2.2截面抗裂验算

拱脚处弯矩最大，计算时采用拱脚最不利计算模型，以车辆荷载作为验算荷载。

由规范公式(6.4.3-1):

^ss/30+

叫=。£。3

0.28+lOp

得：叫=0.195mm

满足规范中I类和II类环境0.2mm的要求。

5.2.3斜截面抗剪承载力验算

验算拱顶微面和拱肋微面的抗剪承载力，以车辆荷载作为险算荷载。

1、拱脚验算

图5-2-3计算图示

由规范公式(5.2.7-2):

匕二«4%x0.45x10"-J(2+O.6p)7ZJ〃s£

得：V,=U206.5KN,大于拱脚计算剪力2334.6KN,满足规范要求。

极面验算得：

%%=2334.6KNV0.51x10-3J7=3544KN,安全系数1.52,满足规范要求。

2、拱顶脸算

按照拱顶截面最不利布载采用同样计算方法

得Vs=8463.7AW

拱脚计算剪力为：1467KN,大于计算拱顶计算剪力。

截面脸算由规范公式(5.2.9)

.£0.51x10-3H风

得7o%=1467KNV0.51xl(F3j^：R?o=i772KN,安全系数1.21,截面满足要求。

5.3吊杆计算分析

本桥吊杆采用标准强度力嫌=186OWP〃的高强钢绞线，吊杆型号为0VM1579,吊

杆最不利组合内力为1490.5kN,拉应力为564.18Mpa,安全系数为3.3。吊杆强度

满足使用要求。

5.4吊杆横梁计算分析

5.4.1结构离散图

吊杆下横梁按A类预应力混凝土构件进行设计，计算采用MIDAS/CiviI6.7.1

进行建模，将横梁单独拍出建模，共划分为20个单元，横梁两端模拟实际情况采取

较接形式，横梁上承担的桥面板及铺装层的重量转换为施加在横梁上的均布荷载，

荷载大小分别为一26.8kN/m、-28.2kN/m。桥面上所承担的活载，则按照JTGD60-2004

第4.3.1,4.3.2条规定以车辆荷载进行加载计算，横梁模型结构离散图如图5-4-1

所示。

吊杆吊杆

10121314151618192021

17

的p.5]]5.5||

3.755.755.753.75

图5-4-1吊杆下横梁结构离散图

5.4.2极限承载力验算

1、正截面抗弯承载力验算

计算得吊杆下横梁主要控制截面抗弯承载力如表5-4-1所示。

表5-4-1吊杆下横梁抗弯承载力脸算表

最不利组合弯矩抗弯承载力

节点号Mu/M验算

M(kN•m)Mu(kN・m)

3-155.82-613.073.93OK

5-419.55-1549.943.69OK

81551.13023.881.94OK

113343.554144.361.23OK

15470.832941.346.24OK

18-297.42-648.442.18OK

20-38.42-391.3510.18OK

注：表中盛而下缘受拉为正，上缘受拉为负

2、斜截面抗剪承载力验算