某拱桥在软件建立模型后对吊杆的分析控制

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摘要：文章以单跨70m钢筋混凝土系杆拱桥为例，在运用Midas Civil空间有限元分析软件进行建立模型后对结构数据分析控制修正，取数据分析，使其符合结构设计规范，以求为实践提供借鉴。

Abstract: As an example,70m single span reinforced concrete arch bridge is analysised in this paper. The structural data analysis and control are corrected on the base of the model made by Midas Civil to make it consistent with the design codes, in order to provide a reference for the practice.

关键词：钢管混凝土；系杆拱桥；吊杆

Key words: Concrete Filled Steel Tube；tied arch bridge；boom

中图分类号：U44 文献标识码：A 文章编号：1006-4311（2011）25-0082-01

0 引言

作为极具美学价值的拱桥来说，工程应用广泛。由于近现代拱桥上应用了钢管混凝土既解决了拱桥的施工以及应用高强度材料方面的难题，使其发展迅速，是大跨度拱桥比较理想的结构形式，大跨度、轻型化是目前的方向发展。钢管混凝土系杆拱桥中吊杆是与拱肋、系杆等部件具有相同重要作用，拱桥的力学受力模型为荷载传递桥面系传递吊杆传递拱肋传递拱脚传递地基。所以，吊杆具有承上启下的作用，可是拱桥的设计寿命缺远远大于吊杆使用寿命，严重的可形成桥塌人亡的悲剧，造成重大的伤亡事故。

1 主要技术指标及结构形式

桥梁设计荷载：公路一级；地震烈度：8度，按9度设防；桥面宽度：净9+2×0.5m防撞护栏；桥面纵坡：0%；桥面横坡：双向1.5%；桥位处水位：为干枯河谷，季节性有洪水；系杆拱，跨度75m，矢跨比为1/5，拱轴采用二次抛物线。拱肋截面采用哑铃形截面。吊杆采用平行钢丝冷铸锚（LZM7），系杆预应力钢丝根数为10束15.2mm（1×7），系杆预应力钢束采用极限强度为1860MPa的钢绞线。拱肋横向联结采用“K支撑”与“一字撑”相结合的形式，本次设计采用采用下承式，按刚性系梁刚性拱设计。桥梁跨径为75m，矢夸比为1/5，失高为15m。拱轴线采用的是二次抛物线方程。

2 主要结构数据

拱桥拱肋单位截面的弹性模量：E=42100MPa，横撑中连接两拱肋之间的横向钢管采用10×800mm钢管，斜向钢管和竖向钢管采用10×600mm钢管，钢管与钢管之间均焊接相连。

拱桥单侧设有12根吊杆，吊杆之间间距5m，全桥共有2×12=24根吊杆。吊杆由LZM-55IV型吊杆组成的，每根吊杆索体由55根平行Φ7钢丝构成，钢丝强度为1670MPa，冷铸墩头锚固，采用PES（FD）低应力防腐索体，并外包不锈钢防护。吊杆的直径近似采用

吊杆一般采用柔性吊杆，吊杆的功能材料有高强钢丝、圆钢以及钢绞线。

钢套管的设计直径不宜过大，只要在保证钢套管不发生纵向失稳同时满足张拉力即可，壁厚不宜小于10mm。

一般组合吊杆的张拉力，应取恒载拉力+活载拉力为吊杆的长期荷载，为避免焊波拉裂，使吊杆焊波长期保持压应力。同时钢套管可不考虑疲劳问题，依据为《钢结构设计规范》（GB50017-2003）之规定。

根据以往工程经验，钢套管内部可压注轻质发泡剂，但是必须在吊杆张拉完毕之后进行。这种发泡剂包含有两大作用：①活载通过时，对内部钢丝起防振作用；②拥有阻水作用皆因其气孔是球状的相互不连通。

经过已经建立的模型并且结合工程实际可以将吊杆为受力构件，当桥的跨径进行转换时，计算数值未有明显的，所以说他的受力大小与主桥的跨径关系不大。活载在吊杆受力中占有相当大的比例，所以设计荷载直接关系到吊杆的受力。根据资料对吊杆材料的选择影响较小的有桥宽、吊杆间距，因此从吊杆本身来说，在可以节省吊杆的材料用量的方法为在一定范围内适当的加大吊杆间距。稳定的高弹性模量和较高的承载能力以及良好的耐疲劳和抗腐蚀能力直接制约着吊杆的工作环境，且便于施工。

拱桥在焕发生机的同时，其内部结构受力的更加合理加之优美的外观对工程师们提出新的挑战，希望结合以上工程实例会产生借鉴作用。

参考文献：

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