某中承式钢拱桥边跨钢结构局部分析
中承式系杆拱桥动荷载实验及分析
中承式系杆拱桥动荷载实验及分析摘要：基于有限元分析理论, 采用有限元软件midas civil, 以中承式系杆拱桥为工程背景, 对该桥的自振特性进行了理论分析, 通过对结构进行动荷载试验, 并将现场采集的试验数据与理论计算数据进行对比分析, 发现自振频率理论值低于实测值, 冲击系数实测值比理论值略大, 说明结构实际刚度比理论刚度大, 但桥面平整度略差。
关键词：中承式系杆拱桥；动载试验；有限元模型；中图分类号： u448.22+5 文献标识码： a 文章编号：1．工程概况中承式系杆拱桥，跨径布置为27＋100＋27米，宽36米。
主桥主拱采用二次抛物线拱轴线，边拱采用圆弧拱轴线，截面材料为钢筋混凝土。
吊杆采用定型生产的挤包护层扭绞型拉索，间距5.0米，每两根构成一束吊杆，全桥共64根吊杆。
桥面以下立柱采用钢筋混凝土结构，间距5米；纵梁之间与吊杆相同间距设置预应力混凝土横梁。
设计荷载：城-a级；抗震设防烈度：7度，设计基本地震加速度0.15g。
2.有限元模型建立采用有限元软件midas civil进行计算分析。
纵梁、横梁、拱肋、风撑、加劲撑和立柱采用梁单元模拟，拱座和二级承台采用实体单元模拟，吊杆采用索单元模拟，行车道板采用板单元模拟。
全桥共有节点7844个，单元6374个，模型如图1。
建立刚度大无质量的虚拟纵梁，将移动荷载简化为集中荷载后加载到虚拟梁上，计算得到各控制截面的内力、变形的时程曲线。
图1 midas civil空间模型3、动载试验目的研究该桥的整体结构的动力学特性，以判断桥梁的实际运营状况和桥梁的实际承载能力。
桥梁在运营过程中过大的振动，一方面会引起乘客或行人的不舒适感；另一方面会带来人们心理上的不安全感。
桥梁的自振频率处在某些范围时，很容易由外荷载（包括行驶的车辆、行人、地震、风载）引起共振。
通过桥梁动力荷载试验测定桥梁性能，从而为桥梁能承受哪种实际的荷载、运营状况进行评价。
4、动载试验内容首先，测定桥梁作为一个整体结构在动力荷载作用下的受迫振动特性，特别是桥梁在接近各种运营条件下的汽车或单辆重车以不同的速度通过桥梁，桥梁所反映出的动频率、振幅、速度、振型各种动力特性，以评价大桥的最大动力响应是否满足有关规范的要求，同时根据结构的振动模型来分析桥梁结构有无较大缺陷。
某中承式钢箱拱桥地震反应谱分析
来， 钢箱拱得到 了较好 的运用 。 大跨度钢箱拱桥 的抗 震性 能， 尤其 是铁 路钢箱拱桥 ， 现行规范 尚无 明确规 定。 本文 首先分析 了钢箱拱 的 自振特性 ， 然后对 大跨 度钢箱拱抗震性 能进行研究分析 ， 出该方面一些 比 得
道勘测与 设计
５ ２反 应谱计 算结 果 ．
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＆ 三 Ｚ
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５ 应 谱 分析 反
５ １反应谱理 论 ． 反 应谱 法 是把 多 自由度系 统转 化 为广 义 单 自 由度系 统的复合 体 ， 合并分 析预先通 过数 值积分 组 求出 的任意 周期（ 或频率） 围对 应的最大 反应值 的 范 方法 ， 求 出每个振 型对应 的最 大反应 值 ， 后用 先 然 适 当的组合方 法 ， 测最 大反应 值 。三 维结 构受 到 预 来 自任 意方 向 的地 震作用 时 ， 运动 方程 为 ： 其
拱脚 高 ６８ｍ， 宽 １ ． ｍ， ９４ｍ。边墩 采用 双 ． 横 ７０ 长 ． 柱式 桥 墩 ， 向 ２４ｍ， 向总宽 １ ． ｍ， １ ． 纵 ． 横 ２０ 高 ６５ ｍ。主墩 桩基 础 采用 采 用 ３ ０根 １５ｍ 钻 孔摩 擦 ． 桩 ， 台纵 长 １ ． 横 宽 ２ ． ｍ， ５０ 承 ９０ｍ， ３０ 高 ． ｍ。大桥
表 １ 结构 自振特 性
梁 、 座采用 梁单元 模拟 ， 拱 桥面 板采用 板单 元模拟 ，
吊杆采用桁 架单元模拟 ， 拱肋 与拱座采用刚性连 接 ， 不考 虑桩土 相互作 用 。 桥模 型共有 ３ ９ 个 节 点 ， 全 ８５ ４６ ５ ４个 单元 。有 限元模 型见 图 ２ 。
边界条 件处 理为 ： 约束 边墩 两端 的竖 向、 横桥 向平动 自由度 以及绕 竖 向和 顺桥 向的转 动 自由度 ，
桥梁事故
近期，国内桥梁垮塌事故频发，牵动着人们的神经。
今年5月，严厉的“酒驾”处罚让人们为不可预测的交通安全松了一口气，但桥梁垮塌事件再次引发热议，人们开始将注意力转到桥梁本身的质量安全。
“一座桥梁通南北”，桥梁，建筑的是品质、养护的是安全。
桥梁垮塌，拷问着建筑商和养护单位的良知，考量着政府的公信力。
本文在盘点中国“桥脆脆”事件的同时，更倾向于垮塌原因的分析，从失败中总结经验，希望桥梁垮塌悲剧不再发生。
1、福建：武夷山公馆大桥垮塌事件回放：2011年7月14日早上8时50分许，福建武夷山公馆大桥北端轰然垮塌，一辆正在桥上行驶的旅游大巴车坠入桥下，造成1名驾驶员当场死亡，其余22人受伤。
事故原因：桥梁个别或部分吊杆断裂，导致桥面荷载失去承载而发生桥面垮塌。
桥梁简介：武夷山公馆大桥大桥于1996年11月8日动工兴建，1999年11月20日竣工通车。
武夷山公馆大桥由福建省交通规划设计院设计，福建省林业工程公司承建，为中承式钢架拱桥，上部结构为3孔中承式悬链线等截面（拱脚处截面加高加厚）钢筋砼箱型无铰拱拱桥，设两墩两台，中间跨度100米，两边跨度80米，全长301米，宽18米(车行道12米，人行道6米)荷载为汽20，挂100；总投资约1700万元。
该桥桥型雄伟壮观，是20世纪闽北此类桥型最大的桥梁。
2、浙江：钱江三桥引桥垮塌事件回放：2011年7月15日凌晨1时55分，钱江三桥引桥北向南离滨江转盘不到800米处右侧车道部分桥面突然塌落，一辆大货车从桥面坠落，又将下匝道砸塌。
事故原因：发生塌陷的引桥上部梁板结构估计为20m跨的预应力空心板，按桥梁开工时期判断，当时简支结构所用的预应力空心板俗称小空板，板宽为99cm，板与板之间通过铰缝连接，并在板面上设置约10cm厚的钢筋混凝土整体化层，形成桥面荷载在板间分布，整体化层上面还要铺8~10cm沥青混凝土桥面铺装层。
据了解，设计采用厚6cm的30号混凝土现浇层和5cm厚沥青混凝土面层，设计稍有不足。
【钢管混凝土拱桥拱座结构受力分析】钢管混凝土拱桥结构及受力特点分析
【钢管混凝土拱桥拱座结构受力分析】钢管混凝土拱桥结构及受力特点分析某中承式钢管混凝土拱桥拱肋的理论计算跨径为152m，拱肋直径1.5m，厚度为2cm，内部浇筑C50混凝土，计算矢高为47m，矢跨比为1/3，拱肋拱轴线采用倒悬链线，拱轴系数为1.55。
拱肋采用圆形截面，主梁采用扁平流线形钢箱截面，拱肋设18对吊杆。
下部结构为钢筋混凝土拱座及承台接钻孔灌注桩基础。
桥面铺装采用6cm 厚环氧沥青。
钢箱梁主体结构均采用Q345-C钢，钢箱拱肋结构采用Q345D钢，其技术指标应符合《低合金高强度结构钢》（GB/T1591-94）的相关要求，盖梁及墩柱采用C40混凝土，拱座及承台采用C30混凝土，基桩采用C25混凝土。
桥梁设计荷载为公路-I级，人群荷载5.0KN/m2；环境类别为II类；设计安全等级为一级。
Midas/Civil有限元模型使用Midas/Civil建立全桥模型，本桥3D模型按照桥梁设计选择相应的材料和截面特性。
模型划分共计368个节点，378个单元，其中梁单元360个，桁架单元18个，考虑到的各作用效应有：（1）恒载：自重以及设计荷载；（2）均匀温度：结构因均匀温升、温降，梯度温升、温降产生的作用效应按《公路桥涵设计通用规范》（JTG D60-2004）规定计算。
（3）支座沉降：支座不均匀沉降按1cm考虑。
（4）车辆荷载：按最不利车辆荷载考虑，车辆为公路—I级五车道，人群荷载为5.0KN/m。
本桥考虑2.5%的桥梁纵坡。
模型节点单元见图3。
其中，拱肋单元编号为155~322，共计167个单元。
图1 钢管混凝土拱桥有限元模型永久作用分项系数按照作用对结构承载能力不利的情况选取，可变作用分项系数按照规范的要求进行取值。
各荷载组合系数见表3。
表3 荷载组合系数名称荷载工况组合系数结构恒载自重+二期1.1车辆荷载公路—Ⅰ级1.4支座沉降1cm 1.0温度荷载±20℃ 0.7计算结构自重+二期+车辆荷载+升、降温效应（±20℃）+支座沉降（1cm）作用下的拱肋内力。
中承式钢管混凝土拱桥施工
中承式钢管混凝土拱桥施工1. 引言中承式钢管混凝土拱桥是一种广泛应用于道路和铁路交通建设中的桥梁形式。
它具有较大的跨度、高的承载能力和良好的抗震性能，被认为是传统拱桥和连续梁桥的优化结合。
本文将介绍中承式钢管混凝土拱桥施工的关键步骤和注意事项。
2. 施工前准备2.1 桥梁设计图纸在施工开始之前，需要准备好桥梁的详细设计图纸。
图纸应包括桥梁的平面布置、纵断面、结构细部等细节。
施工方需要根据图纸确定施工方案和具体的施工工序。
2.2 施工材料和设备施工材料包括钢管、混凝土、钢筋等。
施工设备包括起重机、混凝土泵车、模板支架等。
在施工前，需要确保所有材料和设备的准备充分，并进行必要的检查和试验。
2.3 地基处理对于较软的地基，需要进行地基处理，如加固、压实等。
地基处理的目的是为了提供稳固的基础支撑，确保拱桥的稳定性和安全性。
3. 桥墩施工3.1 基础浇筑首先，在桥墩位置进行基础的浇筑。
根据设计要求，施工人员应按照计算的基础尺寸和混凝土配合比进行浇筑。
为了确保浇筑的质量，施工人员需要严格控制浇筑过程中的浇筑速度和混凝土的均匀性。
3.2 桥墩安装基础完成后，可以进行桥墩的安装。
根据设计要求，施工人员需要使用起重机将桥墩逐个安装到预定位置。
在安装过程中，需要注意保证桥墩的垂直度和水平度，以及与基础的连接质量。
4. 拱肋安装4.1 钢管制作拱桥主要采用钢管作为拱肋材料。
施工前，需要将钢管进行加工制作，包括切割、焊接等工序。
制作完成后，需要对钢管进行质量检查，确保其满足设计要求。
4.2 拱肋安装安装拱肋是拱桥施工的核心步骤之一。
首先，施工人员需要将拱肋倒置，并用临时支撑固定在桥墩上。
然后，使用起重机将拱肋逐个正装在预定位置，并与桥墩进行连接。
在安装过程中，需要严格控制拱肋的位置和水平度。
5. 模板支撑5.1 模板搭设在进行混凝土浇筑之前，需要搭设模板作为混凝土的浇注基准。
模板应按照设计要求进行搭设，并进行充分的安全检查。
某大跨度中承式拱桥承载能力检测评定与分析
某大跨度中承式拱桥承载能力检测评定与分析贺才松【摘要】Taking some large-span arch bridge as the research object,the paper finds out some diseases and their features on the bridge,analyzesthe unfavorable influence of the current damages of the bridge accordingto the non-destructive test,evaluates the working status of the bridge ac-cording to the loading test,modifies the structural resistanteffect,undertakes current loading capacity evaluation of the bridge,and undertakes the analysis of reasons for main diseases by combining withthe test result,so as to provide some reference for bridges maintenance.%以某大跨度中承式吊杆拱桥为研究对象，基于外观检测，查出桥梁存在的病害及其特征，根据无损检测，分析了桥梁的现存缺损给其造成的不利影响，通过荷载试验，评估了桥梁的工作状态，并对结构抗力效应进行修正，同时对桥梁进行了现有承载能力评定，结合检测结果对主要病害进行病害成因分析，为桥梁维修加固提供依据。
【期刊名称】《山西建筑》【年(卷),期】2015(000)011【总页数】3页(P155-157)【关键词】中承式拱桥;承载能力评估;荷载试验;病害成因【作者】贺才松【作者单位】宁波江北高新技术产业园管委会，浙江宁波 315211【正文语种】中文【中图分类】U442.55钢筋混凝土拱桥以其造型美观、跨越能力强等特点而被广泛应用。
中承式及下承式拱桥
04 中承式与下承式拱桥的比较
CHAPTER
中承式与下承式拱桥的比较 结构特点的比较
中承式拱桥
中承式拱桥的拱肋在桥面中间，通常 采用钢或混凝土材料制成。由于其结 构形式，中承式拱桥具有较高的承载 能力和稳定性。
下承式拱桥
下承式拱桥的拱肋位于桥面下方，通 常采用钢或混凝土材料制成。这种结 构形式使得下承式拱桥具有较大的跨 越能力，适用于大中承式拱桥的设计需要考虑多个因素，如荷载、材料、施工 方法等，同时需要确保结构的稳定性、安全性和经济性。
建造
中承式拱桥的建造需要采用先进的施工技术和设备，如大型 吊装设备、高精度测量仪器等，以确保施工质量和安全。
03 下承式拱桥
CHAPTER
下承式拱桥的定义与特点
总结词
下承式拱桥是一种桥梁结构，其主拱圈位于桥面下方，通过吊杆或斜拉索将桥面荷载传递至主拱圈，具有较好的 跨越能力。
详细描述
下承式拱桥的主拱圈通常采用钢筋混凝土或钢材建造，具有较大的承载能力和跨越能力。由于主拱圈位于桥面下 方，因此桥面可以设计成平坦的，方便车辆和行人通行。此外，下承式拱桥的结构形式较为简单，施工方便，因 此在桥梁建设中得到了广泛应用。
特点
中承式拱桥具有跨越能力大、造型优美、结构轻盈等优点，适合用于大跨度桥 梁和景观桥梁的建设。
中承式拱桥的实例分析
重庆长江大桥
该桥是中国第一座中承式拱桥，跨越长江，连接重庆市区与南岸区，是重庆市的 重要交通枢纽。
南京长江大桥
作为中国自行设计和建造的第一座现代化大桥，南京长江大桥采用了中承式拱桥 结构，具有较高的承载能力和景观效果。
界上最著名的桥梁之一。这些实例充分展示了下承式拱桥在大型桥梁建设中的优势和应用价值。
中承式钢管系杆混凝土拱桥设计和体会
图 "! 朝阳市东大桥主桥布置图 （ 除高程以 * 计外， 其余单位为 -*）
（ 7 ）标准冻深： "’ )*。 （ & ）设计洪水频率： "5 。 （ "$ ）设计合拢温度： "$8 。 （ "" ）设计温度范围： 9 )$8 ( +$8 ； )! 总体布置 朝阳市东大桥的工程设计以安全、 适用、 经济和 美观为原则， 对桥梁的桥型选择、 分跨布置、 结构设 计等方面进行了认真的考虑 。力求做到技术先进、 结构合理、 施工可行， 并与环境相协调， 达到方便实 用及美化城市的作用。综合考虑以上因素， 经初步 设计阶段反复比较分析， 最终大桥桥跨布置为： 东岸 引桥和西岸引桥为 . : )$* 预应力简支小箱梁结 构， 引桥宽为 #+*； 主桥采用 )$* ; "#$* ; )$* 的带 系杆的双飞燕式钢管混凝土中承式拱桥。主桥宽 #.*， 局部设有观景平台， 桥面加宽为 #&’ %*。桥梁 总长 %+$*。全桥共设置六道伸缩缝， 其余部分为桥 面连续。桥台处设置锥坡。桥梁总体布置见图 " 。
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