楊正華

(中鐵第一勘察設(shè)計院集團有限公司,西安 710043)

1 工程概況

蘭新高速鐵路烏魯木齊河特大橋位于烏魯木齊市城南郊，全橋跨越燕兒窩路、衛(wèi)民街、河灘路、雅山南路等城市道路，同時跨越既有蘭新鐵路和烏魯木齊河，立交點和控制因素多。其中橋梁與河灘路交角34°，河灘路為城市快速路，現(xiàn)狀路面寬度26 m，中央分隔帶寬度3 m，遠期規(guī)劃紅線寬41.5 m。根據(jù)產(chǎn)權(quán)單位要求，橋梁施工不能中斷交通，且不容許永久橋墩侵入規(guī)劃紅線，考慮斜交角度和橋墩尺寸后，橋梁跨度近130 m。

該橋為蘭新高鐵進入烏魯木齊市區(qū)的第一座橋，對景觀要求較高，結(jié)合橋位處立交凈空、建設(shè)條件、地質(zhì)和景觀效果等，進行了連續(xù)梁和簡支系桿拱的橋式方案比選。由于簡支梁拱組合結(jié)構(gòu)充分利用拱對簡支梁式橋的加勁，大幅度提高了結(jié)構(gòu)的豎向剛度，128 m系桿拱結(jié)構(gòu)與同跨徑連續(xù)梁方案相比，能有效降低5 m左右的橋梁高度，對線路高程優(yōu)化明顯。同時，梁拱組合結(jié)構(gòu)橋型與周邊自然環(huán)境協(xié)調(diào)和諧，具有良好的景觀和視覺效果，且現(xiàn)狀路幅具有利用貝雷梁進行系梁支架現(xiàn)澆的條件，綜合考慮施工周期，造價和美觀等多方因素，主橋采用1孔128 m簡支鋼管混凝土系桿拱橋跨越河灘路。主橋小里程側(cè)接32 m簡支梁，大里程側(cè)接(40+64+80+64+40) m預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)梁，用于跨越雅山南路、和平渠和相關(guān)管線。見圖1。

圖1 128 m簡支系桿拱成橋?qū)嵕?/p>

橋址區(qū)屬大陸性中溫帶干旱氣候區(qū)，夏季酷熱，冬季嚴寒，氣候干燥、溫差變化大。年均相對濕度58%，年均氣溫6.9 ℃，最冷月平均氣溫-12.7 ℃，極端最高氣溫42.1 ℃，極端最低氣溫-41.5 ℃。

橋址范圍內(nèi)地層主要為第四系全新統(tǒng)人工填土；第四系上更新統(tǒng)洪積粉土、細圓礫土、粗圓礫土、卵石土；三疊系下中統(tǒng)砂巖夾礫巖。橋址區(qū)地震動峰值加速度為0.20g，地震動反應(yīng)譜特征周期為0.40 s。

2 主要技術(shù)標準

(1)鐵路等級及速度：高速鐵路，線下設(shè)計速度350 km/h。

(2)正線數(shù)目：雙線。

(3)平面及縱斷面：平面為R=2 500 m曲線，豎向位于-20‰和5‰坡度差形成的豎曲線上。

(4)設(shè)計荷載：ZK活載，二期恒載160 kN/m。

(5)地震烈度：8度。

3 結(jié)構(gòu)設(shè)計

3.1 上部結(jié)構(gòu)設(shè)計

128 m簡支箱梁梁拱組合結(jié)構(gòu)，按剛性系桿剛性拱設(shè)計，拱肋為鋼管混凝土結(jié)構(gòu)，拱軸線采用二次拋物線，矢跨比f/L=1/5，矢高f=25.6 m，理論計算跨度L=128 m，橫橋向設(shè)置兩道拱肋，拱肋中心間距13.8 m[1-2]。

拱肋采用外徑130 cm，壁厚δ=20 mm的鋼管混凝土啞鈴形截面，鋼管材質(zhì)采用Q345qE，鋼管內(nèi)灌注C55微膨脹混凝土，拱肋上下鋼管中心距2.6 m，拱肋截面高3.9 m。拱肋上下弦管之間連接綴板厚δ=20 mm，綴板間距由130 cm漸變至70 cm。綴板間除拱腳面以外2 m范圍及吊桿縱向1.5 m范圍灌注混凝土外，其余均不灌注混凝土。

兩片拱肋共設(shè)17對吊桿，吊桿垂直于系梁頂，吊桿中心間距6.2 m?？紤]后期吊桿更換，每處吊桿均由雙根85絲φ7 mm的環(huán)氧噴涂平行鋼絲束組成，雙吊桿之間縱向間距50 cm。吊桿上端錨于拱肋，對應(yīng)吊桿處，拱肋設(shè)置鋼錨箱，箱梁外側(cè)翼緣板下設(shè)置高1.5 m梯形錨固塊用于錨固吊桿，吊桿張拉端設(shè)在系梁下端[3-4]。

系梁采用預(yù)應(yīng)力混凝土箱梁，按全預(yù)應(yīng)力混凝土進行設(shè)計，全長132.5 m，系梁除梁端局部加高至3.5 m外，其余梁高均為3.0 m?？缰邢盗喉攲?5.0 m，底寬13.0 m，拱腳處一定范圍內(nèi)梁底加寬至15.6 m，頂寬加寬至16.1 m。系梁端部13.75 m采用C55纖維素混凝土，并與拱腳混凝土一同澆筑，系梁跨中邊腹板厚55 cm，中腹板厚40 cm，拱腳處分別加厚至185 cm和130 cm。系梁跨中頂、底板厚分別為40 cm和35 cm，端部分別加厚至100 cm和80 cm。系梁端支點處設(shè)厚度5.0 m的橫隔墻，吊點處系梁設(shè)0.35 m厚的隔板，并開設(shè)1.5 m×1.2 m(寬×高)的過人洞。系梁跨中斷面見圖2，吊桿處系梁斷面見圖3。

圖2 系梁跨中斷面(單位:cm)

圖3 吊桿處系梁斷面(單位:cm)

系梁縱向預(yù)應(yīng)力鋼束采用高強度低松弛鋼絞線，標準強度fpk=1 860 MPa，腹板束、底板束采用17-7φ5 mm鋼絞線，頂板束采用15-7φ5 mm鋼絞線，縱向預(yù)應(yīng)力鋼束采用分批張拉。系梁橫向僅在兩側(cè)端隔墻及中隔墻布置橫向預(yù)應(yīng)力筋，采用9-7φ5 mm鋼絞線。

3.2 上部結(jié)構(gòu)施工方法

上部結(jié)構(gòu)采用先梁后拱的施工方法。系梁采用支架現(xiàn)澆法分段施工，待系梁施工完成后，在系梁上進行拱肋的拼裝和合龍施工。每片拱肋分9段預(yù)制吊裝，在支架上進行拱肋組拼和焊接施工，要求兩道拱肋同時進行，對稱拼裝，待兩片拱肋合龍后，吊裝焊接各K撐。選擇夜間最低溫度合龍，然后依次對稱泵送灌注管內(nèi)混凝土，形成鋼管混凝土拱肋。安裝吊桿，按設(shè)計要求順序?qū)Φ鯒U進行張拉，每片拱肋對稱的吊桿應(yīng)同時張拉，待所有吊桿張拉完成后，拆除拱肋支架[5-6]。拱肋施工現(xiàn)場見圖4。

圖4 拱肋現(xiàn)場施工實景

3.3 下部結(jié)構(gòu)設(shè)計

橋墩采用鋼筋混凝土雙柱墩，墩柱截面為5 m×5.6 m(橫向×縱向)的矩形，橋墩頂帽尺寸為18 m×5.6 m(橫向×縱向)。拱橋基礎(chǔ)采用鉆孔灌注樁基礎(chǔ)，按柱樁設(shè)計，其中接(40+64+80+64+40) m連續(xù)梁橋墩墩高12.5 m，采用20根φ1.5 m樁基礎(chǔ)；接32 m簡支箱梁橋墩墩高13 m，采用18根φ1.5 m樁基礎(chǔ)。

4 設(shè)計難點及相關(guān)處理措施

4.1 橋面處理和偏載效應(yīng)

跨度128 m簡支拱橋位于平曲線和豎曲線上，平面半徑R=2 800 m，兩側(cè)分別接(40+64+80+64+40) m連續(xù)梁和32 m簡支梁。(40+64+80+64+40) m連續(xù)梁按曲梁曲做，128 m簡支拱橋和32 m簡支箱梁均按曲線直做，平分中矢布置，128 m簡支拱橋的偏距E=38 cm，32 m箱梁的偏距E=2 cm，兩梁E值相差較大，考慮拱橋和簡支梁的偏角后，曲線內(nèi)外側(cè)梁縫差達36 cm，當(dāng)內(nèi)側(cè)梁縫取15 cm時，外側(cè)梁縫達51 cm，為保證無砟軌道板的鋪設(shè)要求，同時兼顧伸縮縫的選取和安全，設(shè)計中對128 m簡支拱橋系梁梁端進行了構(gòu)造措施處理，將系梁梁體端線特殊處理，按平行梁縫中心線設(shè)計，即128 m梁體平面按梯形布設(shè)。橋面布置如圖5所示。

圖5 橋面布置示意(單位：cm)

在活載作用下，圓曲線上的簡支拱橋內(nèi)外側(cè)肋板正應(yīng)力和剪應(yīng)力存在應(yīng)力差，在進行拱橋的結(jié)構(gòu)分析時，需研究確定合理的活載偏載系數(shù)，以評估后期可能的活載偏載效應(yīng)，保證結(jié)構(gòu)安全。

4.2 系梁橫向計算

128 m簡支系桿拱系梁為單箱雙室預(yù)應(yīng)力混凝土梁，為最大限度地節(jié)省橋面寬度，在滿足運、架設(shè)備過橋的情況下，采用設(shè)置錨固塊將吊桿錨固于箱梁腹板外側(cè)的錨固方式。與傳統(tǒng)的將吊桿錨于腹板的錨固方式相比，本橋吊桿錨固方式更能有效地節(jié)省橋面寬度，節(jié)省投資，但結(jié)構(gòu)傳力和受力更為復(fù)雜。

該拱橋系梁在每處吊桿位置設(shè)置了0.35 m厚的橫隔板，吊桿中心距6.2 m，而系梁截面腹板凈距近6.0 m，系梁頂、底板的縱橫向跨度比值近1.0，接近雙向受力板結(jié)構(gòu)。同時由于系桿拱橋的系梁截面一般不高，其剛度相對連續(xù)梁結(jié)構(gòu)弱，在外荷載作用下系梁箱體的橫向受力復(fù)雜，受力特性既不同于常規(guī)的兩腹板剛性支承模式，也不同于兩側(cè)腹板剛性支承，并計入中腹板和邊腹板的位移差模式，更有別于在箱梁吊桿位置設(shè)置支承的計算模式，需對箱梁橫向受力特性和力的傳遞規(guī)律進行詳細分析研究，確定系梁的橫向鋼筋布置，優(yōu)化截面尺寸。

4.3 變形控制

本簡支系桿拱支點跨度達128 m，為目前國內(nèi)高速鐵路跨度最大的簡支梁拱組合體系。橋址晝夜溫差大，極端溫差達83.6 ℃，氣候干燥，年均濕度僅58%，在相同的結(jié)構(gòu)形式下，溫度和濕度對橋梁結(jié)構(gòu)的溫度效應(yīng)和收縮徐變影響較一般地區(qū)大，拱肋、吊桿和系梁間的溫差變形更難協(xié)調(diào)一致，需深入分析大溫差、嚴寒的氣候環(huán)境下箱梁、拱肋和吊桿的溫度變形影響，了解其影響程度和規(guī)律，在保證結(jié)構(gòu)受力合理、安全可靠的前提下，研究如何通過梁拱剛度比值的選擇、預(yù)應(yīng)力鋼束優(yōu)化布置及結(jié)構(gòu)構(gòu)造措施等的處理，來滿足無砟軌道鋪設(shè)完成后的工后豎向殘余徐變變形控制在20 mm以內(nèi)的要求。

考慮施工和構(gòu)造措施的難易程度，該128 m簡支系桿拱采用平行吊桿體系，通過研究梁拱剛度比對整體剛度和受力的影響程度和規(guī)律，最終設(shè)計確定采用的梁拱剛度比為1.68，使得系梁和拱肋的內(nèi)力、變形處于合理水平。同時，通過對預(yù)應(yīng)力鋼束的分批張拉，并優(yōu)化鋼束的布置，在保證結(jié)構(gòu)安全的前提下，盡量減少128 m簡支系桿拱箱梁上下緣的應(yīng)力差，降低了系梁的徐變變形。

為控制梁端轉(zhuǎn)角，從大跨簡支系桿拱的構(gòu)造上進行分析研究，考慮到梁縫兩側(cè)鋼軌支承點間的相對豎向位移和梁端轉(zhuǎn)角由支點至梁端的距離決定，在兩端轉(zhuǎn)角不變的情況下，應(yīng)盡量減少支點至梁端的距離。為此，對拱橋端橫梁進行開槽處理，并將簡支梁嵌入槽中，在滿足支座布置的前提下，將軌道板位置處支座中心線至系梁梁端的距離設(shè)計為75 cm，從而簡單有效地解決了豎向位移及梁端轉(zhuǎn)角問題。如圖6、圖7所示。

圖6 128 m簡支系桿拱梁端實景

圖7 128 m簡支系桿梁端處理示意(單位:cm)

5 靜力計算

5.1 整體計算模型

(1)材料等代

鋼管混凝土拱肋屬復(fù)合材料，在結(jié)構(gòu)計算中根據(jù)質(zhì)量和剛度等效的原則，將拱肋鋼管混凝土換算為混凝土截面進行內(nèi)力計算，即拱肋截面剛度采用鋼管和混凝土剛度直接疊加[7]，即

軸向剛度EA=EcAc+EsAs

彎曲剛度EI=EcIc+EsIs

式中，Ac和Ic分別為鋼管內(nèi)混凝土橫截面的面積和對其重心軸的慣性矩；As和Is分別為鋼管橫截面的面積和對其重心軸的慣性矩；Ec和Es分別為混凝土和鋼材的彈性模量。

(2)計算模型

橋梁總體靜力計算采用平面桿系模型進行計算，采用BSAS軟件進行計算，系梁采用梁單元，拱腳與系梁采用剛臂單元連接，全橋共劃分為117個單元，其中吊桿單元17個。

5.2 主要計算結(jié)果

(1)結(jié)構(gòu)豎向剛度

根據(jù)《高速鐵路設(shè)計規(guī)范》(TB10020—2009)7.3節(jié)進行豎向撓度、變形和梁端轉(zhuǎn)角檢算，計算結(jié)果見表1[8]。

表1 豎向撓度結(jié)果

拱肋升溫5 ℃時，系梁的豎向位移為-7.2 mm。吊桿升溫10°時，系梁的豎向位移為-2.85 mm。ZK靜活載下的梁端轉(zhuǎn)角為0.87‰，小于容許值1.0‰。ZK靜活載下的拱肋豎向位移為16.6 mm。

(2)拱肋計算

鋼管混凝土拱肋為以受壓為主的偏心受壓構(gòu)件，拱肋鋼管未灌注前為完全的鋼結(jié)構(gòu)，按鋼結(jié)構(gòu)進行檢算。在灌注混凝土后及長期運營階段，為鋼管混凝土結(jié)構(gòu)，計算中把鋼管混凝土折算成相應(yīng)的鋼筋混凝土，截面換算時鋼管的彈性模量和混凝土的變形模量比值n=10，按鋼筋混凝土構(gòu)件進行強度及應(yīng)力檢算，不考慮鋼管的套箍作用[9]。

鋼管混凝土鋼管采用Q375qE鋼材，壁厚為δ=20 mm，根據(jù)《鐵路橋梁鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范》(TB10002.2—2005)3.2.1條，并考慮板厚折減后，鋼管容許應(yīng)力為[σs]=191 MPa，表2計算結(jié)果均滿足要求。

表2 主力作用下拱肋截面計算

(3)系梁檢算

系梁為拉彎構(gòu)件，在最不利荷載情況下，以截面不出現(xiàn)拉應(yīng)力且有一定壓應(yīng)力儲備為原則配設(shè)預(yù)應(yīng)力鋼束，按全預(yù)應(yīng)力混凝土構(gòu)件進行設(shè)計，檢算其強度、應(yīng)力、主拉力及抗裂性。

(4)運梁車過橋檢算

考慮運梁車馱梁過孔，按TLC900型運梁車過橋進行檢算，運梁車荷載如圖7所示。運梁過橋時按成橋后橋面尚未鋪設(shè)二期荷載考慮，且運梁車過橋須滿足以下條件：一孔拱橋上只能容許一輛運梁車通過，車輪中心線應(yīng)行走在系梁中心線上。運梁車荷載布置見圖8，馱梁過孔計算結(jié)果見表3。

圖8 運梁車荷載

項目計算值容許值拱肋吊桿系梁拱肋鋼管應(yīng)力/MPa拱肋混凝土應(yīng)力/MPa安全系數(shù)截面最大正應(yīng)力/MPa截面最小正應(yīng)力/MPa截面主應(yīng)力/MPa上緣下緣上緣下緣最大最小強度安全系數(shù)抗裂安全系數(shù)最小值上緣下緣111≤20011.1≤26.55.2>414.43≤26.515.62≤26.51.03≥01.15≥012.1729.6-0.57≥-3.32.28≥1.83.191.11.641.1

(5)橫向計算

為詳細分析該128 m梁拱組合結(jié)構(gòu)系梁的橫向受力特性和傳力途徑，設(shè)計中利用有限元軟件，開展了計算機仿真分析，分別建立了整體空間模型和局部實體有限元模型，計算結(jié)果顯示：各計算工況下，箱梁頂板上下緣幾乎均處于受壓狀態(tài)，僅頂板跨中下緣有較小的拉應(yīng)力；而箱梁底板呈現(xiàn)拉彎狀態(tài)，橫向拉應(yīng)力在底板橫向呈“W”形分布，在中腹板兩側(cè)附近拉應(yīng)力最大，中腹板處拉應(yīng)力稍有減少；沿橋梁縱向，隔墻正下方底板橫向拉應(yīng)力最大，從隔墻往兩邊逐漸減小。橫向計算應(yīng)力云圖見圖9。

圖9 橫向計算應(yīng)力云圖

選取隔墻兩側(cè)底板拉應(yīng)力最大單元進行積分，得到底板橫向受力為：N=790.6 kN/m，M=35.4 kN·m/m，箱梁下底板為拉彎構(gòu)件，參照現(xiàn)行《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范》(GB50010—2010)6.2節(jié)小偏拉構(gòu)件進行配筋計算，當(dāng)?shù)装宀捎忙?2 mm@10 cm時，底板橫向鋼筋的拉應(yīng)力σs=141 MPa，裂縫寬度ωf=0.1 mm，鋼筋應(yīng)力及裂縫寬度均滿足《鐵路橋涵鋼筋混凝土及預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范》(TB10002.3—2005)要求。

(6)吊桿錨箱計算

上錨箱與鋼管混凝土拱肋連接，采用承拉式錨箱[11]，材質(zhì)采用Q345qE，上錨箱利用2塊N1鋼板伸入拱肋中，在拱肋內(nèi)部的每塊鋼板上貫穿10根φ32 mm的螺紋鋼筋作為錨筋錨固于拱肋混凝土中，上錨箱構(gòu)造如圖10、圖11所示。

圖10 上錨箱縱橫向布置(單位:mm)

①拉板計算

每根吊桿按最大承受1350 kN設(shè)計，拉板采用350 mm×28 mm，減去孔洞(φ35 mm)面積，實際受拉面積為15 680 mm2，計算拉應(yīng)力為86.1 MPa，小于材料容許應(yīng)力191 MPa。

②剪力筋計算

圖11 上錨箱吊桿底座連接(單位:cm)

剪力筋為φ32 mm螺旋筋，材料容許拉應(yīng)力180 MPa，容許剪應(yīng)力[τ]=180/1.732=104 MPa。單個剪力筋的承載力為Q=3πd2/16×[τ]×2=125.4 kN，則需要的剪力筋數(shù)量為1 350/125.4=10.8根，實際布置20根。

③焊接強度計算

N3和Nl之間采用坡口焊縫，焊接長度為230 mm，焊縫計算厚度取26 mm，共設(shè)4條焊縫來承受1 350 kN的剪力，則焊接剪應(yīng)力為1 350 kN/(230 mm×26 mm×4)=56.4 MPa，小于容許應(yīng)力120 MPa，滿足要求。

參考《美國公路橋梁設(shè)計規(guī)范》，對于角焊縫連接，其方向垂直于(或)平行于應(yīng)力方向時，常幅疲勞臨界值為31 MPa，本設(shè)計Δr=1 350 kN×0.4/[4×26 mm×(230-10) mm]=23.6 MPa<31 MPa，滿足要求。

(7)主要靜力計算結(jié)果(表4)

表4 主要靜力計算結(jié)果

6 動力分析

采用Midas軟件建立全橋有限元模型，拱肋、系梁、橋墩為空間梁單元，吊桿采用桁架單元，系梁與吊桿、拱肋均采用剛臂連接，橋墩基礎(chǔ)剛度采用6個方向的彈簧剛度模擬，采用主梁和墩頂自由度的主從約束來模擬支座，全橋有限元模型如圖12所示。

圖12 全橋有限元模型

6.1 自振特性及穩(wěn)定計算

全橋共設(shè)置6道K撐，均為空鋼管結(jié)構(gòu)。橫撐上下管采用外徑φ=800 mm、壁厚δ=12 mm的鋼管，K撐上、下管均采用外徑φ=600 mm、壁厚δ=10 mm的鋼管。

采用Midas軟件進行自振特性和空間屈曲分析，屈曲分析時，荷載考慮恒載和活荷載，其中二期恒載和自重作為定值，活載作為變量，分別算出跨中、L/2、L/4、拱腳處軸力最大時活載的最不利布置，然后通過程序自帶的移動荷載追蹤器將各位置處的活載布置轉(zhuǎn)化為靜力荷載，然后進行屈曲分析。

假設(shè)在恒載作用下的拱肋軸力為N1，程序計算屈曲系數(shù)為λ，活載下該位置最大軸力為N2，則失穩(wěn)時的屈曲荷載值Ncr=N1+λ×N2，根據(jù)Ncr和歐拉公式得到拱肋的面外計算長度L0=20.5 m，橫向穩(wěn)定安全系數(shù)K=Ncr/N1，自振周期和振型特征見表5，前5階屈曲模態(tài)及特征見表6[12-13]。

表5 自振周期和振型特征

表6 屈曲模態(tài)及特征

特征周期及屈曲分析均表明，橋梁整體剛度較強，由于拱肋剛度較系梁剛度小，橋梁發(fā)生失穩(wěn)時首先表現(xiàn)為拱肋的失穩(wěn)。屈曲分析得本橋的最小穩(wěn)定系數(shù)為11，遠大于一般容許穩(wěn)定安全系數(shù)4，表明本橋整體剛度大，穩(wěn)定性較好。

6.2 抗震設(shè)計

本橋位于8度地震區(qū)，地震烈度高，128 m簡支拱橋支座橫向間距13.5 m，為滿足構(gòu)造要求，橋墩頂帽的橫向尺寸需18 m。同時，該簡支拱橋的每端的支反力達80 000 kN，若采用常規(guī)實體墩進行設(shè)計，不僅橋墩圬工量大，增加投資，而且地震作用下橋墩受力巨大，橋墩配筋困難，抗震性能較差。

針對本橋地震烈度高的特點，通過分析研究，在滿足橋墩構(gòu)造要求的前提下，設(shè)計中通過合理設(shè)置橋墩剛度，優(yōu)化橋墩尺寸，將128 m簡支系桿拱的橋墩設(shè)計成雙柱式鋼筋混凝土橋墩。利用全橋有限元模型，開展了多遇地震和罕遇地震分析，其中多遇地震采用反應(yīng)譜法分析，結(jié)構(gòu)重要性系數(shù)取1.5。罕遇地震采用延性設(shè)計，在系梁和橋墩間設(shè)置彈塑性限位裝置，即128 m簡支系桿拱橋箱梁兩端與橋墩間各設(shè)置4根φ220 mm圓鋼棒，材質(zhì)為40Cr。系梁內(nèi)對應(yīng)鋼棒位置預(yù)埋抗震榫錨盒，錨盒與抗震榫在縱橋向留有空隙，空隙大小根據(jù)地震反應(yīng)的位移值進行確定。錨盒與抗震榫橫向緊貼，起到限位裝置的作用。該裝置既起到防落梁的作用，又利用了限位鋼榫彈塑性變形，吸收地震能量，減少了罕遇地震下橋墩結(jié)構(gòu)的受力，滿足了雙柱式鋼筋混凝土橋墩延性設(shè)計的需要，有效地解決了高烈度地震區(qū)大跨簡支拱橋罕遇地震設(shè)計的難題，提高了結(jié)構(gòu)抗震的安全性和可靠性。

7 結(jié)語

嚴寒大溫差地區(qū)，溫度和收縮、徐變導(dǎo)致的大跨簡支梁拱組合結(jié)構(gòu)的變形和次內(nèi)力較普通地區(qū)大，通過對拱梁剛度比、拱軸線形式和吊桿布置等分析，配合吊桿張拉力的調(diào)整，使得拱肋、系梁、吊桿三者之間的內(nèi)力得到合理分配，滿足了結(jié)構(gòu)受力要求，同時對系梁梁端進行相關(guān)構(gòu)造措施處理，有效提高梁拱組合結(jié)構(gòu)的整體剛度，控制結(jié)構(gòu)的工后變形值，減少梁端轉(zhuǎn)角值，解決了高速鐵路無砟軌道的工后變形難題。

對于吊桿錨于系梁腹板外側(cè)的簡支梁拱組合結(jié)構(gòu)而言，能減少橋面寬度，節(jié)省投資，但其結(jié)構(gòu)受力特點有別于常規(guī)的橫向計算模式，分析表明：箱梁頂板以受壓為主，而底板呈現(xiàn)拉彎狀態(tài)，控制橫向配筋的為箱梁底板，設(shè)計中應(yīng)引起重視，應(yīng)對底板鋼筋進行適當(dāng)加強，必要時采用橫向鋼絞線。

鋼管混凝土簡支系桿拱作為一種梁拱組合結(jié)構(gòu)，能充分發(fā)揮拱肋受壓，主梁受彎的特點，其借助鋼管混凝土拱肋對大跨簡支梁的豎向加勁，能有效降低系梁彎矩，增加橋梁跨度。簡支梁拱組合結(jié)構(gòu)具有結(jié)構(gòu)輕盈通透、建筑高度低、結(jié)構(gòu)美觀的優(yōu)點，應(yīng)用廣泛，蘭新高速鐵路128 m簡支梁拱組合結(jié)構(gòu)的成功修建，為以后類似工程提供了有益參考。

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