下承式连续拱梁组合体系异型拱桥设计

有限公司，上海市200437）摘 要：宁海县宁东新城腾飞路下徐溪大桥主桥为25 m+80 m+25（的空间三角形拱肋异型拱桥，是三跨连续钢箱梁与下 承式拱的组合体系。三角形拱桥是目前新近发展的一种异型拱桥结构，该桥以独特的拱结构设计，让人感觉自然流畅，通

过结构本身展现的力度感彰显了简洁、挺拔、刚劲有力的造型之美。拱肋为钢结构拱肋，采用全 钢箱形 ，形布置；两片拱肋之间于顶部设置横向连系。主梁加劲梁采用纵横梁体系。吊索区标准节段长度为7.5 m,吊索均采用平行

钢索。主 采用式，桥 采用 式桥台，均下

度、刚度

，

采用midas 力 ， 结构的节区 有 三，合 力 采用ANSYS有 力 ，结构设计合文献标志码：B

构造受力 的

关键词：异型拱桥；组合体系；桥梁设计；主梁锚固节点；钢结构中图分类号：U448.22 文章编号：1009-7716（2019）07-0079-041概述下徐溪桥 宁新腾飞桥连腾飞路是

三纵 主路的纵”，岩等组成， 以第10-2层（中等风化熔结凝灰岩）为 力层。下徐溪桥为下承式连续拱梁组合体系异型拱 桥，跨径布置为25 m+80 m+25 m=130叫横断面宽

为城市主干路，规划红线宽度40 m。大桥是连接宁 东新核心区的重通道节点，交通和景观功能 40.5叫桥设 道、人 道，全桥 结构 采用钢结构。该桥设计特 是拱肋 为三

角形造型，在拱

很大。桥梁总体效果如图1所示。内，拱 由内13.616。。跨和一 圆 构成，拱肋总体

如图2所示。图！桥梁鸟瞰图拟 场地的下徐溪由西北往东南汇于毛屿江 （闸门控制），并排三门湾。该河水升降主

西北 的西 水库泄洪水和毛屿江排水有，因

毛屿江大闸修而变为原型河流。桥附近现

状大

图2跨中横断面布置图（单位：$$）为农地、果树和空地，道路沿 地势总体较2主要技术指标（1） 道路等级'

主路。较坦，侧为自然人 坝护坡，现状

好。地貌类型属 滨海与内陆相交替沉积 原，在 勘察深度范围内，地层有填土、黏土、圆砾、风化收稿日期：2019-02-25作者简介:宋书军（1987—），男，硕士，工程师,从事桥梁设计 工作。（2） 桥 坡度:主桥最大纵坡3.0%， 道采

用双 2.0%坡，侧人道采用1.0%反坡。（3） 荷载标准:汽车荷载取城-A级;人群荷载

桥梁设计 CJJ 11—2011）取80桥梁结构城市道桥与防洪2019年7月第7期（4） 抗震设防标准-抗震设防烈度6度，设计 基本地震加速度0.05g,桥梁抗震设防类别为丙 类。（5） 通航标准:无通航要求；梁底标高按照与 业主确认的标准控制。（6） 设计安全等级:一级。桥梁设计使用年限:

100 ao（7） 横断面布置:5.75 -（人非混行道）+3.5 -

（吊索区） + 10.75 m （机动车道）+0.5 m （中央分隔

栏）+10.75 m （机动车道）+3.5 m（吊索区）+5.75 m

（人非混行道）i 40.5 m =3主要结构设计3.1结构总体布置下徐溪桥为下承式拱梁组合体系异型拱桥,

桥面系为三跨连续结构，采用 横梁体系。拱

面为三 型， 拱组， 拱设置横 连系，设置钢箱横撑，保证拱肋横

稳定。吊索全桥 设8对，梁 7.5叫吊索与拱 一 面 o 吊索全

拱的体 ，通拱拱梁结合 ：桥，

基中。类 三

拱肋，设计 度 ，

类桥梁

o

3.2拱肋、横撑拱 为钢结构拱 ，

拱 组 o 拱面为三 型，拱 面，拱一 构 :

度为 55.399 m，为 5 m， 8.583 mo 拱 跨 80 m，拱 高度为45 m （拱

的拱 连 的

）， 横13.616。=钢箱拱 采用全 钢箱 面， 面布置。拱 为等面，面 2.2叫高 2.2 m， 底

为 30 mm， 横断面3

o 拱 面高度 ， 面2.2 m， 面高度 的 2.2 m 底 的 4.5 m；拱梁结合 拱 底

采用 30 mm，标准 底 采用25 mm =拱肋加 采用一 ，拱中设置横隔板，横隔

与拱 ， 拱横隔 16 mm，拱 横隔

20 mm、25 mm。拱吊索 体 50 mm,与拱 底， 设置 横 加 。 拱 吊索 中区构

4 。拱

设置横 连系， 设置钢箱横撑， 4 箱 。 箱 设置 道横隔顶板O§加致O腹板腹板2200图3弧线段拱肋断面（单位：mm）图4吊索集中锚固区构造（单位：mm）， 箱 结构用 底

构，

，

横撑的 体 ，保证拱横稳定。3.3钢主梁主梁加梁采用 式钢箱梁，即双箱式

系梁+横梁结构体系，横断面布置

5 。加梁 总 40.5叫设27双横坡， 系梁

4.8叫净 22 m= 主跨吊索 跨范围设计道路中心 处主梁梁高为2.0 m，桥 处8.5 m

范围设计道路中心处主梁梁高为2.5 m。系梁20 mm,底

16 mm，中拱梁结合系梁 局加 40 mm，底局加30 mm。桥面板顶板厚16 mm,车行道处桥面板采 用U 加 ，高280 mm,钢 8 mm。位的桥面以系梁 底 采用 加，高150 mm, 12 mm。 车行道范围 设置小梁，横

为5.4 m,为倒T

面。

40500/2=20250道路设计中心线山山山56-0-44454400L11000________L图5钢主梁横断面（单位：mm）3.4 横梁横梁为焊接的倒T , 为2.5叫全桥桥面系 设置 39 道。 横梁为 高度结构，

道路设计中心线处高2.0叫底面水，面与桥

2019年7月第7期面的2%双向横坡保持一致。城市道桥与防洪桥梁结构81中墩横梁采用箱形截面，截面尺寸8.5 m（宽）,2.5 m（高），顶底板厚16 - 20 mm。横梁内部设三道 、 、 、 、 、

、 用。，钢主梁的

为126 MPa,腹板，腹板设置纵、横向加劲及横隔板。边跨端横梁采用箱形截面，截面尺寸1.9 m

（宽）x2.0 m（＞）。横梁内部设置纵向加劲及横隔

板。3.5吊索吊索全桥纵向共设8对，梁上间距7.5 m,吊

索与拱肋在同一平面内。吊索均采用规格为7307

的平行钢丝索；吊索两端采用冷铸锚，张拉端设在

主梁钢箱内。3.6下部结构设计主墩采用柱式墩，下接承台桩基，桥墩单个立

柱断面尺寸为5.5 m（横桥向）x3 m（顺桥向），单 个承台尺寸为11 m（横桥向）x7 m（顺桥向），承台 高3 m,每个承台基础采用6 1.5 m 孔灌桩,桩基为 桩。桥台采用 式桥台，下接承台桩基。承台全

长 40.5 m，中间设 2 cm

，宽 5.4 m，高 1.5 m。基础采用 1.2 m

桩,桩基为 桩。4施工方法施工 桩、承台及墩台。梁拱采用少支架施工，先进行梁的 装，后在梁上 设拱肋 支架，进行拱肋装施工。钢主梁钢拱肋均在工

的 加工， 进行装。拱肋 拱肋支架，进行吊索装及张拉，

主梁支架。5结构分析计算5.1静力分析采用midas 立 间梁格模型，中吊杆（拉索）用 架单 ， 用梁单 ，进行施工 、桥及用

“图6所示/图6计算模型全桥上部 施工

少支架施工、先梁拱的装工。设钢拱肋 为112 MPa, 的应力均 钢 规。钢主梁在 用下的 向位于主跨跨中，为19 mmV!/500=160 mm（L为主 跨跨）， 规 叫5.2稳定分析采用 间梁、 架单部 ，桥面板 的形式 ， 用。

、二期恒、 、人及 的 用，均视为变量，进行第一类线弹性 / 的曲屈数及曲屈态见表1, 小的屈曲 数为22.86,呈拱肋平面外失，表明 的 性能较好， 规（见 7）。表1结构曲屈系数及曲屈模态模态号曲屈系数曲屈 态122.86拱肋面外失稳226.83拱肋面外失稳330.72拱肋面外失图7主桥曲屈分析第一阶模态5.3局部分析主桥

中，一般采取的是三维空间梁单或简单的板单进行 ，而对一些局

部 或关键造节点无法采用梁进行准确的,这些地 为设中的“盲区”o为了进行

合理的构造设、确判 造设的全性,

选择构造及受复杂的局部关键点区域建立

细微的有限 ，进行详细的受 ，了解其内及 布/该桥关键节点 造 三个

面，即拱梁 合处、吊索在拱上的锚固区域 吊

索在主梁的锚固节点。对该三处采用

通用有限

ANSYS进行仿真分析,三处的计算8。82桥梁结构城市道桥与防洪2019年7月第7期构造优部锚固空间不足的问题，拱结

化了传力径，主锚固 吊索复杂空间系情况 优化锚固传力构造。 设计中优化了传力 径、简化施工 难度，同时也为此类桥 供

了有益参考。（B）拱梁结

（C）拱顶锚固区处（C）主梁锚固处构造设实了此类桥由 转化

为施工纸，该桥的建成将成为宁东新的

图8仿真分析模型经 分 ，部构 应力集中 ， 但总体应力

野聚焦点。参考文献：[1] 吴冲•现代钢桥[M],北京:人民交通出版社,2006.不， 受力。6结语桥 的 ，）, 形拱桥的 突且新颖,让

人眼 一亮，跳 了弧线形拱桥的审美疲劳。鉴于

[2] CJJ 11—2011， 桥梁设计规范[S].[3] JTG D64—2015,公路钢结构桥梁设计规范[S].[4] 金成棣.预应力混凝土拱组合桥

设 与实践[M].北京:人民交通出版社,2001.[5] 朱张峰,郭正兴,刘利军•京沪高铁（90+180+90）m连续梁拱桥

此类桥 受力复杂、设 难度大，国内此类桥 实

例尚较少。 过巧妙构 集中节点 锚固解决上结构性 分[J].铁 工程学，2011,28（1）： 31-34.（上接第71页）拱脚。（1） 钢筋混凝土拱脚。钢拱肋截面上表面受 拉，采用该种连接方式需设置预应力钢束抗拉。钢 筋混凝土拱脚耐久性较好，但施工过程中预应力

钢结构拱丿张拉不易控制，施工周期较长。（2） 钢结构拱脚。原方案拱脚底部为U形，拱

混凝土二 次浇筑护混凝土二

监次浇筑脚底部产生明显的应力集中；拱脚节点优化为' 形后，采用锚栓将钢拱脚与混凝土桥墩形成固定

连接。钢结构拱脚外露部分需进行重防腐承台一次浇筑,定期 。，拱脚节外露部分图7拱脚构造图该工程拱脚

钢结构采用重防腐 施。拱脚底 上部分 采用二次浇筑混凝土的形式进行包封（见图7）o经，拱脚 采用钢结构拱脚。方案优化 应 桥 结构工程 进行方案

优化，

参考文献：后施工设工。4结语桥桥 性 性的结，埃

[1] 唐云•关于景观桥梁方案设计思路的研究[J].城市道桥与防洪,

2016（3）：76-78.[2] JTG/T D65-06—2015,公路钢管混凝土拱桥设计规范[S].明 的 。 桥[3] JTG/T B07-01—2006,公路工程混凝土结构防腐蚀技术规范[S].[4] JT/T 722—2008,

方案 重点 桥 方案 ，桥钢结构防腐

[S].Keywords： short-pylon cable-stayed bridge, pre-stressed concrete, design parameter, depth-span ratio,

variable height beamDesign of Through Continuous Arch Beam Composite System Irregular Shape Arch Bridge ................................

.................................................................................................................................................................................Song Shujun (79)

Abstract： The main bridge of Xiaxu Creek Bridge in Tengfei Road in Ningdong New Town of Ninghai

County is a 25 m+80 m+25 m spatial triangular arch rib irregular shape arch bridge, and is a composite system of three-span continuous steel box beam and through arch. The triangular arch bridge is an irregular arch bridge structure recently developed now. This bridge lets the people feel natural and smooth because of

its unique arch structural design. The concise, straight, vigorous and powerful modeling beauty is shown through the strength feeling of the structural itself. The arch rib is the steel structural arch rib with the full

welding steel box section. The section is arranged in a hexagonal shape. The horizontal connecting system is

arranged between two arch ribs up to the top. The stiffening beam of the main girder is the vertical and horizontal beam system. The standard segment of sling area is 7.5 m long. The slings are all the parallel steel

wire cables. The main pier is the column-type pier and the abutment is the buttress abutment, which are all connected with the pile foundation of base slab. The software Midas is used to carry out the static and stability analysis. The analysis shows that the strength, rigidity and stability of the structure all meet the

standard stress requirements. The finite element software ANSYS is used to carry out the finite element 3D

simulation analysis on the local key nodal region with the complex structure stress. The result shows that the stress requirements are locally met and the structural design is reasonable.Keywords： irregular shape arch bridge, composite system, bridge design, anchoring node of main beam,

steel structureDesign of Long-span Continuous Rigid-frame Bridge of Shanghengli Bridge .............................. Wang Wenqian ( 83 )Abstract： Shanghengli Bridge is a bridge crossing Shanghengli River in the West Line Highway South

Extension Project. The main bridge is a pre-stressed continuous rigid-frame bridge after the scheme comparison. This paper introduces its design essentials, summarizes the overall layout of the bridge, the

construction dimensions of the main girder and the layout of pre-stressing system, calculates the internal force and stress of the bridge structure and counts the parameter values of the similar bridge structures, which

can be referred for the design and construction of the similar bridges.Keywords： long-span continuous rigid-frame bridge, pre-stressing system, cantilever constructionDesign and Analysis on Steel-concrete Combined Segment of Main Girder for Cable-stayed Bridge ...........................

Yang Lejie ( 86 )