2012年10月内蒙古科技与经济Octo ber2012 第20期总第270期Inner M o ngo lia Science T echnolo gy&Economy N o.20T o tal N o.270钢筋混凝土肋拱桥极限分析 朱树人1，张 文2，贾舒阳2
无限自我(1.内蒙古集通铁路(集团)有限责任公司;2.内蒙古交通设计研究院有限责任公司，内蒙古呼和浩特 010000)
摘 要：结合某钢筋混凝土肋拱桥的极限分析实例，通过建立有限元分析模型，分析在各荷载组合作用下，拱圈的承载能力及应力分布情况，进而对该桥的承载能力进行评判，为此类桥型的设计和验算提供借鉴。
关键词：钢筋混凝土；肋拱桥；极限分析
中图分类号:U448.22 文献标识码:A 文章编号:1006—7981(2012)20—0069—02
拱桥具有跨越能力较大、耐久、养护维修费用少、外形美观等优点，同时也存在自重较大、施工困难、水平推力较大、建筑高度比梁式桥高等缺点。 长江电力商务微量情愫与板拱桥相比，钢筋混凝土肋拱桥能较多地节省混凝土用量，减小拱体重量，相应地，桥墩、桥台的工
程量也减少。同时随着恒载对拱肋内力的影响减小，活载影响相应增大，钢筋可以较好地承受拉应力，能够充分发挥建筑材料的作用，同时跨越能力也得到提升。
1 工程概况
乐山市某大桥于1997年9月组织修建，于2000年4月28日完工。桥梁总长为653.63m。桥跨布置从犍为向乐山方向:1×20m(预应力钢筋混凝土板简支梁)+3×100m(钢筋混凝土闭合箱型肋拱)+3×50m(钢筋混凝土实心矩形肋拱)+5×20m(预应力钢筋混凝土板简支梁)。桥跨结构分上下两幅，单幅桥面宽12.5m，横向布置为1.75m(人行道)+ 2.5 m(非机动车道)+ 1.0m(绿化带)+7.25m(机动车道)。设计荷载等级为：汽车-超20，挂-120，设计洪水频率1/300，地震烈度7度，按四级通航标准。桥面纵坡为1%，桥面2%人字横坡，在盖梁顶面形成。该桥单幅桥面横向布置见图1所示。 图1 单幅桥面横向布置
第三联为3×50m(钢筋混凝土实心矩形肋拱)为等截面钢筋混凝土实心矩形肋拱，拱肋宽1.0m，高1.4m。每跨拱上共8个排架，排架上纵置桥面板，桥面板跨径5.889m，每跨桥面由12块单板组成。主拱圈采用40号混凝土，拱座采用30号混凝土，桥面板、4#、5#墩身均采用20号卵石混凝土、墩帽均采用25号卵石混凝土,4#墩基础采用25号混凝土、5 #墩钻孔桩采用30号混凝土、承台采用25号混凝土。纵向钢筋采用II级钢筋。在墩上立柱桥面板处和两端设置伸缩缝。50m拱肋采用满堂支架现浇施工， senp其立柱及盖梁均按现浇施工。
2 计算方法及计算模型
桥跨结构分上下两幅，计算模型取单幅结构。50m跨钢筋混凝土肋拱桥模型考虑三跨50m拱连拱效应进行计算分析。单幅桥面横向宽度为1.75m (人行道)+ 2.5m(非机动车道)+2×3.5m(机动车道)+1.0m(绿化带)；每跨拱上共8个排架，排架上纵置桥面板，桥面板计算跨5.89m，每跨桥面由11块单板组成，考虑8cm厚铺装参与结构受力，每块桥面板截面尺寸如图2所示。结构桩基础部分考虑5倍桩直径的长度。计算考虑桥面1.0%的纵坡。
图2 桥面单板截面尺寸(尺寸单位:cm)
验算工作采用专用平面程序“桥梁博士”进行，模型采用梁单元模拟，结构整体单元划分为468个单元。其中拱圈为162个单元(单元号为:27～188)；桥面板为162个单元(单元号为:189～242,286～339,383～436)；排架立柱为118个单元(单元号为: 243～285,340～382,437～468)，其他为墩和桩基单元。计算按三个施工阶段进行，第1施工阶段：建立桩基、桥墩和主拱圈，施加横隔板自重，主拱为三铰拱结构；第2施工阶段：把拱圈结构转换为无铰拱，施加拱肋间系梁自重；第3施工阶段：建立立柱和桥面板，立柱系梁自重、盖梁自重；成桥后施加二期恒载、温度荷载和使用活载。施工阶段单元划分及计算模型见图3、图4、图5所示。
图3 第1施工阶段计算模型
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收稿日期:2012-08-14
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