钢管凝土拱桥设计规范(11)

hb2b1NN2N2 e2NeN1N1 e1 图4.2 修正的格构式算法示意图 在已建哑铃式钢管混凝土拱桥中，构成哑铃式截面的两个肢钢管混凝土相同，即有(EA)1?(EA)2,(EI)1?(EI)2，b1?b2?h/2，则： 2(EI)?(EA)1b12?(EA)2b2?(EI)1?(EI)2?2(EA)1b12?2(EI)1?0.5h2(EA)1?2(EI)1，?1??2?(EI)1(EI)?(EI)2(EI)?nEAs1?Ac11，其中，nE为钢管和混??2?0.5h2?nEIs1?Ic1凝土弹性模量之比，As1、Is1为一个肢钢管的截面面积和惯性矩，Ac1、Ic1为一个肢钢管内混凝土的截面面积和惯性矩。

显见两个肢所受弯矩相同，M1?M2??1Ne??2Ne。将其代入（4-7）式中，可推出两个肢所受轴力N1、N2的计算公式（4-8）：

N?N1?N2，M?Ne?N1?b1?N2?b2?M1?M2 （4-7）

?1(1?2?)M??1(1?2?)M?得 N1???， NN??N （4-8）2???hN?hN??2?2哑铃式构件中两管可能都受压或者一管受压、另一管受拉，所以在计算时分为两种情况：

（1）当N1、N2都大于0（两管受压），此时由于N1?N2，一般由受压较大肢（N1、

M1）控制整个构件的承载力。

（2）当N1?0,N2?0（一管受压、一管受拉）时，此时一肢为偏心受压构件，一肢为偏心受拉构件，两肢的承载力都需进行验算。

4.4 稳定性验算

4.4.1 ~ 4.4.2 该条文系根据已建工程资料编制。

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5 正常使用极限状态计算

5.1 一般规定

5.1.1 根据《公路工程结构可靠度设计统一标准》（GB/T50283-1999）的规定，钢管混凝土拱桥正常使用极限状态应按持久状况对结构和构件进行计算。

5.1.3 钢管应力包括各个施工阶段的累计应力、二期恒载引起的应力、温度应力以及车辆荷载、混凝土收缩、徐变引起的应力。但钢管实际应力值均大于理论分析值，主要是混凝土的弹模取值与理论取值有差异，且与混凝土收缩、徐变有关，目前缺乏这方面的系统性和连续性实测资料。此外，在工程实践中往往在没有达到设计规定的混凝土强度时，就进行后续钢管混凝土灌注，也增大了钢管的应力。为保证钢管在长期荷载作用钢管处于弹性阶段，需考虑一定的安全储备，规定?s?fsK，K为安全系数，取1.25，则?s?0.8fs。

5.1.4 中、下承式钢管混凝土拱桥吊杆安全系数K，直接关系到拱桥的安全。目前国内绝大多数钢管混凝土拱桥采用在吊杆横梁上纵铺桥面板的设计方法，由车辆荷载（包括桥面不平整引起的跳车振动）对吊杆引起的应力幅变化很大。宜宾小南门大桥吊杆失效，除了吊杆锈蚀外，应力幅很大是一个重要的因素。此外，吊杆长度、刚度与水平变位影响很大，具体设计时应考虑其影响。

5.1.5 系杆拱桥的系杆是平衡主拱水平推力的重要构件，根据国内系杆拱桥的常规设计方法，其安全系数K取2.5。

5.2 挠度验算

5.2.1 钢管混凝土拱桥在正常使用状态下处于弹性阶段，在计算钢管混凝土拱桥拱肋变形时，结构的一维（纵向）比其他两维大得多，因此可按一维结构用一般结构力学方法计算。若计算条件允许，可以用三维结构模型进行计算或校核。对特大跨径的钢管混凝土拱桥，材料非线性、几何非线性引起的影响不可忽略时，应采用非线性理论进行分析。

5.2.2 混凝土收缩、徐变对结构变形的影响目前研究很少。在缺乏实测资料的情况下，

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可按降温20－25℃计算。其中下限20℃根据《公路桥涵设计通用规范》（JTJ01-98）整体浇注混凝土结构的收缩影响，上限25℃是根据哈尔滨工业大学钟善桐教授在对钢管混凝土所做的混凝土收缩试验：如果浇注后立即封闭，其极限收缩应变值为

?5250?10?6??，相当于25℃?1.0?10。对混凝土徐变，按《公路钢筋混凝土及预应力

混凝土桥涵设计规范》（JTG D62）附录进行计算。

5.2.3 为保证拱桥在活载作用下不致产生过大的变形，设计时应对竖向刚度加以验算和限制，保证行车舒适性。过大的挠度在拱肋中产生的次应力也大，宜在桥道系形成凹形竖曲线，车辆高速行使会引起颠簸和冲击。拱的最大挠度在拱跨1/4处，当车辆仅在左半跨时，左半跨处向下挠，右半跨1/4处向上挠，当车辆在右半跨时刚好相反。且其正负挠度最大绝对值之和大于车辆满跨范围内移动时的挠度值。因此，计算挠度时应取其正负挠度的最大绝对值之和。根据国内现有资料，结合实际经验，将其允许挠度定为L/800。 …… 此处隐藏：92字，全部文档内容请下载后查看。喜欢就下载吧 ……