摘 要

由于是一种承压能力很强的，所以在以为主的中得到广泛的应用。钢管混凝土拱桥较之传统的圬工拱桥与，因其材料强度的提高与施工的方便，使其具有很强的表现力，几乎涵盖了圬工拱桥、钢筋混凝土拱桥和钢拱桥的所有桥型。本设计主要结合桥型，针对该桥中的主桥部分即钢管混凝土拱桥的上部结构进行。

首先，在熟悉MIDAS/CIVIL软件和平面程序的基础上，建立合适的空间和平面，计算由于恒载、温度及支座沉降引起的结构内力和变形；然后进行荷载组合，并根据荷载组合结果，验算主拱圈的截面强度、挠度及平面内的稳定性，并对钢筋混凝土结构部分进行配筋计算和强度验算。最后对、等构件进行，及强度要求。

关键词　钢管混凝土；拱桥；结构内力；强度

Abstract

The concrete-filled steel tubular(CFST) is a material that can endure much more press than the other materials at the same status. It has gradually been adopted in arch bridges which mainly endure press. Because of the improvement of the strength of materials and convenience of erection, CFST arch bridges have strong representation ability compared with the traditional arch bridge of masonry arch bridges, reinforced concrete arch bridges and steel arch bridges. This thesis mainly combine with the actural project of Wujiang Tanqiu Bridge, and calculate the superstructure of CFST arch bridge which connect with the half reinforced concrete arch.

At first, based upon the familiarity of MIDAS/CIVIL software and plane chord system program, I established two finite element models, one is spatial, another is plane. Use the models to calculate the structural internal forces and deformation caused by permanent load, live load, temperature change and bearing transformation. Then, I assembled the structural internal forces, and used the result of it to check the strength, deformation, stabilization in place of the main arch-ring, and complete the calculation of reinforcement about the part of reinforced concrere arch structure. At last, check deck construction, hanger and so on, they all meet the need of stress and strength.

Keywords　CFST arch bridge structural internal forces strength

目录

摘要 2

Abstract 3

绪论 7

第1章 桥梁总体设计概况 8

1.1 设计基本资料 8

1.1.1 桥址概述 8

1.1.2 主要技术指标 8

1.1.3 技术标准与设计规范 8

1.2 桥梁比选 9

1.2.1 方案设计 9

1.2.2 下承式钢管混凝土系杆拱桥 9

1.2.3 预应力混凝土连续梁 11

1.2.4 最优方案确定 12

1.3 主要材料 12

1.3.1 混凝土 12

1.3.2 钢材 12

1.4 尺寸拟定与设计 13

1.4.1 上部结构设计 13

1.5 施工方案 15

第2章 拱肋内力计算 19

2.1 恒载内力计算 19

2.1.1 概述 19

2.1.2 主跨部分截面几何性质及自重 19

2.1.3 工况 22

2.1.4 MIDAS/CIVIL模型单元参数汇总 22

2.1.5 计算结果汇总 23

2.2 内力组合 26

2.2.1 内力组合原则 26

2.2.2 内力组合结果 27

第3章 钢管混凝土主拱圈验算 29

3.1 主拱圈强度验算 29

3.1.1 主拱圈强度承载力验算 29

3.2 主拱圈稳定验算 31

3.2.1 拱肋面内整体稳定验算 31

第4章 构件强度验算 34

4.1 吊杆强度验算 34

4.1.1 概述 34

4.1.2 吊杆内力计算 34

4.1.3 吊杆验算 36

4.2 系杆强度验算 37

4.3 横梁预应力配束及损失估算 38

4.3.1 设计资料 38

4.3.2 横梁尺寸 38

4.3.3 横梁毛截面几何特性 39

4.3.4 主梁内力计算 40

4.3.5 预应力钢束面积的估算及钢束的布置 43

4.3.6 横梁截面几何特性计算 45

4.3.7 钢束预应力损失估算 46

4.3.8 预加应力阶段的正截面应力验算 51

4.3.9 使用阶段的正应力验算 52

4.3.10 使用阶段的主应力验算 53

4.3.11 截面强度计算 55

4.3.12 横梁变形（挠度）计算 58

第5章 下部结构设计 60

5.1 下部结构尺寸拟定 60

5.1.2 墩身尺寸拟定 60

5.1.3 桩基础尺寸拟定 60

5.1.4 承台尺寸拟定 60

5.2 钻孔灌注桩计算 60

5.2.2 桩径桩长拟定 60

5.2.3 基桩根数及平面布置 60

5.2.4 桩截面强度验算 61

第6章 拱脚三维有限元模型 65

6.1 建立拱脚模型 65

6.2 模型建立步骤简述 65

6.3 结果分析 67

结束语 70

致谢 71

参考文献 72

桥梁总体设计概况

设计基本资料

桥址概述

遥望港大桥为南通市内高速公路的工程，横跨遥望港。对于各种桥的 的选择，在满足桥梁基础使用功能的前提下，经济与造型方面的因素也十分重要。

主要技术指标

在遥望港大桥工程设计中采用的主要技术标准如下：

设计荷载：公路Ⅰ级；人群荷载：4kN/m²

桥面设计纵坡：2%

竖曲线最小半径：桥梁凸曲线为5000m

标准冻深：1.0m

桥下通航：四级航道

最大正温差：30゜C；最大负温差：30゜C

技术标准与设计规范

桥梁比选

方案设计

结合此地实际情况，并借鉴类似跨径的桥梁的经验，暂拟定下承式系杆拱桥与连续梁桥进行比较。

下承式钢管混凝土系杆拱桥

（1）总体设计

1．桥位选择