中承式系杆拱-连续梁组合桥将钢箱混凝土结构和系杆拱对地基承载能力要求不高的优点相结合， 采用钢箱混凝土主拱肋与加劲主纵梁和横梁固结的结构形式，增大了结构刚度， 提高了主拱肋的面外稳定性和承载能力， 同时还具有优美的曲线线形。 这是一种为适应高速铁路对桥梁结构高刚度、 美观的要求而出现的新型桥梁结构形式。

中承式系杆拱-连续梁组合桥具有结构刚度大、外部推力小、受力合理等特点，同时造型独特，故在城市公路桥梁得到了较广泛应用。

系杆拱和梁的组合，将拱和梁两种结构协调在一起，一方面充分发挥拱结构全截面受压，结构材料利用率高的特点，另一方面梁作为桥面系主要的传力结构，同时承担拱结构推力、主梁受拉，能发挥钢系杆的抗拉强度。若从中承式系杆拱-连续梁组合桥整体来看, 当拱轴线采用二次抛物线时,与均布荷载作用下的连续梁弯矩图十分吻合，拱的轴向压力与梁的轴向拉力组合成为最佳的抗弯方式,两者的截面应力近似均匀分布,是一种良好的组合结构形式。对这种组合类型桥梁设计，如何选取相应的设计参数，如边中跨取是那么样的比例、各跨采取什么样的矢跨比、系杆采取多大的预压力才能平衡各跨的不平衡推力，中承式方案的主梁和拱肋的相对位置、拱肋和主梁之间采取多大的刚度比才能使得拱肋和主梁的受力更合理等等诸多问题，都需要对其主要的设计参数开展进一步的探讨。本题结合某实际五跨中承式系杆拱-连续梁组合桥设计，拟从多个设计参数上开展数值模拟探讨，以其得到有益的启发，对今后设计提供参考作用。

2. 研究的基本内容与方案

基本内容

(1)收集了解并熟悉中承式系杆拱-连续梁组合桥的结构特点。系杆拱桥作为拱桥家族中的一员，具有拱桥的一般特征，又有自身的独有特点。它是一种集拱与梁的优点于一身的桥型，它将拱与梁两种基本结构形式组合在一起，共同承受荷载，充分发挥梁受弯、拱受压的结构性能和组合作用，拱端的水平推力用拉杆承受，使拱端支座不产生水平推力。拱与弦间用两端铰接的竖直杆联结而成。亦可用斜杆来代替直杆成为尼尔森体系。这种拱桥内部为超静定体系，外部则为静定，因此对墩台不均匀沉降无影响。从结构上主要可以分为有推力和无推力两种组合体系。

(2)以我国内蒙古的海子沟大桥为背景，全长327m，桥面宽度：0.5m（外侧护栏） 11.5 m（行车道） 0.5 m（内侧护栏） 1.0 m（中央分隔带） 0.5 m（内侧护栏） 11.5 m（行车道） 0.5 m（外护栏），全宽26m，开展建模分析方法研究，并以该模型作为参考对象。

(3)提出三种设计方案：

方案一：结构形式为简支梁桥

结构形式为三跨，具体的分跨长度信息为：3.5m 100m 120m 100m 3.5m

横断面为箱型梁截面