浅谈城市中等跨径门式刚构拱桥设计

浅谈城市中等跨径门式刚构拱桥设计

朱亚平

杭州市城乡建设设计院股份有限公司310004

摘要：以杭州市余杭区中等跨径门式刚构拱桥为例，简要介绍该类桥的主梁构造、下部结构，并对门式刚构拱桥进行结构计算分析，为同类桥梁设计积累参考价值。

关键词：门式刚构拱桥；主梁构造；下部结构

1引言

混凝土刚构拱桥是目前大跨径桥梁的主要类型之一，其跨越能力远大于梁桥，且由于刚构拱桥是通过梁和墩台固结，使得梁和桥墩整体受力，让桥墩同时承受梁上荷载引起的竖向压力并承担弯矩和水平推力，故其在竖向荷载作用下，梁的弯矩往往比同等跨径的梁桥小，不仅使得结构整体性更强、抗震性能更好，也省去了大型支座，节约了造价费用。门式刚构拱则是以“梁和墩台身构成刚性连接”为设计理念，将墩台与梁垂直相交呈门式构造，同时体现桥梁的跨越美感。

但由于门式刚构结构温度附加应力比普通结构大得多，故通常情况下门式刚构结构不宜采用较大跨径的桥梁。本文主要以某城市市政道路中智五路桥为例，简要介绍一下城市中等跨径门式刚构拱桥的设计。

2工程概况

智五路拟建桥梁位于杭州市余杭区规划景观河道运粮河上，运粮河作为南湖片区核心区内的重要景观河道，跨河桥梁的景观性较为重要，考虑到地形、地貌特征，结合路网及河道的实际情况，因地制宜，确定采用三跨两腿的钢筋混凝土门式刚构拱桥，门式刚构拱桥具有桥型简洁美观、结构新颖、整体性能佳等优点。

图2桥梁总体横断面示意图

5结构计算

1）永久作用

沥青混凝土容重：23kN/m3

C50防水混凝土容重：26kN/m3

主梁混凝土容重：26kN/m3

钢材容重：78.5kN/m3

混凝土收缩续变作用：按《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》（JTG3362-2018）规定计算。

2）可变作用

设计荷载：城-A；

横向分布：横桥向按6车道考虑。空间计算按实际车道加载考虑横桥向偏载及车道折减系数。

冲击系数，总体计算按《公路桥涵设计通用规范》JTGD60-2015第4.3.2条计算。

3）温度作用

第1组温度作用：体系温差，根据当地月平均最高气温和最低气温情况，综合考虑后取混凝土结构整体升温25℃。

第2组温度作用：混凝土结构整体降温25℃。

第3组温度作用：梁截面正温度梯度，按《公路桥涵设计通用规范》JTGD60-2015第4.3.12条计算。

第4组温度作用：梁截面负温度梯，度按《公路桥涵设计通用规范》JTGD60-2015第4.3.12条计算。

4）汽车制动力

汽车制动力按《公路桥涵设计通用规范》（JTGD60-2015）有关规定。

5）桥梁结构验算桥梁总体纵向静力计算采用MIDASCivil2019软件建模计算。主梁、主拱均采用空间梁单元模拟。全桥模型共计节点306个，梁单元284个。总体计算模型见图3。

图4主梁基本组合内力、抗力包络图

6结语

随着社会的发展，人们对于城市桥梁的要求不仅限于功能上的使用，同样重视城市桥梁的景观效果。门式刚构拱具有其跨越美感，且相比同等跨径的拱桥，其具有较大的通航净空。本文以某市政桥梁为例，简单介绍了城市中小型跨径门式刚构拱桥的构造、设计、施工等方面，希望对类似桥梁的设计有一定的参考价值。

参考文献：

[1]中华人民共和国交通运输部标准，公路桥涵设计通用规范（JTGD60-2015）[J].2015.

[2]交通运输部标准，公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范（JTG3362-2018）[J].2018.

[3]中华人民共和国交通运输部标准，公路桥涵施工技术规范（JTG/TF50-2011）[J].2011.

[4]中华人民共和国交通部标准，公路桥涵地基与基础设计规范（JTGD63-2007）[J].2007.

[5]中华人民共和国住房和城乡建设部标准，城市桥梁抗震设计规范（CJJ166-2011）[J].2011.