王淑敏（铁道第三勘察设计院集团有限公司桥梁处，天津　300142）



铁路大跨度钢管混凝土系杆拱桥设计计算

王淑敏
（铁道第三勘察设计院集团有限公司桥梁处，天津300142）

摘要以某铁路大跨度钢管混凝土拱桥为工程背景，在详述该结构构造形式及结构尺寸的基础上，利用有限元程序对系梁、拱肋、吊杆等结构关键部位及结构整体进行了受力及变形分析，以期验证结构形式和结构尺寸的合理性。通过计算分析验证了该桥结构设计合理，受力变形满足规范要求。同时也可为类似桥梁设计提供参考。

关键词钢管混凝土；系杆拱；有限元；动力特性

1　工程概况

某铁路桥主桥上部结构采用1-95. 7 m钢管混凝土系杆拱，全长98 m，平面位于线路直线段及缓和曲线段，立面位于平坡及坡度- 1. 2‰的纵坡上。桥面纵坡通过拱肋与系梁刚性旋转实现，系梁统一采用坡度- 0. 98‰的纵坡，保证两侧梁端和梁顶的标高不变，调整其余部位系梁梁顶道砟厚度，以满足线路纵坡要求。吊杆垂直梁面布置。拱桥立面图如图1所示。

图1　95. 7 m钢管混凝土简支拱桥立面（单位：cm）

2　系杆拱结构构造

1）拱肋

系杆拱全长98 m，计算跨度为95. 7 m，矢跨比为f/L = 1∶4. 984，拱肋立面投影矢高19. 2 m，拱肋采用二次抛物线。拱肋在横桥向内倾8°，形成提篮式样。

拱肋横断面采用哑铃形钢管混凝土等截面，截面高度h = 2. 5 m，钢管直径为1 m，由厚20 mm的钢板卷制而成，拱管内灌注C50补偿收缩混凝土。

2）横撑

拱肋之间设1道一字撑和4道K撑。一字撑采用外径1. 0 m的圆形钢管组成，斜撑采用外径0. 8 m的圆形钢管组成，钢管内均不填充混凝土。……