吴霄

（上海市政工程设计研究总院（集团）有限公司，上海市200092）

1 概述

组合体系拱桥因其优美的造型，合理的受力形式，以及良好的经济性，在桥梁建设中占有一席之地[1-3]。传统组合体系拱桥一般采用预应力混凝土结构或者钢结构，对于预应力混凝土拱桥，一般采用现浇结构。对周围环境影响大，目前已较少采用；钢拱桥自重小，施工方便，经济性好，但正交异性钢桥面板的疲劳问题突出。近年来，结合两种材料特点的组合体系结构应用越来越广泛，杭州九堡大桥、兰州深安大桥及南京大胜关大桥均采用了这种结构形式[4～6]。

跨径也是影响体系总体受力性能的重要因素，随跨径增长，结构受力非线性效应也越明显，反映在经济性上也是如此。对下承式组合结构拱桥的合理跨径尚无明确定论，已建项目跨径大部分在50～200m[7]之间。在桥梁建设规模不断增大的当下，合理跨径的提出具有十分重要的指导意义。

2 下承式组合拱桥近似计算理论

对于图1所示的计算模型，设其计算跨径为L，矢高为f，拱轴线为抛物线，拱肋抗弯刚度EaIa，轴向刚度EaAa，系梁抗弯刚度EbIb，轴向刚度EbAb，吊杆根数为n，轴向刚度为EsAs，全桥均布荷载为q。

将吊杆力进行膜化[8]，转化为3次超静定结构，膜化后的结构如图1所示，均布荷载t。

图1 下承式组合结构拱桥计算简图

对梁拱组合体建立基本结构，如图2所示。由于结构和荷载对称，而跨中剪力x2为反对称的，因此x2=0，力法方程为：

图2 梁拱组合体的基本结构模式简图