1-60m悬链线钢筋混凝土箱型拱桥结构设计

拱桥是山区高速公路常用的一种桥梁形式，它不仅在外观上有别于梁桥，而且在受力上也有着本质的区别。经济美观、先进合理的大跨径钢筋混凝土箱型拱桥更能提升公路品质，下面结合广西某高速公路天桥设计，浅谈该公路上一座1-60m悬链线钢筋混凝土箱型拱桥的设计及体会。

1 工程概况

该天桥位于广西藤县塘步镇与埌南镇交接处，古祀村西南侧，为主线下穿山上金矿勘探区的联络道而设置，设计中桥宽及设计荷载均考虑矿区内重车通行情况，引线与主线交角90°。结合桥位处地形、地质条件，主桥采用1-60m上承式钢筋混凝土箱型拱，主桥桥面系采用跨度5.8m的简支实心板，引桥采用跨度6.5m的简支实心板，拱座采用实体混凝土拱座，引桥基础采用浅基础，桥台采用U型台，桥梁全长108.8m。该桥揭露的地层主要为白垩系下统新隆组(K1x)的残积土及粉砂岩，根据风化程度不同，其中粉砂岩可分为全风化、强风化、中风化三层，拱座基础、浅基础及桥台扩大基础均落在中风化层内。

图1 总体布置图

2 结构设计

2.1 设计标准

(1)道路等级：公路二级；

(2)荷载等级：公路-Ⅰ级(考虑矿区重车)；

(3)桥面宽度：净7.0m；

(4)设计安全等级：一级；

(5)设计车速：60km/h；

(6)最大纵坡：0.3%；

(7)地震烈度：Ⅶ度。

2.2 主要结构尺寸拟定

该桥的主要构造有主拱圈、横隔梁、横隔板、拱座、立柱及桥面系等，以下将分别予以介绍。

y=f·ch(k·ξ)/(m-1)

相较于其他一般碰撞检测算法，本文改进后的算法更适用于复杂模型的处理，针对刚体模型，有着较好的实时性和准确性。

本桥在拱脚上缘及拱顶下缘配置67根直径为25的钢筋，在拱脚下缘及拱顶上缘配置67根直径为16的钢筋，在恒载、汽车、降温的短期效应组合下，拱脚截面裂缝最大，按照《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》(JTG D62-2004)中规定计算拱脚处最大裂缝为0.09mm，满足规范要求。

本桥拱轴系数采用无矩法确定，控制恒载压力线与拱轴线有较好的重合度，主要控制在拱顶、L/4、拱脚五点有较好的重合度。

依据《公路圬工桥涵设计规范》(JTG D61-2005)，箱型板拱的矢跨比宜采用1/5～1/8，该桥为上承式钢筋混凝土箱型拱桥，净跨径为60m，净矢高12m，计算跨度60.819m，计算矢高12.162m，矢跨比为1/5，拱轴线采用悬链线，拱轴系数为2.24，悬链线方程为：

(1)主拱圈

本桥桥面板主桥采用跨径5.8m预制钢筋混凝土实心板，引桥采用6.5m预制钢筋混凝土实心板，均采用简支结构。桥面采用双向1.5%横坡，由混凝土铺装形成，防撞墙内侧铺装厚度为15cm，平面设计线位置铺装厚度为20.3cm。

截止随访日期，共纳入的62例前列腺癌患者，中位总生存时间（median overall survival，mOS）为（13.68±5.79）月，中位无进展生存期时间（median progression free survival，mPFS）为（7.19±3.93）月，患者10个月的生存率为74.2%、15个月的生存率为38.7%、20个月的生存率为14.5%。总生存时间（OS）曲线见图1，表明患者总的生存率随时间的推进而逐渐降低；无进展生存期时间（PFS）曲线见图2，表明患者总的无进展生存率随时间的推进而逐渐降低。

1.3.2 疗效评价 采用干预后8周PSQI评分量表较干预前差值评价临床疗效。显效：治疗后总分下降10～14分；有效：治疗后总分下降5～9分；无效：治疗后总分下降4分以内为无效[12]。总有效率(%)=(显效例数+有效例数)/总例数×100%。

在结构自重、汽车荷载、整体降温作用下，拱圈的竖向位移最大值在拱顶处为76mm，大于L/1600=60.819/1600=38(mm)，拱圈制作时需设置预拱度。

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d=(L0/100+a)×k

其中：d为拱圈厚度； L0为拱圈净跨径；a为系数，对于单室箱a=70，多室箱a=60；k为荷载系数，公路-Ⅰ级时按k=1.1考虑。根据此公式，本桥拱圈最小高度为1.32m，考虑该经验公式在计算中小跨径拱桥时计算值偏大的情况，设计中采用拱圈高度为1.2m。拱圈宽度取为5.5m，拱圈采用C40混凝土浇注。

图2 主拱圈断面图

(2)横隔梁、横隔板

拱座采用钢筋混凝土实体拱座，高2m，横桥向宽7m，纵桥向宽3m，在拱座下方设置C30混凝土拱座基础，确保拱座基础坐落在中风化层基岩内。拱上立柱采用2根0.8m×1.2m的钢筋混凝土矩形柱，最大柱高11.8m，对立柱与拱圈接头处进行了加强设计，纵桥向设置了20cm×20cm倒角，防止在接头处应力集中。在立柱上方设置倒T型盖梁。

(3)拱座及立柱

为加强箱壁局部稳定性，提高箱拱的整体抗扭刚度，在立柱对应位置拱箱内设置横隔梁，同时在两道横隔梁之间设置一道横隔板，横隔梁与立柱对应，厚0.8m，横隔板厚0.2m。横隔梁与横隔板间距小于4m。

图3 拱座立面图

图4 拱上立柱与拱圈接头

(4)桥面系

It is assumed that the shape of the contact region, the relative motion and the interaction force between the stator and rotor of the ultrasonic motor do not vary with time. If t=0, the equation of the contact surface of the stator and rotor is in the following

3 结构计算与分析

结构计算采用“桥梁博士V3.6”有限元程序，进行承载能力极限状态、正常使用极限状态设计，通过对各阶段内力、变形进行分析，合理布置钢筋，将各阶段截面受力控制在规范规定容许的安全范围内，同时验算拱的纵向稳定性。

计算中考虑的荷载:恒载、汽车荷载、温度变化力、基础变位影响力、混凝上收缩徐变影响力等，同时考虑箱室内外温差作用效应，箱室内外温差按5℃考虑。

荷载组合的处理：按承载能力极限状态设计时采用基本组合，按正常使用极限状态设计时，采用短期效应组合。

3.1 计算模型

全桥计算模型采用234个梁单元，226个节点，其中主拱圈和横隔梁(板)采用126个单元，拱上立柱42个单元，桥面板梁66个单元。

图5 计算模型示意图

3.2 承载能力极限状态

主拱圈截面按钢筋混凝土截面设计，拱圈各主要控制截面抗弯能力计算结果见表1：

2.运用精细管理新技术，推进智慧城市建设。推进智慧城市建设是政府治理现代化的必然要求。要通过新一代智慧城市技术广泛应用，使城市拥有“大脑”，实现更实时的感知、更宽带的互联、更智慧的分析，从而提升城市规划建设、管理和服务的智慧化水平。要发挥智慧城市在带动城市产业发展、转变城市发展模式等方面优势，发挥其在人口、空间、人工智能等方面的组合效应，破解新时期城市发展难题，营造出绿色、智能、宜居的城市环境，使现代化城市更好地服务于人的根本需求。要以智慧城市建设为契机，动员政府各部门、城市居民、社会力量共同参与，打造共建共治共享的社会治理新格局，推动社会进步，实现包容发展、和谐发展。

表1 承载能力极限状态控制截面的抗弯能力(单位：kN·m)

位置最大弯矩承载能力拱脚28654356601/8拱42261564391/4拱42832711913/8拱4823958306拱顶3204671104

计算结果表明，结构最不利组合下，主拱圈的结构承载力均大于结构最不利组合弯矩值，满足要求。

3.3 正常使用极限状态

(1)裂缝计算

其中：为桥的跨径。

综上所述,使用乳房按摩能够促进足月孕产妇宫颈成熟与分娩,临床可以推荐使用该方法进行促进孕产妇宫颈成熟。

(2)挠度验算及预拱度设置

此外，从习题数量来看，苏教版安排了大约85道习题，其中以计算为主的习题73道，占86%左右，带有操作性要求和解决问题12道，占14%左右．康轩版安排了大约30道题（其中不包括最简分数的练习题），其中以计算为主的22道，占73%左右，带有操作性要求和解决问题8道，占27%．

依据《拱桥设计手册》，箱型拱桥主拱圈高度的经验公式为：

主拱圈预拱度按抛物线设置：δx=δ(1-4x2/l2)，其中：δx为与拱顶距离为x处的预加高度；δ为主拱圈拱顶预拱度；l为主拱圈计算跨径。本桥δ取80mm。

3.4 主拱圈纵向稳定性验算

主拱圈按照《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》(JTG D62-2004)中第5.3.1条规定验算纵向稳定性。其正截面抗压承载力应符合：

本桥为无铰拱，构件计算长度为0.36La=0.36×67.122=24.2m，拱轴系数φ取0.64，拱脚截面轴力最大，为21103kN，经计算：1.1×21103=23213<0.9×0.64×(18.4×3.5+280×0.063)×1000=47255 kN，主拱圈纵向稳定性满足要求。

3.5 主拱圈平面外稳定性验算

本桥主拱圈宽度为5.5m，拱圈宽度大于跨径的1/20，拱圈平面外稳定性满足要求，无需验算。

4 施工方案

本桥采用挖方路堑做胎座现浇的方法施工。

⑥现有的水利工程质量评定标准及评定表还不能满足水利工程建设的需要，需要建设单位或监理单位在工程施工前补充相应的质量评定标准及评定表，使工程质量等级有明确的程序和依据。可参考建筑、公路、铁路工程等相关行业的规范、标准以及厂家的产品说明书，甚至科研机构的研发论文等。做到有据可依的质量评定才能真正反映施工质量。

拱座作为整座拱桥的基础，是重要的传力结构，整个结构的荷载通过拱座传递给坚硬的基岩，故拱座的施工要求较高，不仅要保证拱座的结构尺寸和浇注质量，同时应保证其所座落基岩的完整性。因此，拱座基础施工要求采用人工结合小爆破开挖土石方，爆破时严格控制爆破强度，避免造成岩基破碎而降低其承载力。

本桥的具体施工流程为：

四方竹[Chimonobambusa quadrangularis (Fenzi)]，别名四季竹、四角竹，属禾本科观音竹属，是我国特有的珍稀竹种。秆高3～8 m，径1～4 cm，秆方形，但由基部向上逐渐变圆，竹子越大竹秆越方。秆深绿色，粗糙，秆环甚隆起。节间长20～23 cm，秆下部节上有刺状短气根一圈，并向下弯曲。箨鞘纸质，无毛，具多数紫色小斑点。箨叶极小，每节分枝开始为3枚，以后增多成为簇生。小枝着叶3～5 片，薄纸质，窄披针形，长10～20cm，宽1.5～2.5 cm，无毛。秋季出笋。

为了煤炭矿区的可持续发展，在矿区规划编制和决策过程中充分考虑矿区开发可能涉及的环境问题，预防规划实施后可能造成的不良环境影响[1]，协调经济与环境保护之间的可持续发展关系，必须进行煤矿区总体开发规划环境影响评价。

(1)整体放样，开挖拱座基础，浇注拱座基础及拱座，拱座基础浇注时不立模板，以确保和周围岩石连成整体。

(2)由拱脚至拱顶对称浇注拱圈，要求拱圈合拢温度为10～15℃。

(3)由拱脚至拱顶对称浇注拱上立柱、盖梁。其中拱上立柱的浇注，应从拱脚第一个立柱开始，当浇注高度到达第二个立柱时，则一、二两立柱同时浇注，当高度到达第三个立柱时，则一、二、三立柱同时浇注，以此类推至靠拱顶最后一个立柱。

(4)施工桥墩及桥台，并进行拱脚以上部分坡面回填浆砌片石及块石砌护。

(5)安装上部梁板，再施工桥面系至成桥。

5 结语

上承式钢筋混凝土箱型拱桥是非常适合山区地形的一种桥梁结构型式，箱型拱桥的特点是截面挖空率高、用料省、截面中性轴居中、力学性能好、整体刚度大、稳定性好，同时这种桥型具有造型美观、施工工艺成熟、造价较低的特点。

③为车辆的运行提供服务，使用ATMS、ATIS等先进的技术对车辆信息进行定位和监测，管理和控制公共服务车辆的排班，将车站信息显示在车辆的电子屏幕中，确保车辆运行线路的准确性；

参考文献

[1] 顾懋清. 公路桥涵设计手册-拱桥(上册)[M]. 北京:人民交通出版社，2000.

[2] 叶见曙. 结构设计原理[M]. 北京:人民交通出版社，1997.

[3] 汪俊. 大跨径钢筋混凝土箱型拱桥设计与施工[J]. 交通标准化，2010(3).