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中承式钢管混凝土悬臂拱桥受力性能研究

项目名称：	中承式钢管混凝土悬臂拱桥受力性能研究
摘要：	《中承式钢管混凝土悬臂拱桥受力性能研究》是福建省交通厅2006年下达的节约型交通科研项目。项目经课题组同志的努力，已完成了研究工作，并于2008年11月经福建省交通厅组织专家鉴定。西洋坪大桥主桥跨径布置为40＋150＋40m，是福建省首座中承式钢管混凝土悬臂拱桥，也是福建省跨径最大的钢管混凝土拱桥。虽然钢管混凝土拱桥这种桥型近10年来在我国的交通基础建设中得到了广泛的运用，但其理论研究滞后于工程实际应用，对于钢管混凝土拱桥的结构受力性能、施工工艺和要求等方面还处于探讨过程之中，仍有许多课题研究有待进行，更为重要的是我国迄今为止还未颁布专门的钢管混凝土拱桥设计与施工规范，给工程应用带来困难，也制约了钢管混凝土拱桥的发展。目前对该类桥型性能的研究成果大多散见于各类学术刊物中，进行设计与施工时更多的是依赖于设计人员积累的工程经验。中承式刚架悬臂拱是钢管混凝土拱桥特有的桥型，造型优美，但受力十分复杂，相对于其它桥型，这种桥型建造得较少（具不完全统计，全国仅20多座，占钢管混凝土拱桥总数不到10％），其研究资料也较少；其受力特点、承载能力、构造形式、施工方法等各方面的研究十分缺乏，而这些都是目前工程界十分关心并且迫切需要得到解决的问题。围绕飞鸟式钢管混凝土拱桥目前缺乏基础理论研究的现状，本课题以漳州西洋坪大桥作为研究对象与工程背景，以中承式悬臂拱桥型特性为研究内容，首先搜集整理了国内外目前已经修建的中承式钢管混凝土悬臂拱桥的有关资料，开展这种桥型的构造形式、受力特性、承载能力以及施工方法等各方面的调查等研究；在调查研究的基础上，提出此桥型在设计及施工方面的各类参考参数指标和恒载作用下的结构简化计算方法；结合调查资料，建立有限元模型，对漳州西洋坪大桥进行受力分析，对西洋坪大桥的结构性能及构造形式进行评价；以理论研究为指导，在大桥施工过程中开展施工监测监控，保证大桥安全顺利建成，并产生了良好的经济效益和社会效益。本项目的新颖性在于： 1、提出三跨中承式悬臂拱恒载作用下简化计算方法的基本平衡方程，该公式可应用于钢管混凝土中承式悬臂拱桥初步设计的参数估算。 2、在大量的钢管混凝土中承式悬臂拱桥实桥资料的基础上，归纳了该桥型典型设计参数的取值、主体结构构造的一般规律、有限元方法和施工方法。 3、应用上述分析与研究成果并结合工程经验，进行了漳州西洋坪大桥的受力分析，并对漳州市西洋坪大桥主桥施工全程进行了全面、详细认真的施工监控。设计受力分析结果和施工过程中的监测数据表明，各主要受力构件的受力合理，理论计算结果与实测结果基本符合，线形符合设计要求，拱肋截面具有较大安全储备，受力性能达到设计的要求。该研究成果已成功应用于漳州西洋坪大桥的设计咨询和施工监控工作中，为工程的合理设计、质量控制和施工安全提供了技术支持和理论指导。
关键词：	受力性能；性能研究；中承式；钢管混凝土拱桥；简化计算方法；桥型；施工监控；受力分析；西洋；福建省
项目负责人：	汤少青、陈宝春
参与人员：	汤少青、陈宝春、傅佳学、韦建刚、蔡文生、高婧、王光明、彭桂翰
组织单位：	漳州市公路局
主持或承担单位：	福州大学
项目类别：	地方交通科技项目
起止年限：	2006-3-1～2008-6-30
立项年份：	2006