1.桥型尺寸拟定

跨径布置：桥梁单向标准宽度为16m，主桥上部结构拟采用系杆拱结构(钢管混凝土拱肋 预应力混凝土连续箱梁)；桥墩采用空心(或实心)墩身，矩形整体式承台，承台顶面位于地面(或河底)以下10cm；基础采用钻孔灌注桩，桩基础按摩擦桩基础设计，主桥标准跨径为104m，计算跨径为101米

主桥上部构造

主桥截面形式及主要尺寸

a）拱肋行式

本次设计采用的是钢筋混凝土拱肋，计算跨径108.5m，计算矢高比1/5，拱轴线形式采用二次抛物线形式

主桥采用圆形截面的拱肋，矢高22m，壁厚为16mm，内填C50 微膨胀混凝土的钢管混凝土拱肋，钢管外径为1400mm。

b)吊杆尺寸拟定:

吊杆：全桥共设15对吊杆，吊杆为钢筋混凝土圆形截面，直径为15cm。吊索采用 OVMPES7-85 平行钢丝，抗拉强度标准值为 1670MPa，疲劳应力幅 200MPa。采用双护层拉索。锚具采用 LZM7-85 锚头

c)预应力体系

低松弛高强度预应力钢绞线应符合 GB/T5224-2003 的规定；单根钢绞 线直径 Fj15.24mm，钢绞线面积 AY=139mm2，钢绞线标准强度 Rby＝1860MPa， 弹性模量 Ey＝1.95#215;105Mpa 锚具及管道成孔#8212;箱梁纵向预应力钢束锚具采用预应力钢绞线群锚

OVM 型锚具及其配套的设备，管道成孔采用金属波纹管，有关设备与器具应符

合国家标准《预应力筋用钱具、夹具和连接器》(GB/T14370-2000)的规定

2合理性验算

1. T形截面正截面验算

已知混凝土自重为25，跨中截面面积为

故混凝土的自重为，在距离截面的中线0.7m处两侧分布有92KN/m的车辆活载（此处仅考虑满载情况）。由受力分析得，T形截面处的弯矩组合设计值，结构重要性系数。采用C55混凝土，HRB335螺纹钢筋，，，，。T形截面的等效截面形式如下图所示。（单位：cm）

按受拉钢筋布置成两排估算，梁的有效高度，

梁的翼缘有效宽度，故取。

首先判断截面类型，当时，截面所能承受的弯矩设计值为：

故应按的T形截面计算。利用公式：

，其中令，则

，展开后整理得：

,解之得：

将所得代入得，

选择6φ14（外径16.2mm），供给的钢筋截面面积，受拉钢筋合力作用点至梁下边缘的距离，梁的实际有效高度。

对上述已设计好的截面进行承载力复核，计算混凝土的受压区高度，即

，

该截面所能承受的弯矩设计值为：

计算结果表明，该截面的抗弯承载力是足够的，结构是安全的。

2. 拱肋截面几何性质计算

1钢管的截面面积As及惯性矩Is

#129;单管的钢管面积和抗弯惯性矩

#8218;哑铃形拱肋截面的钢管面积和抗弯惯性矩：

2.混凝土的截面面积Ac及惯性矩Ic

#129;单管的混凝土面积和抗弯惯性矩：

#8218;哑铃形拱肋截面的混凝土管面积和抗弯惯性矩

3.钢管混凝土的组合轴压刚度和抗弯刚度

按《规范》第4.3.3条计算拱肋截面整体轴压设计刚度（EA）sc与抗弯设计刚度（EI）sc

3拱肋强度计算

一．规范验算要求

1.组成构件强度验算要求

《规范》5 . 1 . 4 钢管混凝土拱肋强度计算应包括拱肋各组成构件，稳定计算应包括各组成构件与拱肋整体。对桁式拱肋的钢管混凝土弦管， 当单肢一个节间的长细比Al小于或等于10时， 承载力计算可仅进行强度计算，并应符合本规范第5. 2. 2 条 #12316; 第 5. 2. 5 条的规定； 当； λ^ 大于10时，承载力计算应进行稳定计算， 并应符合本规范第5. 3. 3 条的规定。λ的计算应符合本规范公式（ 5. 3. 9-3)#12316;公式（ 5. 3. 9-5)的规定。

《规范》第5.1.4条条文说明，对于哑铃形与桁式拱肋，组成构件指钢管混凝土弦杆及其连接构件，整体结构是由这些构件组成一个结构整体视为一根构件。

《规范》第5.2.1规定

拱肋强度计算时， 截面的内力可采用弹性理论计算。对组成哑铃形或桁肋的钢管混凝土单圆管构件， 其内力可由有限元计算结果或截面内力分配计算确定。当采用截面内力分配计算哑铃形截面各肢的内力且上、 下两肢相同时（ 图 5. 2. 1)， 各肢的内力可按下列公式计算：

式中：M ---截面弯矩设计值(N #8226; m m )；

N #8212;截面轴向力设计值(N);

M 2,M2#8212;分配到两个肢管上的弯矩值(N #8226; m m )；

N x,N2#8212;分配到两个肢管上的轴向力值（N);

ηl#8212;单肢钢管混凝土和整个构件截面抗弯刚度之比；

h1#8212;哑铃形截面受弯面内两肢中心距离（m m )；

X#8212;计算系数；

Ic#8212;混凝土截面惯性矩（m m 4);

Is#8212;钢管截面惯性矩（m m 4);

(EA)sc2#8212;单肢钢管混凝土毛截面压缩设计刚度（N )，按本规范公式(4. 3. 3-1)计算；

(E7)sc2#8212;单肢钢管混凝土毛截面弯曲设计刚度（N #8226; m m 2)，按本规范公式(4. 3. 4-2)计算。

2.整体截面强度验算要求

《规范》第5.2.7规定钢管混凝土哑铃形构件和格构柱偏心抗压强度验算时，轴向压力组合设计值N s应分别取截面轴向力最大设计值和对应于截面弯矩最大设计值的轴力值， 并应按下列公式计算：

y0N s lt; N m (5. 2.7-1)

N D1 = ( p eN D (5. 2. 7-2)

式中： Nd1 #8212; 钢管混凝土哑铃形构件和格构柱偏心抗压强度设计值；

Φe #8212; 偏心率折减系数， 哑铃形构件按本规范第5. 2. 8 条的

规定计算， 钢管混凝土哑铃形构件的偏心率折减系数Φe应按下列公

式计算：

式 中 e0#8212; 哑铃形构件截面的偏心距（ m m )

N0 #8212; 钢管混凝土哑铃形和格构柱构件截面轴心抗压强度

设计值(N);。

#8212; 拱肋截面各肢钢管混凝土截面轴心抗压强度设计值(N)， 按本规范公式（ 5. 2. 2-2)计算；

#8212; 与钢管混凝土主肢共同承担荷载的连接钢板的极限承载力设计值（ N);

#8212; 连接钢板的截面面积( m m 2)。

二．弦管强度验算

拱脚截面

由于有限元建模时将哑铃型截面当作一个梁单元考虑，所以采用《规程》第5.2.1条进行内力分配，获得组成哑铃型的钢管混凝土单元管构件的内力。

计算系数：

单肢钢管混凝土和整个构件截面抗弯刚度之比：

因此，根据下面的公式可以得到分配到两个肢上的弯矩和轴力设计值：

对于轴力最大组合（=26919.2KN#183;m，N=38375.6KN）,分配到两肢上的弯矩和轴力设计值：

对于弯矩最大组合（=38375.6KN，M=26919.2KN#183;m）,分配到两肢上的弯矩和轴力设计值：

对于弯矩最大组合的一肢（，）

（2）1/4截面

对于弯矩最大组合（=36988.5KN#183;m，N=41882.7KN）,分配到两肢上的弯矩和轴力设计值：

对于轴力最大组合（=42575.3KN，M=29950.4KN#183;m）

对于轴力最大的一肢：

对于弯矩最大的一肢：

（3）拱脚截面：

对于弯矩最大的组合（=28982.1KN#183;m，N=45949.3KN）

对于轴力最大的组合（=46545.9KN，M=22595.1KN#183;m）

对于轴力最大的一肢：

对于弯矩最大的一肢：

上述验算表明主拱承载能力极限状态验算通过