桥梁，一般指架设在江河湖海上，使车辆行人等能顺利通行的构筑物。为适应现代高速发展的交通行业，桥梁亦引申为跨越山涧、不良地质或满足其他交通需要而架设的使通行更加便捷的建筑物，桥梁在现在技术发展迅速的今天有多种类型，而其中拱桥更是众多桥梁类型中极具特色的一种，现存最早的拱桥是古罗马法夫里西奥桥建于公元前62年，而我国最具代表性的石拱桥是建于公元606年，古代拱桥所用的材料多为石材，结构形式以圆弧实腹式拱桥为主，因其跨径、材料适应性强，在世界各地、各个时期得以大量建设，许多成为当地众多的文化宝贵的遗产，18世纪工业革命之后，科学技术有长足的进步，拱桥建设也得以走上科学的道路，数学和力学逐渐在设计中起主导作用，形式逐渐多样化，钢铁混凝土等材料开始应用，1874年世界第一座钢拱桥美国圣路易斯桥采用悬臂施工法建成；1975年世界第一座混凝土人行拱桥建成，1899年世界第一座钢筋混凝土拱桥在法国建成；1909年第一座劲性骨架混凝土拱桥在德国建成，标志着拱桥发展进入新时代。进入20世纪，一批具有代表性的钢拱桥建成：例如1931年建成的美国贝水坝桥主跨503.6m和1932年建成的悉尼港大桥主跨503m，在建成后的几十年里都是世界上的最大跨，此后几十年，世界拱桥技术主要朝着多样化，拱上结构轻型化、施工方法去支架化，方向发展。特别是悬臂拼装和悬臂浇筑施工方法的采用，使得钢筋混凝土拱桥的技术得到进一步的发展，1979年南斯拉夫建成主跨390m的克尔克桥，是当时世界跨度最大的钢筋混凝土拱桥。我国的桥梁技术起步较晚，建国后当时的桥梁主要是以钢筋混凝土拱桥为主，当时为了减轻自重，节约钢材，我国桥梁工作者先对拱桥的技术进行了长期不懈的探索，双曲拱桥，桁架桥和钢架拱，就是探索的结果，80年代后我国修建了许多大跨径的钢筋混凝土箱拱桥，跨径从1979年建成的四川马鸣浠桥150m跨越到1990年建成的四川宜宾小南门金沙江大桥240m，其中特别是改革开放后随着基础事业的大力发展，我国拱桥技术开始进入跨越式的发展，从施工方法方面，形成了支架法，悬臂浇筑法，悬臂拼装法，缆索斜拉叩挂法，顶推法，转体法等一系列具备国际先进技水平的工艺工法。

此次设计的题目的桥型是钢管混凝土系杆拱桥，钢管混凝土系杆拱桥是一种应用复合材料组合结构体系与多种施工技术，以拱肋、吊杆、系杆、及横隔梁为主要承重构件的组合架构桥梁，能够充分发挥组成材料的性能优势、体现组合体系结构的受力特点、结合各种施工技术的先进工艺，经济性好、承载能力强、因而在中大跨径桥梁方案中成为极具竞争力的桥型。从结构形式上可以将钢管混凝土系杆拱桥分为中承式和下承式。其中,下承式钢管混凝土系杆拱桥作为一种外部静定内部超静定的特殊结构，具有受力合理造型美观.地基适应力强跨越能力大等一系列优势，因而在我国拱桥建设中被广泛采用。其受力特点额如下钢管混凝土系杆拱桥是由钢管混凝土拱肋、吊杆、系杆和桥面板等协同工作的梁拱组合体系桥梁，以系杆承受水平推力为主要受力特征，充分发挥梁受弯拱受压的结构受力特性。钢管混凝土系杆拱桥的传力路径为车辆和行人荷载通过桥面板传给吊杆横梁，再由吊杆传给拱肋，而拱肋的水平推力靠系杆承受，竖向力则通过支座传至下部结构。系杆承受拱脚水平推力，拱脚处设置支座。由于整个桥跨结构简支在下部结构之上，故钢管混凝土系杆拱桥外部整体为静定结构体系，基础沉降对结构不产生次内力。而钢管混凝系杆拱桥的构件组成为、系杆和横梁等构件受力相互影响,高度耦合。钢管混凝土系杆拱桥主要受力构件包括钢管混凝土拱肋、吊杆、和系杆，其中拱肋以承压为主，刚性吊杆和系杆以承受轴力为主，以承受弯矩为辅，柔性吊杆和系杆则以承受轴力为主，按照拱肋和系杆的相对截面刚度比，钢管混凝土系杆拱桥可划分为柔性系杆刚性拱，刚性系杆柔性拱，刚性系杆刚性拱。

目前国内对钢管混凝土系杆拱桥的研究比较迟，周世军、王华廉、张克华，（1994）以某钢管混凝土系杆拱桥的设计为背景，对该桥短结点按块体结构作了局部应力分析，得出端节点的正应力为该桥的可行性以及施工设计提供了依据，往后几年的研究大多主要是对施工方法以及要点的研究，李志能（1996）

通过对佛陈大桥的施工与监测，对钢管混凝土的施工设计，施工工序及施工工艺方面提出几点问题，以作同时期的同类结构设计与施工的参考，赵林强（1999）细致介绍了下承式钢管混凝土系杆拱桥设计，施工，构成等内容并且对其中的吊杆合理张拉力的确定以及拱肋的稳定提出了自己的见解。而后的几年中研究大部分都是对于施工工艺的研究例如，陆建中、顾强、季彩群（2003）

详细的介绍了钢管混凝土系杆拱桥拱肋混凝土倒注施工技术，并且根据研究提出了新的倒注要点。但也有少许关于桥梁静力实验以及动力试验这些实验知道进几年才逐渐多了起来，李颖（2016）通过大跨度钢管混凝土系杆拱桥得出桁架型钢管混凝土拱桥拱肋控制界面的等效加载必须通过应力影响线实现，而不能采用内力影响线进行等效加载。邓达（2018）通过桥梁的静动力性能研究实验进而测量残余应变、实测应变、自振特性、等数据对桥梁整体性，竖向刚度性进行评价。张晓光、张伟（2019）通过有限元软件Miads/civil等建立空间分析计算模型，进行静力动力特性及稳定分析进而对桥梁结构进行分析。

这次的设计题目是济汉特钢管混凝土系杆拱桥的上部结构设计，通过这次设计使学生了解世界我国桥梁工程的发展以及今后的趋势，培养同学们综合运用所学知识的能力。

2. 研究的基本内容与方案

据工程前期资料：桥址处平面图，场地地址资料，桥梁使用要求进行如下内容的设计：

1、根据设计资料确定桥型方案

2、拟定该方案的结构尺寸