中承式钢管混凝土拱桥设计说明书

拱桥指的是在竖直平面内以拱作为主要承重构件的桥梁，是我国公路上使用较广泛的一种桥型，在我国已经有1800年的历史了。其与梁桥、刚构桥不仅外形不同，而且受力性能有较大差别。拱式结构在竖向荷载作用下，两端将产生轴向压力，从而大大减小了拱圈的截面弯矩，使之成为偏心受压构件，截面上的应力分布与受弯梁的应力相比较为均匀，因此可以充分利用主拱截面的材料的强度，使跨越能力大大增大。其主要优点是可充分的就地取材（砖石、混凝土结构时2），可节省大量的钢材和水泥，而且其受力性能好，维修费用少，外形美观，构造较简单。

此拱桥为中承式钢管混凝土拱桥，净跨径225m，主拱圈线型为二次抛物线。因为在竖向均布荷载作用下，拱的合理拱轴线为二次抛物线，而此拱桥自重集度较为均匀，且为大跨，故选用二次抛物线形式，其造型优美，构造较简单。桥梁全长316m，起终点至拱桥桥台处选用等截面梁布置，在跨中位置设置桥墩以分配受力。此拱桥拱肋截面为三角形桁式结构，主钢管为Φ610×13mm，连接钢管和横撑为Φ325×8mm，拱肋高3.7m，宽1.7m，吊索间距为6m，吊索下设30cm×30cm方形截面横梁。

此中承式钢管混凝土拱桥属钢-混凝土组合结构中的一种，主要用于受压为主的结构。它一方面借助内填混凝土增强钢管壁的稳定性，同时又利用钢管对核心混凝土的套箍作用，使核心混凝土处于三向受压状态，从而具有更高的抗压强度和抗变形能力。而且由于其承载能力大，正常使用状态是以应力控制设计，外表不存在混凝土裂缝问题。另外，钢管本身相当于混凝土的外板，它强度高，质量轻，易于吊装或转体，同时钢管兼做纵向主筋在施工过程中，可作为劲性承重骨架，方便施工，可先将空钢管拱肋合龙，再压注混凝土，从而降低施工难度，省去了支模、拆模等工序，简化了施工工艺，并可适应先进的混凝土泵送工艺。另外钢管混凝土使构件承载力大大提高，具有良好的塑形和韧性，降低了结构自重和造价，而且其防腐、防火性能好，结构造型美观。

但钢管混凝土拱桥也有其自身的缺点。此管壁外露的拱桥，在阳光照射下，钢管膨胀，容易造成钢管与内填混凝土之间出现脱空现象。另外，由于钢管先于管内混凝土受压，容易造成钢管应力偏高，而混凝土不能发挥应有的作用，而且其自重较大，相应的水平推力也较大，增加了下部结构的工程量，对地基要求高。而且虽然接头连接较为简便，但是接头进行焊接具有许多的难以避免的缺陷，钢管内灌注混凝土的密实度问题也较为突出，钢管的养护比较麻烦，钢管混凝土的动力性能和疲劳性能也必须考虑。