【正文】 部)I[1] 1主+附（包絡(luò)）(全部)2/4 5主+附（包絡(luò)）(全部)I[5] 5主+附（包絡(luò)）(全部)2/4 5主+附（包絡(luò)）(全部)J[6] 10主+附（包絡(luò)）(全部)2/4 10主+附（包絡(luò)）(全部)J[11] 11主+附（包絡(luò)）(全部)I[11] 18主+附（包絡(luò)）(全部)2/4 18主+附（包絡(luò)）(全部)J[19] 19主+附（包絡(luò)）(全部)I[19] 29主+附（包絡(luò)）(全部)I[29] 29主+附（包絡(luò)）(全部)2/4 29主+附（包絡(luò)）(全部)J[30] 36主+附（包絡(luò)）(全部)J[37] 37主+附（包絡(luò)）(全部)I[37] 37主+附（包絡(luò)）(全部)2/4 42主+附（包絡(luò)）(全部)I[42] 42主+附（包絡(luò)）(全部)2/4 42主+附（包絡(luò)）(全部)J[43] 46主+附（包絡(luò)）(全部)2/4 46主+附（包絡(luò)）(全部)J[47] 　最大值：　 　最小值：　 此表由Midas模型導(dǎo)出后整理得到，表中控制截面內(nèi)力背景為深色，最后兩行列出包括內(nèi)力的最大值，最小值，由表格可得出梁體在主力作用下的最大正彎矩在5號(hào)單元1/2截面。最大負(fù)彎矩在11號(hào)單元I端。本設(shè)計(jì)主力組合主要包括：恒荷載（除預(yù)應(yīng)力、收縮和徐變之外，在各施工階段激活和鈍化的所有荷載均保存在該工況下）、ZK活載、橫向搖擺力、支座沉降、徐變二次、收縮二次。本設(shè)計(jì)采用手動(dòng)組合具體荷載組合如下：主力：恒荷載+ZK活載+橫向搖擺力+支座沉降+徐變二次+收縮二次；主+附1：主力+整體升溫+梁日照溫度梯度+橫向風(fēng)力；主+附2：主力+整體降溫+梁日照溫度梯度+橫向風(fēng)力；主+附3：主力+整體升溫+梁寒流溫度梯度+橫向風(fēng)力；主+附4：主力+整體降溫+梁寒流溫度梯度+橫向風(fēng)力；主+附5：主力+整體升溫+梁日照溫度梯度+列車(chē)制動(dòng)力；主+附6：主力+整體降溫+梁日照溫度梯度+列車(chē)制動(dòng)力；主+附7：主力+整體升溫+梁寒流溫度梯度+列車(chē)制動(dòng)力；主+附8：主力+整體降溫+梁寒流溫度梯度+列車(chē)制動(dòng)力；主力包絡(luò)：主+附包絡(luò)：包括主+附（1~8 ）內(nèi)力取梁體與拱在主力和主+附最不利組合的內(nèi)力，梁體為受彎構(gòu)件，由彎矩M與剪力Q控制；拱為偏心受壓構(gòu)件，由彎矩M與軸力N控制；梁體與拱在不同組合下的支座反力。里面的問(wèn)題也大致分為兩個(gè)方面：一方面是單元、荷載、邊界激活和鈍化的時(shí)間先后問(wèn)題，有的時(shí)候甚至出現(xiàn)這種問(wèn)題，就是在這個(gè)階段激活了某個(gè)邊界條件，但是此階段這個(gè)邊界所加位置的單元都還沒(méi)有激活，這類(lèi)問(wèn)題看似簡(jiǎn)單，但在檢查的時(shí)候也很難發(fā)現(xiàn)。本設(shè)計(jì)模型較為簡(jiǎn)單，節(jié)段劃分較合理，施工步驟也較少，但是在模型運(yùn)行的時(shí)候也出現(xiàn)了很多警告，經(jīng)過(guò)多次調(diào)整，才將模型調(diào)通。對(duì)于單線(xiàn)或雙線(xiàn)的橋梁結(jié)構(gòu)，各線(xiàn)均應(yīng)計(jì)入ZK活載作用，加載分為兩車(chē)道，雙向往返加載，車(chē)道偏心為177。本設(shè)計(jì)L=45m，代入上式（2）空腹時(shí)鋼筋混凝土拱橋的拱圈和拱肋：式中L——拱橋的跨度（m）；λ——計(jì)算橋跨結(jié)構(gòu)的主要桿件時(shí)為計(jì)算跨徑（m）；對(duì)于值承受置部活載的桿件，則按其計(jì)算圖式一個(gè)或者數(shù)個(gè)節(jié)間的長(zhǎng)度（m）；?——拱的矢高（m）。所加的靜力荷載工況如下圖34：圖34 靜力荷載工況：本設(shè)計(jì)橋梁等級(jí)為新建雙線(xiàn)高速鐵路，對(duì)基礎(chǔ)的沉降的限制要求嚴(yán)格，并且相互組合，最多4個(gè)基礎(chǔ)同時(shí)沉降，最少1個(gè)基礎(chǔ)發(fā)生沉降，組合圖如下35：圖35 支座沉降組合如下本設(shè)計(jì)為雙線(xiàn)高速鐵路，設(shè)計(jì)荷載為ZK荷載，我國(guó)客運(yùn)專(zhuān)線(xiàn)采用的ZK活載圖式如下36：圖36我國(guó)客運(yùn)專(zhuān)線(xiàn)采用的ZK活載圖式ZK活載動(dòng)力系數(shù)計(jì)算：參見(jiàn)《鐵路橋涵設(shè)計(jì)基本規(guī)范》（TB ）。：參見(jiàn)《鐵路橋涵設(shè)計(jì)基本規(guī)范》（TB ），作用在橋梁上的風(fēng)荷載強(qiáng)度可按下式計(jì)算： （31）式中：——風(fēng)荷載強(qiáng)度（） ——基本風(fēng)壓值（），一般情況可按《鐵路橋涵設(shè)計(jì)基本規(guī)范》（－2005）附錄D“全國(guó)基本風(fēng)壓值分布圖”，并通過(guò)實(shí)地調(diào)查核實(shí)后采用； ——風(fēng)載體形系數(shù)； ——風(fēng)壓高度變化系數(shù)； ——地形、地理?xiàng)l件系數(shù)。16。一般支承的邊界條件如下表34：表34 一般支承的邊界條件彈性連接里面有剛性連接和只受壓連接兩類(lèi)，數(shù)量較多，此處不用表格一一列出。 截面模型中的截面均從CAD圖形中直接導(dǎo)入，先在CAD中將所用截面做好，保存為dxf格式，再在Midas中使用截面特性計(jì)算器降所需的CAD截面導(dǎo)入，如圖31：圖31 Midas導(dǎo)入截面過(guò)程生成截面，計(jì)算截面特性，以供在Midas建立單元時(shí)使用（）。第3章 建立Midas結(jié)構(gòu)模型 模型各結(jié)構(gòu)節(jié)段劃分 梁體節(jié)段劃分T梁全長(zhǎng)70m，立柱到梁端距離18m，跨中與梁的固結(jié)長(zhǎng)度為10m，固結(jié)段邊緣到立柱距離為12m，%（沿線(xiàn)路方向），立柱到梁端的18m平均劃分為10個(gè)節(jié)段，固結(jié)段邊緣到立柱得12m也平均劃分為10個(gè)節(jié)段，跨中固結(jié)段平均劃分為6個(gè)節(jié)段。如下圖25：圖25 梁截面尺寸 板拱截面尺寸板拱初定為矩形，截面寬750cm，高120cm，為使施工方便，全拱為等截面。拱形式采取無(wú)鉸拱，拱頂與梁剛性連接為整體。由以上地質(zhì)條件以及線(xiàn)路的設(shè)計(jì)高程等多因素來(lái)確定橋址的位置。線(xiàn)路的設(shè)計(jì)縱坡i=%。； 設(shè)計(jì)依據(jù)《鐵路橋涵設(shè)計(jì)基本規(guī)范》（TB ）《鐵路橋涵混凝土與預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》（TB ）《鐵路橋涵混凝土和砌體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》（TB ）《鐵路橋涵地基和基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范》（TB ）《高速鐵路設(shè)計(jì)規(guī)范（試行）》（TB 106212009 J9712009）第2章 主要尺寸擬定 主要材料參數(shù)梁部混凝土：采用C55高性能混凝土；帽梁、立柱：采用C50混凝土；板拱：采用C50混凝土；鋼筋：主筋：HRB335構(gòu)造鋼筋：HRB335箍筋：HPB235HPB235鋼筋在主力或主力+附加力作用下，容許應(yīng)力分別取130MPa和160MPa；受力筋及構(gòu)造鋼筋為HRB335，母材及縱向加工的閃光對(duì)接焊接接頭主力或主力+附加力作用下，容許應(yīng)力分別取180MPa和230MPa；參見(jiàn)《鐵路橋涵混凝土與預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》（TB ）；設(shè)計(jì)最后考慮鋼筋和混凝土強(qiáng)度的充分利用，梁體C55混凝土，其它結(jié)構(gòu)的混凝土也由C45混凝土提高到C40混凝土。；溫度梯度荷載：日照溫度正梯度10176。在建的大跨徑與大規(guī)模的鋼管混凝土拱橋有廣西南寧永和大橋(338m)、另一座是重慶市巫山縣巫峽長(zhǎng)江大橋(460m)、湖南茅草街大橋(368m)、杭州市錢(qián)江四橋(190m)、鄭州深河公路二橋主橋(8100m)等。據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，我國(guó)己建和在建的鋼管混凝土拱橋已達(dá)200余座。此后的相當(dāng)長(zhǎng)時(shí)間內(nèi)，世界范圍內(nèi)未見(jiàn)有這種橋梁修建的報(bào)道。1977年修建的美國(guó)新河公路拱橋，該橋橋面在新河峽谷水面以上267m，是世界上通航凈空最高者之一。1985 年建成的廣東省清遠(yuǎn)北江大橋，是中國(guó)規(guī)模最大的鋼筋混凝土剛架拱橋，由345 + 870 + 445米共15孔剛架拱組成；1993年建成的江西省德興東安江太白大橋，將鋼筋混凝土剛架拱橋的跨徑提高到130米。1979 年建成的主跨150 米的四川省宜賓馬鳴溪金沙江大橋，是國(guó)內(nèi)用纜索吊機(jī)吊裝施工的跨度最大的鋼筋混凝土箱型拱橋；1989 年建成主跨200 米的重慶市涪陵烏江大橋，是一座用中國(guó)獨(dú)創(chuàng)的轉(zhuǎn)體施工建成的特大跨鋼筋混凝土箱型拱橋；1997 年建成的重慶市萬(wàn)縣長(zhǎng)江大橋，采用了鋼管混凝土勁性骨架，建成了420 米單孔上承式箱形拱橋，該橋是目前世界上跨徑最大的鋼筋混凝土拱橋。鋼筋混凝土拱橋的主要結(jié)構(gòu)型式有：雙曲拱橋、箱形拱橋、桁架拱橋、剛架拱橋。按照建橋材料（主要是針對(duì)主拱圈使用的材料）可以分為圬工拱橋、鋼筋混凝土拱橋、鋼拱橋、鋼管砼拱橋等；石拱橋現(xiàn)代石拱橋是圬土拱橋中的一支。謹(jǐn)慎的決定選擇哪種樣式的橋梁。拱橋的主要缺點(diǎn)就是其自重大，相應(yīng)的水平推力也比較大，增加了下部結(jié)構(gòu)的工程量；此外，工程師精心設(shè)計(jì)的拱軸線(xiàn)可以使拱處于很理想的受力狀態(tài)，但當(dāng)基礎(chǔ)發(fā)生變形和沉降時(shí)所產(chǎn)生的附加內(nèi)力是很大的，因此拱橋?qū)A(chǔ)的要求比其他橋型嚴(yán)格，通常拱腳都要置于很可靠的基礎(chǔ)上，例如整體性較好的巖石上。這是因?yàn)楣皹蚩勺龀筛鞣N和周?chē)坝^協(xié)調(diào)的曲線(xiàn)樣式，或用連拱入波浪，體現(xiàn)一種韻律；或大拱、小拱巧妙搭配，在變化中蘊(yùn)含協(xié)調(diào)；或大拱、小拱相疊，從層次上表現(xiàn)柔和之美、曲線(xiàn)之美；也有的工程師匠心獨(dú)運(yùn)將橋做成異形拱，使之既具備交通功能，有事一座城市雕塑和造型，以顯現(xiàn)創(chuàng)作者對(duì)城市或靈氣、或精神、或展望的想象。這時(shí)所建的跨河石拱橋，只有較窄的車(chē)道，并且橋下不能通航，往往因?yàn)闃蛏恚ê叭蜆蚨眨┳杷娣e過(guò)大，而被洪水所沖毀。古羅馬人認(rèn)為橋是由于神的感召力量才存在的，因而他們將建造石拱橋的任務(wù)委托給由大祭士馬克西姆斯（Maximus）為首的一個(gè)教士階層來(lái)建造。~，并列圈每隔一段距離設(shè)有鐵拉條和鉤石，有利于各列圈石共同受載，不致解體。據(jù)說(shuō)美索不達(dá)米亞（Mesopotamia）中亞底格里斯河和幼發(fā)拉底河流域間的古王國(guó)，現(xiàn)今伊拉克所在地）人，曾在古羅馬人建造石拱橋以前的 2000 多年，就造過(guò)這種橋梁。與此同時(shí)，對(duì)建筑結(jié)構(gòu)造型的追求，促使拱結(jié)構(gòu)的形式不斷變化與翻新，也出現(xiàn)了結(jié)構(gòu)異化的現(xiàn)象。著名的結(jié)構(gòu)專(zhuān)家林同炎曾經(jīng)說(shuō)過(guò)“拱是結(jié)構(gòu)也是建筑”。拱極易融入環(huán)境和滿(mǎn)足大眾的審美習(xí)慣與需求。在現(xiàn)代橋梁設(shè)計(jì)中，許多拱橋的方案往往因其建筑學(xué)方面的意義而被選中。在古代，拱橋起源于模仿石灰?guī)r溶洞中天然形成的“天生橋”。拱由 28個(gè)石拱（窄拱）并列組成，部分拱石在趨近拱趾處逐漸放寬，使整個(gè)拱圈在拱趾處有較大寬度。除趙州石橋外，我國(guó)著名的石拱橋還有北京的盧溝橋（建成于1192年，長(zhǎng)265m，寬8m，由11孔石拱組成），蘇州的寶帶橋（相傳在唐代建造，全長(zhǎng)317m，由53個(gè)連續(xù)石拱組成）等。這種橋多半在施工時(shí)有臨時(shí)支架，直到加上拱頂石使全拱形成一個(gè)結(jié)構(gòu)后，才將臨時(shí)支架撤除。圖11 趙州橋拱橋的另一種明顯優(yōu)勢(shì)是其造型美觀，許多著名拱橋甚至成為一個(gè)城市，一個(gè)地區(qū)的旅游景點(diǎn)，不少風(fēng)景區(qū)還專(zhuān)門(mén)配置各式拱橋裝點(diǎn)景色。對(duì)于大跨徑拱橋，近來(lái)轉(zhuǎn)體施工法和勁性骨架拱的應(yīng)用，使其建造過(guò)程比同跨徑其他橋型（如斜拉橋、懸索橋）容易便捷。對(duì)于拱橋的這些優(yōu)缺點(diǎn)，在建橋時(shí)還應(yīng)結(jié)合橋址處的地質(zhì)地理特點(diǎn)及其他環(huán)境因素，進(jìn)行多方面，多方案的綜合比較。按照常用的拱橋分類(lèi)方法有三種：（1）按照承重結(jié)構(gòu)與橋面系之間的位置關(guān)系，又可分為上承式拱橋、中承式拱橋和下承式拱橋；（2）結(jié)構(gòu)型式劃分有：板拱橋、雙曲拱橋、箱形拱橋、肋拱橋、剛架拱橋、系桿拱橋；（3）。 鋼筋混凝土拱橋自從1824年波特蘭水泥問(wèn)世，1850年出現(xiàn)鋼筋混凝土以來(lái)，作為重要的結(jié)構(gòu)材料，在橋梁工程中得到廣泛運(yùn)用，產(chǎn)生了多種結(jié)構(gòu)型式的鋼筋混凝土拱橋。 （2）箱型拱橋箱型拱橋是大跨徑鋼筋混凝土拱橋的一種比較經(jīng)濟(jì)、合理的型式。鋼筋混凝土剛架拱橋特別適用于中小跨徑橋梁。早在1932年修建的澳大利亞悉尼港拱橋，跨度503m至今仍為世界上跨度最大的公鐵兩用鋼拱橋。鋼管混凝土拱橋1937年和1939年，前蘇聯(lián)建成了兩座跨徑分別為110m和140m的鋼管混凝土拱橋。隨著數(shù)量的增多，跨徑與規(guī)模也不斷增大，分布區(qū)域也越來(lái)越廣。我國(guó)目前仍處于交通基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)的高潮，鋼管混凝土拱橋的應(yīng)用仍在不斷發(fā)展之中。,整體降溫為16176。%。再由排水河縱斷面圖上確定出線(xiàn)路里程和對(duì)應(yīng)的高程左岸：里程DK172+020m，；右岸：里程DK1723+105m。橋址區(qū)無(wú)特殊巖土，橋址兩側(cè)為砂質(zhì)板巖夾變質(zhì)粉細(xì)砂巖，上層強(qiáng)風(fēng)化層（W3）淺灰色夾灰深色，其下為弱風(fēng)化層（W2）灰色、青灰色，巖質(zhì)新鮮、質(zhì)地較堅(jiān)硬，性脆，巖體較完整。 立柱位置的選取設(shè)計(jì)的題目為145m雙線(xiàn)高速鐵路板拱橋設(shè)計(jì)(2立柱)，為了使受力更為合理，兩立柱對(duì)稱(chēng)布置，立柱的位置的選取也是該設(shè)計(jì)是否合理的一個(gè)重要考慮因素，選取的思路是讓整個(gè)梁的正負(fù)彎矩大致相等。拱橋的總體布置圖23：圖23 拱橋的總體布置 結(jié)構(gòu)截面尺寸擬定 梁的截面尺寸由全國(guó)高速雙線(xiàn)鐵路設(shè)計(jì)的橋面尺寸基本參照?qǐng)D24：圖24 高速雙線(xiàn)鐵路設(shè)計(jì)的橋面尺寸參照?qǐng)D本設(shè)計(jì)梁的類(lèi)型選為T(mén)形梁，上翼緣寬1220cm，T形梁采用實(shí)腹式，梁高暫定為150cm，建模檢算后在進(jìn)行優(yōu)化，上翼緣高20cm，腹板寬900cm。帽梁的作用是將梁上的荷載均勻的傳至立柱。立柱各節(jié)點(diǎn)坐標(biāo)值如下表32：表32 立柱各節(jié)點(diǎn)坐標(biāo)值節(jié)點(diǎn)號(hào)X/mY/mZ/m56 57 75 76 91 113 板拱節(jié)段劃分拱橋