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中文科技期刊数据库（引文版）工程技术

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上承式梁拱组合体系桥梁结构受力分析

何超杨壹帆陈超

湖北省建筑设计研究院有限公司，湖北武汉430000

摘要：梁拱组合体系融合梁桥与拱桥的优点，代表了拱桥技术的进步。在60米至200米的跨径范围内，该类桥

梁具有较低的建造成本、较简单的施工工艺、并且对通航影响较小，同时具备较高的景观性，逐渐成为最具有竞

争力、应用范围比较广的桥型。本文研究了上承式梁拱组合结构的计算分析方法，重点探讨了梁拱体系中拱与梁

的不同连接方式，并对梁拱铰接与刚接的力学性能进行了分析，探讨如何改善不同关键位置的受力状态。通过在

铰接状态下施加体外预应力来改善结构受力，并比较两种不同的结构在成桥状态下的自重、挠度，使用阶段及整

体升温等状态下的内力。结果表明，梁拱铰接加预应力体系有效改善了梁拱结构的传力形式，使梁由受弯构件转

变为压弯构件，显著优化了构件受力并减小了结构梁高。通过上述分析，为同类型桥梁的设计与施工提供借鉴。

关键词：梁拱组合体系；体外预应力；结构布置；挠度；弯矩；轴力

中图分类号：U445

上承式预应力混凝土梁拱组合体系桥梁是近20至基于梁拱组合体系桥梁在造型设计和结构受力方

30年发展出来的新颖桥型，由梁体张拉体外预应力筋面的优势，这种桥型在多个地区得到了广泛应用。

来平衡拱脚水平力，造型美观，造价较低，也可适用上承式预应力混凝土梁拱组合桥与一般的拱桥和

于软土地基，在60至200米跨径以内，拥有不错的应梁桥相比，具有多种优势：

用空间，逐步成为城市里一道亮丽的风景线。（1）对地基适应性强

梁桥与拱桥两种体系结构组合成为上承式预应力上承式预应力混凝土梁拱组合体系桥对地基的适

混凝土梁拱体系桥。从受力模式来看，梁桥主要通过应能力强，拱的推力由体外预应力（系杆）来承受。

梁的抗弯和抗剪刚度承受上部竖向荷载。拱桥利用拱系杆作为水平构件，连接两侧拱脚，承担拱的推力，

的轴向刚度承受轴向压力，在竖向荷载作用下，桥墩从而减轻墩台承受的水平推力。

和桥台主要受到水平推力，而拱圈或拱肋则主要承受（2）结构受力合理，用料省，经济性好

压应力，结构刚度大、承载力高、材料利用率高，符上承式预应力混凝土梁拱组合体系桥可以充分利

合力学传递规则。梁拱组合体系结构通过拱和梁的协用主拱截面材料（钢筋混凝土材料）强度，使桥梁跨

同作用共同承受上部荷载，其主要区别在于梁和拱的越能力增大，主梁由预应力混凝土形成，二者形成完

[2]

受力原理各异，所以桥型各不相同。从三种结构模式美的补充。

的角度分析，梁桥、梁拱组合桥和拱桥在结构上表现（3）施工方法介于拱桥与梁桥之间

出梁高逐渐减小的特点，且主梁所承受的荷载弯矩也上承式预应力混凝土梁拱组合体系桥的施工方法

逐步减轻。梁拱体系桥融合了梁桥和拱桥的优势，具与传统的拱桥接近，通常使用转体、支架等技术进行

备两者的共同特性，通过两者的协同作用，将桥梁上建造。对比于梁式桥，施工方法稍显复杂。

部的荷载有效传递至下部结构。梁拱结构体系的优势（4）造型美观

在于，竖向荷载作用下，桥墩和桥台不受水平推力，上承式预应力混凝土梁拱组合体系桥受力简单明

而梁主要受弯，直接承担上部荷载，并承受较大的拉了、受力合理、线条优美、可以和周围环境相融合，

力。因此，将二者结合起来，不仅可以充分发挥各自其完美的景观效果