论文总字数：22967字

摘 要

随着近年来社会经济的不断发展与进步，城市桥梁除了要满足其使用功能，担当传统交通枢纽的角色，更多的也要和城市景观融为一体，成为一件社会空间的艺术品。人们对桥梁美学的追求，使得众多造型独特的异形桥梁应运而生，异形拱梁组合体系桥就是其中之一。

本设计桥梁位于广东中山市翠文道，采用梁拱组合体系，桥跨布置为45m 75m 45m=165m，拱肋失高51m，拱肋平面投影线与主梁斜交，夹角为21°；8根吊索单索面布置，投影线与主梁中轴线重合。主桥设有双向6车道，两边各设人行道，同时在主桥两侧修建人行桥，人行桥与主桥通过横联连接，在跨中段与主桥人行道设有互通通道。

本次设计首先确定了桥梁的基本构造，然后采用Midas civil有限元软件，进行了施工阶段、成桥阶段以及正常使用极限状态、承载能力极限状态下桥梁结构的受力分析，并与部分手算结果进行校核，其结果均满足设计要求。最后进行了桥梁的细部构造设计，使得本次设计更加完善。

通过本次毕业设计，我更加全面的认识到实际桥梁工程的复杂性，熟悉了相关规范，了解了该类景观桥的设计思路和工程特点。

关键词：梁拱组合桥，有限元，构造设计

Abstract

With the continuous development and progress of social economy in recent years, the city bridge should not only play a role as a traditional transportation hub or satisfy its use functions, but also be more integrated with urban landscape to become a social space art. The pursuit of bridge aesthetics has led to the produce of many unique bridges of the special-shaped. One of them is the hetero-arch bridge system.

This bridge is located in Cuiwen Road, Zhongshan City, Guangdong Province, and adopts a beam arch combination system. The bridge span is arranged as 45m 75m 45m=165m, the arch ribs vector height is 51m, and the plane projection line of arch ribs is skewed with the main girder. The angle is 21 °; eight cable use a layout of single surface, the projection line coincides with the central axis of the girder. The main bridge has two-way and six lanes. There are sidewalks on both sides. At the same time, a pedestrian bridge is built on both sides of the main bridge. The pedestrian bridge and the main bridge are connected with diaphragm, and there is an intercommunication route between the central bridge and the main bridge sidewalk.

The design first formulated the basic structure of the bridge, and then use finite element software midas civil to analyze the force of the bridge structure during the construction phase and the normal use phase.Also, ultimate limit states and serviceability limit states has been checked and the results fit with some hand calculation results. The results meet the design requirements. Finally, the detailed structural design of the bridge made the design more perfect.

Through this graduation project, I have fully realized the complexity of the actual bridge project, and are familiar with the relevant specifications, understand the design ideas and project characteristics of this kind of landscape bridge.

KEY WORDS: Girder and arch combination bridge, finite element, structural design

目录

摘要 I

Abstract II

第一章 绪论 1

1.1 梁拱组合桥的基本构造和特点 1

1.2 梁拱组合桥的国内外研究及应用现状 2

1.2.1 传统梁拱组合桥梁的研究 2

1.2.2 异形梁拱组合体系桥梁的发展与应用 3

1.2.3 异形梁拱组合体系桥梁的优缺点 4

1.3 本次毕业设计的工程背景 5

1.4 本次毕业设计的整体构思与桥梁特点 6

1.5 本次毕业设计的主要内容 8

第二章 异形拱-梁组合桥的基本结构设计 9

2.1 设计标准及技术指标 9

2.1.1 主要设计标准 9

2.1.2 主要技术指标 9

2.1.3 主要工程材料 10

2.2 桥梁总体布置 10

2.2.1 桥梁平面布置 10

2.2.2 桥梁立面布置 10

2.3 典型断面布置 11

2.4 全桥节段划分 13

2.5 墩台及基础构造 14

2.6 施工流程 15

2.6.1 主要施工流程 15

2.6.2 临时性施工措施 15

第三章 有限元建模 16

3.1 几何模型的建立 16

3.2 模型荷载的施加 16

第四章 施工阶段及成桥阶段的计算分析 18

4.1 考虑施工阶段的计算分析 18

4.1.1 钢箱梁架设阶段分析 18

4.1.2 主拱架设阶段分析 18

4.1.3 吊索张拉阶段分析 19

4.1.4 索力调整 19

4.1.5 二期恒载阶段计算分析 20

4.1.6 人行桥施工阶段计算分析 21

4.2 成桥阶段计算分析 22

4.3 承载能力极限状态验算 29

4.4 正常使用极限状态验算 32

4.5 结构整体稳定分析 34

4.6 反力汇总及支座选型 36

第五章 异形拱-梁组合桥其他构造设计 38

5.1 主梁与人行桥的横联设计 38

5.2 主拱钢混结合段设计 38

5.3 吊索锚固构造设计 39

第六章 全文总结 41

致 谢 42

参考文献 43

绪论

梁拱组合桥的基本构造和特点

梁拱组合桥，是一种梁和拱组合受力的结构体系，共同承担水平作用和竖向荷载，既能发挥拱肋承压、节省材料的功效，又能发挥梁承受弯矩、直接承受桥面荷载的作用。实践表明，该体系相对于单一的梁或拱桥结构跨越能力强，整体刚度大，地质适应能力强，空间造型更加优美，经济性也更好。

由于拱和梁之间组合方式的多样性，所以梁拱组合体系桥梁的构造是千变万化的，按照拱肋的构造形式，可以分为如下几种：

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