沪杭高速铁路跨沪杭高速公路特大桥自锚上承式拱桥现浇拱肋模板系统设计

３ ４ 拱 梁 结 合段 腹 板 与 翼缘 板 交 接 处坐 标 计 算 （ ． 即
３ 拱 桥 线 形 控 制 坐 标 计 算 自 梁 顶 以 下 ５ ． ｍ ） ８ ３ｃ
ｙ交 ＝ ２ ５ — ０ ５８ ＝ ２ ９１ ７． ． ３ ６． ７ Ａｙ ＝ Ｙ 一 Ｙ ＝ ２ ９１ 一 Ｙ 女 ６． ７
７ ０２ ） １ ０ １
小… 。选择拱 轴线 的原则 ， 也就 是尽 可 能降 低 由于荷 载产生 的弯矩值 ， 分利 用 材料 强度 和圬 工材 料 的 良 充
好 抗 压 性 能 。 因 而 施 工 过 程 中 的 线 形 控 制 对 成 拱
要 工 具 。采 用 先 进 适 用 的模 板 技 术 ， 对提 高工 程 质 量 、 快 施 加 工进 度 、 高 劳动 生 产 率 、 低 工 程 成 本 和 实现 文 明施 工 都 具 提 降
２ 拱 桥 线 形 截 面 形 式 的 研 究 分 析 ２ １ 拱 轴 线 形 式 的 选 择 与 分 析 ． 拱 轴 线 的形 状 直 接 影 响 主 拱 截 面 内力 的 分 布 与 大
收 稿 日期 ：０ ｌ ｌ ２ 修 回 日期 ：０Ｉ —Ｏ ２ ２ １ 一０ 一 ６； ２ ｌ ３ ８ 作者简介 ： 蔡福 海 （ ９ ７ ） 男 ， 理 工 程 师 ，０ ９年 毕 业 于 兰 州 交 通 １８一 ， 助 ２０ 大 学 土 木 工 程 专业 ， 学 学 士 ， — ａｌｃ ｓ ＠ １ ３ ｅ ｍ。 工 Ｅ ｍ ｉ ｆ ｆ ６ ．ｏ ：ｈ
后拱桥 的 良好 受力起 到 至关 重要 的作 用
。在本 桥
设计 中 ， 选用接 近于拱 桥压 力 线 的抛物 线作 为拱 轴线 方程 ， 效跨径设计 为 １３ｍ， 有 ５ 矢高 为 ２ ． ５ ５ｍ。
以抛 物 线 顶 点 为 坐 标 原 点 ， 向 下 为 Ｙ轴 正 方 向 以 （ ２ ， 拱 轴 线 方 程 可 表 示 为 图 ）则
・
桥 梁 ・
沪杭 高 速铁 路 跨 沪杭高 速公 路特 大桥 自锚 上承 式拱桥 现浇 拱肋 模 板 系统设 计
蔡 福 海
（ 中铁 十二 局 集 团 第 四工 程 有 限 公 司 ，西 安
摘 要 ： 凝 土 结 构 的 模 板 工 程 ， 混 凝 土 结 构 构 件 施 工 的 重 混 是
墅
２ ． 一 （ 一 ８ ｚ： ２ ． 一 ５５ ０） ５５
Ｚ １５３‘
（ 一 ８ ） ０ｚ
２ ２ 拱 箱 截 面 变 化 形 式 的 分 析 ． 为 了 充 分 发 挥 拱 的 每 个 截 面 的 材 料 强 度 ， 圈 截 拱 面 沿 拱 轴 线 设 计 为 变 截 面 形 式 。其 截 面 惯 性 矩 自拱 顶
沪杭高速铁路跨 沪杭 高速 公路特 大桥 位于 上海市 金山 区和浙江 省嘉兴 市境 内 ， 沿途 穿越 上 海市金 山区 ，
浙江省嘉兴市嘉善县 ， 桥位处地形 平坦 。沪杭 高速铁路
线路 于嘉 善县 内由沪杭高速公路南 侧跨到北侧 ， 在里程
ＤＫ ５ ＋ ７ ． ５ ０ ９ ０ ５ ５ ５～Ｄ ０ ９ ４ ３ ５ ５处 采 用 １联 （ ８ ８ Ｋ ５ ＋ １． ５ ８． ＋
图 ３ 以 拱座 中心 为原 点 的 坐 标 系
１０ ８ ． ） 自锚 上 承 式 拱 桥 ， 桥 设 计 为 基 础 、 、 ６ ＋ ８８ ｍ 主 拱 梁
则 拱 轴 线 方 程 可 表 示 为
：
固结体 系 ， 采用 “ 支架现浇 、 转体就位 ” 的施工方案 。
线 路 设 计 为 双 线 ， 间 距 ５ ０ ｍ， 桥 位 于 直 线 线 ． 本 上 ， 计 速 度 ３ ０ｋ ／ 。 本 桥 立 面 布 置 如 图 １ 示 。 设 ５ ｍ ｈ 所
ｎ ＝
．
２ ２ ４ 任 意 截 面 拱 高 ｈ的确 定 ．．
图 ６ 拱 上 缘 坐 标 计 算 示 意
３ ３ 拱 梁 结 合 段 梁 顶 坐 标 计 算 【 桥 位 于 直 线 平 坡 ． 拱 上 ） 图 ７） （
梁 顶 面 高 程 为 ＋２ ． ６ 拱 座 中 心 高 程 为 ９ ４ ４ ｍ，
Ａｘ ＝ Ａｙ ａ ｃ ｔ ｎ ｔ： （ ６ ９ ７ 一 Ｙ）ｔ ｎ￣ ２．２ ａｔ
４ １ ２ 纵 向方木 长度计算 ．． 为 避免纵 向方木接头不 能搭到横 向方木之上 而影
响 底 模 刚 度 ， 应 使 纵 向 方 木 在 水 平 面 上 的 投 影 长 度 则
交 ＝ 一／ 一 （ ６ ９ ７ 一Ｙ ｔｎ￣ ｔ ｘ＝ ２． １ ）ａ ｔ
向拱脚变化 方式 主要有 ２种 ： 厚 度变 宽方 式 和等 宽 等
蔷
图 １ 自锚 上 承 式 拱 桥 示 意 （ 位 ：ｍ ） 单 ｃ
度 变 厚 方 式 。 在 本 大 跨 度 拱 桥 设 计 中 ， 了抵 抗 向 为
拱脚 逐渐增 大的轴 向力 而采用第 ２种变化 规律 。为 了
９１
为 方 便 施 工 控 制 ， 拱 座 中心 为 坐 标 原 点 ， 工 中 以 施
铁道标准没计 ＲＡＩ ＬＷＡＹ ＳＴ ＡＮＤＡＲＤ ＤＥＳ ＧＮ ２ １ ６） Ｉ ０ ｊ（
桥 梁 ・
・
蔡福海一沪杭高速铁路跨沪杭高速公路特大桥自锚上承式拱桥现浇拱肋模板系统设计 １点 、 ２点表 示长为 ２ ４ｍ 的纵向方木与拱 下缘 线 ．
过 模 板 设 计 控 制 拱 肋 线 形 的 方 法 ， 同 类 型 桥 梁 施 工 提 供 一 些 供 可借 鉴 的 经验 。
关 键 词 ： 路 桥 ；上 承 式拱 桥 ；拱 肋 ；模 板 系统 ；设 计 铁
中 图分 类 号 ： ２ ８ ４ ８ ２ Ｕ ３ ；Ｕ ４ ． ２
文 献 标 识 码 ： Ｂ
） ｈ／ ２ ｂ １ 。
根 据 等 惯 性 矩 转 换 原 则 ， 箱 形 截 面 可 等 效 转 换 该
为宽 度为 ７ｍ 的实 体 矩形 截 面 。依 此 可 求 得 ， 顶 截 拱 面的惯 性 矩 ， ：３ ． ３ 拱 脚 截 面 的 惯 性 矩 ，＝ ７ ３ ３ｍ ， ，
／
／ ／
、
文章 编 号 ：０ ４ ９ ４ ２ Ｉ ） ６— ０ ０ ４ １０ —２ ５ （ ０ Ｉ ０ ０ ９ —０
图 ２ ／ 抛 物 线顶 点 为 原 点 的坐 标 系 Ｊ ．
１ 概 述
为 方 便 施 工 过 程 中 的 控 制 ， 坐 标 原 点 平 移 到 拱 将
座 中 心 （ ３） 图 。
的交点 ， 表示纵 向方 木 中心 点 ， ４点 ３点 表 示 与 相 对 应
的拱下缘 点 。
底 模 矢 高
△： 一 ） √（３ ４ ＋（３ Ｙ） Ｙ 一 ４ Ｙ一４ ＝ ３ Ｙ
经计算 ， 模矢 高最 大值 △ ＝ ｍ， 底 … ４ｍ 满足施 工控
制要求 。
图 ７ 梁 顶坐 标 计 算 示 意

ｓ— 截 的 何 件ｓ 氅 ＝－ — 拱 面 几 条 ， 丽ｘ ＝ ８。 ０
２ ２ １ 截 面 惯 性 矩 的 确 定 ． ．
对 于 实 体 矩 形 截 面 而 言 ， 截 面 惯 性 矩 ，＝ 其 ｂ １ ， 于 箱 形 截 面 而 言 ， 截 面 惯 性 矩 ， ｈ／ ２ 对 其 ＝（ 一 １
截 面 惯 性 矩 变 化 规 律 从 拱 顶 向拱 脚 逐 渐 变 大 ， 解
析 函数 采 用 立 特 公 式
志 ：一 一 或， （咖 ， ＝
式 中 ， — 拱 任意截 面的惯性矩 ； —
，—— 拱 顶截面 的惯性矩 ；
— —
拱 任意截 面的拱轴水 平倾角 ；
ｎ —— 拱 高 变 化 系 数 ；
一
（～０］： ８ ）
（ 一） ８ ０
△ｙ ：
ｃ ｓ 。
蒜
（ ８） 一０
： 一△ ＝ 一
ｓｎ ｉ
则
： ｃ （）ａａ ａａｙ＝ ｃ ［ ｒ ｎ ｒ ｎ ｔ ｔ
２ ２． ｎ值 的 确 定 ． ３
（ —） ８ 】 ｏ
ｙ ： ｙ ＋ △） ＋ ，：
拱肋采 用抛物 线线形 ， 跨 比为 １ ６ 中跨 拱 肋拱 矢 ／，
顶 截 面 高 为 ４ ｍ， 脚 截 面 高 为 ６ ｍ， 肋 横 向 宽 度 拱 拱
有效 提高拱 的横 向稳 定性 ， 且使拱 的 自重不 大幅增加 ，
本桥 设计采用 箱形截 面（ ４ 。 图 ）
７ ５ｍ， 用单箱 单室 截面 。 ． 采
＋ ． ６ ３则 １ ９ ４Ｉ， １
Ｙ 梁顶 ＝ ２ ４６ — １ ９ ４ ＝ ２ ． ９． ４ ． ６ ７ ５
Ａｙ ＝ Ｙ 一Ｙ ＝ ２ ． 一Ｙ ７ ５
△ ＝ △， ａ ａ ， ｎ ｔ
取ｃ ＿
测拱高 示 可表
ｃ ｄ。 赢ｈ
梁 ＝ 一 Ａ —Ａｙａ ￣ ＝ 一 （ ７ ５ 一Ｙ）ａ ｏ 顶 ｘ＝ ｔｎ ２． ｔｎｔ
ｃ ｓ 。
在 拱 脚 处 ， ｎ， ×（ ０ ３ ５ ／ ９ ２ ． ） ／ ， ｔ ￣＝２ ８ — ． ） （ × ５ ５ ：２ ３ ａ
则 ｃｓ ０ ８ ２ 利 用拱脚 处 ＝１的边界 条件求 得 ｏ ＝ ． ３ ，
Ｉ ｄ
ｎ＝～ ｏ ＝面 ６ ０ ０ ｘ ０ ８ ２－０ ３ ６ ， ｓ ｃ １ ０ ． ３ ＝～ ５ ２ — Ｊ ） ． ． …＿一ｎ
１ ６． ０ Ｉ 。 ２ ００ Ｉ Ｔ
图 ５ 拱 下 缘 坐 标 计 算 示 意
２ ２ ２ 伞值 的 确 定 ．．
由“ 二次抛 物线 切线 方 程 的斜 率 为 二 次抛 物 线 的
一
３ ２ 拱上缘 坐标 计算 （ ６） ． 图
△ ： 。 ｉ
阶导数 ” 知