橫撐布置位置對拱橋橫向穩定性影響研究

解 瑤

（核工業西南勘察設計研究院有限公司，四川 成都 610000）

0 引言

在工程實踐中，越來越多的肋式拱橋被采用。但是隨著跨徑的增大，肋式拱橋的橫向穩定性問題也愈發重要，尤其是拱肋的橫向穩定性問題十分突出。因此肋間需設置多道橫撐來提高拱的穩定性。因此橫向聯系構造的合理采用是至關重要的。

1 橫撐的布置位置

橫撐的布置位置要考慮到結構體系的因素，對于上承式、中承式和下承式三種體系來說是有所差異的。上承式鋼管混凝土拱橋的橫撐通常布置成等間距，其橫向穩定主要取決于整橋的寬跨比；對于中下承式拱，由于受到行車空間的限制，橫向聯系一般在靠近橋面附近布置的間距較寬，而在拱頂附近可以布置的密些，這種不等間距的問題隨寬跨比的減小而突出。總之，橫向聯系的布置不僅要滿足橫向穩定性的要求，同時還要經濟、美觀。

2 等間距布置橫撐對拱肋穩定性的影響

本文采用X型橫撐，當僅在L/2處、L/4、L/8和L/16處四種方式布置橫撐時（見圖1），得到穩定性系數和橫撐位置的關系（見圖2）。結果表明，橫撐隨著布置間距的逐漸增大，拱肋的橫向穩定性也逐漸減小。

圖1 等間距布置橫撐示意圖

圖2 等間距布置橫撐和拱肋穩定性影響圖

3 不等間距布置橫撐對拱肋穩定性的影響

首先定義兩個設計參數：總空隙率a，所有的橫撐間距之和與橋梁總跨徑的比值。最大空隙率b：最大的橫撐間距與橋梁總跨徑的比值。當a、b參數保持不變時，通過改變最大空隙的位置，研究拱肋的橫向穩定性，橫撐布置位置和穩定性系數見表1。

表1 不等間距布置橫撐對拱肋穩定性影響表

由表可知，當a、b一定，當最大間距布置位置從拱腳挪到拱頂附近時，穩定性是不斷上升的，在拱腳處沒有橫撐，其穩定性都是最差的；當最大間距位置靠近L/4處時，此時的穩定性曲線從上升態勢轉變為平緩態勢，一但最大位置離開L/4處，穩定性會繼續上升；當去掉拱頂橫撐，對穩定性影響較大。

4 結論

采用數值分析的手段探討了鋼管混凝土拱橋在改變橫撐的位置及橫撐的布置方式對其橫向彈性穩定性的影響。得出了對橫撐的布置位置對鋼管混凝土拱橋橫向穩定性影響至關重要，尤其當橫撐在拱腳、L/4和拱頂布置時，可明顯提升拱肋間的橫向穩定。