风致桥梁病害是多方面的，桥面振动有可能导致交通中断，还会导致桥梁的部分构件破坏，严重者还可能造成桥毁人亡的惨剧.1940 年，美国华盛顿州新建成的 Tacoma Narrows悬索桥，在不到 20 m/s 的风速作用下发生了强烈的振动并导致破坏，震惊了桥梁工程界，成为现代桥梁抗风研究的起点[1].系杆拱桥的诞生最早要追溯到19世纪末的欧洲，奥地利的兰格尔在1858年申报了系杆拱桥的专利，提出拱肋只受压不受弯，拱肋与吊杆铰接连接的拱桥形式[2].对于大跨径桥梁，特别是斜拉桥和吊桥，结构的刚度和阻尼较低，对风的作用非常敏感，不仅会引起结构的动力特性改变，而且起着决定性的作用，即对结构的强度、刚度和稳定性起控制作用[3-5].作为跨越重要道路的大跨径拱桥，施工及成桥阶段风荷载对拱桥桥面作用产生竖向位移，但对拱肋的作用是主要使其产生侧向位移和扭转,即对于拱肋来讲风荷载是横向荷载,而大跨度拱桥的面外刚度远小于其面内刚度.因此，对于拱桥结构受力分析时必须考虑横向风荷载的作用.

[35]Hun Sen,“The Royal Government of Cambodia’s Policies for the Second Term 1998 - 2003”, https://www.embassyofcambodia.org.nz/government_old.htm, 1998年11月23日。

本文选取一座计算跨径为122 m的钢管混凝土系杆拱桥，根据设计给出的施工阶段，考虑不同横向风速作用，对拱桥横撑、拱肋和拱脚产生的内力及位移力学性能进行分析，探究横向风荷载对钢管混凝土系杆拱桥的影响.

1 基本概况

1.1 系杆拱桥基本概况

本文选取某122 m钢管混凝土系杆简支拱桥，梁全长124.8 m，计算跨度122 m.梁部采用单箱3室预应力混凝土带悬臂箱形截面.梁高3.0 m，顶板厚0.35 m，底板厚0.35 m，边腹板厚1.45 m，中腹板厚0.4 m，两侧悬臂长均为1.3 m.拱肋投影高24.4 m，钢管拱主肋采用二次抛物线，拱肋在横桥向内倾8°，呈提篮式样，拱顶处两拱顶中心距6.542 m.拱肋横截面采用哑铃型钢管混凝土等截面，截面高度3.2 m，钢管直径1.2 m，由20 mm的钢板卷制而成，拱肋钢管之间用20 mm厚的腹板连接.每隔一段距离在圆形钢管内设加劲箍，在两腹板中焊接拉杆，管内灌注C55补偿收缩混凝土.拱肋之间设3道一字撑和4道K撑.一字撑采用外径1.2 m的圆形钢管组成，斜撑采用外径0.8 m的圆形钢管组成，钢管内均不填充混凝土.主桥布置如图1所示.

  

图1 主桥桥型布置

1.2 风荷载

依据相关规范，同时根据已有的研究内容，对系杆拱桥横向风速取值5、10、15、20、30 m/s，最大风速考虑30 m/s.横向风速换算成横向均布荷载，作用于拱肋和梁体侧面.跨度150 m以下的各类桥梁,由于刚性较大,风振动很小,和静力风荷载相比,动力风荷载是次要的,故只考虑该桥在静力风荷载下的受力[6].拱肋及梁体侧面均布荷载如表1所示.

◎另外，气温30℃以上的时候最好不要接种疫苗，尤其是麻疹、麻风腮、百白破这几个疫苗容易有发烧的副作用。

在目前的局面下，需要抓住的是机会，提高的是内功，研究的是用户。机会点很少，只有两个方面。一是仍然要关注房地产，关注的不是房价和存量房，而是要看房地产市场诞生出来的机会。比如说精装修、长短租市场，尤其是精装修，今年的增速是非常快的。第二个就是城镇化和人的流向。目前我们国家有18个城市的城镇化率低于平均水平。这意味着未来在三四级市场家电企业会有所作为。还有就是人的流向。随着逃离北上广的趋势加剧，人的流向变成了从哪里来，回到哪里去。我们套用一句话，什么叫市场？有人的地方才有市场。那么在人口流入的去向中，省会或者非省会发达城市，是我们的机遇。

 

表1 拱肋及梁体侧面均布荷载计算

  

风速/(m/s)均布荷载/(kN/m)拱肋梁体侧面50．100．10100．380．36150．860．81201．531．43303．443．22

1.3 有限元分析模型

2.1.2 拱肋内力分析

  

图2 全桥有限元模型三维结构

2 拱桥关键部位力学性能分析

2.1 哑铃型拱肋力学特性

拱肋一般是系杆拱桥稳定的薄弱构件,风荷载对拱肋的作用主要使其产生侧向位移和扭转,即对于拱肋来讲风荷载是横向荷载,而大跨度拱桥的面外刚度远小于其面内刚度(从大跨度拱桥的基频一般是面外一阶正对称也可以看出这一点).针对不同风速对拱桥结构的影响，选取关键部位分析拱肋、横撑和拱脚内力及位移.

图3为不同风速下拱肋横向位移，考虑5种不同的风速作用，哑铃型拱肋横向最大位移发生在成桥阶段，且张拉吊杆阶段风荷载对横向位移影响平缓；风速5、10 m/s时对横桥向位移影响甚小，风速达到30 m/s时拱肋拱顶侧向位移最大，接近14 mm，增幅明显，对系杆拱桥侧向稳定产生不可忽略的影响.

2.1.1 拱肋横向位移分析

  

图3 不同风速下拱肋横向位移

根据设计资料，建立全桥施工阶段有限元模型.其间系梁、钢拱肋、拱脚及横撑采用空间梁单元模拟，只受拉索单元模拟竖直吊杆，横向风荷载采用均布荷载施加于拱肋和系梁侧面.全桥共389个节点，离散为302个有限单元.拱脚与拱肋联结方式采用公共点联结，系梁以及拱肋施工临时支架采用节点弹性支撑方式模拟，有限元模型如图2所示.

与无风时拱脚横向弯矩对比，施工中风速对拱脚内力影响较小，成桥后发现风速影响显著，随着风速增加呈现快速增大，并达到最大风速30 m/s下的弯矩值50 kN·m.

  

图4 不同风速拱肋内力变化

2.2 横撑内力分析

首先表现在执笔者坚定历史主义的信念，坚持书写真正全面的文学史。在他们看来，文学史的重写就跟历史演变一样自然，这个过程的绵延不断恰恰表现了文学史的当代性，也使文学史的面貌不断接近真实的历史。

同一风速下，拱肋横撑轴力在吊杆张拉各阶段呈现平缓增大；风速20 m/s以内横撑轴力较小，风速影响不明显，当达到30 m/s时，轴力增大显著达到500 kN，对拱肋横向联系强度、刚度及稳定性产生影响.

2.3 拱脚内力分析

拱脚是整桥结构强度的关键部位,承受着自重、二期恒载、预应力和活载的作用,特别是施工阶段,拱桥结构体系和荷载状态的不断变化,结构的内力和变形也将随着不断发生变化.拱脚结点受力与构造均很复杂，横向风荷载通过拱肋传至拱脚，使得横向弯矩对拱脚起到控制作用[7].不同风速下拱脚内力分析如图6所示.

  

图5 不同风速下拱肋横撑内力变化

  

图6 不同风速下拱脚内力分析

图4为不同风速下拱肋内力变化，对5种风速下拱肋内力分析可得知，相同风速下，拱肋轴力在吊杆张拉各阶段基本无变化；对于纵向弯矩和横向弯矩，吊杆一次张拉9-9完成前变化小，后续施工阶段有不同程度的跳动，尤其在风速30 m/s时，拱肋纵向弯矩跳跃明显，对拱桥施工安全产生不可定影响；风速5 m/s左右对拱肋内力影响甚微，当风速提升至10 m/s以上，达到30 m/s时，对内力产生不可忽略的影响.

提高拱肋的稳定性能可以提高全桥的稳定性.拱助间的横向联结系可减小拱肋的自由长度，从而提高其稳定性能，对其内力进行分析.不同风速下拱肋横撑内力变化如图5所示.

3 结论

分别考虑了5种不同横向风速，对系杆拱桥拱肋横向位移、拱肋内力、横撑轴力和拱脚横向内力进行了分析.

1) 不同风速作用下，吊杆张拉施工阶段风荷载对横向位移影响平缓，最大值发生在1/4拱肋截面；较小的风速对拱肋横向位移影响甚小，风速逐渐增大时拱肋拱顶侧向位移也随之增大且增幅明显，对系杆拱桥侧向稳定产生不可忽略的影响.

2) 相同风速下的拱肋轴力在吊杆张拉各阶段基本无变化；对于纵向弯矩和横向弯矩，吊杆一次张拉过程中有不同程度的扰动现象，尤其在风速较大时，拱肋纵向弯矩跳跃明显；同一风速下，拱肋横撑轴力在吊杆张拉各阶段呈现平缓增大；横撑轴力随风速增大而增大，且在较大风速下轴力值显著增大，对拱肋横向联系强度、刚度及稳定性产生影响.

3) 与无风时拱脚横向弯矩对比，施工中风速对拱脚内力影响较小，而成桥后风速影响显著，随着风速增加呈现快速增大.

两组受检人员入院后均接受彩色多普勒超声诊断，探头型号和频率分别为M5S-D、2.5至4.0MHz。在扫描期间需让患者处于左侧卧位，探测其胸骨左缘，之后实施各个切面的常规扫描。探头在以下部位进行探查，如：心尖、胸骨，之后对心尖四腔心、心尖五腔心和胸骨旁左室长轴切面进行观察，将各项指标详细记录，包括：心脏形态、血流状况和心脏舒张功能指标等。待上述操作完成后对心脏和相关血管的解剖学参数、血流速度和特点予以明确。

参考文献:

[1] 姚玲森.桥梁工程[M].北京: 人民交通出版社，2008．

[2] 王琦. 铁路预应力混凝土系杆拱桥受力分析[D].昆明：昆明理工大学,2015.

[3] 范立础,顾安邦.桥梁工程[M].北京: 人民交通出版社，2008.

[4] 肖汝诚,贾丽君,程进,等. 静风荷载引起的超大跨度桥梁关键问题研究[J]. 公路交通科技,2001(6):34-38，54.

[5] 刘高. 大跨桥梁风荷载研究[C]//中国力学学会、北京工业大学.中国力学学会学术大会'2005论文摘要集(下).中国力学学会、北京工业大学,2005:1.

[6] 项海帆,林志兴.公路桥梁抗风设计指南[M].北京：人民交通出版社,1996.

[7] 孙耀宗.下承式钢管混凝土系杆拱桥拱脚受力分析[D].武汉：武汉理工大学,2007.