三、计算
1、 基本资料：
计算跨径L=80m 矢跨比F/L=1/5 桥面净宽16m 拱轴线形：园弧曲线
汽车-超20级 挂车-120 升温Δt=30ºC
2、 计算方法和模式：
采用单片拱肋作建模，考虑活载的偏心影响作用，利用平面杆系程序作计算。吊杆为受拉索单元，作应力刚化处理。
3、 桥型建模：
①拱肋和系杆为单一的梁单元，按刚接节点处理。
②吊杆为索单元，按铰接节点处理。
③桥面和|考试大|横梁简化为集中力加载。
④横撑简化为集中力加载。
⑤利用对称性，仅作半孔单元计算。
4、计算结果：
⑴支座反力：单肋N=8000KN
⑵系杆拉力：单肋N=12583KN，钢绞线(6x15)90Øj15.24，重量G=8232kg。
N=8508KN，Q=2432KN， M =-12120KN.m，e=-1.42m。
系杆是预应力钢绞线受拉，复合钢管砼实际是受压，拱脚节点截面已经加强。
⑶吊杆拉力：单根N=1439KN，镀锌钢丝60Ø7，单位重量Q=18.1kg/m。
⑷横梁强度：Mj =5814KN.m，
按复合钢管砼T形截面，保证钢管处于受压区，分部作强度和叠加组合计算，以减小横梁高度和自重。采用钢管2Ø200x6，钢绞线(2x12)24Øj15.24。 As=73.2 cm² Ay=33.6cm² fs=315 mpa Ry=1860 mpa bˊ=60 cm Ra=28.5 mpa b=20 cm hjˊ=30 cm
X=[RyAy-Ra( bˊ-b) hjˊ]/(28.5*60)=[1860*33.6-28.5*(60-20)*40]/28.5*20=29.6cm
钢管砼短柱承载力：No=AsFs+AcFc+Acfkst/R=(73.2*315+555.2*23.5+555.2*315*0.6/9.4)/10
=4727KN 即(钢管承载力+砼承载力+径向力承载力)
M=No(ho-15)/100+(1/rc)Ra*[(20*29.6*(ho-14.8)+(40*29.6-628)*(ho-15))/1000=4727*(135-15)
/100+(1/1.25)*28.5*[1184*(135-14.8)+241*(135-14.8)]/1000=8978N.m>Mj =5814KN.m
⑸拱肋强度：拱脚最大弯矩单元的单肋内力Nj =-12553KN，Qj =1540KN，Mj =-7507KN.m， e=-0.60m，其余单元内力偏心距都小于0.20 m，不必另外加强配筋。
钢管截面特性：16Mn钢管Ø750x10 面积A=233cm² 内半径R=365mm 壁厚t=10mm
设计强度fs=315mpa C50砼Ac=4185cm² 砼强度fc=23.5mpa 钢筋砼设计强度fgc=28.5mpa
钢管砼短柱承载力：
No=AsFs+AcFc+Acfkst/R=(233*315+4185*23.5+4185*315*10/365)/10=20786KN即(钢管承载力+砼承载力+径向力承载力)
构件纵向力偏心矩增大系数：Lo=0.36S=0.36*90.73=32.66m
Eh=40411mpa I h=0.486m²*² rc=1.25 rb=0.95
Αe=0.1/(0.3+ eO /h)+0.143=0.1/(0.3+0.60 /1.80)+0.143=0.30
η=1/[1-rc Nj LO²/(10αe Eh I hrb)] =1/[1-1.25*12553*32660²/(10*0.30*4860*
404200000000*0.95)] =1.003
偏心矩：eOˊ=η eO=1.003*0.60≈0.60m
按压弯构件求解受压区高度：根据不同材料设计强度，即钢管fs、钢管紧箍力fks、钢管内填砼fc、外包钢筋砼fgc的强度，取钢筋砼矩形截面，按偏心受压构件计算。
e=112.2cm eˊ=7.8cm H=180cm hO=142.2cm 钢筋14Ø25 Ag =301.8 cm²
Rg=345 mpa Agˊ=301.8 cm² Eg=200000mpa X =ξhO =142.2ξ ξ=X/142.2
σg =0.003Eg（0.9/ξ-1）=0.003*200000*（128/ X -1）=600*（128/ X -1）
fgc *b* X* (e-hO+X/2) =σg*A g* e- fs *A gˊ* eˊ
28.5*100* X* (112.2-142.2+X/2)= 600*（128/ X -1）*301.8* 112.2-315 * 301.8*7.8
X ³-0.0211X²+14778X-1824981=0 σg =600*（128/ X -1）=600*(128/84-1)=314.3 mpa
X=84 cm ξ=84/142.2=0.59>ξjg=0. 55 属于小偏心受压。
复合钢管砼承载力：
N= No+( rb / rc ) * fgc *(b*X-As-Ac)+( rb / rs )* (Rgˊ* Agˊ-σg*Ag )=20786+ (0. 95/ 1. 25)* 28.5* (100*84-233-4185)/10+(0. 95/ 1. 25)*(345*301.8-314.3 *301.8)/10=20786+8625+704=
30115 KN >Nj =-12553KN
四、结束语：
系杆拱为外部静定的梁式结构，系杆受拉、拱肋受压和吊杆起联接作用的内力平衡，具备有梁的特点，其实是梁拱组合体系，实际不同于外部超静定的拱，仍用习惯的俗称系杆拱。本系杆拱方案的各部内力都比较合理，仅拱脚和系杆相接的刚节点单元弯矩最大，节点截面的刚度和配筋需要加强，实际是用节点板将钢管焊接成很强的钢箱结构。采用复合钢管砼作预应力横梁，使宽桥的横梁施工简便。复合钢管砼作系杆拱，使节点的设计和施工都便于处理，是防护耐久、经济实用和美观的梁式桥型，亦可用于引桥.
