苏州河桥钢管混凝土拱桥设计与施工（二）

3.结构分析
结构分析的三维空计算采用有限元程序SAP91，包括整体分析和稳定分析，验算分别采用专用平面分析程序PRPB和BSACS。计算中，桥面以上主拱拱肋按钢管混凝土设计，施工计算采用类似钢筋混凝土构件的方法，截面形成阶段采用应力叠加法。钢管的环箍系数为0.8。
3.1施工阶段的计算。该桥施工体系的转换分五个阶段进行。施工时利用既有铁路钢桥作为中孔支撑，新桥建成后拆除既有桥梁。
第一阶段:在支架上现浇两个边段(柱、拱、梁)及全桥边纵梁，待混凝土达到强度后，张拉每个边纵梁中的两根预应力筋。【/br/】第二阶段:工厂制作的主拱肋钢管，每边7节，运至施工现场，在边纵梁上架设支架，组装就位。空钢管拱肋合拢后，主拱与纵梁连接处合拢，然后形成钢管混凝土段。主拱混凝土达到设计强度后，张拉吊杆，给吊杆初拉力，然后锚固在主拱肋内。中段现浇梁，混凝土达到设计强度的90%后，张拉梁的预应力筋，浇筑全桥小纵梁。混凝土达到设计强度后，张拉小纵梁中的预应力筋。每侧纵梁两端施加预应力，张拉两个预应力束。
第三阶段:在边纵梁中张拉一束T2和B2，铺完中拱桥桥面后，拆除中拱架。
第四阶段:拆除边拱支架，浇筑全桥桥面，张拉边纵梁中的三根预应力筋。
3.2在桥梁竣工阶段应计算以下方面:
1 .第二阶段恒载按折算均布荷载分担在横梁和纵梁上；
2。支座沉降的计算；
3。温度变化的计算；
4。活载为轻轨列车荷载，每节列车最多八节，每节八轴。重轴重170kN，轻轴重80kN，双轨载重；
5。计算成桥后三个月、六个月、一年、三年轨道承台的徐变变形。
3.3稳定性分析就本桥的稳定性而言，设计中考虑在两主拱之间增加三根直风撑，拱肋基础连成一个整体。全桥稳定分析采用SAP93屈曲稳定分析程序计算，弹性稳定系数为10-12。
3.4桩基计算。桩基设计从三个方面控制:
1。地基承载力控制:ND ND =(upfili+fipAp)/K；)/k；
2。桩强度控制:s [2].2r；
3。沉降控制:满足轨道变形要求，控制在2cm。最终沉降量采用分层总和法计算，承台内桩间土作为实体深基础，不考虑压力沿桩身扩散角。压缩层的厚度从桩端的整个截面开始计算，直到附加压力等于土壤自重压力的20%。
结算计算结果
4。施工中的关键问题
4.1与既有铁路桥的关系及苏州河大桥桥位选择。目的是利用老沪杭铁路上的旧铁路桁架作为施工桥梁的临时支撑，待新桥建成后拆除旧桥。
据调查，现有的沪杭铁路内环线上的苏州河大桥建于1907年。基础桩为木桩，上部结构于1994年更换为新的钢桁架梁。钢桁架梁为简支梁，跨度44.34米，全长45.4米，桁架高度5.5米，采用高强度螺栓连接。一孔重132.98t(含东侧人行道和上弦检查走道，人行道1.5m)。该桥为单线桥，设计活载为中等活载。苏州河大桥南端接万航渡路平交道口，铁路通信、信号电缆从桥下通过，城市电线、高压线以空方式从桥边穿过。
因此，桥梁的设计要考虑两个问题。第一，如何使新桥在各施工阶段施加在支座上的荷载不超过旧铁路桥的设计承载力。第二，确保旧桥拆除时不会影响新桥的安全和稳定。
在设计时，每个施工阶段的计算都增加了一项，即验算旧桥的承载能力，并准确规定支座的拆除顺序。但是在建设过程中遇到了以下问题:
1。根据现场测量结果，新桥纵轴偏离旧桥轴线(南端82mm，北端73mm)，使旧桥偏心。
2。由于新桥宽12.5米，旧桥宽5.9米，新桥两侧纵梁位于旧桥外侧，因此施工支架必须伸出旧桥外，水平架设在旧桥顶部工字钢上，以满足立模和刚度要求。
3。因为旧桥的桁架梁两端是斜焊的，工字钢无法架设在上面。此外，现有人行道在施工期间无法封闭，需要对旧桥进行延伸，以满足架设工字钢和连接桥梁支架与岸边满堂支架的需要。旧桥长度在上弦上用两根平行的I200mm连接，梁端和岸上立杆用300mm的钢管。
4。由于轨顶标高的限制，旧桥顶与新桥侧纵梁底的距离较小。施工支架I55 I钢架设后，只有32cm左右的空隙。因此，侧纵梁底模下的纵向格栅只能使用10X20cm方木，并在纵向格栅和工字钢之间放置楔形木，以调整梁底标高，同时便于后期拆模。