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大跨径钢管拱桥边拱支架体系受力分析
摘要
本文针对大跨径钢管拱桥边拱支架体系的受力分析进行了研究。首先介绍了钢管拱桥的基本结构特点和边拱支架的作用及常见类型。然后分析了边拱支架体系的力学模型和各种受力形式，重点探讨了在桥墩、拱肋、支架之间的相互作用对体系的影响。最后讨论了支架类型选择和优化设计对提高边拱支架体系受力性能的重要性。本文旨在为大跨径钢管拱桥边拱支架的设计、施工和维护提供一定的参考。
关键词：大跨径钢管拱桥；边拱支架；受力分析；支架类型；优化设计
正文
1.引言
大跨径钢管拱桥是近年来桥梁建设领域的重要发展方向之一，其拱形结构能够充分发挥杆件的受力性能，相比于传统的混凝土拱桥具有更大的跨径和更优秀的承载性能。然而，大跨径钢管拱桥的建设和维护也面临着较大的困难，其中边拱支架的设计和施工是一个重要的环节。边拱支架不仅起到了桥梁整体稳定和承载的作用，同时还影响着桥梁的寿命和安全性。因此，对大跨径钢管拱桥边拱支架体系的受力分析具有重要的理论和实践意义。
2.钢管拱桥的结构特点和边拱支架的作用
钢管拱桥是由一系列钢管拱肋组成的三维结构，其结构特点是拱肋杆件具有很好的延性和塑性，能够吸收和分散车辆荷载产生的冲击力，提高结构的耐久性和可靠性。钢管拱桥的边拱支架位于桥梁两侧，一般由桥墩、支墩、支架等构成，其作用是固定钢管拱肋，保证桥梁结构的稳定性，同时支撑桥面荷载的传递。常见的边拱支架类型包括悬臂式支架、悬链式支架和悬索式支架等。
3.边拱支架体系的力学模型和受力形式
钢管拱桥边拱支架体系可以看作是一个弹性体系，其力学模型包括了桥墩、拱肋、支架之间的相对位置、相互作用和荷载分配等因素。在常见的情况下，边拱支架体系会受到自重、桥面荷载、风荷载和地震荷载等多种外力的作用，在静力分析中一般采用等效节点法、杆件法和有限元法等方法进行计算。具体的受力形式包括了轴力、剪力、弯矩等，其大小和分布情况取决于不同因素的综合作用。
4.不同支架类型对体系受力性能的影响
边拱支架类型的选择和优化设计是影响边拱支架体系受力性能的关键因素。悬臂式支架适用于跨径较小的情况，具有结构简单、施工成本较低等优点，但其受力性能不如其他支架类型稳定。悬链式支架适用于跨度大于100米的情况，其结构复杂，但能够满足桥梁的稳定性和承载要求。悬索式支架适用于跨度较大的场合，具有结构紧凑、抗风性能好等特点，但施工难度和成本较高。因此，需要根据实际工程要求综合考虑各种因素，选择最优的支架类型和设计方案。
5.结论
大跨径钢管拱桥边拱支架体系的受力分析是一个复杂而重要的问题，其设计和施工直接关系到桥梁的安全性和寿命。本文介绍了钢管拱桥的基本结构特点和边拱支架的作用及常见类型，分析了边拱支架体系的力学模型和各种受力形式，重点探讨了支架类型选择和优化设计对提高边拱支架体系受力性能的重要性。这些对于大跨径钢管拱桥边拱支架的设计、施工和维护具有一定的参考价值。