10 mm。立柱在纵桥向的布置间距:拱脚处间距为3.25 m，跨中处间距为1.25 m，其余位置的间距为10 m。立柱在横桥向布置2排，净距为4.8 m。采用有限元软件MIDAS/Civil建立支架有限元模型，如图4所示。 图4 支架的有限元模型 3.2 支架验算 支架验算内容包括强度、刚度和稳定性。支架承受的主要荷载为支架自重、拱自重、横桥向风荷载，其中拱自重以节点荷载的形式施加于支架相应位置。根据《铁路桥涵设计基本规范》(TB 10002.1—2005)计算得到横桥向风荷载，并以均布荷载的形式作用于支架，永久荷载(支架和拱肋重量)的分项系数取1.2，可变荷载(风荷载)的分项系数取1.4，对支架结构进行静力和屈曲分析，其应力和变形计算结果见表2。 表2 支架在组合荷载作用下的应力和变形-47.29 0最大值(max) 47.20 8.48/mm最小值(min)响应 应力/MPa 变形最大值出现位置 跨中处支架下部 跨中处支架上部 由表2可知，在组合荷载作用下，支架应力最大值为47.29 MPa，出现在跨中处支架下部，小于 Q235钢的容许应力160 MPa;支架的最大变形值为8.48 mm，出现在跨中处支架上部。 对支架进行屈曲模态分析，支架的1阶模态屈曲临界荷载为组合荷载(包括支架自重、拱肋自重和风荷载)的83.84倍，2阶模态、3阶模态、4阶模态的临界荷载系数分别为83.97，84.58和84.71，各阶模态的临界荷载系数均远大于设计限值4。由此可见，所设计支架的强度、刚度和稳定性均满足规范和设
计要求，可用于高速铁路梁拱组合桥拱肋的支架施工。 3.3 拱肋支架拼装时的内力、应力、竖向位移 拱肋支架拼装过程中，从拱脚开始对称拼装拱肋，逐渐向跨中合龙，共分为7个施工阶段。建立有限元模型模拟支架施工过程，并分析拱肋的内力、应力和竖向位移，计算结果见表3。 表3 各施工阶段拱肋的内力、应力和竖向位移最大值施工阶段轴力/kN剪力/kN弯矩/(kN·m)应力/MPa竖向位移/mm 1 -41.30 -54.70 123.70 1.61 -0.11 2 -43.10 -65.60 144.30 1.81 -0.12 3 -37.90 -65.20 140.30 0.83 -0.11 4 -38.90 -65.30 135.00 -1.72 -0.10 5 -35.40 -128.50 428.40 5.41(1/4跨) -0.89 6 -50.80 -127.10 431.90 -5.50 -1.10 7 -77.90 -167.30 565.90 -7.48 -1.31(跨中) 由表3可知，拱肋在支架施工过程中，轴力最大值为77.90 kN，剪力最大值为167.30 kN，弯矩最大值为565.90 kN·m，均出现在拱肋合龙施工阶段;拉应力最大值为 5.41 MPa，出现在 1/4跨，压应力最大值为7.48 MPa，出现在拱肋合龙施工阶段，小于容许应力210 MPa;拱肋最大竖向位移为1.31 mm，出现在跨中，小于容许竖向位移L/1 000=160.00 mm。随着拱肋拼装节段的增加，拱肋的内力、应力和竖向位移均呈逐渐增大的趋势。当拱肋合龙时，拱肋处于最不利状态，其响应值达到最大，但均位于规范和设计要求范围内。 4 2种施工方案对比分析 建立有限元模型模拟拱肋竖向转体和支架拼装2种施工方案的施工过程，计算
拱肋的内力、应力和竖向位移，拱肋响应的最大值见表4。 表4 2种施工方案的拱肋内力、应力和竖向位移最大值施工方案 轴力/kN/mm竖向转体剪力/kN弯矩/(kN·m)应力/MPa竖向位移-1 395.56 -170.41 1 819.10 -32.00 31.69支架拼装-77.90 -167.30 565.90 -7.48 1.31 由表4可知，从拱肋受力角度分析，与拱肋竖向转体施工方案相比，支架拼装施工方案中拱肋的内力、应力以及竖向位移均较小，支架拼装施工方案比竖向转体施工方案更具有优越性。从施工难易程度分析，支架拼装施工方案更具操控性，施工方便;从经济性、安全性方面考虑，支架拼装施工方案不需大型机械设备，技术要求不高，施工更加经济、安全。 5 结论 1)设计了一种适用于拱肋支架拼装施工的支架结构，其强度、刚度和稳定性验算结果均满足规范和设计要求。 2)在拱肋竖向转体施工过程中，随着拱肋吊装高度的增加，除拱脚处，其他位置的拱肋轴力逐渐减小，而剪力和弯矩最大值出现在刚起吊时，应力最大值为32.00 MPa，出现在拱肋1/4跨，小于规范要求的容许应力值。从拱肋受力角度分析，拱肋竖向转体施工方案合理可行。 3)在拱肋支架拼装施工过程中，随着拱肋拼装节段的增加，拱肋的内力、应力和竖向位移均呈逐渐增大的趋势，当拱肋合龙时处于最不利状态，其响应值达到最大，但均位于规范和设计要求范围内。 4)相比于拱肋竖向转体施工方案，支架拼装施工方案中拱肋的内力、应力以及竖向位移
均较小，从拱肋受力、施工难易程度、经济性、安全性等方面考虑，支架拼装施工方案比竖向转体施工方案更具有优越性，该高速铁路梁拱组合桥梁的拱肋施工可变更为支架拼装施工方案。 参考文献 ［1］张国云，张益多，鲍丽丽.京沪高铁跨锡澄运河系杆拱桥拱肋施工技术［J］.施工技术，2012，41(5):35-37. ［2］张爱花.澜沧江特大桥提篮拱竖转施工方案比选［J］.桥梁建设，2010，40(4):79-82. ［3］何永昶.高速铁路超大吨位自锚式拱桥转体施工技术［J］.铁道建筑，2011，51(2):85-87. ［4］张星.箱肋拱桥竖向转体施工技术研究［J］.桥隧工程，2015(11):230-232. ［5］朱世峰，周志祥.钢-混凝土组合拱桥竖转施工体系研究［J］.施工技术，2009，38(7):64-68. ［6］孙九春，叶小鹏.浦东大道9号桥竖转提升关键施工技术［J］.施工技术，2016，45(11):36-38，45. ［7］赵剑发.准朔铁路黄河特大桥主桥钢管拱架设方案比选［J］.桥梁建设，2015，45(1):108-113. ［8］马祥春.大跨径钢管混凝土系杆拱桥拱肋支架方案优化研究［J］.施工技术，2014，43(增):248-251. ［9］曾庆华.南水北调拱桥拱肋少支架吊车安装施工方法［J］.河南水利与南水北调，2014(17):43-44. Comparative Analysis of Arch Rib Construction Schemes for High Speed Railway Continuous Girder-Arch Bridge CHEN Daihai，MA Fengrui，QIU Yuanmiao，CAO Ningning (School of Civil Engineering，Zhengzhou University，
Zhengzhou Henan 450001，China) Abstract A high speed railway girder-arch combination arch bridge was constructed across the mail canal of the South-to-North W ater Diversion Project.T he construction scheme of its steel tube arch rib was changed from the vertical rotation construction to support construction.According to the structure characteristics of the high speed railway girder-arch combination arch bridge，a kind of support structure for the support construction was designed.Combining with the two kinds of construction schemes，the construction process were simulated by using M IDAS/Civil.T he internal force，stress and displacement of the key sections were analyzed in each stage.T he results show that the strength，stiffness and stability of the support structure all meet the specification and design requirements.T he internal force，stress and vertical displacement of arch rib are larger in the vertical rotation construction scheme than the support construction scheme，but the values all meet the specification and design requirements，so the two construction schemes are feasible.T he support construction scheme has more advantages than vertical rotation construction scheme in terms of the arch rib stress，degree of construction difficulty，economy and safety. Key words High speed railway;Continuous girder-arch
bridge;Vertical rotation construction of arch rib;Support construction of arch rib;Checking computation of support structure 中图分类号 U445.46 文献标识码： A DOI:10.3969/j.issn.1003-1995.2017.09.14 文章编号:1003-1995(2017)09-0060-04 (责任审编 郑 冰) 收稿日期:2017-06-27; 修回日期:2017-08-30 基金项目:国家自然科学基金(51408557);中国博士后科学基金(2013M541995) 作者简介:陈代海(1982— )，男，副教授，博士。 E-mail:chendaihai1982@163.com