《大跨鋼管混凝土拱橋設(shè)計(jì)技術(shù)規(guī)程》編制說明

廣西地方標(biāo)準(zhǔn)

《大跨鋼管混凝土拱橋設(shè)計(jì)技術(shù)規(guī)程》

（擬改為《鋼管混凝土拱橋設(shè)計(jì)技術(shù)規(guī)程》）

編制說明

一、任務(wù)來源、起草單位和主要起草人

（一）任務(wù)來源

根據(jù)廣西自治區(qū)交通運(yùn)輸廳《關(guān)于下達(dá)2023年第二批廣西交通

運(yùn)輸標(biāo)準(zhǔn)化項(xiàng)目計(jì)劃的通知》（桂交科教函〔2023〕690號(hào)）文，《大

跨鋼管混凝土拱橋設(shè)計(jì)技術(shù)規(guī)程》列入2023年廣西交通運(yùn)輸標(biāo)準(zhǔn)化

項(xiàng)目計(jì)劃，被批準(zhǔn)立項(xiàng)為廣西地方標(biāo)準(zhǔn)，項(xiàng)目編號(hào)為2023-88。根據(jù)

《廣西壯族自治區(qū)市場(chǎng)監(jiān)管局關(guān)于下達(dá)2023年第二批廣西地方標(biāo)準(zhǔn)

制修訂項(xiàng)目計(jì)劃的通知》（桂市監(jiān)函〔2023〕3374號(hào)），由廣西壯族

自治區(qū)交通運(yùn)輸廳提出，廣西大學(xué)、廣西交通設(shè)計(jì)集團(tuán)有限公司、廣

西路橋工程集團(tuán)有限公司共同起草的《大跨鋼管混凝土拱橋設(shè)計(jì)技術(shù)

規(guī)程》被批準(zhǔn)立項(xiàng)為廣西地方標(biāo)準(zhǔn)，項(xiàng)目編號(hào)為：2023-2001。

（二）起草單位和主要起草人

廣西地方標(biāo)準(zhǔn)《大跨鋼管混凝土拱橋設(shè)計(jì)技術(shù)規(guī)程》項(xiàng)目任務(wù)下

達(dá)后，廣西大學(xué)成立了標(biāo)準(zhǔn)編制工作組，制定了標(biāo)準(zhǔn)編寫方案，明確

任務(wù)職責(zé)，確定工作技術(shù)路線，開展標(biāo)準(zhǔn)研制工作，具體標(biāo)準(zhǔn)編制工

作由廣西交通設(shè)計(jì)集團(tuán)有限公司、廣西路橋工程集團(tuán)有限公司相關(guān)人

員配合。

主編單位：廣西大學(xué)。

1

參編單位：廣西交通設(shè)計(jì)集團(tuán)有限公司、廣西路橋工程集團(tuán)有限

公司。

本標(biāo)準(zhǔn)編制人員組成：楊綠峰（項(xiàng)目負(fù)責(zé)人）、張偉、商從晉、

韓玉、徐華、羅吉智、毛立敏、黎棟家、秦大燕、解威威、何志芬、

張曉宇、凌塑奇、曾有鳳、王堅(jiān)、戎艷、趙玉峰、鐘華、龐木林、韓

晶晶、陳萬慶、林士為、鄭健、黃梓琳、唐?？?、曹璐、凌干展、胡

家鍇、黃貴、譚耿、黃振鵬、劉日華。

編寫組成員分工見表1.1。

表1-1編寫組成員分工一覽表

序號(hào)姓名單位職稱分工

項(xiàng)目負(fù)責(zé)人，負(fù)責(zé)標(biāo)準(zhǔn)大綱制

1楊綠峰廣西大學(xué)教授

定與統(tǒng)稿工作

負(fù)責(zé)標(biāo)準(zhǔn)大綱制定、起草單位

2張偉廣西大學(xué)教授

內(nèi)部組織協(xié)調(diào)

標(biāo)準(zhǔn)大綱制定、負(fù)責(zé)第5章編

3商從晉廣西交通設(shè)計(jì)集團(tuán)有限公司教授級(jí)高工

寫

4韓玉廣西路橋工程集團(tuán)有限公司教授級(jí)高工標(biāo)準(zhǔn)大綱制定、技術(shù)指導(dǎo)

5徐華廣西大學(xué)副教授標(biāo)準(zhǔn)大綱制定、技術(shù)指導(dǎo)

6羅吉智廣西交通設(shè)計(jì)集團(tuán)有限公司教授級(jí)高工標(biāo)準(zhǔn)大綱制定、技術(shù)指導(dǎo)

7毛立敏廣西交通設(shè)計(jì)集團(tuán)有限公司高工負(fù)責(zé)總體內(nèi)容的協(xié)調(diào)和審核

8黎棟家廣西交通設(shè)計(jì)集團(tuán)有限公司高工負(fù)責(zé)第7章審核

9秦大燕廣西路橋工程集團(tuán)有限公司教授級(jí)高工負(fù)責(zé)第8章內(nèi)容審核

10解威威廣西路橋工程集團(tuán)有限公司高工負(fù)責(zé)第8章和附錄A內(nèi)容編寫

11何志芬廣西交通設(shè)計(jì)集團(tuán)有限公司教授級(jí)高工負(fù)責(zé)第1章編寫

12張曉宇廣西交通設(shè)計(jì)集團(tuán)有限公司高工負(fù)責(zé)第9.4節(jié)審核

13凌塑奇廣西交通設(shè)計(jì)集團(tuán)有限公司高工負(fù)責(zé)第9.4節(jié)編寫

14曾有鳳廣西交通設(shè)計(jì)集團(tuán)有限公司高工負(fù)責(zé)第10章內(nèi)容編寫

15五堅(jiān)廣西交通設(shè)計(jì)集團(tuán)有限公司助理工程師負(fù)責(zé)第9.5節(jié)和附錄C編寫

16戎艷廣西路橋工程集團(tuán)有限公司工程師負(fù)責(zé)附錄B審核

17趙玉峰廣西路橋工程集團(tuán)有限公司工程師負(fù)責(zé)第9章審核

18鐘華廣西路橋工程集團(tuán)有限公司高工負(fù)責(zé)第2章內(nèi)容審核

2

序號(hào)姓名單位職稱分工

19龐木林廣西大學(xué)博士負(fù)責(zé)第9.3節(jié)編寫

20韓晶晶廣西大學(xué)博士負(fù)責(zé)第9.2節(jié)編寫

21陳萬慶廣西大學(xué)博士負(fù)責(zé)第9.1節(jié)編寫

22林士為廣西大學(xué)碩士負(fù)責(zé)附錄B編寫

23鄭健廣西路橋工程集團(tuán)有限公司高工負(fù)責(zé)第3章審核

24黃梓琳廣西交通設(shè)計(jì)集團(tuán)有限公司工程師負(fù)責(zé)第3章編寫

25唐?？瑥V西路橋工程集團(tuán)有限公司工程師負(fù)責(zé)第6.1節(jié)編寫

26曹璐廣西路橋工程集團(tuán)有限公司工程師負(fù)責(zé)第6.2節(jié)編寫

27凌干展廣西路橋工程集團(tuán)有限公司助理工程師負(fù)責(zé)第6.3節(jié)編寫

28胡家鍇廣西路橋工程集團(tuán)有限公司助理工程師負(fù)責(zé)第6.4節(jié)編寫

29黃貴廣西大學(xué)碩士負(fù)責(zé)第9.3節(jié)編寫

30譚耿廣西路橋工程集團(tuán)有限公司工程師負(fù)責(zé)第6.5節(jié)編寫

31黃振鵬廣西大學(xué)碩士負(fù)責(zé)插圖和表格繪制

32劉日華廣西大學(xué)碩士負(fù)責(zé)插圖和表格審核

本標(biāo)準(zhǔn)各單位編制分工如下：

1）廣西大學(xué)：編制總負(fù)責(zé)，制定工作大綱、編制大綱、編制說

明，調(diào)研與編制鋼管混凝土拱橋構(gòu)件承載力設(shè)計(jì)方法，調(diào)研與編制鋼

管混凝土拱橋結(jié)構(gòu)體系承載力設(shè)計(jì)方法，調(diào)研與編制鋼管混凝土拱橋

結(jié)構(gòu)驗(yàn)算方法。

2）廣西交通設(shè)計(jì)集團(tuán)有限公司：協(xié)助制定工作大綱和編制大綱，

編制鋼管混凝土拱橋總體設(shè)計(jì)與構(gòu)造，協(xié)助編制鋼管混凝土拱橋構(gòu)件

承載力設(shè)計(jì)方法，協(xié)助編制鋼管混凝土拱橋結(jié)構(gòu)驗(yàn)算方法。

3）廣西路橋工程集團(tuán)有限公司：協(xié)助制定工作大綱和編制大綱，

編制鋼管混凝土拱橋設(shè)計(jì)施工要求，協(xié)助調(diào)研與編制鋼管混凝土拱橋

結(jié)構(gòu)體系承載力設(shè)計(jì)方法。

3

二、制定標(biāo)準(zhǔn)的必要性和意義

1.標(biāo)準(zhǔn)制定的工程背景

鋼管混凝土（Concrete-FilledSteelTube，簡稱為CFST）拱

橋能夠增強(qiáng)鋼管內(nèi)部混凝土的抗壓強(qiáng)度，避免鋼管發(fā)生局部屈曲，具

有良好的力學(xué)性能，而且施工速度快、造價(jià)低。自1991年我國建成

第一座CFST拱橋—四川旺蒼縣東河大橋以來，該類橋型的建設(shè)數(shù)量

和規(guī)模呈現(xiàn)加速發(fā)展趨勢(shì)，最近20多年來修建了超過50m跨徑的CFST

拱橋就有500多座。同時(shí)，CFST拱橋的出現(xiàn)，有效提升了拱橋的跨

越能力，目前CFST拱橋中跨徑超過400m的有7座，全部修建于最近

13年，2020年建成的平南三橋跨徑達(dá)到了575m。隨著“一帶一路”、

“西部大開發(fā)”國家戰(zhàn)略的推進(jìn)，我國高速公路和高速鐵路的建設(shè)里

程迅速增加，川藏和滇藏高速公路、川藏鐵路等線路已列入國家“十

四五”規(guī)劃，這些地區(qū)的地形地貌特點(diǎn)適合建造大跨拱橋，我區(qū)平陸

運(yùn)河上也將建造多座CFST拱橋，因而CFST拱橋?qū)⒂袕V闊的發(fā)展和應(yīng)

用前景。圖1和圖2給出了已建成CFST拱橋數(shù)量及發(fā)展情況、已建

成CFST拱橋跨徑及發(fā)展情況。

4

圖1已建成CFST拱橋數(shù)量及發(fā)展

圖2已建成CFST拱橋跨徑及發(fā)展

降低CFST拱橋的設(shè)計(jì)、建造難度，提升拱橋橋型的競(jìng)爭(zhēng)力，是

國內(nèi)外拱橋設(shè)計(jì)施工理論研究的重點(diǎn)。20世紀(jì)末期至本世紀(jì)初期，

國內(nèi)外就著手600m以上的混凝土拱橋及CFST拱橋的試設(shè)計(jì)，我國已

提出了建設(shè)700m級(jí)超大跨徑鋼管混凝土拱橋的建設(shè)規(guī)劃，并有針對(duì)

性開展了試設(shè)計(jì)研究。盡管近年來對(duì)建設(shè)CFST拱橋的關(guān)鍵問題研究

取得了不少進(jìn)展，但是目前仍存在一些制約超大跨CFST拱橋設(shè)計(jì)的

5

瓶頸問題，主要包括：CFST拱橋主拱穩(wěn)定極限承載力計(jì)算；CFST拱

橋構(gòu)件和主拱整體非線性穩(wěn)定兩層面設(shè)計(jì)；CFST拱橋構(gòu)件和主拱整

體結(jié)構(gòu)優(yōu)化等問題。

在上述背景下，本標(biāo)準(zhǔn)圍繞鋼管混凝土拱橋分析、設(shè)計(jì)中存在的

關(guān)鍵問題，重點(diǎn)對(duì)CFST拱橋鋼管混凝土構(gòu)件-體系兩層面承載力設(shè)計(jì)

技術(shù)開展研究，提出了鋼管混凝土拱橋的兩層面承載力設(shè)計(jì)及優(yōu)化技

術(shù)。

2.標(biāo)準(zhǔn)制定的必要性

當(dāng)前常用的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方法主要分為三類，分別是構(gòu)件層面承載力

設(shè)計(jì)法、體系層面承載力設(shè)計(jì)法以及兩層面承載力設(shè)計(jì)法。

構(gòu)件層面承載力設(shè)計(jì)法通常根據(jù)設(shè)計(jì)荷載作用下結(jié)構(gòu)的線彈性

分析結(jié)果，按照最不利內(nèi)力組合對(duì)構(gòu)件控制截面進(jìn)行設(shè)計(jì)，以確保結(jié)

構(gòu)中各個(gè)構(gòu)件都具有足夠的承載力，從而保證結(jié)構(gòu)構(gòu)件層面的承載安

全。構(gòu)件層面承載力設(shè)計(jì)法主要包括容許應(yīng)力法、破損階段設(shè)計(jì)法及

極限狀態(tài)設(shè)計(jì)法。構(gòu)件層面承載力設(shè)計(jì)法雖能保證結(jié)構(gòu)構(gòu)件層面的承

載安全，但該類方法未能考慮結(jié)構(gòu)在罕遇荷載作用下材料進(jìn)入彈塑性

乃至塑性極限狀態(tài)時(shí)內(nèi)力重分布的影響，因此無法保證結(jié)構(gòu)在體系層

面上的承載力需求，從而無法保證結(jié)構(gòu)體系層面的承載安全。

體系層面承載力設(shè)計(jì)法則是按照結(jié)構(gòu)進(jìn)入塑性極限狀態(tài)，即形成

體系失效模式時(shí)的內(nèi)力分布確定結(jié)構(gòu)的整體承載力需求。因此，所建

立的設(shè)計(jì)方案能夠阻止結(jié)構(gòu)體系失效模式的形成，從而保證結(jié)構(gòu)整體

的承載安全。體系層面承載力設(shè)計(jì)方法主要包括塑性設(shè)計(jì)法和高等分

6

析法。然而，結(jié)構(gòu)體系層面承載力設(shè)計(jì)法雖可滿足結(jié)構(gòu)在體系層面的

承載安全，但在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中部分高承載構(gòu)件將很大程度上不可避免產(chǎn)

生塑性鉸，因而無法滿足結(jié)構(gòu)構(gòu)件層面的承載力需求，從而無法保證

結(jié)構(gòu)構(gòu)件層面的承載安全。

合理的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方案須同時(shí)滿足設(shè)計(jì)荷載下構(gòu)件層面與罕遇荷

載下體系層面兩個(gè)層面的承載力需求，即保證結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)的承載能力

極限狀態(tài)。為保證結(jié)構(gòu)在構(gòu)件和體系兩個(gè)層面的承載安全，必須在結(jié)

構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)同時(shí)考慮結(jié)構(gòu)構(gòu)件和體系的兩個(gè)層面的承載力需求，并進(jìn)一

步將兩者與構(gòu)件截面幾何參數(shù)加以聯(lián)系，在保證結(jié)構(gòu)兩層面承載安全

的同時(shí)實(shí)現(xiàn)結(jié)構(gòu)定量設(shè)計(jì)。為此，廣西大學(xué)楊綠峰教授團(tuán)隊(duì)對(duì)當(dāng)前結(jié)

構(gòu)體系極限承載力分析方法的缺陷進(jìn)行了詳細(xì)分析，并建立了高效高

精度的結(jié)構(gòu)極限承載力分析的彈性模量縮減法（簡記EMRM），克服了

當(dāng)前結(jié)構(gòu)極限承載力計(jì)算方法的缺陷，進(jìn)一步根據(jù)EMRM迭代首步與

末步的構(gòu)件承載比確定了結(jié)構(gòu)構(gòu)件和體系兩層面的承載力需求及兩

層面承載力之間的顯式關(guān)系式。同時(shí)，在此基礎(chǔ)上提出了結(jié)構(gòu)兩層面

承載力設(shè)計(jì)方法，在滿足結(jié)構(gòu)中構(gòu)件層面承載力需求的同時(shí)能夠滿足

結(jié)構(gòu)體系層面的承載力需求。

現(xiàn)有CFST拱橋設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)采用了以構(gòu)件層面的極限狀態(tài)設(shè)計(jì)，并

結(jié)構(gòu)體系的彈塑性驗(yàn)算的組合設(shè)計(jì)方法，存在前述構(gòu)件層面承載力設(shè)

計(jì)法、體系層面承載力設(shè)計(jì)法的不足，且未提供兩層面承載力設(shè)計(jì)方

法。因此制定克服前述不足的基于兩層面承載力設(shè)計(jì)優(yōu)化的CFST拱

橋設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)非常必要、緊迫。本標(biāo)準(zhǔn)的頒布將對(duì)鋼管混凝土拱橋的發(fā)

7

展起到重要的推動(dòng)作用。

3.標(biāo)準(zhǔn)制定的意義

鑒于我國現(xiàn)有CFST拱橋設(shè)計(jì)的國標(biāo)和行標(biāo)體系在CFST拱橋設(shè)計(jì)

的主拱非線性穩(wěn)定極限承載力分析與設(shè)計(jì)、構(gòu)件承載力和主拱穩(wěn)定極

限承載力優(yōu)化等方面存在的不足，同時(shí)也鑒于我區(qū)橋梁設(shè)計(jì)及施工企

業(yè)承接多座CFST拱橋項(xiàng)目的實(shí)際需求，編制地方標(biāo)準(zhǔn)《鋼管混凝土

設(shè)計(jì)技術(shù)規(guī)程》顯得尤為緊迫，本標(biāo)準(zhǔn)對(duì)今后廣西地區(qū)乃至國內(nèi)鋼管

混凝土設(shè)計(jì)意義重大，主要體現(xiàn)在：

（1）本標(biāo)準(zhǔn)的編制是提升我區(qū)鋼管混凝土設(shè)計(jì)技術(shù)水平、支撐

我區(qū)橋梁設(shè)計(jì)及施工企業(yè)擴(kuò)大影響力的需要。

（2）本標(biāo)準(zhǔn)的編制為“平陸運(yùn)河技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)體系研究”中的橋梁

技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)體系提供了理論和設(shè)計(jì)技術(shù)支撐。

（3）本標(biāo)準(zhǔn)在設(shè)計(jì)技術(shù)上創(chuàng)新地補(bǔ)充了現(xiàn)有CFST拱橋設(shè)計(jì)國標(biāo)

和行標(biāo)體系在主拱穩(wěn)定極限承載力分析與設(shè)計(jì)、構(gòu)件承載力和主拱穩(wěn)

定極限承載力優(yōu)化等方面存在的不足。

（4）本標(biāo)準(zhǔn)的編制是指導(dǎo)新一輪橋梁建設(shè)的需要。

（5）本標(biāo)準(zhǔn)的編制是我區(qū)鋼管混凝土橋梁科研成果應(yīng)用的需要。

（6）本標(biāo)準(zhǔn)的編制是貫徹落實(shí)“交通強(qiáng)國”、“綠色公路”、“品

質(zhì)工程”建設(shè)的需要。

三、主要起草過程

（一）成立標(biāo)準(zhǔn)編寫組，召開編寫組第一次工作會(huì)議

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2023年12月成立標(biāo)準(zhǔn)編寫組，并于2023年2023年12月25日

上午，《大跨鋼管混凝土拱橋設(shè)計(jì)技術(shù)規(guī)程》編制組在廣西大學(xué)進(jìn)行

了地標(biāo)編制工作第一次工作會(huì)議，就本標(biāo)準(zhǔn)編制任務(wù)和編制相關(guān)事宜

進(jìn)行了交流，由廣西大學(xué)徐華主持。

會(huì)議主要內(nèi)容包括：1.主編單位籌建編寫組，明確主編人員和參

編人員的職責(zé)和分工。2.建立編寫單位內(nèi)部審查制度。3.學(xué)習(xí)有關(guān)政

策法規(guī)和標(biāo)準(zhǔn)化制度文件。4.研究起草標(biāo)準(zhǔn)工作大綱和編制大綱。5.

形成第一次工作會(huì)會(huì)議紀(jì)要。

（二）收集整理文獻(xiàn)資料

本標(biāo)準(zhǔn)在前期工作中，已經(jīng)依托國家自然科學(xué)基金重點(diǎn)項(xiàng)目《超

大跨CFST拱橋整體性能設(shè)計(jì)理論與施工控制方法》（51738004）在廣

西區(qū)內(nèi)外搜集了部分在建項(xiàng)目以及已建項(xiàng)目的資料，已建的CFST拱

橋包括平南三橋、合江長江一橋、廣西樂望紅水河特大橋、合江長江

三橋、德余高速烏江特大橋、重慶巫山長江大橋、大小井特大橋、支

井河特大橋、拉林鐵路藏木特大橋、貴州洛旺河特大橋、湘潭蓮城大

橋、南寧永和大橋等，并已針對(duì)這些資料進(jìn)行了分析研究，提煉分析

了廣西區(qū)內(nèi)外CFST拱橋主要的設(shè)計(jì)參數(shù)、技術(shù)要點(diǎn)和構(gòu)造要求等，

據(jù)此確定了可用于本標(biāo)準(zhǔn)的制定工作方法和步驟。

本標(biāo)準(zhǔn)依托已開展了結(jié)構(gòu)體系極限承載力的彈性模量法、主拱兩

層面承載力設(shè)計(jì)方法、主拱兩層面承載力優(yōu)化方法等理論研究和工程

應(yīng)用工作，結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)、數(shù)值分析、理論分析成果驗(yàn)證了本標(biāo)準(zhǔn)涉

及研究成果的可靠性。

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（三）研討確定標(biāo)準(zhǔn)主體內(nèi)容

標(biāo)準(zhǔn)編制工作組在對(duì)收集的資料進(jìn)行整理研究之后，召開了標(biāo)準(zhǔn)

編制會(huì)議，對(duì)標(biāo)準(zhǔn)的整體框架結(jié)構(gòu)進(jìn)行了研究，并對(duì)標(biāo)準(zhǔn)的關(guān)鍵性內(nèi)

容進(jìn)行了初步探討。經(jīng)過研究，標(biāo)準(zhǔn)的主體內(nèi)容確定為術(shù)語和定義、

符號(hào)、基本規(guī)定、材料、總體設(shè)計(jì)與構(gòu)造、設(shè)計(jì)施工要求、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、

結(jié)構(gòu)驗(yàn)算、3個(gè)規(guī)范性附錄。

（四）調(diào)研修改形成征求意見初稿

1、調(diào)研情況說明

編制工作組通過調(diào)研區(qū)內(nèi)南寧、柳州、桂林、河池、欽州等多地

鋼管混凝土拱橋建設(shè)情況，同時(shí)也收集了四川、重慶、貴州、湖北、

湖南、福建、浙江等地多座鋼管混凝土拱橋典型工程實(shí)例，為我們本

次地方標(biāo)準(zhǔn)的編制提供經(jīng)驗(yàn)借鑒和參考。

2、形成工作大綱和編制大綱

為確保本標(biāo)準(zhǔn)的編寫工作有序開展，編寫工作組在前期大量的研

究工作的基礎(chǔ)上，于2023年12月下旬完成了《大跨鋼管混凝土拱橋

設(shè)計(jì)技術(shù)規(guī)程》的編制大綱和工作大綱，并經(jīng)內(nèi)部評(píng)審討論后，于

2024年1月25日召開了大綱外部評(píng)審會(huì)，評(píng)審會(huì)針對(duì)大綱共提出了

12條建議和意見。根據(jù)大綱評(píng)審專家的意見，以修改完善后的大綱

作為項(xiàng)目的工作指導(dǎo)，編寫工作組開展了標(biāo)準(zhǔn)正式的編寫工作。

3、形成征求意見稿

2024年3月下旬完成了工作組討論稿，于2024年3月31日召

10

開內(nèi)部討論會(huì)，根據(jù)意見修改完善，形成本次征求意見初稿，2024

年4月9日召開征求意見初稿討論會(huì)，對(duì)征求意見初稿進(jìn)行會(huì)審，根

據(jù)會(huì)審意見修改后形成征求意見稿。

四、標(biāo)準(zhǔn)制定原則和依據(jù)，與現(xiàn)行法律、法規(guī)的關(guān)系，與有關(guān)國家、

行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的協(xié)調(diào)情況

（一）標(biāo)準(zhǔn)制定原則

本標(biāo)準(zhǔn)的編制遵循國家、行業(yè)和廣西壯族自治區(qū)現(xiàn)行有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的

規(guī)定。編寫工作組充分調(diào)研了國內(nèi)外及廣西地區(qū)目前鋼管混凝土拱橋

設(shè)計(jì)的實(shí)際案例、數(shù)據(jù)資料及研究成果，研究和分析了國內(nèi)外及廣西

地區(qū)鋼管混凝土拱橋設(shè)計(jì)的現(xiàn)狀，以及國內(nèi)外鋼管混凝土拱橋設(shè)計(jì)的

發(fā)展趨勢(shì)和新技術(shù)的應(yīng)用狀況。經(jīng)過編寫工作組成員討論，確定標(biāo)準(zhǔn)

編制遵循以下基本原則：

（1）科學(xué)性原則

本標(biāo)準(zhǔn)分析了國內(nèi)外關(guān)于鋼管混凝土拱橋設(shè)計(jì)的建設(shè)現(xiàn)狀和特

點(diǎn)，結(jié)合國內(nèi)及廣西地區(qū)鋼管混凝土拱橋設(shè)計(jì)的實(shí)施現(xiàn)狀，在此基礎(chǔ)

上對(duì)已發(fā)布的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)范、規(guī)程進(jìn)行整理、歸納和分類，建立了

科學(xué)、實(shí)用、合理的鋼管混凝土拱橋設(shè)計(jì)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)。

（2）承接性原則

本標(biāo)準(zhǔn)術(shù)語、符號(hào)、條文盡量與相應(yīng)國家、國際、行業(yè)和地方標(biāo)

準(zhǔn)的規(guī)定內(nèi)容相一致，條文未出現(xiàn)自相矛盾的地方。標(biāo)準(zhǔn)技術(shù)內(nèi)容與

國家、國際、行業(yè)和地方標(biāo)準(zhǔn)兼容，未出現(xiàn)沖突，保證了一致性。標(biāo)

準(zhǔn)技術(shù)內(nèi)容中引用其他標(biāo)準(zhǔn)時(shí)，已明確指出所引用標(biāo)準(zhǔn)的內(nèi)容或名稱，

11

增強(qiáng)了標(biāo)準(zhǔn)的可讀性和可操作性。

（3）可操作性原則

本標(biāo)準(zhǔn)的起草充分調(diào)研了國內(nèi)外、廣西壯族自治區(qū)地區(qū)鋼管混凝

土拱橋設(shè)計(jì)技術(shù)相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的應(yīng)用現(xiàn)狀，征求了高校、設(shè)計(jì)院、施工單

位等領(lǐng)域的專家意見。編寫組在此基礎(chǔ)上進(jìn)過反復(fù)討論和修改，編制

此標(biāo)準(zhǔn)。標(biāo)準(zhǔn)內(nèi)容針對(duì)性強(qiáng)，可操作性高，易于推廣。

（二）標(biāo)準(zhǔn)與現(xiàn)行法律、法規(guī)的關(guān)系，與有關(guān)國家、行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的

協(xié)調(diào)情況

經(jīng)查閱全國標(biāo)準(zhǔn)信息公共服務(wù)平臺(tái)、國家標(biāo)準(zhǔn)全文公開系統(tǒng)以及

廣西交通運(yùn)輸標(biāo)準(zhǔn)項(xiàng)目清單，相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)有兩部：國標(biāo)《鋼管混凝土拱

橋技術(shù)規(guī)范》GB50923-2013、行標(biāo)《公路鋼管混凝土拱橋設(shè)計(jì)規(guī)范》

JTG/TD65-06-2015。

《鋼管混凝土拱橋技術(shù)規(guī)范》GB50923-2013和《公路鋼管混凝

土拱橋設(shè)計(jì)規(guī)范》JTG/TD65-06-2015，均提供了基于構(gòu)件層面承載

力設(shè)計(jì)、體系層面承載力驗(yàn)算的設(shè)計(jì)方法，未給出兩層面承載力自適

應(yīng)設(shè)計(jì)方法、兩層面承載力自適應(yīng)優(yōu)化方法等內(nèi)容。

本標(biāo)準(zhǔn)作為一本地方標(biāo)準(zhǔn)，將成為鋼管混凝土拱橋設(shè)計(jì)遵循的主

要技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)《鋼管混凝土拱橋技術(shù)規(guī)范》GB50923-2013、《公路鋼

管混凝土拱橋設(shè)計(jì)規(guī)范》JTG/TD65-06-2015的補(bǔ)充及備選設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)，

將提供可進(jìn)行鋼管混凝土拱橋兩層面承載力自適應(yīng)設(shè)計(jì)、兩層面承載

力自適應(yīng)優(yōu)化的創(chuàng)新設(shè)計(jì)方法。

標(biāo)準(zhǔn)編制組承諾：本標(biāo)準(zhǔn)的內(nèi)容符合國家相關(guān)法律法規(guī)，技術(shù)要

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求不低于強(qiáng)制性國家標(biāo)準(zhǔn)的相關(guān)技術(shù)要求，與相關(guān)的國家、行業(yè)推薦

性標(biāo)準(zhǔn)協(xié)調(diào)一致，標(biāo)準(zhǔn)的編寫符合GB/T1.1-2020的要求。

五、標(biāo)準(zhǔn)主要條款的說明，主要技術(shù)指標(biāo)、參數(shù)、試驗(yàn)驗(yàn)證

的論述

廣西地方標(biāo)準(zhǔn)《大跨鋼管混凝土拱橋設(shè)計(jì)技術(shù)規(guī)程》主要章節(jié)內(nèi)

容包括：術(shù)語和定義、符號(hào)、基本規(guī)定、材料、總體設(shè)計(jì)與構(gòu)造、設(shè)

計(jì)施工要求、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、結(jié)構(gòu)驗(yàn)算、3個(gè)附錄。

編寫工作組充分調(diào)研了國內(nèi)外及廣西地區(qū)鋼管混凝土設(shè)計(jì)的實(shí)

際案例、數(shù)據(jù)資料及研究成果，研究和分析了國內(nèi)外及廣西地區(qū)鋼管

混凝土設(shè)計(jì)技術(shù)相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)建設(shè)的現(xiàn)狀，以及國內(nèi)外鋼管混凝土設(shè)計(jì)技

術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)和新技術(shù)的應(yīng)用狀況。在此基礎(chǔ)上結(jié)合廣西地區(qū)鋼管混

凝土設(shè)計(jì)技術(shù)工作經(jīng)驗(yàn)，形成了廣西地區(qū)鋼管混凝土設(shè)計(jì)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)。

1.標(biāo)準(zhǔn)名稱

為保證標(biāo)準(zhǔn)的全面性和針對(duì)性，計(jì)劃申請(qǐng)的標(biāo)準(zhǔn)名稱為《大跨鋼

管混凝土拱橋設(shè)計(jì)技術(shù)規(guī)程》。本標(biāo)準(zhǔn)名稱一方面界定了其應(yīng)用范圍

為鋼管混凝土拱橋，另一方面限定了其應(yīng)用范圍為橋梁的設(shè)計(jì)技術(shù)。

2.范圍

本文件適用于廣西壯族自治區(qū)行政區(qū)域內(nèi)公路和市政單肢構(gòu)件

采用圓形截面、啞鈴形截面的鋼管混凝土拱橋設(shè)計(jì)。

3.術(shù)語和定義

本章界定了鋼管混凝土拱橋設(shè)計(jì)技術(shù)的相關(guān)術(shù)語和定義。

4.符號(hào)

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本章對(duì)使用頻次較高的符號(hào)進(jìn)行定義和說明。

5.基本規(guī)定

第5.1.1條：鋼管混凝土拱橋設(shè)計(jì)包括總體設(shè)計(jì)與構(gòu)造要求、結(jié)

構(gòu)設(shè)計(jì)、結(jié)構(gòu)驗(yàn)算等相對(duì)獨(dú)立又相互關(guān)聯(lián)的階段構(gòu)成。

第5.3.1條：鋼管混凝土拱橋主拱穩(wěn)定極限承載力設(shè)計(jì)中，需考

慮材料非線性、幾何非線性的影響計(jì)算得到主拱穩(wěn)定極限承載力，附

錄A工程結(jié)構(gòu)承載力分析的彈性模量縮減法提供了主拱穩(wěn)定極限承

載力計(jì)算方法，附錄C工程結(jié)構(gòu)兩層面承載力設(shè)計(jì)與優(yōu)化方法提供了

基于均勻承載準(zhǔn)則的兩層面承載力設(shè)計(jì)與優(yōu)化方法。采用彈塑性分析

方法計(jì)算主拱穩(wěn)定極限承載力時(shí)，可采用現(xiàn)行行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)《公路鋼管混

凝土拱橋設(shè)計(jì)規(guī)范》JTG/TD65-06提供的鋼管混凝土本構(gòu)關(guān)系。

第5.3.2條：為保障大跨度鋼管混凝土拱橋結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)合理、有效，

在結(jié)構(gòu)計(jì)算和驗(yàn)算中可采用不同計(jì)算軟件和計(jì)算模型進(jìn)行相互驗(yàn)證

和補(bǔ)充，確認(rèn)結(jié)果合理、有效后再應(yīng)用于工程設(shè)計(jì)中。

6.材料

第6.2.3條：鋼管內(nèi)混凝土應(yīng)采用自密實(shí)補(bǔ)償收縮混凝土，參考

廣西地方標(biāo)準(zhǔn)《鋼管混凝土拱橋管內(nèi)混凝土施工技術(shù)規(guī)程》DB45/T

2279-2021混凝土配合比設(shè)計(jì)要求時(shí)，其體積穩(wěn)定性指標(biāo)可?。夯炷?/p>

土3d自生體積變形≥150με，56d自生體積變形≥0με；密閉絕濕環(huán)

境下混凝土自由膨脹率宜控制為0~6×10?4，其穩(wěn)定收斂期為60d。

第6.3.1條：結(jié)合近年來鋼管混凝土混合結(jié)構(gòu)工程實(shí)踐發(fā)展，鋼

管內(nèi)混凝土強(qiáng)度等級(jí)和鋼管材料牌號(hào)的匹配關(guān)系根據(jù)現(xiàn)行國家標(biāo)準(zhǔn)

14

《鋼管混凝土混合結(jié)構(gòu)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)》GB/T51446作出規(guī)定。當(dāng)有可靠

依據(jù)時(shí)，也可采用強(qiáng)度等級(jí)更高的混凝土。

第6.3.2條：式（2）中同時(shí)給出了鋼管混凝土約束效應(yīng)系數(shù)標(biāo)準(zhǔn)

值ξk和設(shè)計(jì)值ξd的計(jì)算方法。ξk是計(jì)算鋼管混凝土組合軸心抗壓強(qiáng)度

標(biāo)準(zhǔn)值fsck、鋼管混凝土構(gòu)件壓彎承載力、鋼管混凝土構(gòu)件抗剪承載

力等物理量的基本參數(shù)，ξd是計(jì)算鋼管混凝土構(gòu)件壓彎承載力設(shè)計(jì)值

等物理量的基本參數(shù)。

第6.3.3條：目前，圓型截面鋼管混凝土組合軸心抗壓強(qiáng)度設(shè)計(jì)

值fsc主要有兩種計(jì)算方法：

計(jì)算方法一：

?sc?1=(1.14+1.02?k)?ck（1）

計(jì)算方法二：

2

?sc?2=(1.212+??d+??d)?cd

0.176?

?=sd+0.974

213（2）

0.104?

?=?cd+0.031

14.4

結(jié)合國內(nèi)外167個(gè)圓形鋼管混凝土軸壓短柱試驗(yàn)數(shù)據(jù)對(duì)比研究

表明，上述兩種計(jì)算方式均與試驗(yàn)數(shù)據(jù)符合良好?，F(xiàn)行行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)《公

路鋼管混凝土拱橋設(shè)計(jì)規(guī)范》JTG/TD65-06采用了第一種計(jì)算方式，

并結(jié)合試驗(yàn)成果對(duì)主管壁厚T>16??時(shí)折減為0.96fsc，本地標(biāo)采用

了現(xiàn)行行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)《公路鋼管混凝土拱橋設(shè)計(jì)規(guī)范》JTG/TD65-06中fsc

計(jì)算方法，與167個(gè)試驗(yàn)數(shù)據(jù)的對(duì)比情況如圖1所示。按本標(biāo)準(zhǔn)選用

?sc計(jì)算的短柱軸壓承載力為?c，試驗(yàn)的軸壓承載力為?t，?c??t的均

值為0.88，變異系數(shù)為0.13。

15

4000

Nc/kN3000

2000

1000

軸壓短柱受壓承載力計(jì)算值0

0.01000.02000.03000.04000.0

軸壓短柱受壓承載力試驗(yàn)值Nt/kN

圖1軸壓短柱承載力計(jì)算值與試驗(yàn)值對(duì)比

條文中同時(shí)給出了圓型截面鋼管混凝土組合軸心抗壓強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)

值fsck和設(shè)計(jì)值fsc的計(jì)算方法。fsck是計(jì)算鋼管混凝土組合彈性軸壓模

量Esc的基本參數(shù)，fsc是計(jì)算鋼管混凝土構(gòu)件壓彎承載力的基本參數(shù)。

第6.3.4條：圓形截面鋼管混凝土組合彈性軸壓模量?sc采用了現(xiàn)

行國標(biāo)《鋼管混凝土結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)范》GB50936的計(jì)算方法，也可根

據(jù)現(xiàn)行行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)《公路鋼管混凝土拱橋設(shè)計(jì)規(guī)范》JTG/TD65-06中?sc

表選用，兩者基本相同。

7.總體設(shè)計(jì)與構(gòu)造

第7.1.3條：對(duì)于提籃式主拱，在保持拱肋間距不變下，拱肋小

角度內(nèi)傾可一定程度地提高拱肋穩(wěn)定性，研究表明內(nèi)傾角度宜在5°

~10°。

第7.1.4條：工程實(shí)踐中為了便于加工和安裝，鋼管混凝土拱橋

的拱肋構(gòu)件多采用了等徑管，本標(biāo)準(zhǔn)建議拱肋構(gòu)件宜采用等徑管。當(dāng)

采用不同壁厚時(shí)，等徑拱肋的壁厚種類不宜大于4種。采用變徑管時(shí)，

16

拱肋不宜采用大于3種的變徑管。

第7.1.8條：系桿拱橋在橋面梁架設(shè)完成后再安裝系桿支撐架及

永久系桿，在此之前需要張拉一個(gè)臨時(shí)系桿以平衡橋墩的水平推力。

為經(jīng)濟(jì)合理地利用臨時(shí)系桿，建議系桿布設(shè)采用永臨結(jié)合方案，同時(shí)

注意避免橋面梁吊裝過程的干擾，對(duì)系桿做好保護(hù)措施。

第7.1.9條：中、下承式拱橋傳統(tǒng)橋面系多采用橫梁受力為主、

無加勁縱梁的傳力體系，然而近年來采用這類傳力體系的拱橋發(fā)生了

多起因吊桿斷裂后橋面落梁的惡性事故。為避免發(fā)生該類事故，中、

下承式拱橋橋面系應(yīng)采用整體性結(jié)構(gòu)，現(xiàn)行國家標(biāo)準(zhǔn)《鋼管混凝土拱

橋技術(shù)規(guī)范》（GB50923-2013）對(duì)此做出了明確的要求，橋面系宜采

用由縱梁和橫梁組成的格子梁體系，或采用有縱向加勁梁的橫梁體系。

橋面系計(jì)算時(shí)，應(yīng)對(duì)任意一對(duì)吊桿失效后的不利工況進(jìn)行結(jié)構(gòu)安全驗(yàn)

算。

第7.1.10條：橋面系橫梁單跨跨度較大時(shí)，橫梁中間位置會(huì)存在

比較大的撓度，對(duì)橋面橫坡的影響十分明顯，故要求此情況下橋面系

橫梁加工應(yīng)考慮橫向預(yù)拱度。

第7.1.11條：橋面系端橫梁位于主橋和引橋交界處，引橋至主橋

剛度通常變化較大，在橋面跳車荷載等作用下常引起伸縮縫松動(dòng)等病

害，適當(dāng)加大端橫梁的剛度，可減少該類病害的發(fā)生。

第7.1.12條：上承式拱橋拱上建筑對(duì)主拱圈受力影響較大，而主

拱圈受力變化又將影響主梁的結(jié)構(gòu)受力，因此橋面梁的受力必須考慮

主拱、立柱對(duì)橋面系局部承載能力和變形的影響，采用預(yù)制T梁、小

17

箱梁裝配式構(gòu)件的橋面系應(yīng)進(jìn)行專項(xiàng)驗(yàn)算。

第7.1.13條：采用三支座以上支座時(shí)，在橋面系施工過程或后期

運(yùn)營過程中易出現(xiàn)部分支座脫空問題，不利于橋面系受力。

8.設(shè)計(jì)施工要求

第8.1.3條：采用斜拉扣掛施工方法時(shí)，扣點(diǎn)形式主要有承壓式

和錨拉板形式，其中錨拉板形式（圖2）具有結(jié)構(gòu)簡單、加工焊接方

便的優(yōu)點(diǎn)，近年來廣泛應(yīng)用在拱橋施工中。錨拉板式扣點(diǎn)宜采用外加

勁形式，避免對(duì)管內(nèi)混凝土灌注產(chǎn)生影響。

圖2錨拉板形式的扣點(diǎn)示意圖

第8.1.7條：鋼管混凝土拱橋是高次超靜定結(jié)構(gòu)，拱肋軸線偏位、

拱圈高程、對(duì)稱點(diǎn)高差、相鄰拱肋高差和拱肋接縫錯(cuò)邊等偏差對(duì)構(gòu)件

內(nèi)力、主拱穩(wěn)定極限承載力均有影響，為使結(jié)構(gòu)分析和驗(yàn)算合理可靠，

需要對(duì)施工過程中的上述偏差進(jìn)行控制。

第8.1.8條：參考現(xiàn)行行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)《公路鋼管混凝土拱橋設(shè)計(jì)規(guī)范》

JTG/TD65-06，管內(nèi)混凝土脫空應(yīng)符合以下要求：

1、鋼管混凝土球冠形脫空率大于0.6%，或脫空高度大于5mm

時(shí)，應(yīng)對(duì)鋼管內(nèi)混凝土脫空進(jìn)行修補(bǔ)灌注。

2、鋼管混凝土主拱不應(yīng)出現(xiàn)周邊均勻形脫空的缺陷。

9.結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

18

第9.1.1條：鋼管混凝土拱橋根據(jù)成橋后最不利作用組合進(jìn)行設(shè)

計(jì)，其他工況及施工過程影響可在結(jié)構(gòu)驗(yàn)算中進(jìn)行。單跨跨徑超過

300m的鋼管混凝土拱橋應(yīng)開展主拱穩(wěn)定極限承載力設(shè)計(jì)，保障主拱

非線性穩(wěn)定承載安全，并宜采用主拱兩層面承載力優(yōu)化設(shè)計(jì)獲得承載

安全、耗材經(jīng)濟(jì)的設(shè)計(jì)方案。

第9.1.2條：鋼管混凝土拱橋既要保證在設(shè)計(jì)荷載下處于彈性狀

態(tài)，避免結(jié)構(gòu)在重復(fù)荷載下發(fā)生塑性積累，同時(shí)為節(jié)省材料、控制造

價(jià)，應(yīng)允許結(jié)構(gòu)在極限荷載作用下局部進(jìn)入彈塑性狀態(tài)，但不能發(fā)生

非線性穩(wěn)定破壞，因此需要同時(shí)進(jìn)行構(gòu)件承載力和主拱穩(wěn)定極限承載

力分析，即進(jìn)行結(jié)構(gòu)兩層面承載力設(shè)計(jì)。

附錄A提供了主拱穩(wěn)定極限承載力計(jì)算方法，附錄C提供了基

于均勻承載準(zhǔn)則的工程結(jié)構(gòu)兩層面承載力設(shè)計(jì)與優(yōu)化方法。

第9.2.1條：鋼管混凝土拱橋設(shè)計(jì)計(jì)算模型應(yīng)對(duì)主拱結(jié)構(gòu)進(jìn)行完

整建模，主拱和立柱宜采用梁單元模擬，橋面系結(jié)構(gòu)可以對(duì)各構(gòu)件進(jìn)

行精細(xì)建模與劃分單元，也可采用等效剛度、荷載和約束條件的簡化

方式模擬，橋臺(tái)、橋墩等根據(jù)實(shí)際情況采用相應(yīng)的約束條件模擬。

第9.2.2條：拱肋采用梁單元模擬時(shí)，結(jié)構(gòu)響應(yīng)分析結(jié)果受梁單

元?jiǎng)澐志扔绊?，研究表明拱肋?gòu)件節(jié)間劃分梁單元數(shù)大于4個(gè)時(shí)，

結(jié)構(gòu)響應(yīng)分析結(jié)果差別不大，可滿足設(shè)計(jì)精度要求。采用桿單元模擬

的軸力作用構(gòu)件應(yīng)劃分為1個(gè)單元。

第9.3.5、9.3.6條：鋼管混凝土軸心受拉構(gòu)件承載力和受剪構(gòu)件

承載力驗(yàn)算采用了現(xiàn)行行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)《公路鋼管混凝土拱橋設(shè)計(jì)規(guī)范》

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JTG/TD65-06的計(jì)算方法，并提供了構(gòu)件承載力不滿足要求時(shí)的截面

調(diào)整方法。

第9.4.1條：鋼管混凝土拱橋主拱穩(wěn)定極限承載力計(jì)算中，材料

參數(shù)宜采用標(biāo)準(zhǔn)值，荷載組合宜采用成橋后最不利荷載組合的標(biāo)準(zhǔn)值；

主拱非線性穩(wěn)定安全系數(shù)限值可以根據(jù)工程需求確定，也可沿用現(xiàn)行

行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)《公路鋼管混凝土拱橋設(shè)計(jì)規(guī)范》JTG/TD65-06取1.75，分

析表明現(xiàn)有鋼管混凝土拱橋主拱非線性穩(wěn)定安全系數(shù)多在2.00以上。

當(dāng)材料參數(shù)和荷載組合采用設(shè)計(jì)值和基本組合時(shí)，主拱非線性穩(wěn)定安

全系數(shù)限值，可以根據(jù)工程需求取大于1.00的數(shù)值。

第9.5.1條：主拱兩層面承載力優(yōu)化設(shè)計(jì)的約束條件主要有2項(xiàng)：

（1）構(gòu)件承載力要求；（2）主拱穩(wěn)定極限承載力要求。在上述2項(xiàng)

約束條件下，兩層面承載力設(shè)計(jì)方法通過均勻承載準(zhǔn)則調(diào)整構(gòu)件截面

實(shí)現(xiàn)主拱優(yōu)化。附錄C為構(gòu)件與主拱非線性穩(wěn)定兩層面承載安全需

求提供了設(shè)計(jì)方法，同時(shí)在保證結(jié)構(gòu)兩層面承載安全的前提下能夠優(yōu)

化結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度分布和剛度分布，使結(jié)構(gòu)中各構(gòu)件的承載性能趨于最佳。

10.結(jié)構(gòu)驗(yàn)算

第10.1.1條：第9章對(duì)鋼管混凝土拱橋進(jìn)行了單肢構(gòu)件和主拱穩(wěn)

定極限承載力的設(shè)計(jì)與優(yōu)化，本節(jié)補(bǔ)充要求對(duì)主拱進(jìn)行組合受壓構(gòu)件

承載力驗(yàn)算。

第10.1.2條：主拱鋼管混凝土分期灌注過程中，節(jié)點(diǎn)破壞模式不

相同，需要對(duì)支管內(nèi)力和穩(wěn)定承載力進(jìn)行控制，保證節(jié)點(diǎn)的承載安全。

第10.1.4條：用空間線彈性有限單元法進(jìn)行主拱彈性穩(wěn)定性分析，

20

可以反映主拱面外失穩(wěn)模態(tài)。應(yīng)保證主拱整體彈性失穩(wěn)前不發(fā)生局部

彈性失穩(wěn)，即局部結(jié)構(gòu)穩(wěn)定系數(shù)應(yīng)大于主拱整體穩(wěn)定系數(shù)。

第10.2.1條：鋼管混凝土拱橋正常使用極限狀態(tài)驗(yàn)算所采用的作

用組合，需符合現(xiàn)行行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)《公路橋涵設(shè)計(jì)通用規(guī)范》JTGD60的

有關(guān)規(guī)定，采用頻遇組合和準(zhǔn)永久組合。

第10.2.2條：豎向撓度幅值DAd和橋面梁（板）豎向撓度DBd驗(yàn)

算時(shí)，車道荷載不計(jì)沖擊力的影響。

11.附錄A

第A.1.1條：彈性模量縮減法（ElasticModulusReductionMethod，

簡稱為EMRM）是一種近年來提出的結(jié)構(gòu)體系承載力（包括主拱穩(wěn)

定極限承載力，下同）計(jì)算的塑性極限分析方法，該方法利用齊次廣

義屈服函數(shù)定義單元承載比，然后根據(jù)單元承載比的分布特征參數(shù)建

立高、低承載單元的自適應(yīng)識(shí)別準(zhǔn)則，進(jìn)而利用變形能守恒原理建立

高承載單元的彈性模量縮減策略，據(jù)此模擬結(jié)構(gòu)的剛度損傷，實(shí)現(xiàn)內(nèi)

力重分布，并結(jié)合彈性迭代分析搜索出結(jié)構(gòu)失效模式，最終在結(jié)構(gòu)失

效模式上應(yīng)用塑性極限分析下限定理求得結(jié)構(gòu)體系承載力。EMRM

已在鋼管混凝土拱橋結(jié)構(gòu)體系承載力分析和兩層面承載力設(shè)計(jì)中得

到了良好的理論驗(yàn)證和工程應(yīng)用。該方法主要有3個(gè)分析步驟：（1）

建立結(jié)構(gòu)有限元計(jì)算模型。（2）對(duì)結(jié)構(gòu)進(jìn)行線彈性迭代分析。（3）識(shí)

別高、低承載單元并縮減高承載單元彈性模量，搜索出失效模式，求

得結(jié)構(gòu)體系承載力。

模型拱實(shí)例：四肢鋼管混凝土桁式拱計(jì)算模型如圖3所示，拱軸

21

線為二次拋物線，在拱頂作用一對(duì)集中荷載，計(jì)算跨徑L=9.0m，矢

高f=1.8m，矢跨比為0.2，桁式拱斷面寬度B=0.4m，高度H=0.4m，

上下弦桿尺寸為?89×4.0mm，腹桿和綴管尺寸為?48×2.0mm，鋼

材屈服強(qiáng)度fy=260MPa，彈性模量Es=2.1×105MPa，混凝土立方

體抗壓強(qiáng)度fcu,k=31.6MPa。

P

8m

1.

4.5m4.5m

（a）計(jì)算模型正視圖

（b）有限元模型

圖3鋼管混凝土桁式拱計(jì)算模型

采用本標(biāo)準(zhǔn)計(jì)算參數(shù)和EMRM法求解桁拱體系極限承載力，與

試驗(yàn)值之間誤差為2.7%，對(duì)比情況見表1。

表4計(jì)算結(jié)果對(duì)比

本標(biāo)準(zhǔn)方法

試驗(yàn)值/kN

計(jì)算值/kN計(jì)算誤差%迭代步數(shù)計(jì)算時(shí)間/s

510497.12.71458.