系杆拱又可称为简支梁拱组合体系。可分为先拱后梁和先梁后拱两种方法。

系杆拱，

又可称为简支梁拱组合体系。在我国有较大的发展，尤以江浙一带较为突出。拱桥多建在基础较好的山区，平原地区修建拱桥基础处理比较麻烦，据调查资料，平原地区修建的拱桥几乎都出现了类似桥台位移，拱顶下降，拱肋开裂问题。系杆拱桥通过在系梁内施加预应力，抵消拱肋推力，使桥墩（台）无需承受推力，可以象连续梁一般修建桥墩（台），解决了平原地区拱桥出现的问题。系杆拱除在美观上胜于普通梁桥外，造价上也有较大优势。系杆拱主梁建筑高度可在跨径的1/50左右，满足通航要求前提下，可最大限度降低桥面标高，缩短引桥长度，节省工程造价。已修建的桥梁中，主跨50m的系杆拱建筑高度只有80cm，同简支梁相比可减少建筑高度1.8m左右，同连续梁相比可减少1.0m左右，其经济优势是不言而喻的。根据桥面宽度不同，拱肋可布单片、双片、三片甚至四片。施工可分为先拱后梁和先梁后拱两种方法。

下承式系杆拱桥造型优美，跨越能力大，采用钢与混凝土结合桥面后，与混凝土梁桥相比，具有建筑高度低，一期恒载作用小等特点，在桥下净空要求较高且桥上受线路坡度限制时，还能减少引桥的长度；与明桥面(不设桥面板，钢轨和枕木直接铺在纵梁上)钢桥相比，具有刚度大，行车噪声小，乘客舒适度高等优点。

试验荷载的施加和测试方法

1 加载工况 ：

为研究桥梁在不同荷载作用下的受力特性，同时检验结构在运营阶段能否满足高速铁路桥梁的功能要求，在考虑加载能力与试验条件等因素后，确定 5 种试验工况：

a、工况 1：全桥均布，按 50 kN/m 加载。

b、工况 2：半桥均布，按 50 kN/m 加载。

c、工况 3：全桥偏载，按50 kN/m 加载。其中：纵梁1 和2 按 30.45 kN/m 加载，纵梁 3 和4 按19.55kN/m 加载。

d、工况4：半桥偏载，按50 kN/m 加载，加载方式与工况 3 的相同，但只在左半桥加载。

e、工况5：全桥均布，超载，按 84.75 kN/m 加载，其中，一期恒载补载 32.1 kN/m，二期恒载为23.1kN/m，1.5 倍双线全桥满布 ZK 活载为 29.55 kN/m。

对于工况 5，为了模拟实桥受力状态，在一期恒载进行补载。其主要原因是：在自重作用下，为保证模型和实桥应力一致， 模型材料容重应为实桥的 8 倍，这实际上不可能做到，因此，采取了补载措施。

2 加载方法 ：

实桥所受荷载为均布荷载。试验加载时，按荷载等效原则，选择在纵梁上方混凝土板施加等效集中荷载来替代。

3 测点布置和测试方法 ：

试验主要测试桥梁位移和应力。测量位移时，顺桥向分别在桥头以及 L/8，L/4，3L/8 和 L/2 处布置测点，横桥向分别在横梁正中、横梁与外纵梁交接处和横梁与系梁交接处布置测点。

试验结果及分析

1 计算软件及分析模型的建立 ：

根据试验模型结构尺寸，采用通用有限元软件包ANSYS 建立空间力学模型，模型中，拱肋采用 3 节点空间曲梁单元 beam189，系梁、纵、横梁、横撑和吊杆则采用空间直梁单元 beam44，混凝土板采用空间壳单元 shell63。在钢与混凝土板结合区域，不考虑两者之间的滑移，边界条件按实际情况施加。

2 位移 ：

高速铁路对桥梁刚度要求较高。

a、桥梁刚度较大，在荷载 50 kN/m 作用下(相当于倍双线 ZK 活载的2.54 倍)，工况 1~4 的竖向挠度最大为 11.46 mm，挠跨比为 1/1 527，依然满足规范要求。

b、工况1 的竖向挠度约为工况2 的一半，工况 3的竖向挠度约为工况 4 的一半。说明荷载相同时，半桥加载引起的挠度比全桥加载的大。

c、工况 3 和 4 在偏载作用下，采用钢与混凝土结合桥面后，桥梁侧向刚度和抗扭刚度都较大，抵御偏载能力也较强。

d、工况5 的挠度和荷载都约为工况1 的1.68 倍，说明在运营阶段，桥梁一直在线弹性范围内工作。

e、各工况的位移实测值与计算值较吻合。

3 应力包括以下几项：

1） 拱肋应力 ；2） 系梁应力； 3 纵梁应力；4 横梁应力； 5 吊杆应力；6 横撑应力 ；7 混凝土板应力 ；

钢管混凝土拱桥的施工比较复杂，对结构变形的控制要求较高。为保证该桥施工过程中的安全及完工后达到设计要求，对该桥施工过程进行全过程监控十分必要。

本桥特点：①拱、梁施工采用满堂支架法，先系梁、后拱；②系梁采用满堂支架现浇；③拱设置有制造预拱度；④吊杆内力需要调整；⑤系梁未设计预拱度；⑥拱肋钢管直接埋入拱脚混凝土中，其定位精度要求高；⑦拱脚内钢束布置较多，且和拱肋钢管交叉，施工难度较大。

系梁线形控制

系梁跨度 96 m，为二向预应力体系( 拱脚段为三向) ，且设计要求一次浇筑完成，混凝土施工难度较大。在系梁施工过程中，支架变形、吊杆张拉都会影响系梁线形。如果系梁线形误差过大，必将引起吊杆安装困难或引起吊杆在拱肋、系梁吊杆孔内不顺畅。不仅影响后期减震装置的安装，还将直接影响吊杆的耐久性。为此，在施工过程中，应特别注意控制系梁高程、平面位置的精度。

系梁应力测试

主要对系梁控制截面顶部应力进行测试，得到拆架、张拉吊杆、铺设铺装层时系梁应力，并与理论计算值进行对比。

拱脚内预埋拱段定位控制

拱脚段钢管拱肋直接埋入拱脚段混凝土内，且和纵、横向预应力钢束交叉，其定位精度将直接影响后期拱肋的线形。因此在浇筑系梁混凝土前，应严格控制预埋钢管空间坐标、倾角，以防在浇筑混凝土后发现偏位而返工的后果。

拱肋线形控制

拱肋空间位置决定拱轴受力状态。本桥拱肋制造设预拱度，在安装时应按带预拱度的设计坐标定位，且应考 虑支架本身的竖向变形。即在安装各拱段时，拱段间接头处应设置考虑支架本身竖向变形、制造预拱度引起的预拱度。

拱肋内力监测

在拱脚、拱顶等控制截面设置应力测点，得到拆除拱肋支架、浇筑拱内混凝土、张拉吊杆、铺装附属设施等主要工序时拱肋的内力变化，并与理论计算值进行对比，验证拱肋受力情况。

吊杆内力测试

在张拉过程中，除由张拉千斤顶控制张拉力外，应采用索力测试仪监控吊杆锚固后的内力，以确保吊杆内力在锚固后达到设计要求。

吊杆内力调整顺序确定

按设计要求，在完成桥面附属设施、道砟后，需测量各吊杆内力，并根据情况进行调整。由于系梁、拱肋变形和各吊杆内力相互耦合，因此，在张拉吊杆前，需提前对各吊杆张拉顺序、张拉力大小进行理论分析，确定张拉顺序，以指导吊杆内力调整施工。

支架结构受力复核及变形监测

支架结构作为本桥主要临时受力结构，在搭设前应对其进行内力、结构形式复核；同时对施工过程中支架的变形进行检测，以确保全桥施工过程安全。

系杆拱桥是指由拱、系杆（或系梁）、吊杆和桥面板等协同工作的组合结构桥梁，以系杆（梁）承受拱脚水平推力为特征。按照承载形式，又可以分为下承式、中承式和上承式。相对而言，已建的绝大多数的系杆拱桥都是中、下承式。所谓系杆拱即是设置通长的系杆（梁），拱肋与系杆（梁）之间设置吊杆或立柱，它通过系杆拉力来平衡拱脚的水平推力，使结构成为无推力或少推力的结构，故也称为自平衡拱桥或自锚式拱桥。这种自平衡拱桥，在地质条件不适合修建有推力拱的地区尤其具有竞争力。

中承式提篮拱

中承式提篮拱桥的空间结构效应比较明显，拱肋对称往桥梁中心倾斜，拱轴线为空间曲线，两片拱肋在拱顶间距小，在拱脚间距大，外形类似中国传统的竹篮手柄，因而得名“提篮拱”。提篮拱虽然拱肋内倾，却给人平稳、和谐、舒适的感觉，这主要是拱肋内倾形成“人”字结构，似乎可以相互支撑，并不会造成将要倒塌的感觉。

提篮拱桥具有空间曲线的优美，一般为三跨，从纵桥向看，主拱及两个半拱 （曲梁） 三跨拱桥一字排开，就像一只展翅欲飞的“飞燕”，景观造型极佳，成为城市的一处胜景。

中承式平行垂直拱

垂直拱受力合理，所以它的经济性突出，结构尺寸相对较小，节省材料，造价低廉。与倾斜拱相比，不论是恒载还是活载作用下，垂直拱的拱肋弯矩、轴力均最小，吊杆拉力也最小，但系杆拉力却比倾斜拱略大。垂直拱在一阶失稳模态下的弹性稳定系数比提篮拱小、比外倾拱大。但对于大跨径的垂直拱来说，在考虑材料非线性和几何非线性等多种因素情况下，它的非线性稳定却比倾斜拱要高，极限承载力也比倾斜拱大。由此可见，从结构受力来说，中承式垂直拱桥的功能性较强，传力直接，价廉物美，所以得到了广泛、长久的普遍应用。

中承式外倾拱

出于对新结构及景观的追求，在垂直拱及提蓝拱的基础上又发展了外倾拱桥。外倾拱桥以其新、奇、特的感官刺激满足了人们的求变心态。外倾拱桥典型的结构型式为中承式，拱脚固结，在拱肋与桥面相交处设置强劲的横撑 （横梁），桥面以上一般不设风撑，好似敞开了宽阔的胸怀，显得生动而大气。外倾拱桥给人的感觉与传统的垂直拱或提篮拱的稳重朴实感完全相反，它给人的是一种奇特、变异、新颖的不平衡感，符合现代的思想和风尚。