大跨度拱桥设计计算及工程实例
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大跨度下承式钢箱提篮拱桥设计摘要:下承式钢箱提篮拱桥兼具简支梁桥对地基的适应性及拱桥的跨越能力,又具有优美的线型及轻盈的外观,是目前大跨径城市桥梁中优先考虑的桥型方案。
本文结合韶关市金凤大桥的结构设计思路来探讨该类桥梁的设计要点及力学性能,为同类建设条件下的桥梁设计提供参考。
关键词:下承式钢箱提篮拱;应力验算;桥梁设计0 引言下承式钢箱提篮拱桥是由拱肋、吊杆、系杆、桥面系等组成的外部静定而内部超静定的桥梁结构[1]。
它保持了拱桥的力学特性及强大的跨越能力,同时拱圈的波浪造型又具有飘逸的美感,在现代城市桥梁中备受青睐。
与此同时,为了满足桥梁创新性发展需求,对钢箱提篮拱桥结构力学特性、抗震性能及创新改良方向的深入研究也成为当前重要的工程课题。
1 工程概况韶关市金凤大桥建设工程位于韶关市西河片区与十里亭片区交界处,路线呈南北走向,跨越武江连接省道S248,路线全长 1548米,为城市主干道,双向六车道。
桥位处武江桥面宽度达260m,为Ⅲ级航道,综合考虑桥位处路线走向与水流方向的夹角、通航净宽、桥墩紊流区[2]宽度等设计因素及经济性、景观性等客观因素,金凤大桥主跨采用下承式钢箱系杆拱桥方案,主跨跨径为185 m,设计速度50km/h,该处地震动峰值加速度为0.05g[3]。
2 主桥结构设计2.1 总体设计金凤大桥桥跨组合为2×30m+60m+185m+60m+3×30m,桥梁全长460m,主桥标准横断面为2.5m人行道+ 4m拱肋+3m非机动车道+11.5m机动车+ 0.5m防撞墙+11.5m机动车+ 4m拱肋+3m非机动车道+2.5m人行道=42.5m。
主桥为单跨185m 跨下承式钢箱提篮拱桥,引桥上部采用预应力混凝土现浇箱梁及简支钢箱梁,下部结构主墩采用门式墩,引桥采用方柱墩,桥台为柱式台、座板式台,桩基为钻孔灌注桩基础。
图1 主桥总体布置图(单位:cm)2.2 主桥上部结构设计主桥结构为提篮式钢箱拱,由矩形钢箱拱肋,分离式钢箱系梁,柔性吊杆与整体桥面系组成。
大跨径钢管混凝土拱桥施工技术文章以计算跨径为338m的上承式钢管混凝土拱桥的施工为例,简要介绍了缆索吊机施工,拱座和交界墩施工,钢管拱肋的加工制造、预拼、吊装以及混凝土浇筑等施工方法,以供同类工程参考。
标签:拱桥;缆索吊;钢管拱肋;1工程简介位于沪蓉国道主干线湖北段某特大桥全长503.548m,主桥为计算跨径338m 的上承式钢管混凝土拱桥,交界墩位于拱座顶面,拱上桥跨布置为三联6×20m 共360m连续空心板结构,桥面结构分幅设计。
主拱圈采用变截面悬链线,拱轴线矢跨比1/5,拱轴系数m=1.543,拱顶截面上下弦中心高度4.9m,拱脚截面上下弦杆中心高度7.9m;拱上立柱采用双排钢管混凝土排架,立柱盖梁采用钢箱梁。
2总体施工思路钢管拱桥的施工由基础明挖开始,拱座、墩身墩帽、桥台施工,钢管拱工厂制造、预拼、涂装、运输、现场组拼成桁架,安装拱上建筑以及上部结构等工序组成。
钢管拱采用缆索吊吊装方案,拱肋的拼装采取悬臂扣挂,拱肋预拼场设于桥下,拱肋通过组装预拼成单元节段运送至拱桥跨中、由缆索吊整体吊装。
3主要施工方法3.1、缆索吊施工用于吊装钢管拱肋的缆索吊机主跨466m,矢跨比为13.4,垂度34.65m,最大垂度38.6m,两岸边锚距均为42m。
缆索吊设两组承重主索(2×8ф60钢丝绳),四台跑车;主索在塔顶鞍座位置可横向移动,横向移动范围沿桥中心线上下游各7.75m,以满足横桥向不同位置、不同吊重吊装的需要。
缆索吊总体方案示意图缆索吊机的主要设备和机具有:承重索、起重索、牵引索、压塔索、缆风索、扣索、塔架、地锚、滑轮、电动卷扬机及跑车等。
缆索吊总体施工顺序:缆索吊机锚碇、塔座基础、缆风绳及卷扬机基础施工→塔架拼装→卷扬机系统、塔顶索鞍走道梁与索鞍安装→缆索系统绳索安装→跑车及吊点安装→缆索吊机试吊。
3.2拱座(含引桥墩基础、缆索吊锚碇、扣索锚碇)施工拱座基坑施工采取由上至下、逐级开挖、边开挖边防护的方法,以爆破开挖为主,机械开挖为辅。
王金磊,等:大跨度上承式钢箱桁肋拱桥设计 谥加齐缶州加淼I!用韶设大跨度上承式钢箱桁肋拱桥设计王金磊,窦巍(安徽省交通规划设计研究总院股份有限公司;公路交通节能环保技术交通运输行业研发中心,安徽合肥230088)摘要:本文结合宜宾至昭通高速公路彝良(川滇界)至昭通段白水江特大桥,通过对主跨330m ±承式钢箱桁肋拱桥结构尺寸及结构性能进行分析,建立全桥的有限元模型,计算结果表明受力指标均满足规范要求。
关键词:高速公路;上承式钢箱桁肋拱桥;有限元模型中图分类号:U44& 22+4文献标识码:A文章编号:1673-5781(2019)01-0045-030引 言钢桁架拱桥具有跨越能力大、承载能力的高特点,在山区 高速公路对于跨越典型“V ”形谷地形具有很大优势⑴。
依托云南省云南省宜宾至昭通高速公路彝良(川滇界)至昭通段白 水江特大桥为实例,对其方案、结构尺寸、受力性能进行研究分 析,为同类桥梁设计提供有价值参考。
1工程背景及方案设计白水江特大桥跨越一深切“V ”字形河谷,河谷两岸呈陡坎地形,自然坡度45°〜82°。
桥面与水面高差272m,道路设计线与地形交线宽度446m 。
桥梁方案设计时,由于两岸边坡陡峭,桥墩基础难以设立,从墩高与跨径协调的角度出发,适宜的主跨布置应在260m 以上,可供选择的主桥桥型主要有连续刚 构、斜拉桥、矮塔斜拉桥、拱桥和悬索桥。
结合总体路线,考虑结构受力要求和施工工艺复杂程度,兼 顾经济,并注重与周边环境的整体协调,经综合比选后,拟定的方 案是330m 上殿钢箱桁架拱桥。
白水江特大桥全长755. 8m,桥跨布置为:11 X 30m (预制T 梁)+ 22X16m (上承式钢箱桁肋拱桥,其中主拱圈跨径为 330m ) + 2X33. 5m (预制T 梁),其中主桥跨越白水江所在峡谷。
2主桥结构设计2.1主桥总体设计白水江特大桥主桥桥面系统跨径布置为22X16 = 352m,主拱圈跨径330m,上承式钢箱桁肋拱桥,计算跨径330m,矢高60m,矢跨比1/5. 5,拱轴系数1. 5。
大跨度宽幅高低差系杆拱桥结构整体顶推施工工法1 前言随着我国城市建设的高速发展和钢结构桥梁设计、制造、施工等方技术的日益成熟与发展,钢结构桥梁已广泛应用铁路、公路、公铁两用桥及人行天桥。
钢结构桥梁以其良好的受力性能和自身环保可回收的特点将逐渐代替混凝土桥梁,可有效缓解交通压力,促进城市经济和社会的健康发展。
为满足城市道路和河道运输交通发展的需要,水中无支承结构的大跨度宽幅系杆拱桥结构不断涌现,其结构稳定性高、能满足造型和艺术要求。
如何快速、安全、保质的完成大跨度宽幅高低差系杆拱桥结构施工仍是国内施工难题。
南部新城冶修二路桥设计形式为大跨度宽幅高低差线形系杆拱桥结构,由三片拱肋及系梁组成,之间采用横梁连接,横梁上方铺设U肋桥面板,拱顶设置横撑,外侧设置悬挑人行托架。
该结构体系的构造见下图所示。
常规桥梁施工采用浮吊配合水中支撑完成梁段拼装后卸载,因河道通航限制,无法在水中搭设过密支撑胎架,对此,项目部成立科研攻关小组,通过调查研究、工程类比、模拟实验、优化创新,进一步提炼形成本工法。
共形成发明专利4项、实用新型专利6项,论文8篇,省部级工法1项。
本工法于2019年8月8日通过了江苏省南京市城乡建设委员会工法关键技术论证,技术具有明显的创新性,成熟可靠、社会经济效益显著。
关键技术于2020年5月18日经中国钢结构协会鉴定达国际先进水平,其中不同高差平面顶推技术成果达到“国际领先水平”。
图1.1-1 大跨度宽幅高低差线形系杆拱桥结构示意图2 工法特点1不受桥梁安装位置自然条件限制,可远离桥址在适合桥梁拼装的场地施工,具有一定的机动性和自由性,顶推施工过程中对河道通航占用时间少。
2钢梁拼装可与桥台混凝土施工同步进行,缩短现场施工工期,不受河道汛期影响。
3整体顶推施工设备和顶推抄垫垫块可一次组拼,重复使用,减少投入,节约材料;定型式垫块具有在工厂提前预制的优点。
4步履式液压千斤顶顶推水平力较小安全可靠;顶推作业施工顺序明确,可组织进行流水施工作业,施工高效,劳动投入低,成本投入低,施工控制有保障。
大跨度石拱桥施工方案范文_pdfW济南某工程公司某工程项目部筑龙网二○○二年三月三十一日WW.ZHULONG.COM一、工程概况:(一)工程概况某某路改建工程第某某合同段k18+414.6米处有一座30米跨石拱桥,桥宽23米,在该次道路改建时的同时,将原有23米拱桥两边各加宽15米,使整座桥梁宽度变为53米。
设计拱桥加宽部分结构与旧桥相同,桥跨度30米,主拱圈为等截面悬主拱圈矢高3.75米,桥梁下部为重力式U型砌石桥台。
该桥设计荷载为汽(二)主要工程量筑龙网WWW.ZHULO用细料石,拱圈所用砂浆标号为12.5号水泥砂浆,块石标号不小于60号。
NG超-20,挂-120,主拱圈及腹拱圈材料设计均为花岗岩粗料石,拱脸部分采.CO链线,厚度为105cm,矢跨比1/8,腹拱圈为等截面圆弧,净矢跨比为1/4。
M主要工程量序号1234567891011121314151617181920212223242526项目10#浆砌粗料石主拱圈10#浆砌细料石拱脸7.5#浆砌粗料石腹拱圈7.5#浆砌块石腹拱圈7.5#浆砌块石腹拱墩7.5#浆砌块石侧墙7.5#浆砌片石侧墙7.5#浆砌片石台身7.5#浆砌块石台身7.5#浆砌片石护拱拱上填料7.5#浆砌片石台基40#水泥砼Ⅰ级钢筋7.5#浆砌片石锥坡单位工程量备注m3m3m3m3m3m3m3.ZWWW龙网7.5#浆砌片石锥坡基础砂砾垫层锥心回填筑台背排水碎石层30cm台背排水夯实粘土25cm台背透水性材料石雕护栏25#水泥砼护栏座7.5#浆砌片石导流堤墙7.5#浆砌片石导流堤基拆除浆砌圬工2HULONGm3m3m3m3m3m3m3m3m3m3m3m3m2m3m3m3.COm3M二、施工方案选择(一)方案选择根据工程特点,该工程为制约整个合同段施工工期的一大关键,因此必须将拱桥的施工放在首位。
两侧桥梁同期施工。
工程支架采用碗扣支架,拱架采用型钢焊接支架,支架搭设完毕后进行预压。
拱式结构姓名:陈溶学号:090042104 班级:建筑80901一、内容摘要:在竖向荷载作用下,拱脚支座内将产生水平推力;在竖向荷载作用下,拱脚水平推力的大小等于相同跨度简支梁在相同竖向荷载作用下所产生的在相应于顶铰C截面上的弯矩M0C除以拱的矢高f;当M0C一定时,拱脚水平推力与拱的矢高成反比。
二、关键词:推力结构、拱脚水平推力1、Abstract:Under the action of vertical load, the arch of the foot support will generate horizontal thrust; under the action of vertical load, horizontal thrust of the arch foot size equal to the same span simply supported beam in the same vertical loads generated by the corresponding to the top hinge section on the CM0C divided by the arch of the vector f; when M0Cis certain, arch foot horizontalthrust and arch rise inversely proportional.2、Key words:Thrust structure、 Arch foot horizontal thrust三、正文:1)拱式结构的简介:拱是一种古老而又现代的结构型式。
拱主要承受轴向压力作用,这对于混凝土、砖、石等工程材料是十分适宜的,特别是在没有钢材的年代,它可以充分利用这些材料抗压强度高的特点,而避免了他们抗拉强度低的缺点。
我国古代拱式结构的杰出例子就是河北省赵县的赵州桥,跨度37m,为石拱桥结构,至今保存完好。
2008年12月第12期(总123铁道工程学报JOURNAL OF RAILWAY ENGINEERINC SOCIETYDec 2008 NO.12(Ser.123文章编号:1006—2106(200812—0066-06大跨度上承式钢管混凝土拱桥设计研究・杨克鉴¨李凤芹张亚丽(铁道第三勘察设计院集团有限公司, 天津300142摘要:研究目的:大跨度上承式钢管混凝土拱桥,结构受力复杂。
结构形式和施工方法的选择对拱肋受力、桥上无缝线路设计、列车行车安全性和平稳性有较大的影响。
因此,本文对此进行研究探讨。
研究结论:上承式拱桥是跨越山区河流、深谷的合理桥式。
通过对某线黄河特大桥上承式钢管混凝土拱桥的设计研究,得出如下结论:(1拱肋截面形式、拱肋横倾角及拱上建筑主梁跨度、支墩顶支座布置方式等有关设计参数对无缝线路、车线桥动力性能影响的计算研究结果;(2拱肋矢跨比及拱轴系数、钢管拱架设方案、管内混凝土灌注顺序选对拱肋应力影响的研究结果;(3形成了一整套上承式铁路拱桥设计研究的新思路、新方法。
关键词:铁路桥;上承式钢管混凝土拱桥;设计中图分类号:U441文献标识码:AResearch on the Design of Large Span Deck Steel Tube Concrete Arch Bridge YANG Ke—jian,Li Feng—qin,ZHANG Ya—li(The Third Railway Survey and Design Institute Group Corporation,Tianjin 300142,ChinaAbstract:Research purposes:Large span deck steel tube concrete arch bridge is very complicated in the stresses structure.The selection of structuretypeand construction method has great effects on the arch rib force,the design of jointless track on the bridge,the safety and stability of the train.The issues mentioned above are studied in this paper. Research conclusions:The deck arch bridge is suitable for crossing the mountain river and deep valley.Based on studying the design of deck steel tube concrete arch bridge,the following results are offered:(1The calculation results of the effect of type section of the arch rib,the crossing incline angle of arch rib,the architecture above the arch,span of the main girder,bearing arrangement method for the pier top and related parameter Oil the jointless track and dynamics of train,track and bridge;(2The results of the effect of the span ratio and parameters of the arch axis, erecting method of the steel tube.the sequence of concrete casting in the steel tube on the stress of the arch rib;(3A new design concept and thoughts.Key words:railway bridge;deck steel tube concrete arch bridge;design1概述篙釜晏李霪銮菱翥鋈是妻:i嚣要譬霉紊 1.1地形、地质、水文、冰凌资料情况位为5—8m,河床至轨面高为145.3m。