双曲拱桥
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双曲拱桥【two-way curved arch bridge】指的是拱圈由纵向拱肋和横向拱波组成的拱桥。
所谓双曲拱是指桥梁有纵、横两个方向的桥拱。
纵向拱的是指桥梁的主拱圈,在外形上与一般拱桥完全一样,为弧度不同的拱圈。
横向拱是双曲拱的主要奥秘,它是指在纵向的大拱圈上,并排砌筑几组小拱圈,就像是一排排向上鼓起的瓦垄,由于切面像波浪一样,所以称为拱波。
这个波形的展开方向与纵向纵圈相互垂直,使桥梁整体表现为纵横两个方向的曲形,因此叫双曲拱。
1964年江苏省无锡县建桥职工创造的一种新型拱桥。
他的主拱圈由拱肋,拱波,拱板,和横向联系构件几个部分组成,外形在纵横两个方向均成弧形曲线,因之称为双曲拱。
双曲拱桥的最大优点是提高了桥梁的强度和稳定性,它克服了一般拱桥在重压下横向容易弯曲变形的弱点,使桥梁压力较好地分布于桥梁整体。
另外,双曲拱还可以以同样的材料,获得比一般拱桥大得多的跨度。
如跨度相同,则可以节约一半左右的钢材等建筑材料。
在造型上,双曲拱桥由于二向曲形,更富于变化,更加美观、舒展。
主拱圈的形式有单波,多波,多波高低肋等。
拱肋截面有矩型,倒T形,I形,L形,薄壁箱形等。
双曲拱桥按其行车道所处的位置属于上承式拱桥。
若从主拱圈的横截面上看,它是由拱肋、拱波、拱板和横向联系等几部分组成。
由于介于拱肋之间的拱波也呈曲线形,且与主拱圈的曲线正交,故而称为双曲拱桥。
最早的双曲拱桥---1964年,江苏省无锡的建桥工人在无锡县东亭小河上建起了我国第一座双曲拱桥,这座拱桥是一座农桥,全长仅9米,采用了钢筋混凝土预制构件,在现场安装而成,采用三肋二波砖结构,可通行手扶拖拉机。
目前最长的双曲拱公路桥----是江苏省沐阳的新沂河大桥,全长1267米,有39孔,1969年建成通车。
河南省嵩县的前河桥是我国单孔跨径最大的双曲拱桥,孔距跨度达150米,矢跨比为1∶10,1969年建成。
在铁路工程中,也广泛采用了双曲拱型桥梁。
我国第一座用于铁路双曲拱桥是位于湖南省长沙与韶山之间的东方红双曲拱桥,1967年底建成通车。
双曲拱桥双曲拱桥是常见的桥梁之一。
它由路面、主拱圈、拱上结构和墩台所组成。
除路面构造外,和双曲拱渡槽基本相似,但双曲拱桥在构造和内力计算方面也有一些特点,现简述如下。
(1)桥面构造(如图1):为了分布车轮荷载的集中压力和减小冲击力的影响,主拱圈及腹拱顶部的填料厚度(包括路面),一般为30~50cm。
填料常为透水性较好的砂石或混凝土,路面设排水坡,并做好排水设施。
图1双曲拱桥构造图(单位:cm)(a)半正面图;(b)拱顶横断面图1—主拱圈;2—井注桥墩;3—两铰腹拱;4—拱肋;5—预制拱波;6—现浇拱波;7—填料;8—路面;9—栏杆;10—拉杆(2)初拟主拱圈的高度可用下列经验公式计算:kld)35100(+=(1)式中d——主拱圈厚度l——主拱圈计算跨径k——系数,可选用表1所列数值表1荷载汽车—15 挂车—80 汽车—10 履带—50 小汽车—10k 1.1~1.3 0.9~1.1 0.8~0.9 取用k值时,随跨径增大而减小,随矢跨比减小而增大。
当拱肋中距大于2m,单波主拱圈及矢跨比小于1/10时,主拱圈高度d 值应适当加大。
拱肋的高度,对无支架施工的矩形或倒T形的拱肋,一般不小于跨径的0.009~0.012;有支架施工,肋高dh)6.0~3.0(=,肋底宽hb)0.1~6.0(=,肋顶宽取(0.5~0.6)b。
(3)双曲拱桥主拱圈轴线常采用圆弧形和悬链线两种。
跨径在20m 以下时,多选用实腹式圆弧拱;大中跨径多采用空腹式悬链线拱。
矢跨比常用1/4~1/8。
悬链线拱轴系数m值的选择一般不宜过大,宜选在1.756左右。
(4)由于有车辆荷载的作用,为使主拱圈有较好的整体性,应加强横向联系。
对跨径较大的双曲拱桥,在拱顶、1/4拱跨、腹拱立墙(柱)下面、分段预制拱肋接头等处必须设置横隔板,板厚15~20cm,间距3~5 m。
对于小跨径的双曲拱桥,当桥面较宽时,拱顶处的横隔板应特别加强。
当桥面较宽时,为节省材料,人行道可用悬臂挑出。
双曲拱桥概述双曲拱桥是一种曲线形状为双曲线的桥梁结构。
它采用双曲线形状的拱,具有较高的承载能力和优美的外观。
双曲拱桥广泛应用于桥梁建设领域,为公路、铁路等交通运输提供了重要的支撑。
构造双曲拱桥由两个对称的双曲线形状的拱构成,两个拱通过桥面连接起来形成整个桥梁结构。
在双曲拱桥的设计中,需要考虑以下几个关键要素:1.拱的几何形状:双曲拱桥的拱形需要满足双曲线的特性,即两个焦点和直角离心率等于一。
几何形状的确定对于整个桥梁的稳定性和承载能力有着关键影响。
2.拱的支撑方式:双曲拱桥的支撑方式可以采用多种形式,例如悬索、拉索等。
支撑方式的选择需要考虑桥梁的跨度和承载能力,以及施工难易程度等因素。
3.桥面结构:桥面结构是双曲拱桥的承载部分,通常采用钢筋混凝土材质。
桥面结构的设计需要考虑桥梁跨度、交通流量等因素,并保证桥面的平稳、耐久。
设计考虑在双曲拱桥的设计过程中,需要考虑以下几个关键因素:1.承载能力:双曲拱桥作为桥梁结构,最重要的设计考虑因素之一是承载能力。
桥梁设计师需要准确计算桥梁的荷载,并确保拱形结构能够承受这些荷载,以保证桥梁的安全性。
2.稳定性:双曲拱桥的稳定性是一个关键设计问题。
由于双曲拱桥的形状特殊,其稳定性需要通过结构分析和计算来验证。
设计师需要确保拱结构在各种外力作用下不会发生破坏或失稳。
3.施工难易度:双曲拱桥的施工过程需要考虑到材料供应、施工机械设备等实际因素。
设计师需要选择合适的施工工艺和技术,确保施工过程的顺利进行,并保证桥梁的质量。
应用实例双曲拱桥作为一种特殊的桥梁形式,已经在世界各地得到了广泛应用。
以下是一些著名的双曲拱桥实例:1.伊丽莎白女王二世大桥(英国俗称弯桥):该桥是英国滨海市南岸入海口跨泰晤士河的一座公路桥,采用了双曲拱桥的设计。
2.百老汇桥(美国纽约):位于美国纽约市马里兰州,是一座双曲拱桥,连接着曼哈顿岛和布鲁克林岛。
3.瑞珀斯威酷巴桥(澳大利亚):位于澳大利亚悉尼市,是一座采用了双曲拱桥设计的著名桥梁。
混凝土双曲拱桥设计施工方法混凝土双曲拱桥设计施工方法引言:混凝土双曲拱桥是一种拥有优美曲线形状的桥梁结构,该设计结构在公路和铁路建设中广泛应用。
它不仅具有强大的承重能力,还展现了艺术与工程的完美结合。
本文将介绍混凝土双曲拱桥的设计施工方法,包括关键步骤、材料要求和技术细节。
一、设计阶段:在混凝土双曲拱桥的设计阶段,需要首先进行桥梁几何形状的确定。
该过程需要结合工程要求和环境条件,确定桥墩的位置和高度,以及横跨两个桥墩之间的拱形曲线形状。
同时,还需要考虑桥梁的上部结构、桥面铺装材料和防护层等。
设计阶段的下一步是进行结构分析和计算。
这包括拱桥的静力学和动力学分析,以及对桥梁荷载和风荷载的计算。
基于结构分析和计算结果,确定桥梁结构的尺寸和材料要求,以确保桥梁的稳定性和承载能力。
最后,在设计阶段还需进行施工方案的制定。
这包括施工的先进工艺、施工周期和安全措施等的规划。
同时,还需要考虑与环境的协调、交通管理和环境保护等方面的问题。
二、施工阶段:混凝土双曲拱桥的施工阶段主要包括基础施工、墩台施工、拱形施工和桥面施工。
1. 基础施工:基础施工是混凝土双曲拱桥施工的首要步骤。
它包括对桥墩和桥台进行地基处理和基础施工,以确保桥梁的稳定性和安全性。
基础施工的关键是选择合适的施工方法和材料,以及做好地基处理和桩基工作。
2. 墩台施工:墩台施工是混凝土双曲拱桥施工的关键环节。
在墩台施工过程中,需要根据设计要求进行模板搭设、钢筋绑扎和混凝土浇筑等工作。
墩台施工的关键是确保模板的准确性和稳定性,以及合理控制混凝土的浇筑时间和质量。
3. 拱形施工:拱形施工是混凝土双曲拱桥的核心工作。
拱形施工需要根据设计要求,使用合适的模板和支撑系统,进行钢筋绑扎和混凝土浇筑等工作。
拱形施工的关键是保证拱形的几何形状和质量要求,以及合理控制混凝土的浇筑顺序和养护期。
4. 桥面施工:桥面施工是混凝土双曲拱桥施工的最后一步。
桥面施工包括桥面板铺设、伸缩缝设置和护栏安装等工作。
混凝土双曲拱桥设计与施工规范一、概述混凝土双曲拱桥是一种采用混凝土材料建造的桥梁结构,具有高强度、刚性好、耐久性强等特点。
在桥梁工程中,混凝土双曲拱桥的应用越来越广泛,成为大型桥梁建设的重要组成部分。
本文旨在介绍混凝土双曲拱桥的设计与施工规范。
二、设计规范1、桥梁基本信息混凝土双曲拱桥的设计应根据桥梁的跨度、载荷、地质情况等因素进行分析和确定。
其中,桥梁跨度是设计的重要参数之一,应根据工程实际需要和经济合理性,确定桥梁的跨度范围。
同时,桥梁的荷载要求应符合相关规范的要求,包括车辆荷载、行人荷载等。
2、结构形式混凝土双曲拱桥的结构形式通常为双曲线形,其特点是曲线美观、刚性好、安全性高。
设计时应根据桥梁跨度、地形地貌等因素确定双曲线形的参数,如曲线半径、曲线高度等。
3、材料选用混凝土双曲拱桥的主要材料为混凝土和钢筋。
其中,混凝土应符合相关规范的要求,具有一定的强度和耐久性;钢筋应符合相关规范的要求,具有良好的抗拉性能。
在选用材料时,应根据工程实际需要和经济合理性进行综合考虑。
4、设计计算混凝土双曲拱桥的设计计算应根据相关规范的要求进行,包括荷载计算、结构设计、材料选用等。
其中,荷载计算应根据桥梁的跨度、荷载要求等因素进行,结构设计应根据桥梁的结构形式、地质情况等因素进行,材料选用应根据工程实际需要和经济合理性进行综合考虑。
5、施工方案混凝土双曲拱桥的施工方案应根据设计计算结果进行确定。
其中,施工方案应包括桥梁的基础施工、拱形混凝土施工、钢筋混凝土施工等内容。
在施工过程中,应严格按照相关规范进行施工,并对施工过程中的质量进行监控和检测。
三、施工规范1、基础施工混凝土双曲拱桥的基础施工是桥梁施工的重要环节之一,应根据设计要求进行施工。
基础施工包括基础开挖、基础回填、基础浇筑等内容。
在基础施工过程中,应注意基础的稳定性和承载力,避免出现塌方等情况。
2、拱形混凝土施工混凝土双曲拱桥的拱形混凝土施工是桥梁施工的重要环节之一,应根据设计要求进行施工。
双曲拱桥调研报告
双曲拱桥是一种造型美观且结构稳固的桥梁,近年来在城市建设中得到了广泛应用。
本次调研目的是对双曲拱桥进行研究和了解,以便更好地应用于实际工程中。
首先,我们对双曲拱桥的结构进行了研究。
双曲拱桥采用了双曲线形状的主梁,这种形状能够更好地分散桥身上的重力,提高桥梁的承载能力。
在结构设计上,通过合理的梁身和各部位的增强措施,双曲拱桥能够更好地承受荷载。
此外,我们还发现,双曲拱桥的施工相对简单,可以快速搭建,减少了施工周期和成本。
其次,我们调研了双曲拱桥的应用领域。
双曲拱桥适用于大型公路桥梁、高速铁路桥梁以及城市地铁等场景。
其结构稳固,能够满足高速公路和高速铁路的承载要求,可以有效缓解交通拥堵问题。
同时,双曲拱桥的造型美观,也使其适用于城市美化和景观打造。
另外,我们还调查了双曲拱桥的优势和劣势。
双曲拱桥的优势主要表现在以下几个方面:首先,结构稳固,能够承载大量荷载;其次,造型美观,能够提高城市形象;再次,施工相对简单,可以快速建设。
然而,双曲拱桥也存在一些劣势,如造价较高、占据空间较大等。
因此,在实际应用中,需要综合各方面因素进行评估。
最后,我们对双曲拱桥的发展前景进行了展望。
随着城市化进程的加快,交通需求不断增加,双曲拱桥有着广阔的应用前景。
尤其是在大型城市交通网络建设中,双曲拱桥可以作为重要的交通枢纽,承载重要的交通流量,提升城市交通效率。
综上所述,双曲拱桥以其结构稳固、造型美观等优势,在城市建设中得到了广泛的应用。
未来,双曲拱桥有着更为广阔的发展前景,我们期待在实际工程中更多地看到双曲拱桥的身影。
混凝土双曲拱桥设计与应用一、引言混凝土双曲拱桥是一种结构优美、寿命长、承载能力强的桥梁结构,广泛应用于公路、铁路、城市轨道交通等领域。
本文将介绍混凝土双曲拱桥的设计与应用。
二、混凝土双曲拱桥的设计1. 桥梁类型选择混凝土双曲拱桥是一种桥梁类型,其桥面为连续曲线,侧向刚度大,能够承受较大的水平荷载。
在桥梁类型选择时,需要考虑桥梁跨度、地理环境、地质条件、交通流量等因素,确定混凝土双曲拱桥是否适合。
2. 桥梁几何参数设计混凝土双曲拱桥的几何参数设计包括桥梁净跨度、曲度半径、曲线长等。
在设计过程中,需要考虑桥梁承载能力、桥面坡度、车辆通过的舒适度等因素,确定合理的几何参数。
3. 材料选择混凝土双曲拱桥的主要材料为混凝土和钢筋。
在材料选择时,需要考虑强度、耐久性、施工难度、成本等因素,确定合适的材料。
4. 结构设计混凝土双曲拱桥的结构设计包括桥面板、拱肋、支座、墩柱等部分。
在设计过程中,需要考虑结构的稳定性、承载能力、抗震性、耐久性等因素,确定合理的结构方案。
5. 施工技术混凝土双曲拱桥的施工技术包括浇筑混凝土、安装钢筋、拱肋制作、支座安装等。
在施工过程中,需要注意施工安全、质量控制、工期安排等因素,确保施工质量。
三、混凝土双曲拱桥的应用1. 公路桥梁混凝土双曲拱桥在公路桥梁中应用广泛,其结构优美、承载能力强,能够满足公路交通的要求。
例如,中国的杭州湾大桥、南京长江大桥等均采用混凝土双曲拱桥结构。
2. 铁路桥梁混凝土双曲拱桥在铁路桥梁中也有应用,其结构稳定、承载能力强,能够满足铁路运输的要求。
例如,中国的广州南站高架桥、北京地铁10号线等均采用混凝土双曲拱桥结构。
3. 城市轨道交通桥梁随着城市轨道交通的发展,混凝土双曲拱桥在城市轨道交通桥梁中的应用越来越广泛。
其结构优美、对城市风貌影响小,能够满足城市轨道交通的要求。
例如,中国的上海轨道交通1号线、深圳轨道交通等均采用混凝土双曲拱桥结构。
四、混凝土双曲拱桥的优缺点1. 优点混凝土双曲拱桥的优点包括结构优美、承载能力强、寿命长、施工方便等。
公路双曲拱桥上部构造设计计算公路双曲拱桥是一种常见的桥梁形式,结构复杂,施工难度大,但其独特的造型使得桥梁具有艺术性和美观性。
本文将对公路双曲拱桥的上部构造进行设计计算。
公路双曲拱桥上部结构主要包括上部结构荷载计算、曲线形状设计、拱顶确定、拱轴计算和设计、外力作用及重要参数计算等。
首先,需要进行上部结构荷载计算。
公路双曲拱桥的荷载包括恒载、活载和风载。
恒载主要包括桥面自重、桥面铺装层和盖梁自重;活载主要包括车辆荷载;风载主要是针对公路桥梁的风压力和风荷载。
然后,根据拱桥的曲线形状设计和拱顶确定。
曲线形状设计应满足设计要求,一般可以采用圆弧曲线或抛物线曲线。
拱顶的确定与设计中最重要的参数是拱顶高程和拱顶半径。
拱顶高程应满足设计要求,考虑桥梁轴线的最大坡度;拱顶半径应满足设计要求,考虑桥面宽度和曲线半径。
接下来,进行拱轴的计算和设计。
拱桥的拱轴是承受载荷的主要构件,其强度和稳定性直接影响桥梁的安全性和稳定性。
拱轴的计算包括拱轴几何参数、材料强度、受力分析等。
计算过程中需要考虑正常使用和极限状态下的设计要求,以保证桥梁的安全性和稳定性。
最后,进行外力作用和重要参数的计算。
外力作用主要包括弯矩、剪力、轴力和位移等,需要根据设计要求和荷载计算结果进行估算。
重要参数主要包括中法拱比、初始参数和极限参数等。
这些参数的计算和设计需要综合考虑结构的承载能力和稳定性。
综上所述,公路双曲拱桥的上部构造设计计算包括上部结构荷载计算、曲线形状设计、拱顶确定、拱轴计算和设计、外力作用及重要参数计算等。
这些设计计算对于确保桥梁的安全性、稳定性和承载能力至关重要。
因此,在实际设计中,应根据具体的桥梁类型和设计要求,采用合适的方法和标准进行设计计算,以保障桥梁的正常使用和安全运行。
双曲拱桥的设计与施工摘要阐述了双曲拱桥的设计理论,并对设计及施工等各个环节进行详细研究,以期为双曲拱桥设计提供参考。
关键词双曲拱桥;设计;施工1 双曲拱桥的设计1.1 计算理论的采用双曲拱桥是介于板拱与肋拱之间的一种新的推力结构形式,拱圈的工作状态基本上处于弹性受力阶段,故整个计算理论仍然采用弹性理论。
各种外力考虑曲拱圈单独承受,拱圈内力按无铰拱(个别按双铰拱、三铰拱)计算,断面应力按圬工计算。
当抗应力和偏心距均超过圬工允许值时全断面含筋率达到钢筋砼构件标准时,则按钢筋砼验标应力。
另外,由于温度应力混凝土收缩和徐变影响等因素,结构强度上应留有一定的潜力储备,所以采用弹性理论的设计是必要的。
1.2 矢跨比的选择应用矢跨比应根据地形条件、地质情况、净空要求和施工方便、单跨或多跨、大跨或小跨、等跨或不等跨、空腹或实腹等多种因素综合考虑。
从结构应力来看,矢跨比小则弹性压缩,砼收缩和温度附加力均较大,对拱圈不利。
矢跨比减小后水平力的增加要比垂直反力的减小迅速得多。
因此,坦拱对墩台受力来说是明显不利的,尤其是当地基不好时则导致较大的位移。
反过来又对拱圈产生不利因素,根据营口地区公路桥矢跨比,多选用1/8~1/5。
从拱的纵向稳定考虑,拱过坦或过陡不利。
1.3 拱轴线型选择与拱轴系数M值的确定一是基本线型选择原则。
营口地区拱圈形式有圆弧线、悬链线、高次抛物线3种线型,不论哪种线型都应满足以下2个条件:①谋求与恒载压力线(三铰拱压力线)基本相吻合的轴线,就是要使拱桥在自重作用下尽可能地处于均匀受压的状态,尽量避免弯曲应力的出现,保证主拱稳定。
②保证施工方便,节省材料。
二是拱轴系数M值的确定。
根据拱桥使用情况看,有裂纹的多在拱顶下缘,M 值的增加对正弯距控制的拱顶断面不利,因此应着重控制拱顶正弯距,选用较小的拱轴系数M值是有利的。
如果设计时选用较大的M值,将使裸肋、裸拱在施工过程中产生较大偏心,受力不利。
增加施工的加载困难,甚至威胁施工安全。