拱式桥桥构造与设计
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分别从结构构造、力学特性、适用范围、结构内力计算方法以及主要施工工艺五个方面对梁式桥、拱式桥、悬索桥与斜拉桥进行对比分析总结。
一、梁桥以受弯为主的主梁作为主要承重构件的桥梁。
主梁可以是实腹梁或者是桁架梁(空腹梁)。
实腹梁外形简单,制作、安装、维修都较方便,因此广泛用于中、小跨径桥梁。
但实腹梁在材料利用上不够经济。
桁架梁中组成桁架的各杆件基本只承受轴向力,可以较好地利用杆件材料强度,但桁架梁的构造复杂、制造费工,多用于较大跨径桥梁。
桁架梁一般用钢材制作,也可用预应力混凝土或钢筋混凝土制作,但用的较少。
过去也曾用木材制作桁架梁,因耐久性差,现很少使用。
实腹梁主要用钢筋混凝土、预应力混凝土制作,也可以用钢材做成钢钣梁或钢箱梁。
实腹梁桥的最早形式是用原木做成的木梁桥和用石材做成的石板桥。
二、拱桥是以承受轴向压力为主的拱(称为主拱圈)作为主要承重构件的桥梁。
1.按照主拱圈的静力图式,拱轿可分为三铰拱、两铰拱和无铰拱(图3 拱桥形式示意图)。
(1).三铰拱是静定结构,其整体刚度较低,尤其是挠曲线在拱顶铰处产生折角,致使活载对桥梁的冲击增强,对行车不利。
拱顶铰的构造和维护也较复杂。
因此,三铰拱除有时用于拱上建筑的腹拱圈外,一般不用作主拱圈。
(2).两铰拱取消了拱顶铰,构造较三铰拱简单,结构整体刚度较三铰拱为好,维护也较三铰拱容易,而支座沉降等产生的附加内力较无铰拱为小,因此在地基条件较差和不宜修建无铰拱的地方,可采用两铰拱桥。
(3).无铰拱属三次超静定结构,虽然支座沉降等引起的附加内力较大,但在荷载作用下拱的内力分布比较均匀,且结构的刚度大,构造简单,施工方便,因此无铰拱是拱桥中,尤其是圬工拱桥和钢筋混凝土拱桥中普遍采用的形式。
2.按照主拱圈的构成形式,拱又可分为板拱、肋拱、双曲拱、箱形拱、桁架拱等(图4主拱圈的构成形式示意图)。
①板拱:拱圈横截面呈矩形实体截面,它横向整体性较好、拱圈截面高度小、构造简单,但抵抗弯矩能力较差,一般用于圬工拱桥。
一、实验目的1. 了解拱形桥的结构特点及其受力原理。
2. 通过实践操作,掌握拱形桥的搭建方法。
3. 培养动手能力和创新思维。
二、实验器材1. 冰棒棍:21根2. 玻璃杯:1个3. 清水:1份4. 尺子:1把5. 剪子:1把三、实验原理拱形桥是一种传统的桥梁结构,其特点是采用半圆形的拱结构,通过拱肋的承压作用,将来自桥面和车辆的压力传递到桥墩,从而实现桥梁的稳定和承重。
拱形桥的主要受力构件为拱肋,其受力特点为拱肋承压、支承处有水平推力。
拱形桥的搭建原理主要基于拱形结构的力学特性,即拱形可以有效地将压力转化为外推力,从而增强桥梁的承载能力。
四、实验步骤1. 基础组成单元搭建:- 将21根冰棒棍按照一定的间隔摆放在桌面上。
- 用尺子测量并调整冰棒棍的长度,确保每根冰棒棍的长度一致。
2. 插入冰棒棍:- 在基础组成单元两侧,分别插入冰棒棍,使其与基础单元形成稳定的结构。
- 注意插入的冰棒棍要与基础单元垂直,以确保结构的稳定性。
3. 重复搭建:- 重复步骤2,将剩余的冰棒棍组建在一起,形成拱形结构。
- 搭建过程中,注意保持冰棒棍的垂直和水平,以确保拱形的准确。
4. 拱桥搭建完成:- 当所有冰棒棍都插入并形成拱形结构后,拱桥搭建完成。
5. 承重测试:- 将玻璃杯放在拱桥上,然后慢慢倒水,观察拱桥的承重能力。
- 记录倒水过程中拱桥的变化情况,如变形、坍塌等。
五、实验结果与分析1. 拱桥承重能力:- 通过实验,我们发现搭建的拱桥能够承受一定的重量,且在倒水过程中,拱桥基本保持稳定,没有出现明显的变形或坍塌。
2. 受力分析:- 拱桥在承重过程中,主要依靠拱肋的承压作用来传递压力。
- 当拱桥受到压力时,拱肋会产生水平推力,将压力传递到桥墩,从而保证桥梁的稳定性。
3. 结构优化:- 通过本次实验,我们了解到拱形桥的结构特点和受力原理。
- 在实际应用中,可以通过优化拱肋的形状和尺寸,提高拱桥的承重能力和稳定性。
六、实验结论本次实验成功地搭建了一座拱形桥,并通过实验验证了拱形桥的承重能力和受力原理。
各种桥梁构造图解各种桥梁构造图解箱型梁桥:(xiang xing liang qiao) box-girder bridge 箱梁结构的基本概念在于全部上部结构变为整体的空心梁,而当主要荷载通过桥上的任何位置时,空心梁的所有各部分(梁肋,顶板和底板)作为整体同时参加受力。
其结果可节省材料,成为薄壁结构,提高了抗扭强度。
箱梁桥可分为单室,双室,多室几种。
组合梁桥:(zhu he liang qiao) composite beam bridge指以梁式桥跨作为基本结构的组合结构桥,既两种以上体系重叠后,整体结构的反力性质仍与以受弯作用负载的梁的特点相同。
这类桥的特点主要表现在设计计算工作繁重,构造细节及内力复杂。
空腹拱桥:(kong fu gong qiao) open spandrel arch bridge 在拱桥拱圈上设置小拱,横墙或支柱来支撑桥面系,从而减轻桥梁恒载并增大桥梁泻水面积者称为空腹拱桥。
实腹拱桥:(shi fu gong qiao) filled spandrel arch bridge在拱桥拱圈上腹部两侧填实土壤或粒料后铺装路面,这种拱桥称为实腹拱桥。
小跨径的砖,石,混凝土拱常采用这种构造形式。
无铰拱桥:(wu jiao gong qiao) hingless arch bridge如图,在整个拱上不设铰,属外部三次超静定结构。
由于无铰,结构整体钢度大,构造简单,施工方便,维护费用少,因此在实际中使用最广泛。
但由于超静定次数高,温度变化,材料收缩,结构变形,特别是墩台位移会产生较大附加应力。
混凝土空腹无铰拱桥三铰拱桥:(san jiao gong qiao) three-hinged arch bridge 如图,在拱桥的两个拱脚和拱的中间各设一铰称为三铰拱。
属外部静定结构构。
因而温度变化,支座沉陷等不会在拱内产生附加应力,故当地质条件不良,可以采用三铰拱,但铰的存在使其构造复杂,施工困难,维护费用高,而且减小了整体刚度降低了抗震能力,因此一般较少使用。
各种桥梁构造图解箱型梁桥:(xiang xing liang qiao) box-girder bridge 箱梁结构的基本概念在于全部上部结构变为整体的空心梁,而当主要荷载通过桥上的任何位置时,空心梁的所有各部分(梁肋,顶板和底板)作为整体同时参加受力。
其结果可节省材料,成为薄壁结构,提高了抗扭强度。
箱梁桥可分为单室,双室,多室几种。
组合梁桥:(zhu he liang qiao) composite beam bridge指以梁式桥跨作为基本结构的组合结构桥,既两种以上体系重叠后,整体结构的反力性质仍与以受弯作用负载的梁的特点相同。
这类桥的特点主要表现在设计计算工作繁重,构造细节及内力复杂。
空腹拱桥:(kong fu gong qiao) open spandrel arch bridge 在拱桥拱圈上设置小拱,横墙或支柱来支撑桥面系,从而减轻桥梁恒载并增大桥梁泻水面积者称为空腹拱桥。
实腹拱桥:(shi fu gong qiao) filled spandrel arch bridge在拱桥拱圈上腹部两侧填实土壤或粒料后铺装路面,这种拱桥称为实腹拱桥。
小跨径的砖,石,混凝土拱常采用这种构造形式。
无铰拱桥:(wu jiao gong qiao) hingless arch bridge如图,在整个拱上不设铰,属外部三次超静定结构。
由于无铰,结构整体钢度大,构造简单,施工方便,维护费用少,因此在实际中使用最广泛。
但由于超静定次数高,温度变化,材料收缩,结构变形,特别是墩台位移会产生较大附加应力。
混凝土空腹无铰拱桥三铰拱桥:(san jiao gong qiao) three-hinged arch bridge 如图,在拱桥的两个拱脚和拱的中间各设一铰称为三铰拱。
属外部静定结构构。
因而温度变化,支座沉陷等不会在拱内产生附加应力,故当地质条件不良,可以采用三铰拱,但铰的存在使其构造复杂,施工困难,维护费用高,而且减小了整体刚度降低了抗震能力,因此一般较少使用。
各种桥梁构造图解箱型梁桥:(xiang xing liang qiao) box-girder bridge 箱梁结构的根本概念在于全部上部结构变为整体的空心梁,而当主要荷载通过桥上的任何位置时,空心梁的所有各局部(梁肋,顶板和底板)作为整体同时参加受力。
其结果可节省材料,成为薄壁结构,提高了抗扭强度。
箱梁桥可分为单室,双室,多室几种。
组合梁桥:(zhu he liang qiao) composite beam bridge指以梁式桥跨作为根本结构的组合结构桥,既两种以上体系重叠后,整体结构的反力性质仍与以受弯作用负载的梁的特点相同。
这类桥的特点主要表现在设计计算工作繁重,构造细节及内力复杂。
空腹拱桥:(kong fu gong qiao) open spandrel arch bridge 在拱桥拱圈上设置小拱,横墙或支柱来支撑桥面系,从而减轻桥梁恒载并增大桥梁泻水面积者称为空腹拱桥。
实腹拱桥:(shi fu gong qiao) filled spandrel arch bridge在拱桥拱圈上腹部两侧填实土壤或粒料后铺装路面,这种拱桥称为实腹拱桥。
小跨径的砖,石,混凝土拱常采用这种构造形式。
无铰拱桥:(wu jiao gong qiao) hingless arch bridge如图,在整个拱上不设铰,属外部三次超静定结构。
由于无铰,结构整体钢度大,构造简单,施工方便,维护费用少,因此在实际中使用最广泛。
但由于超静定次数高,温度变化,材料收缩,结构变形,特别是墩台位移会产生较大附加应力。
混凝土空腹无铰拱桥三铰拱桥:(san jiao gong qiao) three-hinged arch bridge 如图,在拱桥的两个拱脚和拱的中间各设一铰称为三铰拱。
属外部静定结构构。
因而温度变化,支座沉陷等不会在拱内产生附加应力,故当地质条件不良,可以采用三铰拱,但铰的存在使其构造复杂,施工困难,维护费用高,而且减小了整体刚度降低了抗震能力,因此一般较少使用。
梁式桥、拱式桥、悬索桥与斜拉桥的对比分析总结引言桥梁工程作为连接不同地域、促进经济发展的重要基础设施,在现代交通网络中扮演着至关重要的角色。
梁式桥、拱式桥、悬索桥和斜拉桥作为四种常见的桥梁类型,各有其独特的结构特点和适用场景。
本文旨在对这四种桥梁类型进行对比分析,总结各自的优势与局限性。
桥梁类型概述梁式桥梁式桥是一种以梁作为主要承重结构的桥梁,其特点是结构简单、施工方便,适用于跨度较小的桥梁工程。
拱式桥拱式桥通过拱形结构将荷载传递到桥台或桥墩上,其特点是造型美观、结构稳定,适用于中等跨度的桥梁工程。
悬索桥悬索桥以悬索为主要承重结构,通过主塔将荷载传递到锚碇上,其特点是跨度大、结构轻盈,适用于跨越宽阔水域或峡谷的桥梁工程。
斜拉桥斜拉桥通过斜拉索将荷载传递到主塔上,其特点是结构合理、跨度大,适用于跨越大江大河的桥梁工程。
结构特点对比梁式桥结构简单:梁式桥由简支梁或连续梁组成,结构简单,易于施工。
适用性:适用于小至中等跨度,地形条件简单的桥梁工程。
拱式桥结构稳定:拱形结构具有良好的稳定性,能够承受较大的荷载。
美观性:拱式桥具有优美的曲线,是桥梁美学的代表。
悬索桥跨度大:悬索桥可以实现非常大的跨度,是世界上跨度最大的桥梁类型之一。
结构轻盈:悬索桥结构轻盈,材料用量相对较少。
斜拉桥跨度大:斜拉桥同样可以实现较大的跨度,适应性强。
结构合理:斜拉桥通过斜拉索与主塔的合理配合,实现结构的平衡。
施工技术对比梁式桥施工简便:梁式桥施工技术成熟,施工过程相对简单。
成本控制:由于结构简单,梁式桥的建设成本相对较低。
拱式桥施工难度:拱式桥的施工技术要求较高,特别是拱圈的搭建。
成本考量:拱式桥的建设成本受材料和施工技术的影响较大。
悬索桥技术要求:悬索桥的施工技术要求极高,特别是主塔和锚碇的建设。
成本投入:悬索桥的建设成本较高,但随着技术的进步,成本有所降低。
斜拉桥施工复杂:斜拉桥的施工过程较为复杂,需要精确控制斜拉索的张力。
浅谈拱式桥班级:学号:姓名:目录一拱式桥的发展二拱式桥在各个时期特点三拱式桥的种类四拱式桥的结构特点五拱式桥的优缺六拱式桥未来的发展方向一拱式桥的发展拱桥,在桥梁的发展史上曾经占有重要地位,迄今为止,已有三千多年的历史,并因其形态美、造价低、承载潜力大而得到广泛的应用。
在拱桥发展的早期,生产力发展水平十分低下,其发展十分缓慢。
国外的石拱桥鼎盛于古罗马时代。
现存较为著名的两座石拱桥为Pout-du-Gard桥和Alcantara桥。
前者建于公元14年,由三层半圆拱组成,其中底层6拱、中层11拱、顶层33拱,总长达270m;后者建于公元98年,共有16个半圆拱,跨径从13.5m到28.2m不等。
拱桥在中国也有着悠久的历史。
早在公元前282年就有了关于石拱桥的文字记载,考古发现公元前250年周末的墓穴中就有了砖拱。
修建于公元606年的河北赵县安济桥代表着中国古代石拱桥建造的最高成就。
安济桥跨径37.4m,矢高7.23m,宽约9m,在跨度方面曾保持记录达1350年之久(1956年建成松树坡铁路桥,跨度38m),且至今保存完好。
文艺复兴时期以后,特别是18世纪的工业革命以来,科学技术有了长足的进步,桥梁建设也逐步开始走上了科学的道路。
这一时期的拱桥在各个方面都得到了空前的发展。
具有代表性的大跨度钢拱桥有3座:悉尼港大桥(503m,澳大利亚,1932年)、Bayanne桥(503.6m,美国,1931年)和New River Gorge桥(518.3m,美国,1976年)。
世界上第一座钢筋混凝土拱桥建于1898年。
目前,在跨度方面,万县长江大桥(420m,中国,1986年)为同类之最。
世界上最大的石拱桥--湖南凤凰乌巢河桥,跨度120米,1990年建成二拱式桥在各个时期特点在拱桥发展的早期,生产力发展水平十分低下,其发展十分缓慢。
这一时期的拱桥主要有以下特征:(1)拱桥的设计、建造以经验为主;(2)所用的材料多为石材;(3)结构形式以圆弧、实腹式拱桥为主。
拱桥的设计建造原理:拱桥指的是在竖直平面内以拱作为结构主要承重构件的桥梁。
拱桥在容器内的粉料层中如果形成能承受上方粉料的压力而不将此压力传递给下方的面,此面即称为拱桥。
拱桥是向上凸起的曲面,其最大主应力沿拱桥曲面作用,沿拱桥垂直方向的最小主应力为零。
在重力作用下进行的粉料流出过程中可能反复出现拱桥的形成和崩解过程,此种拱桥称为动拱桥。
最早出现的拱桥是石拱桥,借着类似梯形石头的小单位,将桥本身的重量和加诸其上的载重,水平传递到两端的桥墩。
各个小单位互相推挤时,同时也增加了桥体本身的强度。
纸拱式桥设计思路简短范文①招募组员;关于队员选择:“道不同不相为谋,玩的好的不一定是最好的队友。
”(另外在做纸桥的过程中:1、要充分利用组员的特长进行合理分工,使每一个成员都找到存在感,这也是团结到底的关键;2、当组内产生予盾时,要及时化解,防止成员流失;3、做的过程中可能遇到很多问题,但方法总比困难多,切勿半途而废)②大致构思(发散思维);关于用蜂窝管作为基本单元,后来查阅相关资料后发现蜂窝结构Q具有很多优点,这才确定下蜂窝结构。
桥的整体结构采用单孔圆拱,后面作具体介绍。
(关于做纸桥,其实构思是雏形,这一步一定要大胆想象,也许会有好几个方向,但后期用批判性思维进行淘汰时,剩下的便是最好的。
)③绘制图纸;要想做出优秀的纸桥,起初必须做出精确的图纸作为指引。
关于图纸,完全可以用CAD绘制,有能力的话可以用有限元进行受力分析!(关于卷蜂窝管所用纸条宽度,是由已知桥高桥长后做圆弧量出的)④制作蜂窝管;工具:刮出明显棱角的铅笔(六角形扳手)、电吹风、白胶。
制作过程:将纸条绕在铅笔上,绕第一圈时一定要用手压出棱角,每卷一层上一次胶,上胶一定要均匀且适量,卷完后用光滑的笔滚出清晰的棱角,且能挤出多余的胶!做完一定量的蜂窝管后及时用热风烘干。
(叙述比较简单,真正怎么做合适,自己动手做几个就知道了。
)制作过程很看重动手能力,一定要细心、耐心,才能出精品!关于纸条长度(我用的是297/2mm)即管厚以及管径我并未做具体测定,我也只是做了几个实验。
⑤蜂窝管组合;用热风干燥的同时,一定要施加一定压力,确保各个蜂窝管之间粘连紧密,同时还能减轻桥重!⑥桥面加固;我采用的是瓦楞板(手工A4)加固,上下各两层。
至于手工瓦楞板怎么做,我就不多说了,工具非常常见,毕竟有些东西只有自己研究出来了才有那种喜悦。
至于只铺了一小块瓦楞板,是出于美观的考虑.参数:净矢高107mm、净跨距360mm、矢跨比21:3.6、自重0.62kg(承重至少215kg)蜂窝管数:822根。
拱式桥的受力特点
嘿,今天咱们来聊聊拱式桥的受力特点啊。
听说拱式桥可是咱们建筑设计里面的一大亮点呢,咱来看看它的受力特点吧。
拱式桥的受力特点可真不简单啊。
嗨,它整个桥身受力均匀,像是一只大型的弯弓呀。
就像咱们小时候玩的弹弓一样,拱式桥的受力也是很有弹性的呢。
哎呀,说到拱式桥的受力,得提一提它的受压和受拉啊。
看,桥下面的拱形结构受到挤压,而上面的桥面则受到拉力,形成了一种平衡状态。
唉呦,这就好比咱们穿的皮带一样,一端受力,一端受压,才能保持平衡呢。
嗨,拱式桥的受力特点还包括了它的稳定性啊。
它的桥墩和桥面形成了一个完整的结构体系,哎,就像人体的骨骼一样,支撑着整个桥身的重量。
这样一来,桥就不会轻易倒塌了。
唉,拱式桥还有一个特点,就是它的美观性啊。
天哪,看着那个优美的拱形,真是美轮美奂呀。
这种设计不仅能够保证桥身的受力均匀,还能够为城市增添一道亮丽的风景线呢。
咦,说到这,咱还得提一提拱式桥在建筑设计上的应用啊。
它不仅仅是一座桥,还可以用来设计成建筑物的一部分,嗯,就像大型的建筑拱门一样,妙不可言。
哎,不得不承认,拱式桥的受力特点实在是妙不可言啊。
它的魅力不仅仅在于设计的奇妙,更在于它的受力特点能够保证桥的稳定和美观。
真是一项了不起的建筑工程呢。
拱形桥的概念
拱形桥是一种建筑工程结构,它的主要特点是由一组连续的拱形构成的横向支撑体系,用于横跨两个支点之间的跨度。
拱形桥可以通过通过地面、水体或其他障碍物,以提供通行的道路。
拱形桥的设计原则基于力学原理,力图将桥墩的受力均匀分布到拱石上,以保证桥的稳定性和承载能力。
拱形桥可以采用不同的材料来建造,包括石头、混凝土、钢铁等。
根据桥梁的设计和所处环境的要求,拱形桥可以具有不同的形状和结构,如单孔拱桥、多孔拱桥、斜拉拱桥等。
拱形桥在历史上广泛应用,其优点包括结构稳定、承载能力强、耐久性高等。
它们被广泛应用于城市道路、铁路、高速公路等交通工程中,并且成为很多城市的地标建筑。
随着现代科技和建筑技术的进步,拱形桥的设计和建造变得更加创新和多样化,同时也加强了对环境保护和可持续发展的考虑。
拱形桥结构原理
拱形桥结构是一种以弧形构成的桥梁结构。
其原理是利用拱形的特性,将桥面上的荷载通过弧形的固结方式传递到拱脚上,再由拱脚传递到地基上,形成一个整体稳定的结构。
拱形桥结构的主要原理是弧形的受力性能,它能够将桥面上的荷载分
散到整个拱形结构上,使得桥面上的荷载分布均匀,避免出现单点负荷高
度集中的情况,从而增加了桥梁的使用寿命和安全性。
同时,拱形桥结构还具有优良的受力性能和刚度,能够适应不同形式
的荷载条件和外部环境的影响,保证桥梁的稳定和可靠。
此外,拱形桥结
构也具有美观的外观和建筑风格,是城市景观的重要组成部分。