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混凝土拱桥的设计与计算方法一、绪论混凝土拱桥是一种常见的桥梁结构形式，其独特的造型、强大的承载能力和良好的经济性受到了广泛的认可和应用。
混凝土拱桥的设计与计算方法是建造这种桥梁的重要前提，本文将详细介绍混凝土拱桥的设计与计算方法。
二、混凝土拱桥的基本结构混凝土拱桥主要由桥墩、拱肋、桥面、支座和伸缩缝等部分组成。
其中，桥墩是承载拱肋和桥面荷载的主要构件，通常采用钢筋混凝土或预应力混凝土制成。
拱肋是拱桥的主要承载构件，其形状和尺寸直接影响着拱桥的力学性能。
桥面是承载行车荷载和行人重量的部分，通常采用钢筋混凝土制成。
支座用于支承拱肋和桥面，使其能够自由伸缩和旋转。
伸缩缝则用于补偿温度变形和桥梁的变形。
三、混凝土拱桥的设计方法混凝土拱桥的设计方法通常包括以下几个步骤：1、确定桥梁跨径和净空高度桥梁跨径和净空高度是拱桥设计的最基本参数，其确定需要考虑到拱桥所处的地理环境、交通流量、车辆类型和荷载等。
一般情况下，桥梁跨径和净空高度的设计应满足规范的要求和实际使用的需要。
2、确定拱肋形状和尺寸拱肋的形状和尺寸是决定拱桥力学性能的主要因素，其设计需要考虑到拱桥的荷载和几何形状。
一般情况下，拱肋的形状可以采用圆弧形、椭圆形、抛物线形等，其尺寸则需要根据实际情况进行计算和确定。
3、确定桥墩和支座桥墩和支座的设计需要考虑到拱桥的荷载、几何形状和地基条件等。
一般情况下，桥墩的形状可以采用圆柱形、矩形、T形等，其尺寸则需要根据实际情况进行计算和确定。
支座的设计需要考虑到拱桥的伸缩和旋转，一般采用橡胶支座或滑动支座。
4、确定桥面结构桥面结构是承载行车荷载和行人重量的主要构件，其设计需要考虑到拱桥的荷载、几何形状和使用要求等。
一般情况下，桥面结构可以采用钢筋混凝土梁板、钢箱梁、钢桁架等形式。
四、混凝土拱桥的计算方法混凝土拱桥的计算方法通常包括以下几个方面：1、拱肋的内力计算拱肋的内力计算是拱桥设计的重要环节，其结果直接影响着拱桥的力学性能。
板布河大桥百米级高陡岸坡稳定性研究
黄水亮
【期刊名称】《铁道建筑技术》
【年(卷),期】2024()3
【摘要】新建板布河大桥为瓮马铁路南北延伸线的控制工程,为188m上承式钢筋混凝土铁路拱桥;大桥跨板布河深切V型谷,两岸岸坡陡峭,岸坡高达105116m,超过百米,地层为第三系(E)巨厚层状钙质角砾岩,弱风化,岩质坚硬,两岸岸坡卸荷裂隙发育。
通过综合勘察手段查明了板布河大桥场区工程地质条件,综合多种分析方法对高陡岸坡的稳定性进行分析,通过施工开挖后对边坡进行了再次调查分析,百米高陡岸坡卸荷裂隙发育影响其承载力及岸坡稳定性,应加强施工地质核查工作;并针对计算结果进行了边坡防护设计,采取了锚索、锚杆对板布河大桥高陡边坡进行防护设计,锚索设计锚固力1050kN,可为西南山区硬质岩高陡边坡稳定性分析提供参考。
【总页数】5页(P64-67)
【作者】黄水亮
【作者单位】中铁第四勘察设计院集团有限公司
【正文语种】中文
【中图分类】U442.2;U443.88
【相关文献】
1.复杂地质条件下矿坑内百米级高陡边坡逆作施工
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4.近坝库岸多结构面高陡岩质边坡稳定性研究
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钢筋混凝土拱桥设计规范钢筋混凝土拱桥设计规范一、前言钢筋混凝土拱桥是一种常用的桥梁形式，其在桥梁工程中具有重要的地位。
本规范旨在规范钢筋混凝土拱桥的设计，以确保桥梁的安全、经济、美观。
二、材料1. 水泥水泥应符合国家标准GB175-2007《水泥》规定的相应级别要求。
在使用水泥前，应对其进行试验，检验其符合标准要求。
2. 骨料骨料应符合国家标准GB/T14684-2011《碎石、砂、矿粉及混合料试验方法》规定的要求，其级配应符合设计要求。
3. 钢材钢材应符合国家标准GB/T1499-2018《混凝土用钢筋》、GB/T6723-2017《冷拔无缝钢管》、GB/T700-2006《碳素结构钢》等相关标准。
4. 混凝土混凝土的强度等级应按照设计要求选择。
混凝土的配合比应符合国家标准GB 50080-2016《混凝土配合比设计规范》的要求。
三、设计1. 拱桥的基本形式拱桥可分为等高拱、不等高拱和斜交拱。
在拱桥的形式设计中，应根据桥梁的具体情况选择合适的拱形形式。
2. 拱桥的基本参数拱桥的基本参数包括：拱高、跨径、拱度、弦长、拱肋数量等。
在设计时，应根据桥梁的跨径、荷载等参数进行合理的确定。
3. 拱桥的荷载拱桥的荷载包括自重、行车荷载、风荷载、温度荷载等。
在设计时，应根据国家标准GB/T 7064-2008《公路桥梁设计荷载规范》的要求进行设计。
4. 拱桥的稳定性拱桥的稳定性应满足国家标准GB 50017-2017《混凝土结构设计规范》的要求。
在设计中，应考虑桥梁的抗侧倾力、抗滑力、抗倾覆力等稳定性要求。
5. 拱桥的构造拱桥的构造包括拱肋、弦杆、桥面板等。
在设计中，应根据桥梁的具体情况进行合理的构造设计，确保桥梁的安全、经济、美观。
四、施工1. 模板施工在拱桥的模板施工中，应根据设计要求进行模板的制作和安装。
模板的制作应符合国家标准GB/T 9771-2008《混凝土结构工程施工技术规范》的要求。
2. 钢筋绑扎在拱桥的钢筋绑扎中，应根据设计要求进行合理的钢筋配筋和绑扎。
２０１０年第５期
（总第１９５期）
黑龙江交通科技
ＨＥ ＬＬＯＮＧＪＩＡＮＧ ＪＩＡＯＴＯＮＧ ＫＥＪＩ
Ｎｏ．５，２０１０
（Ｓｕｍ Ｎｏ．１９５）
钢筋混凝土拱桥稳定性研究
彭振宾
（保定市交通局公路勘测设计院）
摘要：随着我国公路交通事业的迅速发展，大跨径拱桥的建设越来越多，其稳定性非常重要。对拱桥稳定
性进行了研究。
关键词：拱桥；稳定性；结构分析
中图分类号：ｕ４４２ 文献标识码：Ｃ 文章编号：１００８—３３８３（２０１０）ｏ５—００９０—０１
拱桥是我国公路上使用很广泛的一种桥梁体系。它以
造型美观、造价较低、跨越能力大等优点在我国的桥梁建设
领域中占据非常重要的地位。近年来，新材料和现代施工工
艺使得拱桥的跨径逐渐的增大，然而制约其迅速发展的根本
原因就在于拱桥的稳定问题难以很好的解决，这既有成桥后
的稳定，又有施工过程中的单肋、双肋稳定问题，尤其是采用
缆索吊装施工的拱桥，在主拱圈的吊装阶段，裸拱的稳定性 显得尤为重要。 １拱桥稳定性 １．１拱桥失稳分类 拱桥的失稳可分为平衡分支失稳（第一类）和极值点失 稳（第二类）两类。拱的第一类稳定问题分为平面内屈曲和 侧倾：当拱结构所受到的荷载达到一定临界值时，拱就有可 能丧失平衡状态，拱轴线在其竖向平面内偏离初始受压的对 称变形状态，向反对称的平面挠屈，这时拱不但承受压力还 承受一定的弯矩，这就是拱的平面内屈曲；另一种就是拱轴 线侧倾出竖平面，转向空间弯扭的变形状态，这就是拱的侧 倾。它们具有共同的特点，即都是由于拱的平衡状态出现了 分支，使原来的平衡形式成为不稳定形式，而且开始出现新 的、有本质区别的平衡形式，变形情况与应力状态都随着发 生质的变化。拱丧失第二类稳定的基本特征有以下两点，一 是拱在丧失第二类稳定时，不会发生平衡形式的分支，不会 出现新的、有质的区别的平衡形式，整个过程只是原来的平 衡形式发生了数量的变化，同时变形情况和应力状态也不发 生质的变化；二是拱结构丧失承载能力，此时当荷载达到一 定数值（临界值）时，即使不继续增加荷载，甚至在减少荷载 的情况下，拱的变形也自行迅速增大而至拱结构破坏。 １．２拱桥稳定性计算理论 实际工程中的稳定问题一般都表现为第二类稳定问题。 但是第一类稳定问题是特征值问题，易于求解，且两类问题 临界值相差不大，因此第一类稳定问题仍然值得研究。发生 第一类失稳前，结构静力平衡方程式如下 ［ｋ］｛ ｝＋［ｋ。］｛“｝＝｛Ｐ｝ （１） 式中：［ｋ］为结构的弹性刚度矩阵；［ｋ ］为结构的几何刚度 矩阵；｛Ⅱ｝为结构的整体位移向量；｛Ｐ｝为结构的外力向量。 第一类失稳前，结构处于线性工作状态，那么在临界荷 载作用下结构的几何刚度矩阵为： ［ｋ。］＝Ａ［ｋ ］ （２） 式中：Ａ为临界荷载系数；［ｋ。］为荷载的结构几何刚度矩阵。 ［ｋ＋从 ］｛“｝＝｛Ｐ｝ （３） 稳定分析即可归结为求解如下特征值问题： Ｉ［ｋ＋Ａ ｋｃ］Ｉ （４） 其中，Ａ 为特征值。通过特征值分析求得的解有特征 值和特征向量，特征值就是临界荷载系数，特征向量是对应 于临界荷载系数的屈曲模态，所以稳定问题转化为求方程的 最小特征值问题。 ２拱桥稳定性验算
２．１面内稳定性验算
拱圈为钢筋混凝土构件时，其验算公式可采用钢筋混凝
土受压构件计算公式。其验算公式为
’，０Ｎａ≤Ｏ．９ （厶Ａ＋厂 Ａ ，） （５）
其中，７。为桥梁结构的重要性系数； 为轴向力组合设计
值；妒为轴压构件稳定系数，按新桥规表５．３．１采用。Ａ为构
件毛截面面积．√ 为混凝土轴心抗压强度设计值 为普通
钢筋抗压强度设计值。
２．２面外稳定性验算
宽跨比小于１／２０的板拱桥、肋拱桥、特大跨径拱桥以及
无支架施工过程中Ｉ的拱圈均存在横向稳定问题，设计时必须
进行验算。目前，常用下面的公式来验算拱的横向稳定性：
｜ｉ｝：＝ Ｎ＇Ｌ
≥４ ５ （６）
其中，｜］｝ 为横向稳定安全系数； 为拱丧失横向稳定时
的临界轴向力；Ｎｊ为平均轴向力。计算表明，无铰拱的临界
荷载比有铰拱的大，对于大量采用的悬链线无铰拱的横向稳
定解析求解很复杂，设计中可偏安全地采用双铰拱的计算公
式，也可采用圆弧无铰拱的公式计算临界轴向力（通常在矢
跨比＜１／５时）。
３展望
在拱桥稳定性研究领域中，还存在较多尚未解决的问
题。由于稳定问题的复杂性，尤其当拱桥构件存在初始缺
陷、残余应力以及非线性因素的影响时，更增加了解决稳定
问题的难度，因此应加大对拱桥结构稳定性方面的研究。
参考文献：
［１］奉龙成，罗小华．钢筋混凝土拱桥面内极限承载力的非线性
分析［Ｊ］．土木工程学报，Ｖｏ１．３５，Ｎｏ．３，２００２．
［２］刘来君。王东阳．大跨径拱桥极限承载力［Ｊ］．长安大学学报。
２００４，（１）．
［３］项海帆，刘光栋．拱结构的稳定与振动［ｊＩｆ］．北京：人民交通出
版社，１９９１．
收稿日期：２０１０—０３—１３
作者简介：彭振宾（１９６７一），男，工程师，主要从事公路及桥梁工程勘察设计研究。
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