拱桥设计
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拱桥拱架设计与承载验算一、基本情况和有关数据1、拱桥设计净跨径L 『1800厘米,拱圈宽度B 0 = 430厘米,矢 高f=360厘米 取拱架预拱度A f=L 0/600=3厘米 则拱架净矢高f 0=f+△f=360+3=363厘米。
考虑到拱圈施工时会产生振动,拱圈浆砌块石 容重取Y = 2.4x 1.20=2.88t/m 3o2、拱盔立柱的纵、横向间距划分靠两桥台排柱和第一节弓形木的平距分别取30厘米和270厘米, 则跨中段的4间档纵平距设五根立柱,@纵二[1800 - (30+270) x2 边]/4档=300厘米,拱盔桁片的横向间距取@横二[430 - 2x15]/3间 档= 133厘米,即拱板间距L 板、跨中立柱、托木和拉梁平均宽度为 16厘米外,其余拱盔桁片宽为14厘米。
3、拱板验算单元宽取20厘米,板厚取7厘米,则85厘米厚拱 圈及拱板等的单位长度重q 拱二(0.85x2.88+0.07x0.75)x0.2 = 0.5001t/m 。
施工集中荷载取p 施= 200kg o4、作用于每棍拱盔桁片上的单位长度的施工荷载为E q ,,=拱(0.5001/0.2+其它 0.16) x1.3+拱盔约 0.32 = 3.779t/m ,取施工荷载 p 施 =400kg o二、拱板强度验算板按二跨连续计算,由《结构静力计算手册》得:E M 板=-0.125 xq 拱 x L 板 2 - O.094xp 施 x L 板=-0,125x 0,5001x 1,332-0.094x0.2x1.33= - 0.13558t-m(支点处弯矩值为负),板的单元宽抗弯截面模量W板二20x72/6=163.33cm3 ,则板的应力6板=E M板/W板=13558/163.33=83.01kg/cm2,因6板v [6]=95kg/cm2,故板的强度可以满足要求。
三、拱盔承载验算及技术措施1、跨中立柱承受垂直荷载最大,且立柱最长(立柱长取363-24=339厘米),其上荷载为N柱=E q拱火@纵+ p施=3.779x3.00+0.4=11.737t,柱截面尺寸取 16x16 厘米,其截面面积A .= 16x16 = 256cm2,截面惯性半径为i柱= 0.289x16=4.6 厘米,柔度入柱=339/4.6=73.70<80,稳定系数查表得⑴柱=0.536,则应力6压柱=N柱/6柱公柱= 11737/(0.536x256)=85.54kg/cm2,因6压v [6]=90kg/cm2 , 故立柱承载能力满足要求。
1、拱桥的设计的四个主要高程:桥面高程、拱顶底面高程、起拱线高程、基础底面高程2、拱桥的三个设计阶段:⑴桥长及分孔、⑵设计高程及矢跨比、⑶不等跨连续拱的处理3、拱桥常用的拱轴线类型:⑴圆弧线、⑵抛物线、⑶悬链线4、现行桥梁中的三大作用:永久作用、可变作用、偶然作用5、桥梁的全长:有桥台的桥梁为两岸桥台侧墙或八字墙尾端间的距离,无桥台的桥梁为桥面系行车长度。
6、桥梁的总长:指两桥台台背前缘之间的距离7、桥梁的建筑高度:指桥面至桥梁结构最下缘之间的竖向距离8、桥梁的容许建筑高度:公路(铁路)定线中所确定的桥面(或轨顶)标高,对通航净空顶部标高之差。
9、梁式桥的计算跨径:有支座的桥梁,为桥跨结构的相邻两支座中心之间的距离,无支座的桥梁,为支撑中心之间的距离。
10、拱桥的计算矢高:拱顶至拱脚拱轴线上的垂直距离11、板的有效工作宽度:板在局部分布荷载作用下,不仅直接作用部分承担荷载,相邻部分也会承担一部分,总的宽度12、桥梁设计的原则:⑴安全可靠、⑵适用耐久、⑶经济合理、⑷技术先进、⑸美观、⑹环境保护和可持续发展13、桥面铺装的原则:⑴防止车辆轮胎或履带直接磨耗行车道板、⑵保护主梁免受雨水侵蚀、⑶对车辆轮重的集中荷载起分布作用14、桥面横坡的设置方式:三角垫层装配式肋板梁桥、箱式肋板式梁桥、行车道板成倾斜面而形成横坡15、单向板:长宽比≥2,周边支承单向配置受力筋双向板:长宽比<2,周边支承双向配置受力筋配筋不同:单向板长跨方向只要配置适当的构造钢筋,而双向板按两个方向的内力分别配置钢筋16、伸缩缝的作用:主要是为了防止温度的变化引起路面结构的热胀冷缩过大而造成破坏.现在为了减少地震危害,伸缩缝也起到防止梁体位移过大的作用。
总之就是一个缓冲位移的装置。
设置的位置:梁端与桥台背墙之间,两相邻梁端之间设置,相邻两桥垮结构之间在桥墩处设置。
17、实腹式和空腹式拱上建筑的组成:实腹式的拱上建筑是实体结构的拱桥,由侧墙、拱上填料、护拱以及变形缝、防水层、泄水管和桥面等部分组成空腹式是由几个腹孔构成的拱桥,桥面系和立柱、腹孔、腹孔墩18、不等连续拱防范解决不平衡推理问题的方法:⑴.采用不同的矢跨比;当跨径一定时,推力大小与矢跨比成反比。
拱桥设计流程一、引言拱桥是一种古老而优雅的建筑结构,它不仅具有实用功能,还具有艺术价值。
本文将介绍拱桥的设计流程,包括前期准备、结构设计、材料选择、施工过程等方面的内容。
二、前期准备在进行拱桥设计之前,需要进行一系列的前期准备工作。
首先,需要进行地形调查和勘测,了解桥梁所在地的地质条件和地形特点。
其次,需要确定桥梁的设计参数,包括跨度、荷载标准、使用寿命等。
最后,还需要进行桥梁设计的初步方案选择,根据实际情况确定采用的拱桥形式。
三、结构设计在进行拱桥的结构设计时,需要考虑到桥梁的力学性能和稳定性。
首先,需要确定拱桥的几何形状,包括拱高、拱度、拱轴线等。
其次,需要进行荷载计算,确定桥梁在使用过程中所受到的荷载,并进行结构强度的校核。
最后,还需要进行拱桥的稳定性分析,以确保桥梁在使用过程中不会发生倾覆或垮塌的情况。
四、材料选择在进行拱桥的材料选择时,需要考虑到材料的强度、耐久性和施工性能。
一般来说,拱桥的主要承重构件可以采用钢材、混凝土或石材等材料。
钢材具有较高的强度和韧性,适合用于大跨度的拱桥;混凝土具有良好的耐久性和施工性能,适合用于中小跨度的拱桥;石材具有优雅的外观和良好的抗压性能,适合用于景观桥的建造。
五、施工过程在进行拱桥的施工过程中,需要进行桥梁的测量、制作和安装等工作。
首先,需要进行拱桥的测量和放样,确定桥梁的具体位置和尺寸。
其次,需要进行拱桥构件的制作,包括拱石、拱肋、拱脚等部分。
最后,还需要进行拱桥的安装和调试,确保桥梁的稳定性和使用功能。
六、验收和维护在拱桥的设计和施工完成后,还需要进行桥梁的验收和维护工作。
首先,需要进行桥梁的质量验收,包括结构强度、外观质量等方面的检查。
其次,还需要进行桥梁的安全评估,确保桥梁在使用过程中的安全性。
最后,还需要进行桥梁的维护工作,包括定期检查、保养和修复等,以延长桥梁的使用寿命。
七、结论拱桥的设计流程包括前期准备、结构设计、材料选择、施工过程、验收和维护等多个环节。
拱桥设计计算内容及方法
2.拱桥整体受力计算:拱桥是一个整体结构,因此需要进行整体的受
力计算。
这包括确定整个拱桥受力的大小、方向和分布情况,以及确定拱
桥的整体稳定性。
常用的方法包括静力学平衡方法、弹性力学方法和有限
元方法等。
3.拱桥的固有频率计算:拱桥是一个动力结构,其固有频率对于设计
的安全性是非常重要的。
因此,需要计算拱桥的固有频率,以评估其在自
然频率下的抗风、抗震等性能。
4.应力和变形计算:拱桥在使用过程中会受到荷载的作用,因此需要
计算拱桥在荷载作用下的应力和变形情况,以评估拱桥的安全性能。
常用
的方法包括弹性力学法、有限元法等。
5.断面设计:根据拱桥的受力情况,进行断面设计,包括确定构件的
尺寸和材料。
断面设计需要满足强度和刚度的要求,同时还要考虑构件的
自重和施工的可行性等因素。
6.水力条件计算:对于水上拱桥来说,还需要计算水流对拱桥的冲击
力和涌浪力等水力条件,以评估拱桥的稳定性和安全性。
在进行拱桥设计计算时,常用的工具和软件包括AutoCAD、ANSYS、STAAD.Pro等。
这些工具可以帮助工程师进行受力分析、应力计算和断面
设计等。
同时,还需要参考相关的设计规范和规范,如公路桥梁设计规范、钢结构设计规范等,以确保拱桥的设计计算符合规范和标准的要求。
总之,拱桥设计计算是一项复杂而关键的工作,需要对拱桥结构进行
全面的受力、应力和变形分析,并根据工程实际要求和设计规范进行设计。
只有进行合理的设计计算,才能保证拱桥的安全性和可靠性。
拱桥设计与施工技巧拱桥作为一种古老而经典的桥梁结构,具有独特的美学价值和工程实用性。
在建筑设计与施工中,拱桥设计与施工技巧至关重要。
本文将从设计和施工两个方面探讨拱桥的相关技巧与要点。
一、设计技巧1. 段数的选择:拱桥的段数对于桥梁的负荷承受能力和分布具有重要影响。
按照桥梁的跨度和河道宽度可以选择适当的段数,一般情况下,6到8个段数较为理想。
2. 拱身线型的确定:拱桥的线型决定了其美感和承力性能。
对于大跨度拱桥,通常选择平曲线或簇直线,在平面和立面上使得拱桥呈现出流畅的曲线美感。
3. 拱桥高度的计算:拱桥的高度直接影响着该桥的通航能力和通风能力。
需要根据航道图和风压等因素进行合理计算,确保拱桥的设计高度符合要求。
4. 拱桥的开间选择:拱桥的开间选择要根据河道的宽度和水流情况进行合理判断。
在水流较大的地区,需要选择较大的开间,以保证水流通畅和桥梁安全。
二、施工技巧1. 基础施工:拱桥的基础施工是保证拱桥稳定性的关键。
需要根据设计要求选取适当的基础形式,如钢筋混凝土桩基或承台基础。
同时,地质勘测不可忽视,确保基础牢固。
2. 同步施工:拱桥的同步施工技巧是确保拱体平衡性的重要手段。
为了保证整个拱桥的结构刚性和稳定性,在建造过程中需要保持各个部位的施工进度同步,以防止出现不均匀沉降。
3. 拱体施工:拱体施工是拱桥建造最重要的环节之一。
当采用预制拱片时,需要注意合理的预应力张拉、固定顺序和位置选择,确保每一片预制拱片的质量和相互之间的连接性。
4. 拱桥调整与修整:拱桥建造完工后,常常需要进行调整和修整。
通过对拱桥的结构进行检测和分析,如位移观测和应力测量等,可以及时发现拱桥的不稳定因素,并采取相应的修补措施。
在拱桥的设计与施工中,需要充分考虑材料的选择与计算、桥梁的承重能力和阻力、地质与水文条件等多方面因素。
只有在综合考虑这些因素的情况下,才能确保拱桥的质量与安全。
总结起来,拱桥设计与施工涉及到多个方面的技巧与要点。
桥梁施工中的拱桥设计与施工要点桥梁作为交通建设中不可或缺的重要组成部分,承载着运输、经济和社会发展的重任。
而拱桥作为一种常见的桥梁形式,因其结构优势和美观特点,被广泛应用于各类道路、铁路和河流跨越工程。
本文将介绍拱桥设计与施工的要点,旨在为拱桥的建设提供一定的参考和指导。
一、拱桥设计要点1. 结构形式选择在进行拱桥设计时,需要根据具体的项目需求和地理条件,选择合适的结构形式。
常见的拱桥结构形式包括单孔拱、连续拱和悬索拱等。
单孔拱桥适用于跨度较小的场合,连续拱桥适用于跨度较大的场合,而悬索拱则适用于跨度特别大的场合。
2. 强度与稳定性分析在拱桥设计中,强度与稳定性是非常关键的考虑因素。
需要通过结构力学分析,确定桥梁结构的承载能力,确保其能够安全稳定地承受荷载作用。
此外,还需对拱桥的抗震性能进行评估,以提高桥梁在地震等自然灾害中的抗风险能力。
3. 桥面铺装与排水设计拱桥的桥面铺装与排水设计也是设计中的重要环节。
桥面铺装需要选择合适的材料,并保持光滑平整,以提供良好的交通运行条件。
同时,还需考虑到桥梁内部的积水问题,采取有效的排水设计,防止积水对桥梁结构造成损害。
二、拱桥施工要点1. 基础施工拱桥的基础施工是桥梁施工的首要环节。
在选择合适的基础类型时,需要考虑地质条件、河流流量等因素。
同时,还需要进行桥台和桥墩的施工,确保其强度和稳定性。
在混凝土浇筑过程中,要控制好浇筑温度和材料比例,以保证混凝土的质量。
2. 拱体施工拱体施工是拱桥建设中的重要工程。
通常情况下,可以采用预制或现浇的方式进行拱体的施工。
预制拱体可以提高施工效率,减少对河流航道的影响,但需要进行精确的运输和安装。
现浇拱体则可以更好地适应不同的地理条件和桥梁形式,但施工周期较长。
3. 桥面铺装施工桥面铺装施工是拱桥建设的最后一步,直接影响到桥梁的使用寿命和交通安全。
需要选择合适的铺装材料,并按照规范要求进行施工。
在铺装过程中,要注意材料厚度和坡度的控制,以及拱桥与道路连接处的衔接处理。
为什么有些桥梁需要拱桥设计?一、抗压性能出色的拱桥设计拱桥是一种非常古老且经典的桥梁设计形式。
其特点是具有出色的抗压性能,能够承受来自上方施加的垂直压力,并将其通过自身结构传递到两边的支撑点上。
这种独特的结构设计使得拱桥在承载重量方面具有明显的优势。
在桥梁跨度较大、通行负荷较重的情况下,拱桥设计能够保证桥梁的稳定性和安全性。
二、拱桥设计的美学价值拱桥作为一种艺术品,具有独特的美学价值。
其优美的曲线和对称的形状,给人以美的享受和艺术的感受。
拱桥的设计注重比例、平衡和形式美,给人一种稳定、和谐的感觉。
拱桥不仅具有实用功能,更是城市景观之一,成为了许多城市的地标和风景线。
三、拱桥设计的经济效益拱桥在桥梁建设中具有较好的经济效益。
相比于其他桥梁形式,拱桥的建设成本相对较低。
它能够以较少的材料实现更大的跨度,并且施工过程相对简单。
此外,拱桥的维护成本也相对较低。
由于其结构简洁、特点明显,拱桥在使用寿命长、维修成本低方面具备优势。
四、拱桥设计的地理适应性拱桥的特殊结构能够适应不同地理环境的需求,比如山区、河流、湖泊等。
在山区,拱桥能够充分利用山体的支撑,实现较大跨度的跨越;在河流和湖泊上,拱桥能够通过合理的设计克服水流的冲击和风险,确保桥梁的稳定性。
综上所述,“为什么有些桥梁需要拱桥设计?”这个问题有着多方面的回答。
拱桥以其出色的抗压性能、美学价值、经济效益和地理适应性成为了桥梁设计中的重要选择。
无论是从实用性还是美学角度来看,拱桥都是一种具备广泛应用前景的桥梁设计形式。
第五章 拱桥构造与设计5.1 概述一、拱桥的发展概况二、拱桥的特点 主要受力特点:支承处不仅产生竖 向反力,还产生水平推力,从而使拱主要受压。
·主要优点:跨越能力大;能充分做到就地取材;耐久性好,养护、维修费用小;外形美观;构造较简单,有利于广泛采用。
·主要缺点:1)是有推力的结构,而且自重较大,因而水平推力也较大,增加了下部结构的工程量,对地基要求也高;2)随跨径的增大和桥高的提高,增大了拱桥的施工难度,提高了拱桥的总造价。
拱桥施工工序多,需要的劳动力多,施工工期长。
3)由于水平推力较大,在连续多孔的大、中桥中,为防止一孔破坏而影响全桥的安全,需要采取较复杂的措施,或设置单向推力墩,增加了造价;4)上承式拱桥的建筑高度较高。
拱桥的缺点正在逐步得到改善和克服:200~600m 范围内,拱桥仍然是悬索桥和斜拉桁架拱 双曲拱 拱桥国外: 石拱,木拱 十八世纪铸铁拱 十九世纪 钢拱 钢筋混凝土拱国内: 石拱,木拱钢筋混凝土拱 刚架拱桁式组合拱 钢管拱新型组合体系拱1964年70年代 80年代 80年代中桥的竞争对手。
三拱桥的组成及主要类型(一)、拱桥的主要组成一般上承式拱桥,桥跨结构是由主拱圈、拱上建筑等组成。
主拱圈是拱桥的主要承重结构。
拱上结构或拱上建筑:在桥面与主拱圈之间需要有传递压力的构件或填充物,以使车辆能在平顺的桥道上行驶。
桥面系和这些传力构件或填充物统称为拱上结构或拱上建筑。
拱桥的下部结构:由桥墩、桥台及基础等组成,用以支承桥跨结构的荷载传至地基。
技术名称....:拱顶:拱圈最高点。
拱脚(起拱面):拱圈和墩台连接处。
拱轴线:拱圈各横向截面(或换算截面)的形心连线。
拱背:拱圈的上曲面。
拱腹:拱圈的下曲面。
起拱线:起拱面与拱腹相交的直线。
净跨径:每孔桥跨两个起拱线之间的水平距离;计算跨径:相邻两拱脚截面形心点之间的的水平距离,也就是拱轴线两端点之间的水平距离。
净矢高:拱顶截面下缘至起拱线连线的垂直距离;计算矢高:拱顶截面形心至相邻两拱脚截面形心之连线的垂直距离;矢跨比:拱圈或(拱肋)的净矢高与净跨径之比,或计算矢高与计算跨径之比。