拱桥(熟悉)
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拱桥原理小知识点总结1. 拱桥的原理拱桥是一种依靠拱形结构来支撑桥面荷载的桥梁。
拱形结构能够将桥面上的荷载通过拱脚传递到桥墩上,最终承载到地基上,从而实现了桥梁的承载功能。
拱桥的设计原理基于拱形结构的特点,它能够将受力均匀地传递到整个结构上,从而能够有效地分担桥面上的荷载,使得桥梁在长期使用中不易出现变形和破坏。
2. 拱桥的结构形式拱桥的结构形式包括单孔拱桥、多孔拱桥和悬索拱桥。
单孔拱桥是最常见的拱桥形式,它由一道大拱和两道小拱组成,能够有效地承载桥梁上的荷载。
多孔拱桥则是由多个孔洞组成,能够适应不同的地形和水流条件。
悬索拱桥则是将悬索结构与拱桥结构相结合,能够有效地支撑桥面上的荷载。
3. 拱桥的设计要点拱桥的设计要点包括拱脚的选取、拱度的确定、桥墩的设置以及桥面的设计等。
首先是拱脚的选取,它应该位于桥墩的两侧,并且要能够有效地传递荷载。
其次是拱度的确定,它应该能够使得拱桥能够承载预期的荷载,并且要能够适应地形和水流条件。
然后是桥墩的设置,桥墩应该根据地形和水流条件进行设置,从而能够有效地支撑桥面的荷载。
最后是桥面的设计,桥面应该稳固、耐用,能够适应车辆和行人的通行。
4. 拱桥的优点拱桥具有很多优点,首先是其结构稳定,能够有效地承载荷载。
其次是拱桥的外观美观,能够成为城市风景线的一部分。
再次是其施工周期短,能够快速地建成使用。
最后是拱桥的维护成本低,能够减少后期的维护和修缮费用。
5. 拱桥的应用范围拱桥的应用范围非常广泛,它可以用于跨越河流、峡谷、道路和铁路等,能够满足不同地形和水流条件下的桥梁需求。
此外,拱桥也常常被应用于城市建设和交通规划中,成为城市的地标和重要交通枢纽。
总结来说,拱桥是一种古老而稳定的桥梁结构,它依靠拱形结构来承载桥面上的荷载,具有结构稳定、外观美观、施工周期短和维护成本低等优点,适用于不同的地形和水流条件下的桥梁需求。
在今后的城市建设和交通规划中,拱桥将继续发挥重要作用,成为城市的地标和重要交通枢纽。
拱桥的简单原理通俗易懂
拱桥是一种由多个石头、钢筋或混凝土构成的桥梁结构,其主要原理是靠弯曲力的平衡来支撑桥面负荷。
想象一下,当你用手指轻轻按压一根细长的杆子,杆子会弯曲,但并不会断裂。
这是因为杆子受到了弯曲力的平衡。
拱桥也是类似的原理。
拱桥的主要组成部分是拱形,通常高度高于桥面。
当有车辆或人行通过桥面时,桥面会受到压力,向下方施加力量。
这会导致拱形产生向内的压力。
这种向内的压力会使拱形受到弯曲力,就像你用手指按压杆子一样。
这个弯曲力对拱桥非常有益。
首先,拱形的构件会受到压缩力,这使它们更牢固。
其次,弯曲力会分散压力,并把压力沿着桥的曲线分散到支点上。
这就是为什么拱桥可以跨越比它的构件的长度更大的距离的原因。
这种分散压力的能力使得拱桥成为一种非常坚固和稳定的结构。
通过选择合适的材料和设计支点,工程师可以确保拱桥能够承受大量的负荷,包括车辆和行人。
总而言之,拱桥的原理是通过弯曲力的平衡来支撑桥面负荷。
这种结构分散压力,使桥梁稳固可靠,跨越较长的距离。
拱桥科普介绍
拱桥是一种常见的建筑结构,具有经典美感和优良的承载性能。
下面是对拱桥的科普介绍:
1.定义:拱桥是一种建筑形式,由一系列连续的拱构成,可用
于横跨河流、道路或山谷等地形。
2.结构特点:拱桥最显著的特点是由一系列拱构成的主要承重
结构。
拱是一种曲线形状,其构造使得施加在拱上的力能够传递到桥的两端或支撑结构上。
这种结构使得拱桥能够抵抗外部载荷并分散荷载,从而保持稳定和承重能力。
3.拱的类型:拱桥可分为多种类型,常见的包括圆拱、椭圆拱、
扁拱、等腰三角拱等。
每种类型的拱都有不同的特点和适用范围。
4.石拱桥:在早期的建筑中,石材常用于拱桥的建造。
石拱桥
因材质坚固耐久,在许多历史古城和文化遗址中仍有保存。
例如,意大利的斯佩拉桥、中国的洛阳桥等都是著名的石拱桥。
5.钢筋混凝土拱桥:随着工程技术的进步,钢筋混凝土成为常
用的材料用于拱桥的建造。
钢筋混凝土拱桥具有较好的强度和耐久性,适用于大跨度和大荷载的情况。
6.历史意义:拱桥的建造历史悠久,可以追溯到古代文明。
拱
桥的设计和建造技术也代表着当时社会和工程技术的发展水平。
许多古代拱桥成为文化遗产和建筑的典范。
拱桥作为一种建筑结构,以其优雅的曲线形状和良好的载荷分布而闻名。
拱桥的设计和建造需要深厚的工程知识和计算能力。
通过科学的设计和建造,拱桥具有强大的承重能力,并成为人类建筑工程的重要成就之一。
什么是拱桥?拱桥是一种古老而神秘的建筑形式,它以其优美而独特的造型,一直为人们所喜爱和推崇。
作为工程技术的杰作,拱桥在世界各地广泛应用,并成为建筑史上的经典之作。
那么,什么是拱桥?本文将通过阐述拱桥的定义、历史、结构和设计原理,带领读者深入了解这一令人着迷的建筑奇迹。
一、拱桥的定义拱桥是一种利用拱形结构进行支撑的桥梁形式。
它通常由数个相互连接的拱形构件组成,通过其中的上部构件来承载立足之地和通过交通工具。
拱桥不仅具有良好的承载能力和稳定性,还具备出色的美学价值。
二、拱桥的历史1. 古代拱桥的诞生古代文明中的拱桥最早可追溯到古埃及和古希腊时期。
古埃及的建筑师使用石块和混凝土来构建拱形桥梁,而希腊工程师则研究并发展出了基础拱桥的设计原理。
2. 罗马拱桥的辉煌时代罗马帝国时期是拱桥发展的黄金时代。
罗马人采用石材和混凝土材料,设计出了许多令人惊叹的拱桥,如庞特德加德拱桥和米利奥拱桥等。
这些古老的拱桥不仅具备实用功能,还充满了艺术气息。
三、拱桥的结构和设计原理1. 基本结构拱桥的基本结构包括桥面、拱形构件和支撑墩柱。
桥面是供人和车辆通行的平面,而拱形构件则用于承受从桥面传递下来的荷载。
支撑墩柱则用于提供拱桥的支撑和稳定。
2. 拱形构件的力学原理拱桥的拱形构件主要受力方式为受压,即拱形构件的上部受到向下的荷载,通过内力在构件中传递至支撑墩柱。
这种力学原理使得拱桥能够承受大量荷载,并保持结构的稳定性。
3. 拱桥的设计考虑因素在设计一座拱桥时,工程师需要考虑桥梁的跨度、荷载分布、材料选用以及地理环境等因素。
合理的设计要求工程师对力学和结构分析有深刻的理解,并选择适合的材料和建造工艺。
四、拱桥的美学价值1. 固若金汤的建筑拱桥以其巍峨挺拔的姿态,给人一种稳固坚定的感觉。
无论是古代帝国的庄严大桥,还是现代城市的精致拱桥,它们都展现了人类文明的力量和智慧。
2. 融入自然的地标拱桥在自然环境中犹如一道流动的艺术品。
它们与河流、湖泊、山峦相互映衬,融为一体,增添了环境的美感和景观的风采。
拱桥问题知识点总结拱桥是一种古老而又经典的桥梁结构,由于其独特的优点,被广泛应用于世界各地的桥梁工程中。
拱桥的设计和施工涉及了多个学科领域,包括土木工程、结构力学、材料科学等。
在这篇文章中,我们将对拱桥的知识点进行总结,包括其结构设计、力学原理、材料选用等方面的内容。
1. 拱桥的结构形式拱桥是一种通过拱形结构承载荷载的桥梁,其主要特点是桥面上方呈现出一定的拱形曲线。
根据拱桥的构造形式,可以分为单孔拱桥、多孔拱桥、连续拱桥等几种类型。
单孔拱桥一般由一座拱形桥孔组成,其结构简单,最典型的代表是罗马的拱桥。
多孔拱桥则由多个拱形桥孔组成,可以用来跨越较大的跨度。
连续拱桥则是由多个相邻的拱形结构连接而成,使得整座桥梁具有更大的承载能力。
2. 拱桥的力学原理拱桥的承载能力来自于其独特的力学原理,主要包括垂直力的平衡、拱的受力特点及桥墩的支撑作用等。
拱桥的拱形结构能够将桥面上的荷载通过拱脚传递到桥墩上,从而形成一种由重力和弯矩平衡的力学体系。
拱桥通过这种方式能够实现较大的跨度,同时具有较好的稳定性和抗震性能。
3. 拱桥的设计要点在拱桥的设计过程中,需要考虑多个因素,包括桥梁跨度、拱形曲线、荷载分布等。
设计师需要根据实际情况确定拱桥的结构形式,并计算出合适的桥面高度、拱脚高度等设计参数。
此外,还需要考虑桥梁的美观性、施工方便性、维护成本等因素,从而确保拱桥的设计达到最佳状态。
4. 拱桥的材料选用拱桥的材料选用对于其结构稳定性和承载能力具有很大的影响。
在古代,拱桥一般采用天然石材、砖石等材料进行建造。
而在现代,由于工程技术的发展,拱桥的材料选用包括了钢材、混凝土、预应力混凝土等新型材料。
这些材料具有较高的抗压、抗拉强度,能够满足拱桥在不同环境下的使用要求。
5. 拱桥的施工工艺拱桥的施工过程中,需要考虑多个环节,包括拱体的浇筑、桥墩的支撑、桥面的铺设等。
施工人员需要根据拱桥的设计要求,选择合适的施工机械和工艺,确保施工过程中的质量和安全。
4.拱桥(熟悉)拱桥施工前应编报施工组织设计,并按批准的施工组织设计和施工方案施工,对施工全过程进行监测和控制。
装配式拱桥构件在脱模、移运、堆放、吊装时,混凝土的强度不应低于设计所要求的强度,一般不得低于设计强度的75%。
1)就地浇筑混凝土拱圈(1)在拱架上浇筑混凝土拱圈①跨径小于16m的拱圈或拱肋混凝土,应按拱圈全宽度从两端拱脚向拱顶对称地连续浇筑,并在拱脚混凝土初凝前全部完成。
如预计不能在限定时间内完成,则应在拱脚预留一个隔缝并最后浇筑隔缝混凝土。
②跨径大于或等于16m的拱圈或拱肋,应沿拱跨方向分段浇筑。
分段位置应以能使拱架受力对称、均匀和变形小为原则,拱式拱架宜设置在拱架受力反弯点、拱架节点、拱顶及拱脚处;满布式拱架宜设置在拱顶、1/4部位、拱脚及拱架节点等处。
③浇筑大跨径拱圈(拱肋)混凝土时,宜采用分环(层)分段法浇筑,也可沿纵向分成若干条幅,中间条幅先行浇筑合龙,达到设计要求后,再按横向对称、分次浇筑合龙其他条幅。
(2)劲性骨架浇筑拱圈①大跨径劲性骨架混凝土拱圈(拱肋)的浇筑,可采用分环多工作面均衡浇筑法、水箱压载分环浇筑法和斜拉扣挂分环连接浇筑法。
②浇筑劲性骨架混凝土拱圈(拱肋)时,应严格控制钢骨架及先期混凝土层的竖、横向变形,其变形值应符合设计要求,相对高差和横向位移应符合检测标准,否则应采取纠正措施。
2)装配式混凝土、钢筋混凝土拱圈适用于箱形拱、肋拱及箱肋组合拱(以下均称为箱形拱)的少支架或无支架施工。
3)转体施工平转施工主要适用于刚构梁式桥、斜拉桥、钢筋混凝土拱桥及钢管拱桥。
竖转施工主要适用于转体重量不大的拱桥或某些桥梁预制部件(塔、斜腿、劲性骨架)。
(1)有平衡重平转施工该法由于平衡重过大不经济,采用本法施工的拱桥跨径不宜过大,一般适用于跨径100m以内的整体转体。
①箱形拱、肋拱宜采用外锚扣体系;桁架拱、刚架拱宜采用内锚扣(上弦预应力钢筋)体系;刚构梁式桥、斜拉桥为不需另设锚扣的自平衡体系。
②桥体混凝土达到设计规定强度或者设计强度的80%后,方可分批、分级张拉扣索,扣索索力应进行检测,其允许偏差为土3%。
张拉达到设计总吨位左右时,桥体脱离支架成为以转盘为支点的悬臂平衡状态,再根据合龙高程(考虑合龙温度)的要求精调张拉扣索。
③平转转盘有双支承式转盘和单支承式转盘两种,除大桥和重心较高的桥体外,宜采用构造简单实用的中心单支承式转盘。
(2)无平衡重平转施工采用锚固体系代替平衡重平转法施工,是利用锚固体系、转动体系和位控体系构成平衡的转体系统。
适用于地质条件好的V形河床上的大跨径拱转体施工。
(3)竖转施工对混凝土肋拱、刚架拱、钢管混凝土拱,当地形、施工条件适合时,可选择竖转法施工。
其转动系统由转动铰、提升体系(动、定滑车组,牵引绳等)、锚固体系(锚索、锚碇等)等组成。
4)钢管混凝土拱(1)钢管拱肋(桁架)加工①钢管混凝土拱桥所用钢管直径超过600mm的应采用卷制焊接管,卷制钢管宜在工厂进行。
②工地弯管宜采用加热顶压方式,加热温度不得超过800℃。
③拱肋(桁架)节段焊接宜要求与母材等强度焊接。
所有焊缝均应按规定进行强度和外观检查,宜要求主拱的焊缝达到二级焊缝标准。
对接焊缝应100%进行超声波探伤。
(2)钢管拱肋(桁架)安装钢管拱肋(桁架)的安装采用少支架或无支架缆索吊装、转体施工或斜拉扣索悬拼法施工。
(3)钢管混凝土浇筑管内混凝土应采用泵送顶升压注施工,由两拱脚至拱顶对称均衡地一次压注完成。
除拱顶外不宜在其余部位设置横隔。
(4)桥面系安装5)装配式桁架拱和刚构拱(1)装配式桁架拱和刚构拱预制装配式桁架拱和刚构拱的拱片宜根据跨径和场地大小及吊装能力等因素,选取整片、分段或分杆件的预制方法。
桁架拱刚构拱(2)装配式桁架拱和刚构拱安装装配式桁架拱和刚构拱的安装程序为:在墩台上安装预制的桁架(刚架)拱片,同时安装横向联系构件,在组成的桁架拱(刚架拱)上铺装预制的桥面板。
6)拱上结构(1)大跨径拱桥的拱上结构,应严格按照设计加载程序进行,使施工过程中的拱轴线与设计拱轴线尽量吻合,如有拱架应先卸除。
如无设计加载程序,一般应根据施工验算由拱脚至拱顶均衡、对称加载,并加强施工观测。
(2)在支架上浇筑的上承式拱桥,其拱上结构混凝土浇筑应在拱圈及间隔槽混凝土浇筑完成且封拱间隔槽混凝土强度达到设计要求强度以后进行;如设计无规定,可按达到混凝土设计强度的30%以上控制。
如封拱前需在拱顶施加预压力,应达到设计强度的75%以上。
在支架上浇筑的下承式或中承式拱桥,其悬吊桥面系混凝土应在拱架松落后进行浇筑,其吊杆混凝土应在桥面系完成后对称地浇筑。
(3)在支架上浇筑的拱桥,立柱底座应与拱圈(拱肋)同时浇筑,立柱上端施工缝应设在横梁承托底面上。
桥面系的梁与板应尽量同时浇筑。
两相邻伸缩缝间的桥面板应一次浇筑完成。
(4)中、小跨径装配式拱桥的拱上结构施工,应待主拱圈混凝土和砂浆强度达到设计强度的75%以上,少支架施工的应先卸除支架,一般可由拱脚至拱顶对称进行。
(5)采用无支架施工的大、中跨径的拱桥,其拱上结构宜充分利用缆索吊装施工;7)施工观测和控制(1)装配式拱桥施工过程中,除应按照本规范第3章及其他有关规定进行观测外,还应配合施工进度对拱肋、拱圈的挠度和横向位移、混凝土裂缝、墩台变位、安装设施的变形和变位等项目进行观测。
施工观测应尽量采用全站仪进行。
(2)拱肋吊装定位合龙时,应进行接头高程和轴线位置的观测,以控制、调整其拱轴线,使之符合设计要求。
拱肋松索成拱以后,从拱顶上施工加载起,一直到拱上建筑完成,应随时对1/4跨、1/8跨及拱顶各点进行挠度和横向偏移的观测。
多孔拱桥,一孔吊装拱上建筑时,应观测相邻孔拱圈和墩台的影响。
当发现挠度和横向偏移值超过允许值时,应及时分析,调整施工程序或采取其他有效措施。
(3)采取少支架安装施工时,应对支架的变形、位移,节点和卸架设备的压缩及支架基础的沉陷等进行观测,如发现超过允许值的变形、变位,应及时采取措施予以调整。
采取无支架安装施工时,应随时观测吊装设备的塔架、主索、扣索、索鞍、锚碇等的变形和位移,如发现异常,应及时采取措施。
(4)在安装施工过程中,应经常对构件混凝土进行裂缝观测,若发现裂缝超过规定或有继续发展的趋势时,应及时分析研究,找出原因,采取有效措施。
(5)就地浇筑钢筋混凝土拱圈及卸落拱架的过程中,应设专人用仪器配合施工进度随时观测拱圈、拱架、劲性骨架的挠度和横向位移以及墩台的变化情况,并详细记录,如发现异常,应及时分析,采取措施,必要时可调整加载或卸架程序。
(6)大跨度拱桥施工过程中,应配合施工进度对拱圈(肋)混凝土、拱肋接头、劲性骨架、吊杆、系杆、钢管混凝土、扣索、转盘、锚碇(梁)等关键受力部位进行应力监测,并与控制计算值相比较,一旦偏差超出设计允许范围,应立即进行调整。
(7)大跨度拱桥的施工观测和控制宜在每天气温、日照变化不大的时候进行,尽量减少温度变化等不利因素的影响。
8)质量检查和质量标准(1)钢筋混凝土拱圈外形轮廓清晰顺直,表面平整,施工缝修饰光洁,一般不应有蜂窝麻面,无表面受力裂缝或缝宽不应超过0.15mm。
(2)装配式拱桥接头垫塞楔形钢板均匀合理,应无因焊接或局部受力造成的混凝土开裂、缺损或露筋。
(3)转体施工合龙段两侧高差必须在设计允许范围内,合龙段混凝土应平整密实,色泽一致,其强度应符合设计要求。
5、悬索桥(了解)1)悬索桥施工(1)施工过程中,必须进行施工监控,确保施工质量。
(2)锚碇(3)索塔(4)施工猫道(5)主缆工程(6)索鞍(7)索夹与吊索(8)加劲梁(9)钢桥面铺装2)悬索吊装施工工艺(熟悉)悬索吊装具有构造较简单、操作灵活、起重量大、应用范围广的特点,需要一次性消耗材料较少。
同时,主要设备便于保养,可多次重复使用,大大降低了成本投入和消耗。
悬索吊装是将承重走线钢索悬挂于两端支柱上(独脚桅杆、人字桅杆或塔架),通过挂在钢索上并行走的缆行车起吊、运输、安装构件。
悬索吊装主要适用于由于地形、道路等各方面的限制,其他吊装设备不能进入场地,或虽能进入施工场地也不能全程完成吊装任务的工程。
如山间渡槽、桥梁、倒虹吸两端、小型水电站的压力管道。
悬索吊装施工要点是:(1)架设。
应通盘考虑垂度(挠度)、主索、牵引之间的关系,一般来讲,垂度越小主索拉力越大,牵引力相对较小,若在主索受力安全的情况下,应采用较小的垂度,反之,则应适当增加垂度。
在架设时,应使主索的初始垂度满足设计要求,垂度一般不易控制,在实际施工中,主要是控制主索长度来控制垂度。
(2)试吊。
在悬索架设完成后应试吊,试吊安全后才可正式使用。
试吊要分级加重,构件离地尺寸要严格控制,加强安全保护措施,防止毁物伤人。
试吊时要注意观察主索、立杆、地锚等变化情况,并作好记录。
(3)在使用过程中要注意观察主要部件,特别是地锚变化情况,以免发生意外事故。
6.斜拉桥(熟悉)1)斜拉桥施工组织设计的主要内容应包括:①基础、墩塔和主梁的施工工艺;②塔、梁施工控制及施工测量方法;③拉索制作、安装、张拉及锚固工艺。
2)索塔索塔的施工可视其结构、体形、材料、施工设备和设计要求综合考虑选用适合的方法。
裸塔施工宜用爬模法,横梁较多的高塔宜采用劲性骨架挂模提升法。
3)主梁(1)主梁施工时必须进行施工控制,即对梁体每一施工阶段的结果进行详细的检测分析和验算,以确定下一施工阶段拉索张拉量值和主梁线形、高程及索塔位移控制量值,周而复始直至合龙成桥。
(2)施工监控测试的主要内容①变形:主梁线形、高程、轴线偏差、索塔的水平位移;②应力:拉索索力、支座力以及梁塔应力在施工过程中的变化;③温度:温度场及指定测量时间塔、梁、索的变化。
(3)非与索塔结构固结的主梁,施工时必须使梁塔临时固结,并按要求程序解除临时固结,完成设计的支承体系。
必须加强施工期内对临时固结的观察。
(4)混凝土主梁①主梁零号段及其两旁的梁段,在支架和塔下托架上浇筑时,应消除温度、弹性和非弹性变形及支承等因素对变形和施工质量的不良影响。
②为防止合龙梁段施工出现的裂缝,应采用以下方法改善受力和施工状况:a.在梁上下底板或两肋端部预埋临时连接钢构件,或设置临时纵向连接预应力索,或用千斤顶调节合龙口的应力和合龙口长度。
b.合龙两端高程在设计允许范围内时,可视情况进行适当压重。
c.观测合龙前连日的昼夜温度场变化与合龙高程及合龙口长度变化的关系,选定适当的合龙浇筑时间。
d.合龙梁段浇后至纵向预应力索张拉前应禁止施工荷载的超平衡变化。
(5)钢主梁(包括叠合梁和混合梁)①钢主梁应由资质合格的专业单位加工制作、试拼,经检验合格后安全运至工地备用。
堆放应无损伤、无变形和无腐蚀。
②钢梁制作的材料应符合设计要求。
焊接材料的选用、焊接要求、加工成品、涂装等项的标准和检验内容均应按有关规定执行。