拱桥
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拱桥的适用场景拱桥的适用场景一、前言拱桥是一种优美的建筑形式,具有多种适用场景。
本文将从桥梁工程、建筑工程、园林景观等方面探讨拱桥的适用场景。
二、桥梁工程1. 跨越大河湖泊拱桥具有良好的承载能力和稳定性,适合跨越大河湖泊。
例如中国古代著名的赵州桥,就是一座跨越洛阳河的石拱桥,至今仍然保存完好。
2. 跨越峡谷山区在峡谷山区建造拱桥可以充分利用地形地貌,减少土方开挖和填筑量,降低施工难度和成本。
例如云南省丽江市玉龙雪山下的“蓝月谷”景区内就有一座跨越深谷的玻璃栈道拱桥。
3. 城市公路交通建设在城市公路交通建设中,拱桥可以起到美化城市环境、缓解交通压力等作用。
例如北京市东二环上的“芳草地天桥”就是一座双曲面拱形钢结构桥梁,既美观又实用。
三、建筑工程1. 室内建筑在室内建筑中,拱形结构可以作为装饰元素,增强空间感和美感。
例如罗马圆形竞技场的天花板上就有一系列拱形结构。
2. 教堂建筑教堂建筑中常用的拱形结构有拱顶、穹顶等。
这些结构可以起到承重和美化的作用。
例如罗马天主教圣彼得大教堂就是一座以穹顶为主体的巨型教堂。
3. 住宅建筑在住宅建筑中,使用拱形门廊、走廊等可以增加房屋的美观性和舒适性。
例如意大利威尼斯市区内的许多住宅都有精美的门廊和走廊。
四、园林景观1. 桥梁景观在园林景观中,桥梁是常见的元素之一。
使用拱桥可以增加景区的艺术性和观赏性。
例如北京颐和园内就有著名的“十七孔桥”。
2. 花园景观在花园景观中,使用拱形花架可以增加花园的美感和层次感。
例如法国凡尔赛宫花园内就有许多精美的拱形花架。
3. 游泳池景观在游泳池景观中,使用拱形遮阳棚可以起到遮阳、美化等作用。
例如迪拜的“帆船酒店”就有一座巨大的拱形遮阳棚。
五、结语总之,拱桥是一种优美的建筑形式,在桥梁工程、建筑工程、园林景观等方面都有广泛的适用场景。
未来随着科技进步和人们审美观念的变化,拱桥也将不断演变和创新。
拱桥的受力特征
拱桥是建筑工程中常见的一种结构形式,其特点是拱形。
在受力特征方面,拱桥具有以下几个方面:
一、受力分布均匀
拱桥的拱形结构使得桥面承受的荷载能够分散到桥墩和桥拱上,从而使得桥面受力分布均匀。
这种受力方式可以有效地减小桥墩的受力,从而减小桥墩的尺寸和数量,降低建造成本,同时也能够减小桥面的变形,提高桥梁的承重能力。
二、受力方向确定
拱桥的受力方向主要集中在拱脚和拱顶处,这种受力分布方式可以使得拱桥具有较好的稳定性和抗震能力。
受力方向的确定还可以使得拱桥的设计和施工更加简单方便,同时也可以降低桥梁的维护成本。
三、受力压缩特性
拱桥在承受荷载的过程中,主要是通过拱顶和拱脚之间的压缩力来支撑桥面上的荷载。
这种受力方式使得拱桥能够承受较大的荷载,并且具有较好的抗震性能。
另外,在拱桥的建造过程中,也需要考虑到压缩力的作用,以确保拱桥的稳定性和安全性。
四、受力转移特性
拱桥的拱形结构可以使得桥面上的荷载通过拱脚和拱顶的转移作用,从而达到平衡的状态。
这种受力转移特性可以使得拱桥具有较好的承重能力和稳定性,同时也可以减小桥墩的数量和尺寸,降低建造成本。
拱桥的受力特征主要表现为受力分布均匀、受力方向确定、受力压缩特性和受力转移特性等方面。
这些特征使得拱桥具有较好的承重能力、稳定性和抗震能力,同时也能够降低建造成本和维护成本,是一种常见的高效桥梁结构形式。
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。
拱桥的力学原理拱桥是一种结构工程,由拱形元素支持的桥梁。
它是一种古老而强大的结构,在世界各地广泛应用。
拱桥的力学原理涉及了多个力学概念和原理,如受力分析、静力平衡和桥梁结构的刚度等。
下面将详细介绍拱桥的力学原理。
首先,拱桥的力学原理基于受力分析。
一个拱桥由一条线形成,这条线称为拱轴线,它是连接拱脚的理想化路径。
拱桥中的每个结构成员都受到力的作用,包括拱脚、拱臂和桥面。
通过对这些结构成员的受力分析,可以确定拱桥各部分的受力情况。
静力平衡是拱桥的另一个基本原理。
拱桥必须处于静力平衡状态,才能稳定地支撑桥面和承受载荷。
在理想情况下,拱桥受到的外力将通过拱臂传递到拱脚,由拱脚向地基传递。
桥梁结构的刚度也是拱桥力学原理的重要方面。
刚度是指桥梁结构对外力的回应程度。
对于拱桥而言,刚度主要取决于两个因素:材料的刚度和几何形状。
材料的刚度由构成桥梁的材料的特性决定,如弹性模量和抗弯强度。
而桥梁的几何形状则是指拱桥的曲率半径和拱脚之间的距离等。
较小的曲率半径和更接近的拱脚距离将导致更高的刚度。
当外部加载施加到拱桥上时,拱桥的力学原理会表现出一些有趣的现象。
首先,由于拱桥的形状,它能够将载荷分散到各个支点上,从而降低各个结构成员的单点集中力。
这使得拱桥能够承受更大的压力,增强了其结构的稳定性和坚固性。
此外,拱桥还能够通过转变载荷的作用方式来应对外部力。
在传统的平面结构中,负载通常以剪力和弯矩的形式作用于结构上。
但在拱桥中,由于其形状使得压力沿着桥面转移到拱脚上,并且这些桥脚间的压力力向地基传递。
因此,拱桥更容易承受压力和压力力,而对于剪力和弯矩的响应相对较小。
此外,正因为拱桥能够将外部载荷沿着拱轴线传递,它还能够利用压力的力对桥梁结构进行预应力。
适当的预应力可以提高拱桥的结构刚度和稳定性,增加其抗弯能力和承载能力。
综上所述,拱桥的力学原理涉及受力分析、静力平衡和桥梁结构的刚度等。
这些原理相互作用,使得拱桥能够稳定地支撑桥面和承受载荷。
简述拱桥的基本特点
拱桥是一种常见且古老的建筑结构,具有独特的特点。
首先,拱桥的最大特点是采用了拱形的结构。
它的主要构成部分是由多个拱状石块或砖块组成的拱体,通过这些拱体的相互支撑,形成了桥梁的整体结构。
这种拱形结构具有稳定性好、承重能力强的优势,能够有效地分散桥梁上的压力,并将其传递到桥墩上,从而保证了桥梁的牢固性和安全性。
其次,拱桥的桥墩是另一个显著特点。
桥墩是拱桥的支撑结构,通常位于拱体的两端或中间部位,起到支撑和分散桥梁荷载的作用。
桥墩的设计和布置不仅需要考虑桥梁的承载能力,还要兼顾河流或道路的通行需求,以及桥梁的美观性。
因此,在建造拱桥时,桥墩的形状、数量和排布都需要经过精心的设计和计算,以确保桥梁的稳定和安全。
拱桥还有着独特的美学价值。
无论是古代的石拱桥,还是现代的钢筋混凝土拱桥,它们都展现了人类智慧和建筑技术的辉煌成就。
拱桥的优美曲线和精心雕刻的桥墩,不仅可以与周围的自然环境相融合,还可以作为地标性建筑物,成为城市的标志和景观。
拱桥的建造不仅关乎桥梁工程,更体现了人类对美的追求和建筑艺术的创造力。
总结起来,拱桥具有拱形结构、桥墩支撑和美学价值三个基本特点。
这些特点使得拱桥成为一种广泛应用的建筑形式,在世界各地都能见到其存在。
通过对拱桥的了解,我们可以更好地理解和欣赏这一古老而又美丽的建筑形式,感受人类智慧和建筑技术的卓越成就。
中国古代拱桥介绍一、什么是拱桥拱桥是指由拱形结构构成的桥梁,它是中国古代建筑中的重要形式之一。
拱桥利用石材或木材等材料建造,在中国的古代建筑史上占据着重要的地位。
拱桥因其独特的结构和美观的外观而受到广泛的赞誉和喜爱。
二、中国古代拱桥的特点1. 结构稳固:拱桥采用拱形结构,能够有效地抵抗自身重量和外力的作用,使桥梁更加稳固耐用。
2. 美观大气:拱桥在设计上注重线条的流畅和比例的协调,外观华丽典雅,给人一种庄重大气的感觉。
3. 工艺精湛:中国古代建筑工匠善于利用石材和木材进行建筑,拱桥的制作工艺非常精湛,每一块石头或木材都经过精心雕琢和拼接,使得拱桥更加精美。
4. 历史底蕴:中国古代拱桥有着悠久的历史,代表了古代建筑的独特风格和技术水平,承载了丰富的历史文化内涵。
三、中国古代著名的拱桥1. 赵州桥:位于河北省赵县,是中国现存最古老的石拱桥之一。
赵州桥建于公元605年,至今已有1400多年的历史。
它是由20个石拱构成,每个石拱都经过精心雕刻,形成了独具特色的桥梁风格。
2. 雁塔桥:位于陕西省西安市,是中国古代建筑中的一颗明珠。
雁塔桥以其精湛的工艺和独特的设计而闻名,是中国古代拱桥的代表之一。
它建于公元652年,距今已有1300多年的历史。
3. 平遥古城墙上的拱桥:平遥古城位于山西省平遥县,城墙上的拱桥是其重要景观之一。
这些拱桥建于明清时期,以其独特的风格和精湛的工艺而闻名。
这些拱桥不仅起到了交通的作用,同时也成为了平遥古城的标志性建筑。
4. 乌鲁木齐吐鲁番河大桥:位于新疆乌鲁木齐吐鲁番河上,是中国最长的拱桥之一。
这座桥梁建于公元1907年,全长约206米,采用石砌结构。
它的建造不仅充分展示了当时的技术水平,同时也提升了乌鲁木齐市的交通便利性。
四、拱桥的文化意义拱桥在中国古代被广泛应用于建筑中,不仅仅是为了满足交通和通行的需求,更是具有重要的文化意义。
拱桥代表了古代建筑的精华,是中国古代建筑文化的重要组成部分。
拱桥搭建的知识点总结拱桥是一种古老的桥梁结构,它利用了拱形的特性,能够将桥梁上的荷载通过拱的结构传递到桥墩上,从而支撑起整个桥梁。
拱桥有着稳定性强、荷载传递效果好等优点,因此在古代就被广泛应用于桥梁建设。
随着建筑技术的发展,现代的拱桥已经可以采用各种材料、各种形式来搭建,逐渐形成了多样化的拱桥结构。
在这篇文章中,我们将对拱桥搭建的一些基本知识点进行总结,希望能够帮助读者对拱桥建设有一个更全面的了解。
一、拱桥的结构形式拱桥的结构形式可以分为单孔拱桥和多孔拱桥两种形式。
1. 单孔拱桥单孔拱桥是指整个桥梁只有一个拱孔的拱桥,这种形式的拱桥一般应用于短跨度的桥梁,由于整个桥梁的荷载能够集中到单个拱孔上,所以单孔拱桥在设计上相对比较简单,施工也比较方便。
而且单孔拱桥的造型美观,通常可以成为一个地标性的建筑物。
2. 多孔拱桥多孔拱桥是指整个桥梁有多个拱孔的拱桥,在设计上需要考虑不同拱孔之间的相互作用,而且在施工过程中也需要特别注意多孔拱桥各部分之间的协调性。
多孔拱桥一般应用于大跨度的桥梁,由于采用了多个拱孔来分担荷载,所以多孔拱桥的荷载传递效果比单孔拱桥要好,能够满足更大跨度的桥梁建设需求。
二、拱桥的材料选择拱桥在材料选择上可以采用混凝土、砖石、钢铁等材料。
1. 混凝土拱桥混凝土拱桥是指拱桥的主体结构采用混凝土材料建造,由于混凝土有着良好的受压性能,所以一般适用于中小跨度的桥梁建设。
同时,混凝土拱桥在施工上也比较简单,因为混凝土可以灌模成各种形状,所以在构造形式上也比较灵活。
2. 砖石拱桥砖石拱桥是指拱桥的主体结构采用砖石材料建造,这种形式的拱桥在古代比较常见,它利用了砖石材料的抗压性能来支撑桥梁的荷载。
由于砖石材料比较容易加工,所以能够制造出各种形式的拱桥,而且砖石材料还有着较好的抗风化性能,使得砖石拱桥在一定程度上具有较长的使用寿命。
3. 钢铁拱桥钢铁拱桥是指拱桥的主体结构采用钢铁材料建造,这种形式的拱桥在现代比较常见,由于钢铁材料具有较好的抗拉性能,所以能够适用于大跨度的桥梁建设。
什么是“拱桥”?一、历史渊源拱桥作为古代建筑的重要形式之一,起源于古代中国。
可以追溯到战国时期,最早的拱桥被称为“石洞桥”,在吴越地区得到了广泛的传承和使用。
随着时间的推移,拱桥在中国各地逐渐兴盛起来,并成为一种独特的建筑艺术形式。
二、拱形结构的美学价值拱桥之所以独特,主要在于其独特的拱形结构。
拱形结构通过受力的方式实现了力量的合理分布,使得桥梁可以承载更大的重量。
同时,拱形结构还赋予了桥梁以优雅的外观,成为了一种独特的美学形式。
1. 桥面上的艺术造型拱桥在桥面的设计上注重几何形状的美学,常常采用弧形或对称的设计。
这种造型使得桥梁看起来更加优雅,与周围的环境形成和谐相融的视觉效果。
2. 拱形的空间美感拱形结构的特点是能够减少垂直负荷的传递,使得桥梁的重量得到合理的分布,从而减少了桥墩的数量。
这种设计不仅减少了对自然资源的占用,还增加了桥梁空间的美感,让人感到舒适和开阔。
三、拱桥的技术之美拱桥作为一种古老的建筑形式,融合了许多精湛的建筑技术,体现了人类智慧的结晶。
拱桥建造涉及到多个工艺环节,需要掌握多项技术才能完成。
1. 石拱桥的石料选材与加工石拱桥是传统建筑中常见的一种形式,其制作需要选用坚硬且坚韧的石料。
石料的选材需要考虑其质地、结构和颜色等因素,以保证桥梁的稳固性和美观性。
同时,石料的加工也需要采用精湛的切割和雕刻技术,以使得构件拼接准确,整体效果完美。
2. 木拱桥的结构设计与连接技术木拱桥是另一种常见的拱桥形式,其特点是使用木材作为主要结构材料。
在木拱桥的建造过程中,需要精确计算桥面曲线,设计合适的拱形结构。
同时,为了增加桥梁的稳固性,还需要采用多种连接技术,如榫卯结构和木榫连接等。
四、拱桥的文化意义拱桥不仅具有建筑上的美感和技术上的精湛,还承载着丰富的文化内涵。
1. 文化象征的拱桥拱桥在古代中国被赋予了象征吉祥和长久的寓意,成为了流传至今的文化符号。
在中国的文人墨客眼中,拱桥常被用来描绘江南水乡的美景,代表了人与自然和谐相处的理念。
物理拱桥知识点总结一、介绍拱桥是由一系列弓形或拱形结构组成的桥梁,其主要作用是支撑和传递桥梁上的荷载。
拱桥是古代桥梁工程中常见的一种桥梁形式,其设计和施工需要考虑许多物理和工程原理。
本文将介绍拱桥的物理知识点,包括其结构特点、力学原理、设计参数等内容。
二、结构特点1. 弧线结构:拱桥的主要特点是采用弧线结构,弯曲的形状可以有效地承受来自上部结构和地基的荷载。
弧线结构还能将荷载通过拱脚传递到桥台和地基上。
2. 三力平衡:拱桥的力学特点主要是三力平衡。
即桥梁上的荷载通过拱脚传递到桥台和地基上,使得整个桥梁系统处于平衡状态。
3. 拱脚特点:拱脚是拱桥的主要支撑部分,其承受高弯度力和大荷载,需要具有足够的强度和稳定性。
三、力学原理1. 拱桥受力分析:拱桥的受力分析主要包括内力分析和外力分析两个方面。
内力分析是通过分析拱桥结构中的各个部分,求解各个部分的内力分布规律;外力分析是通过分析外部荷载对拱桥的影响,求解拱桥整体受力情况。
2. 拱桥结构受力特点:拱桥的结构受力特点主要有以下几个方面:① 拱脚受力规律:拱脚受力主要是受到桥梁上的压力,需要具有足够的抗压能力。
② 拱顶受力规律:拱顶受力主要是受到桥梁上的拉力,需要具有足够的抗拉能力。
③ 拱脚和拱顶受力的相互作用:拱脚和拱顶的受力相互作用使得整个拱桥结构处于平衡状态。
3. 拱桥受力分析方法:拱桥的受力分析主要包括定力分析、曲线割线法、直线割线法和有限元分析等方法。
四、设计参数1. 拱桥的设计参数主要包括以下几个方面:① 拱度:拱度是指拱脚到拱顶的垂直距离,其大小直接影响着拱桥的承载能力和稳定性。
② 跨径:跨径是指拱桥两个拱脚之间的距离,其大小直接影响着拱桥的通行能力和荷载承载能力。
③ 拱脚高度:拱脚高度是指拱脚的垂直高度,其大小直接影响着拱桥的受力分布和荷载承载能力。
2. 拱桥的设计原则:拱桥的设计原则主要包括荷载合理分配、结构稳定可靠、材料选用合理等方面。
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。
目录目录 01、设计资料 (1)1.1设计标准 (1)1.1.1设计荷载 (1)1.1.2跨径及桥宽 (1)1.2材料及其数据 (1)1.2.1拱上建筑 (1)1.2.2主拱圈 (1)1.2.3桥墩 (2)2、主拱圈计算 (2)2.1确定拱轴系数 (2)2.1.1拟定上部结构尺寸 (2)2.1.2恒载计算 (5)2.1.3 验算拱轴系数 (8)2.2拱轴弹性中心及弹性压缩系数 (8)2.3主拱圈截面内力计算 (8)2.3.1 恒载内力计算 (8)2.3.2 活载内力计算 (9)2.3.3温度内力计算 (11)2.4主拱圈正截面强度验算 (12)2.4.1正截面受压强度验算 (12)2.4.2正截面受剪强度验算 (14)2.5主拱圈稳定性验算 (15)2.6主拱圈裸拱强度和稳定性验算 (15)2.6.1 弹性中心的弯矩和推力 (15)2.6.2 截面内力 (16)2.6.3 裸拱的强度和稳定性计算见表1-12 (16)3、设计总结及改进意见 (16)4、参考文献 (17)5、图纸 (18)1、设计资料1.1 设计标准1.1.1 设计荷载公路I 级,人群20.3m kN 。
1.1.2 跨径及桥宽净跨径m l 400=,净矢高m f 80=,净矢跨比5100=l f 。
桥面净空为净m 0.129⨯+,m B0.11=。
1.2 材料及其数据1.2.1 拱上建筑拱顶填料厚度,m h d 5.0=,包括桥面系的计算厚度为m 736.0,平均重力密度3120m kN =γ。
拱上护拱为浆砌片石,重力密度3223m kN =γ。
腹孔结构材料重力密度3324m kN =γ。
主拱拱腔填料为砂、砾石夹石灰炉渣黄土,包括两侧侧墙的平均重力密度3419m kN =γ。
1.2.2 主拱圈M10砂浆砌MU40块石,重力密度3524m kN =γ。
极限抗压强度26500m kN R ja =。
弹性模量25200000800m kN R E ja m ==拱圈设计温差为C ︒±15。
1.2.3 桥墩地基土为中等密实的软石夹沙、碎石,其容许承载力[]20500m kN =σ。
基础与地基间的滑动摩擦系数取5.0=μ。
2、主拱圈计算2.1 确定拱轴系数拱轴系数m 的确定,一般采用“五点重合法”,先假定一个m 值,定出拱轴线,拟定上部结构各种几何尺寸,计算出半拱恒载对拱桥截面形心的弯矩∑jM和自拱顶至4l跨截面形心的弯矩∑4l M。
其比值fy MMl jl 44=∑∑。
求得fy l4值后,可由122124--=)(l y f m 中反求m 值,若求出的m 值与假定的m 值不符,则应以求得的m值作为假定值,重复上述计算,直至两者接近为止。
2.1.1 拟定上部结构尺寸1. 主拱圈几何尺寸 (1)截面特性截面高度m l K m d 309524.0402.153=⨯⨯=⋅⋅=,取m d 0.1=。
主拱圈横桥向取m 1单位宽度计算,横截面面积20.1m A =;惯性矩430833.0121m d I ==; 截面抵抗矩321667.061m d w ==;截面回转半径2887.012==d w γ。
(2)计算跨径和计算失高假定814.2=m ,相应的21.04=fy l。
查《拱桥》表(III )-20(8)得70097.0=j si n ϕ,71319.0=j cos ϕ。
计算跨径m sin d l l j 66592.4070097.00.1400=⨯+=⋅+=ϕ; 计算失高m cos d f f j 57362.8)71319.01(2.18)1(20=-⨯+=-⋅+=ϕ。
(3)拱脚截面的投影水平投影m sin d x j 7185.0=⋅=ϕ; 竖向投影m os c d y j 6955.0=⋅=ϕ。
(4)计算主拱圈坐标(图1-1)图1-1将拱圈沿跨径24等分,每等分长m ll 6944.124==∆。
以拱顶截面的形心为坐标原点,拱轴线上各截面的纵坐标[]f -III y ⨯=值)表(11,相应拱背坐标j cos d y y ϕ211-=',相应拱腹坐标jcos dy y ϕ211+=''。
其数值见表1-1主拱圈截面坐标表 表1-1截面号f y 1 1y ϕcos ϕcos d 2 ϕcos d y 21-ϕcos dy 21+x1 2 3 4 5 67 8 01.000000 9.1522 0.69554 0.7011 7.4351 8.8373 20.350 10.801921 7.3394 0.75345 0.6542 5.9365 7.2449 18.6552 0.634833 5.8101 0.80583 0.6165 4.6499 5.8830 16.959 3 0.494427 4.5251 0.85144 0.5866 3.5504 4.7236 15.263 4 0.377084 3.4512 0.88977 0.5631 2.6167 3.7428 13.5675 0.279778 2.5606 0.92093 0.5448 6.9396 8.0291 11.871 6 0.200000 1.8304 0.94552 0.5307 1.1779 2.2393 10.175 7 0.135633 1.2413 0.96437 0.5201 0.6452 1.6853 8.4798 0.085198 0.7798 0.97837 0.5122 0.2225 1.2470 6.7839 0.047214 0.4321 0.98835 0.5066 -0.0981 0.9151 5.088 10 0.020761 0.1900 0.99499 0.5029 -0.3228 0.6829 3.392 11 0.005157 0.0472 0.99877 0.5007 -0.45590.54551.696120.0000000.0000 1.00000 0.5000-0.50000.50000.000注:第2栏由《拱桥》附录(III )表(III )-1查得 第4栏由《拱桥》附录(III )表(III )-20(3)查得出现的[表(III )-Δ值]或[表(III )-Δ(Δ)值]均为《拱桥》下册相应表格的数值。
2 拱上构造尺寸 (1)腹拱圈腹拱圈为M10号砂浆砌M30粗料石等截面圆弧拱,截面高度m d 3.0=',净矢高m f 6.0=',净矢跨比51=''l f 。
查《拱桥》上册表3-1得689655.00=ϕn si ,724138.00=ϕcos ; 水平投影m sin d x 2069.00='='ϕ; 竖向投影m cos d y 2172.00='='ϕ。
(2)腹拱墩腹拱墩采用M7.5砂浆M30块石的横墙,厚m 8.0。
在横墙中间留出上部为半径m R 5.0=的半圆和下部高为R 宽为2R 的矩形组成的检查孔。
腹拱的拱顶拱背和主拱圈的拱顶拱背在同一水平线上,从主拱圈拱背至腹拱起拱轴线之间横墙中线的高度)()11(21f d cos d y h '+'--+=ϕ,其计算过程及其数值见表1-2腹拱墩高度计算表 表1-2项目)(m x 2l x =ξξk)1(11--=ξk ch m f y ξϕk sh l m fk tan )1(2-= 112+=ϕϕtan cosh1#横墙 17.3010 0.8502 1.44065.5221 0.7451 0.8019 4.502#横墙 13.5010 0.6634 1.1242 3.1485 0.5145 0.8892 2.19 3#拱座 9.9975 0.4913 0.83251.6475 0.3484 0.94430.72注:横墙高度也可根据表1-1的有关数据内插计算得到。
2.1.2 恒载计算恒载分主拱圈、拱上实腹和腹拱三部分进行计算。
不考虑腹拱推力和弯矩对主拱圈的影响。
其计算图示见图1-2.图1-21 主拱圈恒载[]kN l A III P 06.5132466592.400.155399.0)8(19)(5120=⨯⨯⨯=-=-γ值表[]mN k l A III M ⋅=⨯⨯⨯=-=07.119142466592.400.112603.04)8(19)(22541γ值表[]mN k l A III M j ⋅=⨯⨯⨯=-=68.49384247185.450.152253.04)8(19)(225γ值表2 拱上空腹段的恒载 (1)腹孔上部(图1-3)空、实腹段分界线9.8941 0.4862 0.8239 1.6117 0.3440 0.9456 0.68图 1-3腹拱圈外弧跨径m sin d l l 4138.320='+'='ϕ外;腹拱圈内弧半径m l R 1750.2725001.00='= 腹拱圈重kN d d R P a 4786.25)2(52202.130=''+=γ 腹拱侧墙护拱重kN d R P b 7504.16)(11889.0220='+=γ 以上三个系数依次分别查《拱桥》上册表3-1、表1-10、表1-9)填料及路面重kN h l P d 52.501='=γ外两腹拱之间起拱线以上部分的重量(图1-4)图 1-4[]()()()[]()kNx h y d f y x P d d 87.142069.028.020736.0232172.03.06.0242172.02069.08.028.0)()8.0(123=⨯-⨯⨯+⨯-++⨯⨯-='-+'-'+'+''-=γγγ一个腹拱重kN p P da63.1078421.142510.507504.164786.25=+++==∑(2)腹拱下部kNP kN P kNP 10.4242069.0)2172.0212916.1(307.40248.0]9/)2/5.05.0(8951.2[247.84248.0]9/)2/5.05.0(3593.5[1#2#2#=⨯⨯⨯+==⨯⨯⨯+-==⨯⨯⨯+-=拱座横墙横墙ππ(3)集中力kN P kN P kN P 48.5010.42/)87.1463.107(70.14747.4063.10709.19247.8463.107151413=+-==+==+=(4)腹拱上实腹段的恒载(图1-5)图 1-5拱顶填料及面重kN h l P d x 43.1462074.08939.9116=⨯⨯==γ 悬链线曲边三角形部分重量kNk shk k m f l P32.96)()1(4001117=--=γξξ式中:m y f f j i 9432.7)171319.01(20.11522.9)1cos 1(1=-⨯-=--=ϕ 重心位置m l l k shk k chk k shk l x x x 45.775448.0)(/)1()2(000000==----=ξξξξξξη 各块恒载对拱脚及拱跨1/4截面的力矩见表1-3分块号恒重 ()kNl/4截面 拱脚截面力臂 ()m 力矩()m kN ⋅力臂 ()m 力矩()m kN ⋅P 0-12 513.06 1191.074938.68 P 13192.090538185.192.l =-585.79半拱恒载对拱脚和1/4拱跨截面的弯矩 表1-32.1.3验算拱轴系数由表1-3得2110.072.1055729.22284==∑∑JLM M该比值与假定拱轴系数814.2=m 相应得21.041=fy 基本一致,故可确定2.814为设计拱轴系数。