大跨度拱桥设计计算及工程实例
大跨度下承式钢箱提篮拱桥设计
大跨度下承式钢箱提篮拱桥设计摘要：下承式钢箱提篮拱桥兼具简支梁桥对地基的适应性及拱桥的跨越能力，又具有优美的线型及轻盈的外观，是目前大跨径城市桥梁中优先考虑的桥型方案。
本文结合韶关市金凤大桥的结构设计思路来探讨该类桥梁的设计要点及力学性能，为同类建设条件下的桥梁设计提供参考。
关键词：下承式钢箱提篮拱；应力验算；桥梁设计0 引言下承式钢箱提篮拱桥是由拱肋、吊杆、系杆、桥面系等组成的外部静定而内部超静定的桥梁结构[1]。
它保持了拱桥的力学特性及强大的跨越能力，同时拱圈的波浪造型又具有飘逸的美感，在现代城市桥梁中备受青睐。
与此同时，为了满足桥梁创新性发展需求，对钢箱提篮拱桥结构力学特性、抗震性能及创新改良方向的深入研究也成为当前重要的工程课题。
1 工程概况韶关市金凤大桥建设工程位于韶关市西河片区与十里亭片区交界处，路线呈南北走向，跨越武江连接省道S248，路线全长 1548米，为城市主干道，双向六车道。
桥位处武江桥面宽度达260m，为Ⅲ级航道，综合考虑桥位处路线走向与水流方向的夹角、通航净宽、桥墩紊流区[2]宽度等设计因素及经济性、景观性等客观因素，金凤大桥主跨采用下承式钢箱系杆拱桥方案，主跨跨径为185 m，设计速度50km/h，该处地震动峰值加速度为0.05g[3]。
2 主桥结构设计2.1 总体设计金凤大桥桥跨组合为2×30m+60m+185m+60m+3×30m，桥梁全长460m，主桥标准横断面为2.5m人行道+ 4m拱肋+3m非机动车道+11.5m机动车+ 0.5m防撞墙+11.5m机动车+ 4m拱肋+3m非机动车道+2.5m人行道=42.5m。
主桥为单跨185m 跨下承式钢箱提篮拱桥，引桥上部采用预应力混凝土现浇箱梁及简支钢箱梁，下部结构主墩采用门式墩，引桥采用方柱墩，桥台为柱式台、座板式台，桩基为钻孔灌注桩基础。
图1 主桥总体布置图（单位:cm）2.2 主桥上部结构设计主桥结构为提篮式钢箱拱，由矩形钢箱拱肋，分离式钢箱系梁，柔性吊杆与整体桥面系组成。
大跨径钢管混凝土拱桥施工技术
大跨径钢管混凝土拱桥施工技术文章以计算跨径为338m的上承式钢管混凝土拱桥的施工为例，简要介绍了缆索吊机施工，拱座和交界墩施工，钢管拱肋的加工制造、预拼、吊装以及混凝土浇筑等施工方法，以供同类工程参考。
标签：拱桥；缆索吊；钢管拱肋；1工程简介位于沪蓉国道主干线湖北段某特大桥全长503.548m，主桥为计算跨径338m 的上承式钢管混凝土拱桥，交界墩位于拱座顶面，拱上桥跨布置为三联6×20m 共360m连续空心板结构,桥面结构分幅设计。
主拱圈采用变截面悬链线，拱轴线矢跨比1/5，拱轴系数m=1.543，拱顶截面上下弦中心高度4.9m，拱脚截面上下弦杆中心高度7.9m；拱上立柱采用双排钢管混凝土排架，立柱盖梁采用钢箱梁。
2总体施工思路钢管拱桥的施工由基础明挖开始，拱座、墩身墩帽、桥台施工，钢管拱工厂制造、预拼、涂装、运输、现场组拼成桁架，安装拱上建筑以及上部结构等工序组成。
钢管拱采用缆索吊吊装方案，拱肋的拼装采取悬臂扣挂，拱肋预拼场设于桥下，拱肋通过组装预拼成单元节段运送至拱桥跨中、由缆索吊整体吊装。
3主要施工方法3.1、缆索吊施工用于吊装钢管拱肋的缆索吊机主跨466m，矢跨比为13.4，垂度34.65m，最大垂度38.6m，两岸边锚距均为42m。
缆索吊设两组承重主索（2×8ф60钢丝绳），四台跑车；主索在塔顶鞍座位置可横向移动，横向移动范围沿桥中心线上下游各7.75m，以满足横桥向不同位置、不同吊重吊装的需要。
缆索吊总体方案示意图缆索吊机的主要设备和机具有：承重索、起重索、牵引索、压塔索、缆风索、扣索、塔架、地锚、滑轮、电动卷扬机及跑车等。
缆索吊总体施工顺序：缆索吊机锚碇、塔座基础、缆风绳及卷扬机基础施工→塔架拼装→卷扬机系统、塔顶索鞍走道梁与索鞍安装→缆索系统绳索安装→跑车及吊点安装→缆索吊机试吊。
3.2拱座（含引桥墩基础、缆索吊锚碇、扣索锚碇）施工拱座基坑施工采取由上至下、逐级开挖、边开挖边防护的方法，以爆破开挖为主，机械开挖为辅。
拱桥设计大作业计算书示例总结
苏 州 科 技 院 土 木 工 程 学 院
3
拱 桥 设 计 大 作 业 计 算 书
预应力锚固采用 OVM15-13， OVM15-9，OVM15-7，BM15-3 型锚固体系，预应力管道采 用预埋波纹管成孔。 3.2.4 钢材 拱肋与风撑的钢管均为 16Mn 钢，Ⅰ，Ⅱ级钢筋标准符合 GB1499-79 的规定。 3.2.5 吊杆 采用高强低松弛镀锌钢丝，标准直径 Φ7，强度为 ftp=1670MPa，Ep=2.05×105MPa，锚 具采用墩头锚。
3 设计技术参数
3.1 设计技术指标
设计标准：公路Ⅰ级 桥面宽度：43m(包括拱肋) 计算跨径：75m 航道等级：六级航道 B=18m,H=4.5m
3.2 主要材料
3.2.1 混凝土 系梁与横梁混凝土：C50 墩柱混凝土：C50 钢拱肋与风撑内微膨胀混凝土：C40 承台与盖梁混凝土：C50 钻孔灌注桩混凝土：C50 桥面铺装：混凝土加沥青混凝土 3.2.2 预应力钢筋 采用 GB/T5224-92Φj15.24Ⅱ级低松弛钢绞线，抗拉模量 fpk=1860MPa，弹性模量 Ep=1.95×105MPa。 3.2.3 预应力锚固
4 结构内力计算
4.1 结构计算图式、计算构件划分
4.1.1 主桥结构计算图式 主桥结构均为拱梁组合体系，拱肋的推力由系杆承受，体系的外部为静定结构。结构 计算取 1/2 桥宽，活载采用最不利偏载进行计算。 4.1.2 有限元结构单元划分 为了便于计算机程序分析计算，需把结构进行单元（计算构件）划分和节点编号。划 分的原则：尽量使节点的分布合理化，拱脚处应力状态复杂，在跨中段系梁与拱肋的构件 单元按吊杆间距相对应。这样系梁划分为 14 个单元，拱肋共 14 个单元，13 根吊杆为 13 个单元，共 41 个单元。如图 4-1。
大跨度上承式钢箱桁肋拱桥设计
王金磊,等:大跨度上承式钢箱桁肋拱桥设计 谥加齐缶州加淼I!用韶设大跨度上承式钢箱桁肋拱桥设计王金磊，窦巍（安徽省交通规划设计研究总院股份有限公司;公路交通节能环保技术交通运输行业研发中心，安徽合肥230088）摘要:本文结合宜宾至昭通高速公路彝良（川滇界）至昭通段白水江特大桥，通过对主跨330m ±承式钢箱桁肋拱桥结构尺寸及结构性能进行分析，建立全桥的有限元模型,计算结果表明受力指标均满足规范要求。
关键词:高速公路;上承式钢箱桁肋拱桥;有限元模型中图分类号:U44& 22+4文献标识码：A文章编号：1673-5781（2019）01-0045-030引 言钢桁架拱桥具有跨越能力大、承载能力的高特点，在山区 高速公路对于跨越典型“V ”形谷地形具有很大优势⑴。
依托云南省云南省宜宾至昭通高速公路彝良（川滇界）至昭通段白 水江特大桥为实例，对其方案、结构尺寸、受力性能进行研究分 析,为同类桥梁设计提供有价值参考。
1工程背景及方案设计白水江特大桥跨越一深切“V ”字形河谷，河谷两岸呈陡坎地形，自然坡度45°〜82°。
桥面与水面高差272m,道路设计线与地形交线宽度446m 。
桥梁方案设计时,由于两岸边坡陡峭，桥墩基础难以设立，从墩高与跨径协调的角度出发，适宜的主跨布置应在260m 以上,可供选择的主桥桥型主要有连续刚 构、斜拉桥、矮塔斜拉桥、拱桥和悬索桥。
结合总体路线，考虑结构受力要求和施工工艺复杂程度，兼 顾经济，并注重与周边环境的整体协调,经综合比选后，拟定的方 案是330m 上殿钢箱桁架拱桥。
白水江特大桥全长755. 8m,桥跨布置为:11 X 30m （预制T 梁）+ 22X16m （上承式钢箱桁肋拱桥，其中主拱圈跨径为 330m ） + 2X33. 5m （预制T 梁），其中主桥跨越白水江所在峡谷。
2主桥结构设计2.1主桥总体设计白水江特大桥主桥桥面系统跨径布置为22X16 = 352m,主拱圈跨径330m,上承式钢箱桁肋拱桥，计算跨径330m,矢高60m,矢跨比1/5. 5,拱轴系数1. 5。
大跨度宽幅高低差系杆拱桥结构整体顶推施工工法
大跨度宽幅高低差系杆拱桥结构整体顶推施工工法1 前言随着我国城市建设的高速发展和钢结构桥梁设计、制造、施工等方技术的日益成熟与发展，钢结构桥梁已广泛应用铁路、公路、公铁两用桥及人行天桥。
钢结构桥梁以其良好的受力性能和自身环保可回收的特点将逐渐代替混凝土桥梁，可有效缓解交通压力，促进城市经济和社会的健康发展。
为满足城市道路和河道运输交通发展的需要，水中无支承结构的大跨度宽幅系杆拱桥结构不断涌现，其结构稳定性高、能满足造型和艺术要求。
如何快速、安全、保质的完成大跨度宽幅高低差系杆拱桥结构施工仍是国内施工难题。
南部新城冶修二路桥设计形式为大跨度宽幅高低差线形系杆拱桥结构，由三片拱肋及系梁组成，之间采用横梁连接，横梁上方铺设U肋桥面板，拱顶设置横撑，外侧设置悬挑人行托架。
该结构体系的构造见下图所示。
常规桥梁施工采用浮吊配合水中支撑完成梁段拼装后卸载，因河道通航限制，无法在水中搭设过密支撑胎架，对此，项目部成立科研攻关小组，通过调查研究、工程类比、模拟实验、优化创新，进一步提炼形成本工法。
共形成发明专利4项、实用新型专利6项，论文8篇，省部级工法1项。
本工法于2019年8月8日通过了江苏省南京市城乡建设委员会工法关键技术论证，技术具有明显的创新性，成熟可靠、社会经济效益显著。
关键技术于2020年5月18日经中国钢结构协会鉴定达国际先进水平，其中不同高差平面顶推技术成果达到“国际领先水平”。
图1.1-1 大跨度宽幅高低差线形系杆拱桥结构示意图2 工法特点1不受桥梁安装位置自然条件限制，可远离桥址在适合桥梁拼装的场地施工，具有一定的机动性和自由性，顶推施工过程中对河道通航占用时间少。
2钢梁拼装可与桥台混凝土施工同步进行，缩短现场施工工期，不受河道汛期影响。
3整体顶推施工设备和顶推抄垫垫块可一次组拼，重复使用，减少投入，节约材料；定型式垫块具有在工厂提前预制的优点。
4步履式液压千斤顶顶推水平力较小安全可靠；顶推作业施工顺序明确，可组织进行流水施工作业，施工高效，劳动投入低，成本投入低，施工控制有保障。
大跨度石拱桥施工方案范文_pdf
大跨度石拱桥施工方案范文_pdfW济南某工程公司某工程项目部筑龙网二○○二年三月三十一日WW.ZHULONG.COM一、工程概况：（一）工程概况某某路改建工程第某某合同段k18+414.6米处有一座30米跨石拱桥，桥宽23米，在该次道路改建时的同时，将原有23米拱桥两边各加宽15米，使整座桥梁宽度变为53米。
设计拱桥加宽部分结构与旧桥相同，桥跨度30米，主拱圈为等截面悬主拱圈矢高3.75米，桥梁下部为重力式U型砌石桥台。
该桥设计荷载为汽（二）主要工程量筑龙网WWW.ZHULO用细料石，拱圈所用砂浆标号为12.5号水泥砂浆，块石标号不小于60号。
NG超-20，挂-120，主拱圈及腹拱圈材料设计均为花岗岩粗料石，拱脸部分采.CO链线，厚度为105cm，矢跨比1/8，腹拱圈为等截面圆弧，净矢跨比为1/4。
M主要工程量序号1234567891011121314151617181920212223242526项目10#浆砌粗料石主拱圈10#浆砌细料石拱脸7.5#浆砌粗料石腹拱圈7.5#浆砌块石腹拱圈7.5#浆砌块石腹拱墩7.5#浆砌块石侧墙7.5#浆砌片石侧墙7.5#浆砌片石台身7.5#浆砌块石台身7.5#浆砌片石护拱拱上填料7.5#浆砌片石台基40#水泥砼Ⅰ级钢筋7.5#浆砌片石锥坡单位工程量备注m3m3m3m3m3m3m3.ZWWW龙网7.5#浆砌片石锥坡基础砂砾垫层锥心回填筑台背排水碎石层30cm台背排水夯实粘土25cm台背透水性材料石雕护栏25#水泥砼护栏座7.5#浆砌片石导流堤墙7.5#浆砌片石导流堤基拆除浆砌圬工2HULONGm3m3m3m3m3m3m3m3m3m3m3m3m2m3m3m3.COm3M二、施工方案选择（一）方案选择根据工程特点，该工程为制约整个合同段施工工期的一大关键，因此必须将拱桥的施工放在首位。
两侧桥梁同期施工。
工程支架采用碗扣支架，拱架采用型钢焊接支架，支架搭设完毕后进行预压。
大跨度拱式结构
拱式结构姓名：陈溶学号：090042104 班级：建筑80901一、内容摘要：在竖向荷载作用下，拱脚支座内将产生水平推力；在竖向荷载作用下，拱脚水平推力的大小等于相同跨度简支梁在相同竖向荷载作用下所产生的在相应于顶铰C截面上的弯矩M0C除以拱的矢高f；当M0C一定时，拱脚水平推力与拱的矢高成反比。
二、关键词：推力结构、拱脚水平推力1、Abstract:Under the action of vertical load, the arch of the foot support will generate horizontal thrust; under the action of vertical load, horizontal thrust of the arch foot size equal to the same span simply supported beam in the same vertical loads generated by the corresponding to the top hinge section on the CM0C divided by the arch of the vector f; when M0Cis certain, arch foot horizontalthrust and arch rise inversely proportional.2、Key words:Thrust structure、 Arch foot horizontal thrust三、正文：1)拱式结构的简介：拱是一种古老而又现代的结构型式。
拱主要承受轴向压力作用，这对于混凝土、砖、石等工程材料是十分适宜的，特别是在没有钢材的年代，它可以充分利用这些材料抗压强度高的特点，而避免了他们抗拉强度低的缺点。
我国古代拱式结构的杰出例子就是河北省赵县的赵州桥，跨度37m，为石拱桥结构，至今保存完好。
钢管混凝土拱桥实例巫山桥
通过施工实践、工艺优化与改进，解决了施工中存在的关 键技术问题；
最终形成了一整套先进的钢管混凝土拱桥设计施工技术。 并通过巫山长江大桥的工程实践得到验证。
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8、确定了吊杆构造及耐久性设计 本桥免维修周期为30年，本桥结合自身特点，全面考 虑采用了多重体系设防相结合的综合防护方案，同时，吊 杆是可更换的。 （1）吊杆采用109φ7毫米预应力环氧喷涂钢丝，防腐 体系为：镀锌层＋环氧层（160um）＋防腐脂＋聚乙稀护 套（双层）+发泡聚氨脂+哈氟管组成。
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5、主拱圈安装方案总体设计
（1）扣塔及索鞍： 安装在两岸上，塔高约100米，塔距576米，以钢管砼
柱拼装组成，横向采用门柱式结构，便于起吊单元通过。 扣塔顶设置索鞍，便于扣索通过（扣索在尾端锚梁处张 拉）。 （2）锚碇、锚梁及扣点：
（二）大跨钢管砼拱桥施工工艺设计
1、拱肋安装方案的确定
根据本桥位地形特点、河道运输条件、施工水位高低 及拱肋节段组成重量，经多种施工方案论证比选，采用无 支架缆索吊装工艺安装拱肋，是可行、风险小、经济的施 工方案。
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大跨度钢箱－混凝土组合系杆拱桥设计
共 ２３ 对吊杆，吊点中心间距为１０ ｍ。 吊杆钢索采用
根 ϕ７ 镀锌高强度低松弛预应力钢丝组成，标准抗
０ ４Ｍ ＋ １ ０Ｔ； 组 合 ４ （ 弹 性 阶 段 应 力 验 算 组 合） ：
为温度荷载。
拉强度 ｆ ｐｋ ＝ １ ６８０ ＭＰａ，吊杆钢束均采用高密度聚乙
５ １ 结构静力分析
强度低松弛预应力钢绞线束，每根钢束由 １９ 根 ７ϕ５
横梁，梁长 ２４ ｍ，横梁纵向间距 ５ ｍ，横梁下弦主管
位置
顶板
底板
顶板
底板
顶板
底板
顶板
底板
顶板
底板
轴力 ／ ｋＮ
－ ４５８ １
弯矩 ／ （ ｋＮ·ｍ）
－ ７５ ２
剪力 ／ ｋＮ
５２ ５
２５７ ３
－ １４５ ３
－ ５３ ３
－ ６８ ８
－ ８７ ６
８５ ９
－ ３０２ ４
２５０ １
ｍａｔｅｒｉａｌｓ， ｉｎｃｒｅａｓｅ ｔｈｅ ａｒｃｈ ｒｉｂ ｒｉｇｉｄｉｔｙ， ｓｔｒｅｎｇｔｈｅｎ ｔｈｅ ｍａｉｎ ａｒｃｈ ｌａｔｅｒａｌ ｓｔａｂｉｌｉｔｙ， ｉｍｐｒｏｖｅ ｔｈｅ ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ ｅｆｆｉｃｉｅｎｃｙ ｏｆ ｔｈｅ
ｃｒｏｓｓ ｓｅｃｔｉｏｎ， ｒｅｄｕｃｅ ｔｈｅ ｗｅｉｇｈｔ ｏｆ ｔｈｅ ｂｒｉｄｇｅ， ｅｎｈａｎｃｅ ｔｈｅ ｄｕｒａｂｉｌｉｔｙ ｏｆ ｔｈｅ ｂｒｉｄｇｅ ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ． Ｔｈｅ ｄｅｓｉｇｎ ｃｏｕｌｄ ａｃｈｉｅｖｅ ｔｈｅ
５） 行车速度：６０ ｋｍ ／ ｈ。
６） 设计基本风速：２５ ６ ｍ ／ ｓ。
７） 设计基准期：１００ ａ。
８） 设计安全等级：一级。
大跨度上承式钢管混凝土拱桥设计研究剖析
2008年12月第12期(总123铁道工程学报JOURNAL OF RAILWAY ENGINEERINC SOCIETYDec 2008 NO.12(Ser.123文章编号:1006—2106(200812—0066-06大跨度上承式钢管混凝土拱桥设计研究・杨克鉴¨李凤芹张亚丽(铁道第三勘察设计院集团有限公司, 天津300142摘要:研究目的:大跨度上承式钢管混凝土拱桥,结构受力复杂。
结构形式和施工方法的选择对拱肋受力、桥上无缝线路设计、列车行车安全性和平稳性有较大的影响。
因此,本文对此进行研究探讨。
研究结论:上承式拱桥是跨越山区河流、深谷的合理桥式。
通过对某线黄河特大桥上承式钢管混凝土拱桥的设计研究,得出如下结论:(1拱肋截面形式、拱肋横倾角及拱上建筑主梁跨度、支墩顶支座布置方式等有关设计参数对无缝线路、车线桥动力性能影响的计算研究结果;(2拱肋矢跨比及拱轴系数、钢管拱架设方案、管内混凝土灌注顺序选对拱肋应力影响的研究结果;(3形成了一整套上承式铁路拱桥设计研究的新思路、新方法。
关键词:铁路桥;上承式钢管混凝土拱桥;设计中图分类号:U441文献标识码:AResearch on the Design of Large Span Deck Steel Tube Concrete Arch Bridge YANG Ke—jian,Li Feng—qin,ZHANG Ya—li(The Third Railway Survey and Design Institute Group Corporation,Tianjin 300142,ChinaAbstract:Research purposes:Large span deck steel tube concrete arch bridge is very complicated in the stresses structure.The selection of structuretypeand construction method has great effects on the arch rib force,the design of jointless track on the bridge,the safety and stability of the train.The issues mentioned above are studied in this paper. Research conclusions:The deck arch bridge is suitable for crossing the mountain river and deep valley.Based on studying the design of deck steel tube concrete arch bridge,the following results are offered:(1The calculation results of the effect of type section of the arch rib,the crossing incline angle of arch rib,the architecture above the arch,span of the main girder,bearing arrangement method for the pier top and related parameter Oil the jointless track and dynamics of train,track and bridge;(2The results of the effect of the span ratio and parameters of the arch axis, erecting method of the steel tube.the sequence of concrete casting in the steel tube on the stress of the arch rib;(3A new design concept and thoughts.Key words:railway bridge;deck steel tube concrete arch bridge;design1概述篙釜晏李霪銮菱翥鋈是妻:i嚣要譬霉紊 1.1地形、地质、水文、冰凌资料情况位为5—8m,河床至轨面高为145.3m。
大跨度上承式钢管混凝土拱桥设计
( 7 ) 抗风标准：设 计 风 速 25. 2 m/s 。
( 8 ) 设计洪水频率:3 0 0 年一遇。
3 主桥结构设计
国内建造的大跨度钢管混凝土拱桥大部分采用
四肢格构型和哑铃型截面[34]，香火岩特大桥是继广
州 丫 髻 沙 大 桥 、湖 北 恩 施 小 河 特 大 桥 之 后 的 国 内 第
分 析 ，结果表明结构设计满足规范要求。
关 键 词 ：钢管混凝土拱桥；主拱圈；拱 肋 ；拱 脚 ；有限元；静力计算；设计
中图分类号：U448. 225;U442. 5
文献标志码：A
文章编号：1671 —7767(2016)06 —0007 —05
1 工程概况
香火岩特大桥位于贵州省开阳县香火岩景区
内 ，是兰海高速贵州境遵义至贵阳段扩容项目的重
收 稿 日 期 =2016 — 04 — 18 基 金 项 目 ：贵 州 省 交 通 运 输 厅 科 技 项 目 （2015 — 122 — 052) 作 者 简 介 ：陈 冠 桦 （1980 — ），男 ，高 级 工 程 师 ，2 0 0 3 年 毕 业 于 湖 南 科 技 大 学 道 路 与 桥 梁 工 程 专 业 ，获 学 士 学 位 ，2 0 0 6 年 毕 业 于 中 南 大 学 桥 梁 与 隧 道 工 程 专 业 ，获 硕 士 学 位 （E -m a il:a5 1 3 0 8 @ ) 。
2 主要技术标准 (1) 道路等级:高速公路。
混凝土截面，横桥向拱肋相互平行，2 幅拱肋间的中
心 距 为 17 m (见图2 ) 。
( 2 ) 设计车道：双 向 6 车道。
3 . 2 拱肋
(3) 设计荷载:公路一 I 级荷载。
大跨度桥梁计算书
大跨度桥梁结构计算书1 结构概况该桥为双薄壁墩刚构桥，主梁采用变高度箱梁，该桥跨径为85+130+85m。
桥梁的结构形式如下：图1.1 桥梁结构形式2技术标准和设计参数2.1计算依据1、交通部《公路桥涵设计通用规范》（JTJ 021-89）；2、交通部《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》（JTJ 023-85）；3、交通部《公路桥涵设计通用规范》（JTG D60-2004）；4、交通部《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》（JTGD62-2004）；2.2设计技术条件公路等级：公路Ⅰ级。
2.3 主要设计参数桥梁结构所承受的荷载(或作用)包括结构自重、预应力、混凝土收缩徐变、支座强迫位移（按沉降量按1.0cm考虑）、活载、结构整体升降温和温度梯度等。
上部结构设计计算取用的有关参数如下：1、结构重力:混凝土容重取26KN/m³2、二期恒载:包括桥面铺装、栏杆等二期恒载的总荷载为：60.8 KN/m3、收缩徐变影响力:按04设计规范取用，天数3650天4、基础变位影响力:不均匀沉降按1.0cm计5、相对湿度70%6、纵向预应力锚下控制应力1395MPa7、孔道偏差系数0.00158、一端锚具回缩0.006m9、钢束松弛率0.310、预应力孔道摩擦系数0.1711、施加预应力混凝土强度≥90%12、温度荷载整体温差+20℃、-20℃温度梯度：按04规范取值，即14.0℃—5℃—0℃，反温差为上述值的-0.5倍。
3 有限元模型3.1单元和截面的建立该桥有限元模型共106个单元，101个节点。
具体模型如下图。
图3.1.1 消隐模式的全桥模型图3.1.2 全桥模型3.2边界条件该桥支座采用固结形式。
图3.2.1 该桥支座3.3主要荷载荷载主要有二期荷载，预应力，自重，温度梯度，系统升降温。
自重:26 KN/m³，采用程序系统提供的-1.04自重系数加载。
系统升降温：升温20度，降温20度。
建筑大跨度结构案例分析
折板网格结构由双层正交正放网格结构构成，厚度为2.5m，采用焊接空心球 节点。管桁架与折板网格桁架之间的连接单元，与管桁架相连一端采用相贯 焊形式，另一端为焊接空心球节点
10.1张弦梁结构：延安车站雨棚
安车站站台雨棚张弦梁钢结构跨度54米，共60榀，截至11月16日， 已成功吊装14榀。
10.2张弦梁结构：张弦梁采光顶
随着国民经济的快速发展， 大型公共民用建筑的大量兴 建，建筑物的跨度越来越大， 通过门窗、幕墙玻璃进入室 内的光线越来越不能，遇到不少 技术问题，其中最为重要的 是结构支撑体系。常规的桁 架、网架、网壳等与玻璃配 合时，往往显得杆件比较粗 笨和凌乱。因此，研究开发 能与玻璃协调配合的现代张 拉结构，充分利用钢材的抗 拉强度，从而做到杆件纤细、 结构通透和造型美观，这成 为解决玻璃采光顶支撑结构 时的一个重要课题。
7.1悬索结构：北卡罗来纳州雷里
世界上第一座现代悬索结构是1953年建成体育馆 屋盖采用以两个斜放抛物线拱为边缘构件的马鞍 形正交索网，其平面尺寸92*97.该索网被公认为 第一个具有现代意义的大跨度索网屋盖结构
7.2：悬索结构：张家口通泰大桥
张家口通泰大桥是 世界上跨度最大的 下承式钢结构悬索 拱桥，也是国内第 一例主梁为下承式 钢结构悬索拱桥
悉尼歌剧院
6.2:薄壳结构：黄石新体育馆
该体育馆造型 具有不规则、 多面、薄壳结 构的特点，是 全国第二座薄 壳结构设计建 筑——第一座 是广州歌剧院。 该体育馆的最 大跨度为111 米
6.3薄壳结构：广州歌剧院
结构设计知识：大跨度拱桥结构的设计与分析
结构设计知识：大跨度拱桥结构的设计与分析大跨度拱桥是一种常见的桥梁结构，通常用于跨越河流、峡谷或山谷等场所。
它的设计和分析需要考虑到诸多因素，包括桥梁的荷载、抗力、建筑材料、施工工艺等。
本文将从大跨度拱桥结构的设计与分析入手，详细介绍该领域的知识和技术。
一、大跨度拱桥结构的特点大跨度拱桥结构具有以下几个特点：1.较大的跨度：大跨度拱桥一般指跨度在200米以上的桥梁，有些甚至可以达到上千米。
这种大跨度要求桥梁结构具有良好的刚度和稳定性，以支撑起整个桥梁的自重和外部荷载。
2.拱形结构：拱桥是由一系列由张力和压力成员相互连接的曲线构成的，它的曲线形状可以是圆形、椭圆形、抛物线形或者双曲线形。
拱桥的主要受力形式是受压和受拉，通过压力和张力的相互作用来使整个结构保持稳定。
3.高度较大：大跨度拱桥由于要跨越较长的跨度，所以通常拱桥的拱顶高度较大，这既可以提高桥梁的承载能力，又能够增加桥梁的视觉美感。
4.自重较大：由于大跨度拱桥的结构体积和建筑材料消耗较大，所以整体的自重也会较大，这要求桥梁结构具有足够的承载能力。
5.施工难度大：大跨度拱桥的施工难度较大，对施工工艺和技术要求较高，需要采用特殊的施工设备和工艺方法。
二、大跨度拱桥设计的主要内容大跨度拱桥设计的主要内容包括结构分析、荷载计算、材料选用、梁体计算、节点处理、支座设计、地震效应分析等。
以下将对这些内容依次进行介绍。
1.结构分析结构分析是大跨度拱桥设计的第一步，其目的是确定桥梁的内力、位移和应力分布情况。
结构分析一般采用有限元分析方法，通过建立桥梁结构的有限元模型，计算桥梁在各种荷载作用下的受力情况。
在分析的过程中，要注意考虑到桥梁的非线性效应，包括几何非线性、材料非线性和接触非线性等。
2.荷载计算荷载计算是指根据实际使用条件和规范要求，计算桥梁在使用过程中受到的各种荷载，包括静荷载、动荷载、温度荷载、风载、地震荷载等。
荷载计算是确定桥梁结构受力情况的基础，也是桥梁设计的重要内容。
1-65m拱桥计算书word资料10页
K0+870.516 大桥(1-65m箱型拱桥)1、计算模型2、稳定计算过程及其结论采用Midas梁单元模型，考虑恒载及汽车活载的最不利作用，其中汽车活载分别按集中活载作用在跨中及约1/8拱顶对应的简支梁跨中。
稳定分析结果显示，上述两种工况下失稳模态一阶均表现为拱圈横向失稳，说明拱桥横向尺寸相对较小。
求得稳定系数分别为23.74及23.7，见下图，说明拱桥横桥向稳定满足设计要求。
一阶模态，拱圈横向失稳(考虑活载不利作用，车道集中荷载作用在1/8截面)一阶模态，拱圈横向失稳(考虑活载不利作用，车道集中荷载作用在拱顶截面)3.内力分析过程采用Midas梁单元模型，内力计算考虑恒载及活载的不利组合；实际拱桥受力中，由于拱上立柱(腹拱)简支梁板的两端均存在裂缝，拱上建筑与拱圈的联合作用下降，因此为消除拱上建筑对拱圈的约束作用，温度内力单独施加在裸拱上；冲击系数根据桥梁的自振频率(拱圈竖向反对称振动)按规范计算；分承载能力极限状态及正常使用极限状态分别进行验算。
拱圈拱轴系数m=1.347，拱圈曲线长约82m，按等间距划分为100个单元，节点及单元编号从左至右依次编号。
(1)下面是恒载作用下拱圈的内力图：(2)下面是恒载和最不利活载(公路II级)作用下拱圈的内力图：ClCB2-Max(1/4截面附近拱圈下缘拉应力最不利)CLCB2-Min(拱脚截面上缘拉应力最不利)(3)下面是降温20°时的拱圈内力：降温后拱脚出现较大负弯矩(1022Kn.m)拱顶出现较大正弯矩(813Kn.m)。
(4)下面是升温20°时的拱圈内力：升温后拱脚出现较大正弯矩(1022Kn.m)拱顶出现较大负弯矩(813Kn.m)。
4内力计算及截面验算下面分别给出承载能力极限状态及正常使用极限状态下较为不利截面的拱圈的内力组合值，其中CLCB2组合中未包含温度内力，需要手动添加，CLCB2用于强度( 承载能力)验算。
CLCB5、CLCB6用于裂缝宽度(正常使用状态)验算。
大跨度拱桥斜桩式拱座基础施工方案比选与开挖技术
大跨度拱桥斜桩式拱座基础施工方案比选与开挖技术1、工程概况Ｋ１８＋７１７涂乍特大桥起点桩号为Ｋ１８＋５１１，终点桩号为Ｋ１８＋９２３，桥跨布置为（２×３５＋２５２＋２×３５）ｍ上承式钢管混凝土拱桥，主桥长２６０ｍ，主桥桥面系为（１３×２０）ｍ先简支后桥面连续Ｔ梁；两侧引桥均为２×３５ｍ预应力混凝土先简支后桥面连续Ｔ梁；桥梁全长４１２ｍ。
主拱由两条拱肋组成，拱肋为等截面四管桁式构件。
拱肋拱轴线采用悬链线，计算跨径Ｌ＝２５２ｍ，矢高ｆ＝４５.８２ｍ，矢跨比为１／５.５，拱轴系数为１.１６７，主桥全长３５４.８ｍ（见图１）。
设计标准：①公路等级：二级公路；②设计车速：４０ｋｍ／ｈ；③行车道数：双向二车道；④荷载等级：公路－Ｉ级；⑤桥宽：１２ｍ；⑥设计洪水频率：特大桥１／１００。
大桥两岸拱座基础均采用斜向矩形承台接斜桩基础，承台采用矩形截面，长１７ｍ，宽９.５ｍ，厚９ｍ，桩基采用上端半圆＋下端矩形截面，截面总高８ｍ，宽４.３ｍ，上圆端半径为２.１５ｍ，斜桩倾斜角度均为３６.７５°，保靖岸斜桩长２２.５ｍ，涂乍岸斜桩长２６ｍ。
２工程特点２.１涂乍河特大桥地形地貌桥位处场地属于溶蚀构造低山中台地底丘河谷地貌，两岸坡顶高程约４７０.０００ｍ，河底高程２５９.０００ｍ，高差约２１０ｍ，地形地貌条件复杂。
谷肩交平缓；中上部多为悬崖与陡坎，纵坡度６０°～９０°，下部亦较陡，坡度一般为４０°～６０°，呈较对称的深Ｖ形峡谷，左岸比右岸地形更为陡峭（见图２）。
２.２地质构造桥位区位置处于扬子准地台新华夏系第三复式隆起带武陵山脉南西端，具体位于北北东向麻栗场压扭性断裂带南东盘及涂乍至禾库向斜北东端。
受其影响，桥位处褶皱和断裂构造发育，尤其以断裂发育最甚。
综上的工程地质特点，导致拱座施工条件异常复杂，施工总体难度大，为此需要确定最优的拱座施工方式来有效指导施工。
60米跨钢筋混凝土拼装式拱桥施工工法
60米跨钢筋混凝土拼装式拱桥施工工法一、前言装配式钢筋混凝土拱桥是一种大跨度桥梁，上跨公路及铁路时无须在中间设立柱，施工时只须在支点处设立支架成桥后拆除。
在我们施工该类型桥时从构件的预制、运输、安装及支架设计方面采取了一系列新方法及措施，并取得成功的经验，我们对施工方法进行总结，并形成该工法，对此类型的桥梁施工增加一种可选方案。
二、工法特点1、支架采用轮扣式脚手架配合工字钢搭设而成，操作简单。
2、采用轮胎式吊车吊装，机械灵活性强，吊装成本低。
3、多工序可平行操作，施工时间短。
三、适用范围本工法适用于预制安装式普通钢筋混凝土拱桥。
四、施工工艺（一）、构件预制1、弦杆、斜撑、拱腿、实腹段的预制由于该桥与机场路斜交，且位于竖曲线、平曲线上，图纸设计细部尺寸错误较多，斜腿、弦杆、实腹段的长度以及各处标高都存在着不同的错误。
为了保证预制构件的结构尺寸以及减小预制误差，我们对主要构件弦杆、斜撑、拱腿、实腹段进行1:1实地放样，根据实地放样尺寸来确定各构件的预制尺寸。
由于弦杆、斜撑、拱腿、实腹段构件均为长细杆件，且厚度较小，预制完成后短时间内不宜移运，我们采用了重叠法卧式浇筑预制，每块底模上重叠预制构件4块。
预制厂设置在两侧桥头路基上，底模分两部分，底层为10cm厚15＃素砼，上部为10cm厚20＃素砼，然后上铺宝丽板，底层尺寸为130×20×Lcm，顶层尺寸为90×15×L cm（L为杆件长度），在上层砼浇注时，每隔1.5m预埋一道PC管以作加固模板时穿插对拉杆之用，由于采用了重叠法预制我们对地基的承载力进行了检算：因构件厚度均为35CM，只需对一种构件进行了检算。
经测算路基顶承载力为：0.3Mpa，构件压力为0.000021MP＜0.3Mpa，符合要求。
首先在底模上进行第一根构件的预制。
铺设好宝丽板，并均匀涂抹机油，然后进行钢筋绑扎、模板架立，进行混凝土浇注，浇注时要严格控制构件厚度并将杆件顶面抹平，待强度达到2.5MPa后拆除模板。
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结构体系分
简单体系拱桥：三铰拱，两铰拱，无铰拱 组合体系拱桥：无推力拱桥，有推力拱桥
拱 桥 主拱圈截面形式 板拱桥，肋拱桥，双曲拱桥，箱形拱桥 分 类 拱轴线型式 圆弧拱桥，抛物线拱桥，悬链线桥
桥面位置 上承式拱桥，中承式拱桥，下承式拱桥 拱上建筑形式 实腹式拱桥，空腹式拱桥
§ 7.1 拱桥的基本组成和受力特点
7.1.1 拱桥的基本组成
根据行车道的位置，拱桥可以分成：上承式、下承式和 中承式三种类型。
拱桥的基本图示
上承式拱桥
上承式拱桥
1989四 川涪陵乌江大桥 （L=200m）
桥高84m，矢跨比1/4，主拱圈采用3室 箱。 涪陵乌江大桥采用转体法施工，先 在两岸上、下游组成3m宽的边箱，待转 体合拢后吊装中箱顶、底板，最后组成
强度验算
利用内力包络图进行主拱强度验算，拱脚、拱顶、拱跨3l/8、 l/4是主要控制截面，根据结构设计原理和桥规进行验算。
拱圈强度验算:
《公路圬工桥涵设计规范》（JTG D61-2005）
➢
➢
无计铰算拱由和车0S双道d (铰i荷m1拱载G的i引SG计i起K 算的可Q拱1S不的Q1考K正虑弯拱c矩jn上2时 建Q，j S筑Q拱jk 与)顶主，Rd拱(拱R圈mk跨,的1d/联)4合应作乘用以。
7.2.2 组合体系拱桥——拱肋与纵梁连接方式
下承式梁拱组合体系
拱梁固结； 拱梁铰接； 梁以体外索的形 式锚固在拱的两端， 桥面系通过横梁与 吊杆连接，将桥面 荷载传递给拱肋。
§ 7.3 拱桥的总体思路与构造
7.3.1 拱桥的总体构思
1）上承式拱桥的总体构思
有推力拱桥； 拱圈是主要受力构件； 桥面系不参与拱圈的整体受力，而作为局部受力构件设计。
适用：大、中跨径 （3）箱型：
适用：跨径大，桥面宽 （4）管形：
适用：钢管混凝土拱桥
钢管混凝土拱桥简介
横撑
钢管混凝土拱肋
立柱（或吊杆）
下部构造 行车道系
§ 7.3 拱桥的总体思路与构造
7.3.2 主拱的构造
3）箱形拱
箱形拱桥主拱圈截面挖空，以较少的材料可获得较大的截 面抵抗矩，减轻自重，节省材料。
简单体系拱桥构造简单、受力明确，全部荷载由拱肋承受。 按照拱圈的静力体系分为： 三铰拱：静定，无附加应力，铰构造复杂，少用。 无铰拱：三次超静定，刚度大，构造简单，附加应力大，混
凝土拱多采用无铰拱。 两铰拱：介于二者之间，钢拱采用较多。
§ 7.2 拱桥的结构体系
7.2.2 组合体系拱桥
无推力组合体系拱桥
（3）刚性系杆刚性拱 拱肋和系杆均承担一定的弯矩，体系整体刚度大。 拱肋高度（1/50~1/80）L。
§ 7.3 拱桥的总体思路与构造
7.3.2 主拱的构造
1）板拱
主拱圈截面采用矩形实体截面的拱桥称板拱桥。 在中、小跨径的圬工拱桥中采用。 在较薄的拱板上增设纵向肋以提高拱圈抗弯刚度，即构成
板肋拱。
板拱
§ 7.3 拱桥的总体思路与构造
7.3.2 主拱的构造
2）肋拱
肋拱桥是将板拱划分成多条分离的、截面高度较大的拱肋， 肋间用横系梁联结。
这种形式以较小的截面面积获得较大的截面抵抗矩，减轻
了结构自重，多用于大、中跨径的拱桥。
§ 7.3 拱桥的总体思路与构造
7.3.2 主拱的构造
2）肋拱
拱肋截面 （1）矩形：构造简单、施工方便 （2）工字形：
§ 7.3 拱桥的总体思路与构造
7.3.1 拱桥的总体构思 1）上承式拱桥的总体构思
（3）跨径布置
三跨拱桥，理想的边中跨比值应使中墩在恒载作用下的水 平推力平衡。则边中跨比为：
§ 7.3 拱桥的总体思路与构造
7.3.1 拱桥的总体构思 1）上承式拱桥的总体构思
（4）拱轴线的选择
圆弧线：线形简单，施工方便。主要用于20m以下的拱桥。 抛物线：可采用二次抛物线；为使拱轴线与恒载压力线吻
拱
桥
的
主
要
组
l0 - 净跨径 l -计算跨径
成
f0 - 净矢高
部
分 f -计算矢高
f/l - 矢跨比
§ 7.1 拱桥的基本组成和受力特点
7.1.1 拱桥的基本组成
拱桥的主要技术名词
净跨径（l0） 每孔拱跨两个起拱线之间的平距
计算跨径（l）相邻两拱脚截面形心之间的平距 （即拱轴线两端点之间的平距）
0 Nd 0.9( fcd A fsd As)
§ 7.4 拱桥的计算
横向稳定
拱的横向稳定性验算，目前尚无成熟的计算办法，工程 上常用与纵向稳定相似的公式来验算拱的横向稳定性：
Nj
NL
m
NL——拱横向失稳时的平均临界轴力； Nj——按承载能力极限状态组合计算的平均轴力； γm——横向稳定安全系数，一般取值为4~5。
合，可采用高次抛物线。 悬链线：最常采用的拱轴线。
§ 7.3 拱桥的总体思路与构造
7.3.1 拱桥的总体构思 1）上承式拱桥的总体构思
（5）矢跨比
矢跨比：拱肋的矢高与跨径的比值。矢跨比减小，拱桥水 平推力增加，反之推力减小。
矢跨比影响拱桥整体刚度。矢跨比在1/4~1/6之间时，拱 桥刚度较大。
2）中、下承式拱桥的总体构思
➢ 当主拱圈宽度较大（如大于跨度的1/20），则可不验算拱 的横向稳定性；
➢ 随拱桥所用材料性能的改善和施工技术的提高，拱桥跨径 不断增大，主拱的长细比越来越大，施工和成桥运营状态 稳定问题非常突出。
§ 7.4 拱桥的计算
纵向稳定
对于长细比不大，且 f/l 在0.3 以下的拱，其纵向稳定性验算一般 可以表达为强度校核的形式:
折减系数0.7，拱脚应乘以0.9，中间各个截面的正弯矩折减系
➢ 算一SR拱般dd——顶无——、铰作构拱拱用件跨桥效承3，应载l/的能拱8数、组力脚，合设拱和可设计跨拱用计值l顶/直值4是和线主拱插要脚人控四法制个确截截定面面。；；大对跨于度中拱、桥小应跨验径 拱γ桥0—，—拱结跨构l的/4重截要面性可系不数验，算按；下列特要大求跨取径值拱桥，除以上四个截面
浙江省嵊州大桥 主桥采用下承式钢管混泥土单杆拱桥。
两跨，跨径长136米。
§ 7.1 拱桥的基本组成和受力特点
7.1.2 拱桥的受力特点
支座处存在水 平推力 拱内 产生轴向压力 弯矩减少 偏心受压应力 较均匀。 300~800m范 围内，可以与斜 拉桥竞争。
§ 7.2 拱桥的结构体系
7.2.1 简单体系拱桥
拱脚在中墩处固结，拱、梁通过立柱和拱顶实体段连接 共同承受荷载。应用交广泛。 在恒载作用下，通过张拉系杆来平衡主拱的水平力； 成桥后，由于拱脚固结，水平位移被约束，在活载及其他荷 载作用下，拱脚产生水平推力，形成部分有推力拱桥体系。
§ 7.2 拱桥的结构体系
7.2.2 组合体系拱桥
有推力组合体系拱桥
7.3.1 拱桥的总体构思 1）上承式拱桥的总体构思
（2）桥梁设计高程
桥面高程：由总体路线设计确定。 拱顶高程：桥面高程-拱顶处的建筑高度。 起拱线高程：为减轻墩底偏心弯矩，宜采用较低的起拱
线高程。 ✓ 有ห้องสมุดไป่ตู้拱桥：起拱线一般高于设计洪水位0.25m；严寒地区
桥梁，起拱线不应低于流冰水位0.25m； ✓ 无铰拱桥：防止漂浮物撞击，拱圈不宜淹没太多； ✓ 美观角度，拱座一般露出地面一定高度。 基础底面高程：根据冲刷深度、地基承载力等计算确定。
箱形截面抗扭刚度很大，整体性和稳定性都较好，但施工 制作较复杂。适用于大跨径拱桥。
§ 7.3 拱桥的总体思路与构造
7.3.2 主拱的构造
3）箱形拱
可为单室箱或多室箱，每一闭合箱又由箱壁、顶板、底 板及横隔板组成
多条工字形肋
单箱多室截面
多条U形肋
多条闭合箱肋
§ 7.4 拱桥的计算
拱桥计算的主要内容
大跨度拱桥设计计算及工程实例
本章的主要内容
7.1 拱桥的基本组成和受力特点 7.2 拱桥的结构体系 7.3 拱桥的总体构思与构造 7.4 拱桥的计算 7.5 拱桥的施工 7.6 工程实例
§ 7.1 拱桥的基本组成和受力特点
7.1.1 拱桥的基本组成
上部结构： （1）主拱圈：主要承重构件 （2）拱上建筑：桥面系和传力构件或填充物 下部结构：桥墩、桥台、基础
➢梁和拱共同受力，拱的推力完全由墩台承担。 ➢梁分担一部分荷载，拱脚推力小于简单体系拱桥。
§ 7.2 拱桥的结构体系
7.2.2 组合体系拱桥——拱肋与纵梁连接方式
中承式梁拱组合体系
中边跨纵梁在拱 肋连接处断开； 边跨梁与拱肋固 结，中跨梁与拱肋 连接处断开； 拱梁完全刚性连 接，共同承担荷载。
§ 7.2 拱桥的结构体系
ad——外几，何需参视数截设面计值配，筋当情无况可，靠另数行据选时择，截可面采用进几行何验参算数。标准值ak
§ 7.4 拱桥的计算
稳定验算
拱的稳定性验算分为纵向(面内)和横向(面外)两方面。
➢ 大、中跨径拱桥是否验算纵、横向稳定与施工过程有关： 有支架施工，其稳定与落架时间有关，拱上建筑砌筑完后 落架，可不验算纵向稳定;
§ 7.3 拱桥的总体思路与构造
7.3.1 拱桥的总体构思 1）上承式拱桥的总体构思
（1）桥长及分孔
按照水文计算、通航要求以及技术经济指标确定，可采用 单跨拱桥或多跨拱桥形式；
为避开深水区或不良地质地段，可采用不等跨布置； 一般采用单跨拱桥来跨越高山峡谷、水流急的河道。
§ 7.3 拱桥的总体思路与构造
荷载一部分由纵梁承担，一部 分通过吊杆传递给主拱肋承担。 ➢柔性系杆刚性拱（系杆拱） ➢刚性系杆柔性拱（蓝格尔拱） ➢刚性系杆刚性拱（洛泽拱） ➢用斜吊杆时称为尼尔森拱