拱桥的设计与计算

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拱桥的设计

• 拱圈高度：估算主拱圈高度的经验公式或数据，可作为设计计
算时拟定截面尺寸的参考
• 拱圈构造尺寸
临时性施工措施，能满足各施工阶段的要求；
• 3、计算方法简便；
• 4、线型美观，便于施工；
压力线作为拱轴线
• 公路拱桥恒载所占比
重大，一般采用恒载
压力线作为拱轴线；
• 特殊情况，活载较大
时，如铁路拱桥，可
用恒载加一半活载的压力线作为拱轴线。
拱桥常用的拱轴线型---能表达为拱轴线方程
①圆弧线优点：
③悬链线
实腹拱桥的合理拱轴线----
恒载集度（单位长度的恒重）由拱顶向拱脚连续分布、逐渐增大；
空腹拱桥恒载压力线在腹孔墩处有转折点，用悬链线作拱轴线与恒载压力线有偏离，但对拱圈控制截面有利；
悬链线作空腹拱的拱轴线可采用“五点重合法”即：在拱顶、跨径1/4及拱脚处使拱轴线与恒载压力线重合；
悬链线、高次抛物线是目前大、中跨径拱桥采用最普遍的拱轴线型；
13-3 拱圈截面变化规律和截面尺寸拟定
• 主拱圈：等截面及变截面型式； • 变截面：沿拱轴方向宽度不变，高度变化；或高度不变，
宽度变化；
• 增大截面 I 对降低应力不是最有效；
• 对大跨或很陡的圬工拱桥， • 根据拱厚系数确定：
•
• 一、拱轴线型
• 选择原则： • 尽可能降低由于荷载产生
的弯矩值。
• 合理拱轴： • 拱轴线与各种荷载的压力
线相吻合；拱圈截面上轴向力，无弯矩作用，应力均匀；
• 拱轴线选择应满足：
• 1、尽量减小拱圈截面弯矩，
使截面在附加内力影响下各主要截面的应力相差不大，并不出现拉应力；
• 2、对于无支架施工，不用

第八章拱桥的设计与计算

二、主拱截面尺寸的拟定 1. 主拱宽度的确定
拱圈宽度的确定及人行道的布置
2. 主拱高度的拟定
中、小跨径公路石拱桥主拱圈高度：
d = m ⋅ k ⋅ 3 l0
式中：l0—主拱圈净跨径（cm）；d—主拱圈高度（cm）；m—系数，一般为4.5～6，取值随矢跨比的减小而增大；k—荷载系数，对于公路－I级取 1.4，公路－II级取1.2。
对于荷载集度随拱轴线变化从拱顶往拱脚增加的分
布荷载，由图8-5，任意点的恒载强度 gx可以下式
表示：
g x = g d + γy1
设 m= gj gd
γ = (m −1) gd
f
gx
= gd
+ (m −1) gd f
y1 = gd [1+ (m −1)
y1 ] f
当拱轴线为合理拱轴线时，拱的各个截面弯矩均为零。
1
f
m−1
2(m+1) + 2
y
0.25
y1/ 4 = f
m +1 −1
2
=
m −1
1 2(m + 1) + 2
y1/4 随 m 的增大而减小，随 m 的减小而增大。当 m 增大时，拱轴线抬高；当 m 减小时，拱轴线降低。在一般的悬链线
拱桥中，恒载从拱顶向拱脚增加，g j > g d ，因而 m >1。只有在均布荷载作用下 g j ＝ g d 时，方能出现 m ＝1的情况。
¾ 拱桥在施工或成拱过程中，应验算各阶段的截面强度和拱的稳定性
¾ 多跨无铰拱桥应按连拱计算。当桥墩抗推刚度与主拱抗推刚度之比大于37时，可按单跨拱桥计算
二、验算要点

拱桥设计实用计算表2

重力
底梁重力
P1=号[0立.5柱*0重.5
力2号:立P=柱3*重(
力3号:立P=柱3*重(
4号腹拱座力: P=3*(
重(力3):腹P孔=(
集中力
P13 =
P14 =
P15 =
5.拱上实 P16 =( 腹段(1()如拱顶填料及桥 P17=Lxhd
(2)悬链 γB =
线曲边三 f1=f+y上
(1-1/cosφ
m^2
0.6512 0.6508
0.79641
m m
0.60476 0.79641
y1/f
主拱圈几何特性表
1 0.821783 0.665442 0.52911 0.411164 0.310395
6.000 7.000 8.000 9.000 10.000 11.000 12.000
2.拱上腹孔布置
y
3.824
△M
36.435
20.458
Mp
1331.124 1353.853
考虑弹性压缩的
项目 cos 与Ms相in应的与M相H1应的 V N △H △N Np M y △M Mp
拱顶截面
Mmax
Mmin
1.000
0.000
105.952
97.384
105.952
97.384
1.855
1.705
公路1级
相应的H1 公路1级
拱脚截面相应的V1 公路1级
不计弹性压缩的人
截面
拱顶截面
l/4截面
考拱虑脚弹截性面压缩的汽
项目 cos 与Ms相in应的与M相H1应的 V N △H △N
项目 Mmax 相应的H1 Mmin 相应的H1 Mmax 相应的H1 Mmin 相应的H1 Mmax 相应的H1 相应的V1 Mmin 相应的H1 相应的V1

拱桥的设计原则及计算分析

拱桥的设计原那么及计算分析拱桥的设计原那么及计算分析【摘要】拱桥是我国城市桥梁上使用很广的一种桥型。

拱桥和梁桥的区别不仅在于外形，更重要的在于受力性能方面的不同。

在自重和竖向活荷载作用下，梁在支撑处将仅受到竖向反力作用，而拱桥在竖向荷载作用下，支撑处将同时承受水平和竖向反力。

拱承受的弯矩将比同跨径的梁桥小很多，拱圈主要承受轴向压力。

这样拱桥不仅可以充分利用钢材的抗拉性能，也可以充分发挥混凝土抗压性能好的特性。

【关键词】拱桥；拱肋；1、引言桥梁是市政工程建设中的重要构成局部，是城市路网建设的关键控制点，在当前城市交通迅速开展以及对城市桥梁景观要求越来越高的情况下，普通的梁桥已经不能满足城市桥梁开展的需要了。

拱桥作为景观和受力都比拟好的一种桥型，在城市桥梁中得到了广泛的运用。

2、拱桥的设计原那么2.1拱桥的组成和类型拱桥的组成拱桥和其他桥梁一致，也是由上部结构和下部结构两大局部组成。

拱桥的主要承重构件是拱圈，拱圈在横桥向有整体式和别离式两种。

根据桥面系在拱桥上部结构立面上的位置，拱桥可以分为：上承式、中承式、下承式。

上承式拱桥的桥面在拱圈之上，桥面板和拱圈之间通过传力构件或填充物过度形成平顺的桥面；中承式的桥面板在拱圈立面的中部，通过横梁处的吊杆和立柱将荷载传递到拱肋；下承式拱桥的拱圈由别离拱肋组成，拱肋立面的底部均由吊杆悬吊在拱肋上。

拱桥的类型拱桥的开展历史长，使用广泛，形式多样、构造各有差异，可以按照不同的方式将拱桥分类。

按照拱圈与桥面结构联接构造的方式，可以把拱桥分为简单体系拱桥和组合体系拱桥两大类。

简单体系拱桥按照不同的静力图式又可以分为：三饺拱、无饺拱和两饺拱；组合体系拱桥根据不同的组合方式及受力特点又可分为无推力的和有推力的外部静定和超静定的。

拱圈的横截面形式最常用的有以下几种：板拱、肋板拱、双曲拱、箱型拱等形式。

2.2 拱桥的计算过程分析设计高程确实定拱桥设计高程的控制因素主要有以下四方面：桥面高程、跨中底面高程、起拱线高程、根底底面高程。

拱桥设计计算

目录等截面悬链线圬工拱桥上部构造设计 (1)一设计资料 (1)1.1总体布置 (1)1.2拱上建筑 (1)1.3主拱圈 (1)1.4设计荷载 (1)1.5采用规范 (1)二拱轴系数确定 (2)2.1五点重合法 (2)2.2拟定上部构造尺寸 (2)2.3 自重恒载计算 (4)2.4验算拱轴系数 (7)三主拱圈恒载内力计算 (8)四主拱圈活载内力计算 (10)五主拱圈温度内力计算 (13)六主拱圈强度验算 (14)6.1主拱圈截面受压强度验算 (14)6.2 主拱圈截面直接受剪强度验算 (16)七主拱圈整体强度-稳定性验算 (17)八裸拱强度及稳定性验算 (18)8.1 裸拱截面强度验算 (18)8.2 裸拱整体强度-稳定性验算 (19)九附录 (20)附录1 恒载内力计算结果 (20)附录2 内力影响线结果 (21)附录3 裸拱内力计算结果 (23)等截面悬链线圬工拱桥上部构造设计一设计资料1.1总体布置上部构造采用石砌板拱，净跨径l0=35m，净矢高f0=7m，净矢跨比f0l0=15。

桥面净空：净 7+2x0.75m 人行道，桥梁全宽 9m，主拱圈宽度 B=8.5m。

1.2拱上建筑拱顶侧墙为浆砌片石，实腹段拱腔填料为砂砾夹石灰炉渣黄土，平均重力密度为γ1= 19kN/m3。

桥面系按此重力密度和主拱圈宽度折算的厚度为ℎq=0.28m。

腹拱圈护拱为浆砌片石，包括侧墙平均重力密度为γ2=25kN/m3.腹拱圈为10号砂浆砌30号粗料石，腹拱墩为7.5号砂浆砌30号块石，两者重力密度均为γ3=25kN/m3。

实腹段拱腔填料为砂砾夹石灰炉渣黄土，包括侧墙、护拱、平均重力密度为γ4=19kN/m3。

1.3主拱圈材料为M10砂浆砌MU50块石，重力密度γ5=24kN/m3。

主拱圈设计温度差为±16℃；岩石地基，不考虑基础的非均匀沉降。

主拱圈材料轴心抗压强度设计值f cd=3.85MPa,直接抗剪强度设计值f vd=0.073MPa,弹性模量E m=7300MPa。

第三节拱桥计算

（1）不考虑弹性压缩旳恒载内力--实腹式拱
以为实腹式拱轴线与压力线完全重叠，拱圈
中只有轴力而无弯矩，按纯压拱计算：
恒载水平推力： H g
m 1 4k 2
gdl2 f
kg
gdl2 f
(0.128 ~ 0.18)
gdl2 f
拱脚竖向反力为半拱恒载重力：
Vg
l1 0
g x dx
m2 2 ln(m
3、活载横向分布：活载作用在桥面上使主拱截面应力不均匀旳现象。在板拱情况下经常不计荷载横向分布，以为主拱圈全宽均匀承担荷载。 4、计算措施：手算和程序计算。
第三节拱桥计算
一、拱轴线旳选择与拟定二、拟定拱轴系数三、主拱圈弹性中心及弹性压缩系数计算四、主拱圈截面内力计算五、主拱圈正截面强度验算六、主拱圈稳定性验算七、主拱圈裸拱强度和稳定性验算八、主拱圈应力调整
第三节拱桥计算一、拱轴线旳选择与拟定二、拟定拱轴系数三、主拱圈弹性中心及弹性压缩系数计算四、主拱圈截面内力计算五、主拱圈正截面强度验算六、主拱圈稳定性验算七、主拱圈裸拱强度和稳定性验算八、主拱圈应力调整
2.3.3 主拱圈弹性中心及弹性压缩系数计算
1 悬链线无铰拱旳弹性中心
采用恒载压力线作为拱轴线，在恒载作用下不考虑拱圈变形旳影响时，拱圈各截面均只有轴向压力，此时拱圈处于纯压状态。但是拱圈材料有弹性，它在恒载产生旳轴向压力作用下会产生弹性压缩，使拱轴长度缩短，这种现象称为拱旳弹性压缩。因为无铰拱是超静定构造，弹性压缩引起拱轴旳缩短，会在拱中产生内力，在设计中为了计算以便将恒载压力分为两个部分，即：不考虑弹性压缩引起旳内力与弹性压缩引起旳内力。两者相加，得到恒载作用下旳总内力。

拱桥预拱度的计算与设置

拱桥预拱度的计算与设置一、拱桥预拱度的定义和作用拱桥预拱度是指在桥的设计和施工阶段，在未施加任何荷载时，为了满足设计要求，在拱轴线上设置的一定曲率的曲线形状。

预拱度的作用是使桥梁在后期承受活荷载时能够得到理想的内力分布和形态，提高桥梁的工作性能和安全性。

二、拱桥预拱度的计算1.弹性计算方法：（1）找出转换微分方程在Euler-Bernoulli梁的弹性基础上建立转换微分方程：EIy''''=fx，其中E为杨氏模量，I为截面惯性矩，y为瞬时挠度，f为单位长度集中力。

（2）建立拟定解方程根据实际情况拟定解方程，并带入转换微分方程，建立微分方程的边界条件。

常见的边界条件有：刚性左支座和右支座的位移和旋转角度均为零。

（3）求解拟定解方程求解得到拟定解方程的解，即为拱桥的挠度方程，并利用该挠度方程可以计算出各点的差异度。

2.弹塑性计算方法：（1）建立中间截面的平衡条件通过建立拱桥中间截面的平衡条件，即获得拟定解方程，常用的平衡条件有：弯矩平衡条件、弯矩和剪力平衡条件等。

（2）求解拟定解方程求解得到拟定解方程的解，即为拱桥的挠度方程，并计算出各点的差异度。

（3）校核与调整根据计算结果，进行校核和调整，使得拟定解方程满足实际要求，并满足拱桥的结构和荷载性能。

三、拱桥预拱度的设置1.设计要求：（1）满足桥梁的运行、使用和验收要求；（2）保证桥梁的结构安全可靠，并考虑荷载效应；（3）尽可能减小桥梁的变形和挠度。

2.施工工艺：在设计和施工时，通常会考虑以下因素：（1）荷载效应：根据桥梁设计荷载的特点和分布，确定桥梁的最大挠度和最小挠度。

（2）构造特点：根据桥梁的结构特点和形态，考虑拱桥的几何特性。

（3）建筑机构：考虑拱桥的实际施工工艺和施工条件，避免施工过程中的困难和工程风险。

四、常见的拱桥预拱度设置原则1.平拱原则：在设计和施工中，拱桥的预拱度主要以平拱为原则，即拱轴线在未施加任何荷载时呈水平曲线。

拱桥设计计算说明书书

目录一、设计背景 (1)（一）概述 (1)（二）设计资料 (1)1、设计标准 (1)2、主要构件材料及其参数 (1)3、设计目的及任务 (2)4、设计依据及规 (2)二、主拱圈截面尺寸 (3)（一）拟定主拱圈截面尺寸 (3)1、拱圈的高度 (3)2、拟定拱圈的宽度 (3)3、拟定箱肋的宽度 (3)4、拟定顶底板及腹板尺寸 (3)（二）箱形拱圈截面几何性质 (4)三、确定拱轴系数 (5)（一）上部结构构造布置 (5)1、主拱圈 (5)2、拱上腹孔布置 (6)（二）上部结构恒载计算 (7)1、桥面系 (7)2、主拱圈 (7)（三）拱上空腹段 (7)1、填料及桥面系的重力 (7)2、盖梁、底梁及各立柱重力 (8)3、各立柱底部传递的力 (8)（四）拱上实腹段 (8)1、拱顶填料及桥面系重 (8)2、悬链线曲边三角形 (8)四、拱圈弹性中心及弹性压缩系数 (11)（一）弹性中心 (11)（二）弹性压缩系数 (11)五、主拱圈截面力计算 (12)（一）结构自重力计算 (12)1、不计弹性压缩的恒载推力 (12)2、计入弹性压缩的恒载力 (12)（二）活载力计算 (12)1、车道荷载均布荷载及人群荷载力 (12)2、集中力力计算 (14)（三）温度变化力计算 (15)1、设计温度15℃下合拢的温度变化力 (15)2、实际温度20℃下合拢的温度变化力 (16)（四）力组合 (16)1、力汇总 (17)2、进行荷载组合 (17)六、拱圈验算 (18)（一）主拱圈正截面强度验算 (18)1、正截面抗压强度和偏心距验算 (18)（二）主拱圈稳定性验算 (19)1、纵向稳定性验算 (19)2、横向稳定性验算 (19)（三）拱脚竖直截面(或正截面)抗剪强度验算 (19)1、自重剪力 (19)2、汽车荷载效应 (20)3、人群荷载剪力 (21)4、温度作用在拱脚截面产生的力 (22)5、拱脚截面荷载组合及计算结果 (22)七、裸拱验算 (23)（一）裸拱圈自重在弹性中心产生的弯矩和推力 (23)（二）截面力 (23)1、拱顶截面 (23)2、14截面 (23)3、拱脚截面 (23)（三）强度和稳定性验算 (24)八、总结 (25)九、参考文献 (26)一、设计背景（一）概述在我国公路桥梁建设中，拱桥，特别是圬工拱桥得到了广泛的应用。

拱桥设计与计算

（8）
上式为二阶非齐次微分方程。解此方程，得到的拱轴线（压力线）方程为：
f y1 = (chkξ 1) m 1
上式为悬链线方程。
（9）
其中ch kξ为双曲余弦函数：
e kξ + e kξ chkξ = 2
对于拱脚截面有：ξ=1，y1=f，代入式（9）可得：
chk = m
通常m为已知，则可以用下式计算k值：
其中
η=
2kf l (m 1)
k可由式（10）计算
代ξ=1，如上式，即可求得：
tg j = ηshk
c)根据计算出的 j 计算出gj后，即可求得mi+1 d)比较mi和mi+1，如两者相符，即假定的mi为真实值；如两者相差较大，则以计算出的mi+1作为假设值，重新计算，直到两者相等（2）空腹式拱拱轴系数的确定空腹式拱桥中，桥跨结构的结构重力由两部分组成，即主拱圈承受由实腹段自重的分布力和空腹部分通过腹孔墩传下的集中力（如左图）。由于集中力的存在，拱的压力线为在集中力作用点处有转折的曲线。但实际设计拱桥时，由于悬链线的受力情况较好，故多用悬链线作为拱轴线。为了使悬链线与其结构重力压力线重和，一般采用“ 五点重和法”确定悬链线的m值。即要求拱轴线在全拱（拱定、两 1/4l点和两拱脚）与其三铰拱的压力线重和。其相应的拱轴系数确定如下
（６）
将上式代入式（3），并引参数ξ:
x = l1ξ
可得：
d 2 y1 l12 = 2 dξ H g gd
2
则：
dx = l1dξ
y 1 + (m 1) 1 f
令
l12 g d k = (m 1) Hg f d 2 y1 l12 g d = + k 2 y1 dξ 2 Hg

拱桥设计计算内容及方法

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。

混凝土拱桥的设计与计算方法

混凝土拱桥的设计与计算方法一、前言混凝土拱桥作为一种重要的桥梁类型，在现代交通建设中得到了广泛的应用。

混凝土拱桥结构简洁、美观、稳定性能好、寿命长等特点使得它成为城市道路、高速公路等重要交通工程的主要选择。

但是，混凝土拱桥的设计和计算需要考虑的因素很多，因此需要对混凝土拱桥的设计与计算方法进行深入的研究。

二、设计步骤混凝土拱桥的设计过程包括以下几个步骤：1. 确定设计参数设计混凝土拱桥的第一步是确定桥梁的设计参数，包括跨度、拱高、拱径、荷载等。

这些参数将在后续设计中起到决定性的作用。

2. 设计拱的几何形状在确定设计参数之后，需要根据桥梁跨度、荷载等参数来设计拱的几何形状。

拱的几何形状对桥梁的稳定性和荷载承载能力有着重要的影响。

设计拱的几何形状需要考虑到桥梁的美观性、经济性和结构的可行性等因素。

3. 确定混凝土材料和参数混凝土拱桥的耐久性和稳定性与混凝土的质量有着密切的关系。

因此，在设计混凝土拱桥时需要选择合适的混凝土材料和参数。

需要考虑的因素包括混凝土的强度等级、材料的密度、抗裂性能等。

4. 进行静力分析进行静力分析是设计混凝土拱桥不可或缺的一步。

静力分析可以帮助工程师确定拱的几何形状、材料和参数等，从而保证桥梁的稳定性和承载能力。

在进行静力分析时需要考虑到桥梁的荷载、自重和温度变形等因素。

5. 进行动力分析在设计混凝土拱桥时，还需要进行动力分析。

动力分析可以帮助工程师确定桥梁的自然频率和振动响应等参数。

在进行动力分析时需要考虑到桥梁的荷载、风荷载、地震荷载等因素。

6. 进行施工设计设计混凝土拱桥还需要进行施工设计。

施工设计可以帮助工程师确定桥梁的施工程序、施工工艺、施工进度等参数。

在进行施工设计时需要考虑到桥梁的施工安全、施工质量等因素。

三、计算方法混凝土拱桥的计算方法包括以下几种：1. 弹性理论计算法弹性理论计算法是一种基于弹性理论的计算方法，其优点是计算结果精度高、计算过程简单。

该方法适用于设计跨度小的混凝土拱桥。

拱桥高度计算公式讲解

拱桥高度计算公式讲解拱桥是一种古老而又美丽的建筑结构，它不仅可以承载重量，还可以起到装饰作用。

在设计和建造拱桥时，计算拱桥的高度是非常重要的一步。

拱桥的高度不仅影响着拱桥的外观美观，还直接关系到拱桥的承重能力。

因此，掌握拱桥高度的计算公式是非常重要的。

在计算拱桥的高度时，需要考虑到多个因素，包括拱桥的跨度、拱的形状、荷载等。

下面将从这些因素出发，介绍拱桥高度的计算公式。

首先，拱桥的跨度是计算拱桥高度的重要因素之一。

拱桥的跨度指的是两个支墩之间的距离，通常用L来表示。

在计算拱桥高度时，可以使用以下的公式：H = L/10。

在这个公式中，H代表拱桥的高度，L代表拱桥的跨度。

这个公式是根据经验公式得出的，对于一般情况下的拱桥设计是比较合适的。

但需要注意的是，这个公式只是一个估算值，实际设计中还需要考虑其他因素。

其次，拱桥的形状也会影响拱桥的高度。

一般来说，拱桥的形状可以分为三种，圆拱、平拱和梯形拱。

不同形状的拱桥对应着不同的高度计算公式。

对于圆拱来说，其高度计算公式为：H = L/15。

在这个公式中，H代表拱桥的高度，L代表拱桥的跨度。

与之前的公式相比，圆拱的高度计算公式系数稍大一些，这是因为圆拱的结构更加稳定，可以承受更大的荷载。

对于平拱来说，其高度计算公式为：H = L/20。

在这个公式中，H代表拱桥的高度，L代表拱桥的跨度。

平拱的结构相对较为简单，因此其高度计算公式系数相对较小。

对于梯形拱来说，其高度计算公式为：H = (L+2h)/15。

在这个公式中，H代表拱桥的高度，L代表拱桥的跨度，h代表拱的高度。

梯形拱的结构比较特殊，需要额外考虑拱的高度对整体高度的影响。

除了跨度和形状外，荷载也是影响拱桥高度的重要因素之一。

在实际设计中，需要根据拱桥所承受的荷载情况来确定拱桥的高度。

一般来说，荷载越大，拱桥的高度就需要越大。

总结一下，拱桥高度的计算公式主要与拱桥的跨度、形状和荷载有关。

对于一般情况下的拱桥设计，可以使用经验公式来进行估算。

公路双曲拱桥上部构造设计计算

公路双曲拱桥上部构造设计计算公路双曲拱桥是一种常见的桥梁形式，结构复杂，施工难度大，但其独特的造型使得桥梁具有艺术性和美观性。

本文将对公路双曲拱桥的上部构造进行设计计算。

公路双曲拱桥上部结构主要包括上部结构荷载计算、曲线形状设计、拱顶确定、拱轴计算和设计、外力作用及重要参数计算等。

首先，需要进行上部结构荷载计算。

公路双曲拱桥的荷载包括恒载、活载和风载。

恒载主要包括桥面自重、桥面铺装层和盖梁自重；活载主要包括车辆荷载；风载主要是针对公路桥梁的风压力和风荷载。

然后，根据拱桥的曲线形状设计和拱顶确定。

曲线形状设计应满足设计要求，一般可以采用圆弧曲线或抛物线曲线。

拱顶的确定与设计中最重要的参数是拱顶高程和拱顶半径。

拱顶高程应满足设计要求，考虑桥梁轴线的最大坡度；拱顶半径应满足设计要求，考虑桥面宽度和曲线半径。

接下来，进行拱轴的计算和设计。

拱桥的拱轴是承受载荷的主要构件，其强度和稳定性直接影响桥梁的安全性和稳定性。

拱轴的计算包括拱轴几何参数、材料强度、受力分析等。

计算过程中需要考虑正常使用和极限状态下的设计要求，以保证桥梁的安全性和稳定性。

最后，进行外力作用和重要参数的计算。

外力作用主要包括弯矩、剪力、轴力和位移等，需要根据设计要求和荷载计算结果进行估算。

重要参数主要包括中法拱比、初始参数和极限参数等。

这些参数的计算和设计需要综合考虑结构的承载能力和稳定性。

综上所述，公路双曲拱桥的上部构造设计计算包括上部结构荷载计算、曲线形状设计、拱顶确定、拱轴计算和设计、外力作用及重要参数计算等。

这些设计计算对于确保桥梁的安全性、稳定性和承载能力至关重要。

因此，在实际设计中，应根据具体的桥梁类型和设计要求，采用合适的方法和标准进行设计计算，以保障桥梁的正常使用和安全运行。

4-2拱桥设计计算

上式即为求解恒载压力线的基本微分方程。为了得到拱轴线（即恒载压力线）的一般方程，必须知道恒载的分布规律。任意点的恒载集度qx可以下式表示：
qx = q1 + q2(x) + q3(x)
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d
hd
n
上式较为复杂，为推导方便，不妨假定桥面、拱上填料与侧墙、主拱圈的平均重度为 γ'，取单位拱宽（ 1m）为计算单元，拱顶处的恒载集度为qd，则
拱桥计算应按照一定的顺序进行例如对于不计联合作用的简单体系拱桥应先进行拱上结构受力分析及验算计算通过后方可进行主拱和墩台计算否则可能会出现拱上结构型式或尺寸不合理而须改变结构或尺寸的情况此时拱上恒载发生变化导致主拱圈或墩台需重新计算
§3 拱桥计算 3.1 概述
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从整体结构来看，拱桥通常为多次超静定的空间结构，当活载作用于桥跨结构时，拱上建筑参与主拱圈共同承受活载的作用，这种现象称为 “ 拱上建筑与主拱的联合作用 ”，简称 “ 联合作用 ”。在横桥方向，与梁桥相似，不论活载是否作用在桥面的中心，在桥梁的横断面上都会出现应力的不均匀分布，这种现象，称为“活载的横向分布”。
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可见，拱上建筑的型式及其布置，对于合理选择拱轴线型是非常重要的。一般情况下，小跨径拱桥可采用实腹式圆弧拱或悬链线拱；大、中跨径拱桥可采用空腹式悬链线拱。轻型拱桥或矢跨比较小的大跨径钢筋混凝土拱桥可以采用抛物线拱．对于无支架施工的拱桥，布置拱上建筑时，应使恒载集度的分布尽可能接近均布荷载，以便改善施工阶段裸拱的受力状态，简化施工临时措施，保证施工的质量和安全．

中小跨径圬工拱桥计算书

中小跨径圬工拱桥计算书一、设计概况：1.技术标准：（1）桥面宽：净—11m+2×0.5m防撞栏杆（2）设计载荷：公路—Ⅰ级（双车道7.5m），人群3kN/m2（3.5m）2. 设计计算要点（1）拱圈按弹性无铰拱进行内力计算，不考虑拱上结构与主拱圈的联合作用；（2）拱圈计算未考虑墩台位移影响；（3）活荷载的作用效应采用影响线加载法计算；（4）主拱圈封拱后的计算温差采用±25℃。

3．计算程序：二、结构模型：全跨等分96段积分注:恒+汽K=1恒+汽+人K=2恒+汽+人+T1 K=3恒+汽+人+T2 K=4对15个设计项目分别计算如下:跨径30m、矢跨比1/5（单位：kN.m制）1. 输入文件：主拱厚H1=0.8Y上YON=0.4Y下YUN=0.4截面积FE1=9.28FE2=0 FE3=0 FE=9.28F0=9.28拱脚GJDX=0.561拱脚GJDY=0.571主拱净跨L0=30主拱净矢高F0=6拱轴系数M=2.814计算跨径L=30.56078计算矢高F=6.1151端腹拱起拱位置DL=0.6腹拱净跨L2=3腹拱净矢高F2=1腹拱拱圈厚H2=0.3横墙宽B2=0.8半跨腹拱数N=2拱圈宽B=11.6横墙实体厚BZ=11.6主拱顶填料厚HS=0.5腹拱顶填料厚HSO=0.5桥面纵坡I=0 竖曲线半径R=1切线长RIT=0横墙零星体积V0=0横墙挖空最低高度HMIN=10计算截面号差III=2 主拱圈单重C1=24横墙单重C2=24腹拱圈单重C3=24腹拱圈间填料单重C4=23主拱实腹段路面单重C5=23 实腹段路面单重C6=23主拱实腹段路面单重C7=23悬臂人行道重Q=0弹性模量E*10^7=0.73 线胀系数ALFA/10^5=.8人群荷载RN=10.5温升T1=25温降T2=-25 温变折减KT=0.7公路-IHP=1双车道KP=2公路一级DJ=12. 输出文件：……………………………………………………………………………………………………………拱轴线长S=33.7951#横墙高Y0=2.202 2#横墙边缘高Y0=0.4012#横墙高Y0=0.240实腹段填料高HH=1.540恒载推力HG=9780 恒载垂直压力VG=8413恒载弯矩MG=263活载推力HAX=1726 活载垂直压力HYV=1024活载弯矩HYM=997控制截面0~4 I=1~4I=0 恒载系数1~1.2II=1或II=2II=2控制计算弯矩+M取J=1，-M取J=2J=1见注K=1~4K=3全拱最小超强系数,截面强度/组合效应KMIN=1.665I=2 II=1 J=1 K=4 全拱最大偏心矩EMAX=0.212容许偏心矩YE=0.24 EE=-1.438E-02 AC=9.28截面极限强度KJNN=27752 F1=0.996 截面最大组效应KNN=170003. 结论：EMAX=0.212＜YE=0.24（安全）KNN=17000＜KJNN=27752（安全）2。

拱桥设计计算内容及方法[精品文档首发]

拱桥设计计算内容及方法[精品文档首发]拱桥设计计算内容及方法拱桥实用计算计算内容需要计算的部位：主拱、拱上建筑；组合体系拱：主拱圈、系梁、吊杆；桁架拱：上下弦杆、斜杆；主要荷载：结构重力、预应力、活载、常年及日照温差、拱脚水平位移推力；计算项目：主拱强度设计、验算；拱上建筑强度设计、验算；系梁、吊杆强度设计、验算；横梁、桥面板强度设计、验算；主拱稳定性验算；主拱变形计算、预拱度计算；关键局部应力验算；主拱内力调整计算。

拱桥实用计算计算方法合理拱轴线：按照拱轴线的形状直接影响主拱截面内力大小、分布的原则选取拱轴线。

尽可能降低由于荷载产生的弯矩值，使拱轴线与拱上各种荷载的压力线相吻合，也就是合理拱轴线。

有推力主拱自重内力：无支架施工拱桥：按实际结构尺寸计算恒载集度，按施工方法确定各种荷载作用的体系与截面。

有支架施工拱桥：按一次落架计算，常采用弹性中心法。

有推力拱活载内力:利用弹性中心法公式查表计算，利用影响线加载计算。

多肋式主拱以及拱上建筑为排架的双曲拱必须考虑横向分布作用，箱形截面应作箱梁应力析。

有推力拱温差及拱脚水平位移内力：利用弹性中心法公式查表计算，或利用有限元结构计算程序进行。

拱上建筑计算：进行拱上建筑的计算时应该考虑联合作用的影响，否则是不安全的。

联合作用的计算必须与拱桥的施工程序相适应。

若是在拱合拢后即拆架，然后再建拱上建筑，则拱与拱上建筑的自重及混凝土收缩影响的大部分仍有拱单独承受，只有后加的那部分恒载和活载及温度变化影响才由拱与拱上建筑共同承担；如果拱架是在拱上建筑建成后才拆除，那么全部恒载和活载以及其它影响力可考虑都由拱与拱上建筑共同承受；拱与拱上建筑的联合作用计算是解高次超静定问题，可以应用平面杆件系统程序进行计算。

组合体系拱桥恒载内力：高次超静定结构必须采用有限元结构程序进行计算。

最优吊杆张拉力:通过吊杆张拉力和系梁内预应力大小的调整可以使主拱与系梁基本处于受压状态。

组合体系拱活载内力计算：采用影响线加载计算包络图，拱肋也必须用横向分布系数考虑车列的偏载。