下承式拱桥设计计算书 一、设计资料 1设计标准 设计荷载：汽车-20级，挂车-100，人群荷载3.0kN/M2。桥面净宽：净-9m+和附2?1.0m人行道拱肋为等截面悬链线矩形拱,矩形截面高为2.2m,宽为1.0m 。净跨径：l=110m 净矢高：f=22m 净矢跨比: f l= 1/5 2主要构件材料及其数据 桥面铺装：10cm厚C50混凝土，γ1 =25kN/m3; 2cm沥青砼桥面铺装,材料容重 γ =23kN/m3; 2 桥面板：0.5m厚空心简支板，C30级钢筋砼γ3 =25kN/m3; γ =25 kN/m3; 主拱圈、拱座：C40级钢筋砼矩形截面， 4 γ=18kN/m3拉杆：HDPE护套高强度钢丝束，上端为冷铸锚头，下端为穿销铰。 5 3 计算依据 1）中华人民共和国交通部标准《公路桥涵设计通用规范》人民交通出版社，1985年。 2）中华人民共和国交通部标准《公路桥涵设计手册—拱桥》上、下册，人民交通出版社，1978年。 3)中华人民共和国交通部标准，《公路桥涵地基与基础设计规范》，人民交通出版社，JTJ024-85 二、主拱圈截面几何要素的计算 （一）主拱圈横截面尺寸如图1所示
图1 拱圈横断面构造（尺寸单位：cm ） （二）主拱圈截面几何性质 截面积： 1.8 2.0 3.6A =?= 绕肋底边缘的静面矩： 2.0 1.8 1.0 3.6S =??= 主拱圈截面重心轴 y 下=S A =1.0m y 上= y 下=1.0m 主拱圈截面绕重心轴的惯性矩 3 211 1.8 1.201212 2.0x bh I =?=??= 主拱圈截面绕重心轴的回转半径 w 0.577r = = = （三）计算跨径和计算矢高 计算跨径: j ?=45.039、j d =2.2m 、d d =1.8m L =0L sin 90 2.2sin 45.039J j d ?+=+= 计算矢高: 0 cos 2 2 j j j f d d f ?= +-= 三、 主拱圈的计算 （一）拱轴系数的确定 吊杆及拱圈构造如图2
第五章拱桥的构造和特点 5.1 拱桥的基本特点及其适用范围 力学特点，将桥面的竖向荷载转化为部分水平推力，使拱的弯距大大减小，拱主要承受压力，充分发挥圬工材料抗压性能； 拱桥的优点： 1、具有较大的跨越能力，充分发挥圬工及其它抗压材料的性能； 2、构造较简单，受力明确简洁； 3、形式多样、外型美观； 拱桥的缺点： 1、有水平推力的拱桥，对地基基础要求较高，多孔连续拱桥互相影响； 2、跨径较大时，自重较大，对施工工艺等要求较高； 3、建筑高度较高，对稳定不利； 5.2 拱桥的组成及主要类型 ?一、拱桥的主要组成: ?拱圈（拱背、拱腹、拱顶、拱脚）、拱上结构 ?矢跨比f/L—反映拱桥受力特性的重要指标 二、拱桥分类 ?按材料 ?圬工拱桥 ?钢拱桥 ?钢筋混凝土拱桥 ?钢管混凝土拱桥 ?型钢混凝土拱桥 ?圬工拱桥是使用圬工材料修建的的拱桥，如：石拱桥以及拱圈不配钢筋的混凝土拱桥等 拱桥分类 ?按行车道位置 上承式拱桥 中承式拱桥 下承式拱桥 ?按拱轴线型式： 圆弧拱桥 抛物线拱桥 选链线拱桥 ?按拱上结构形式： 实腹式拱桥 空腹式拱桥 按截面
板拱桥 箱型拱桥 肋拱桥 双曲拱桥 按结构受力图式： ?简单体系： 无铰拱 二铰拱 三铰拱 组合体系（有无推力）： 刚架拱桥 桁架拱桥 桁式组合拱 梁拱组合桥 系杆拱桥-按拱肋及系杆的尺寸，柔性、刚性 三、拱桥的选择与布置 ?1、应根据地形、地质条件及施工的方便和可能确定拱桥类型及分孔； ?2、多孔拱桥最好选用等跨分孔；采用不等跨分孔应采取措施减少跨间的不平衡，如：不同的矢跨比，不同的拱脚标高及调整拱上建筑重量等； ?3、选则合理的矢跨比及拱轴线，一般拱桥失跨比在1/5~1/10； ?4、根据环境选择结构的造型及注意全桥的美观； 永保桥跨越澜沧江，主孔为下承式80m肋拱桥，东岸2x24m连续梁，西岸1孔18m斜梁。该桥为柔性纵梁的下承式肋拱桥，主拱圈的推力分别传至两岸桥台。 高明桥是一跨越西江的大型公路桥，主通航孔采用中承式钢管混凝土拱，引桥系钢筋混凝土肋拱。
浅谈下承式系杆拱桥的设计 摘要下承式系杆拱是一种无推力的拱式组合体系,是外部静定结构,兼有拱桥的较大跨越能力和简支梁桥对地基适应能力强的两大特点,当桥面高程受到限制而桥下又要求保证较大的净空(桥下净跨和净高)时,无推力的拱式组合体系桥梁是较优越的桥型。从设计方案选择、结构设计与施工等方面对沧黄高速跨线大桥进行了介绍。 1 概况 沧黄高速跨线桥位于沧宁公路沧县段捷地乡大贾庄村北,中心桩号K1 + 414. 049,上跨沧黄高速公路。交叉处沧黄高速公路平面位于半径R = 7000m 的左偏平曲线上, 中心桩号CHK12 + 420。交角90°,设计标高16. 189m,该桥上部结构为1 - 20m预应力箱梁+ 1 - 50m下承式系杆拱+ 1 - 20m预应力箱梁;下部结构采用柱式桥墩、肋板式桥台,墩台下接承台,基础均为钻孔灌注桩群桩基础; 桥梁净宽11. 5m;汽车荷载等级为公路- Ⅱ级标准。该桥桥型布置如图1所示。 2 方案比选 在桥梁建设中,桥梁方案的确定是非常重要的,尤其大跨径桥梁更是如此。在初步设计阶段我们拟定了两个方案: 方案一: 1 - 20m预应力箱梁+ 1 - 50m下承式系杆拱+ 1 - 20m预应力箱梁,桥梁总长90m,概算总造价为644. 8 万元(含引道) ,其中跨线桥造价303. 9万元。本方案的的优点是: ①一跨上跨沧黄高速,桥下净空大,视野开阔,为将来沧黄高速改建留有较大余地; ②建筑高度小,填土高度低,总造价低; ③桥型美观,与周围环境相协调,建成后将成为沧黄高速的一个亮点。但本方案施工工艺较复杂, 对施工技术要求较高。
方案二:采用4 - 25m预应力连续箱梁,桥梁总长100m,概算总造价为658. 6万元(含引道) ,其中跨线桥造价为310. 9万元。本方案的优点是:结构简单,设计施工技术成熟,施工质量较易控制。缺点主要是:建筑高度较高,填土高度高,总造价高。经综合考虑,我们推荐方案一。即按1 - 20m预应力箱梁+ 1 - 50m下承式系杆拱+ 1 - 20m预应力箱梁进行施工图设计。 3 结构设计要点 3. 1上部结构 下承式系杆拱部分为梁拱组合刚性系杆刚性拱结构,系杆和拱肋共同承担轴力和弯矩,内力计算比较接近真实状况。系杆和拱肋端部是刚性连接的,体系为外部静定而内部超静定结构,超静定次数为3 + n ( n为吊杆根数) 。主跨计算跨径48m,矢跨比1 /5。拱肋为工字形普通钢筋混凝土结构,系杆、中横梁为预应力混凝土结构,端横梁为普通钢筋混凝土结构,横梁与系杆固结,吊杆采用预应力高强钢丝模拟成单向受拉杆,两拱肋间设三道预应力混凝土横撑。两边跨箱梁部分为单箱室小箱梁预应力混凝土简支结构。根据各施工阶段和使用阶段的受力体系按平面杆系对构件进行有限元分析,采用容许应力法进行计算。内力计算采用平面杆系有限元计算程序———交通部公路科学研究所《公路桥梁结构设计系统GQJS》及中交公路规划设计院《桥梁设计综合计算程序BriCAS》进行计算。 3. 2 下部结构 从桥位地质勘察报告所揭示的地层看,土层主要为第四系全新统陆相冲积(Q4a l ) 、陆相冲积与沼泽相沉积(Q4h + al )及更新统陆相冲积(Q3 al )形成的粉土、粉质粘土及粘土层,场地地层分布稳定,无不良地质现象,属均匀地基。由于路线上跨沧黄高速公路,桥台填土较高,故下部结构采用肋板式桥台、柱式桥墩,墩台下接承台,基础均为钻孔灌注桩群桩基础,桩柱入土深度及配筋采用m法计算。 3. 3 桥面标高 本桥纵断面位于半径R = 6500m的竖曲线上,纵坡坡度2. 8342%。横桥向设置1. 5%双向横坡。主跨系杆拱部分桥面横坡及纵坡均在结构(系杆、横梁)中调整,梁底水平,桥面板及桥面铺装等厚;箱梁部分桥面横坡及纵坡由箱梁结构和盖梁顶面调整,竖曲线在防水混凝土铺装层调整,沥青混凝土
50米下承式钢管拱桥施工方案 一、编制依据 1.中交第一公路勘察设计研究院2005年7月发出的上海至武威国家重点公路河南境泌 阳至南阳高速公路第二标段两阶段施工图变更设计。 2.《公路工程技术标准》………………………………………J T G B01-2003 3.《公路桥涵施工技术规范》…………………………………J T J041-2000 4.《硅酸盐水泥、普通硅酸盐水泥》…………………………G B/T175-2000 5.《公路工程施工安全技术规程》……………………………J T J O76-95 6.《钢筋混凝土用热轧光圆钢筋》………………………………GB13013-2000 7.《钢筋混凝土用热轧带肋钢筋》……………………………G B1499-2000 8.《公路工程金属试验规程》…………………………………J T L055-83 9.《钢筋焊接及验收规程》……………………………………J T J18-96 10.《公路工程水泥混凝土试验规程》…………………………J T J053-94 11.《预应力混凝土用钢绞线》…………………………………G B/T5224 12.《预应力筋用锚具、夹具和连接器》………………………G B/T14370 13.《公路工程质量检验评定标准》……………………J T G-F80/1-2004 14.《公路工程技术标准》……………………………（J T G B01-2003） 15.《公路桥涵设计通用规范》……………………………（J T G D60-2004） 16.《钢结构设计规范》……………………………（G B50017） 17.《钢结构工程施工及验收规范》……………………………（GB50205-2001） 18.《铁路钢桥制造规范》……………………………（T B10212-98） 19.《合金结构钢技术条件》……………………………（G B3077-82） 20.《焊接用钢丝》……………………………（G B1300-77）
下承式钢管拱桥施工方案 K162+703钢管拱桥全长53m，单跨长度48m，拱桥桥台采用砼重力式U型台，上部结构采用钢管系杆结构，拱肋、系梁、风撑、拉杆采用D140×10、D299×8、D500×18三种规格无缝钢管总长520.84m，横梁采用240×240×12×12工字钢总长145.467m，200mm砼桥面宽度5.5m。 1.1桥台施工 ⑴定位放线 在施工前完成桥台的定位测量，并分别放出桥台中心线及法线，按规定埋设护桩，复核跨度，确认无误后供施工使用。 ⑵钢筋绑扎 钢筋采用现场加工，现场绑扎，并严格按照设计和规范进行。绑扎前先调整好基础的预留的插筋间距，确保钢筋的保护层厚度及间距符合设计、规范要求。 ⑶模板与支撑 模板采用钢模板，现场拼装。采用钢管架支撑，并在根部外侧施做一条水泥砂浆带，确保在混凝土浇筑过程中不漏浆。 ⑷混凝土浇筑 桥台混凝土采用搅拌站集中拌制混凝土，砼运输车运输，泵送分层浇筑，插入式振捣器振捣。 桥台混凝土浇注过程中，设专人护模，如果发现跑模、胀模以及漏浆等情况要及时处理；混凝土浇筑前要对振捣工进行技术交底，做到不过振、不漏振，以保证混凝土施工质量。 ⑸养护 在混凝土终凝后开始洒水养护，混凝土达到设计强度后，开始拆模，模板拆除后继续养护，养护时间一般不小于28天。 1.2钢管拱系安装 ⑴钢管拱系安装流程 拱肋→风撑→系梁→拉杆→横梁 ⑵拱系的制作 1、主要工艺流程
原材料检验→放样→下料→加工→装配与焊接→火工微弯→节段组装与腹板焊接→吊杆相关部（附）件组装→焊接过程检测→拱肋预拼装→涂装防锈。 2、加工方案要点 节段划分：为便于吊装，拱肋钢管分段制作。本桥结合现场吊装能力，每片拱肋划分为2个拱脚预埋段和3个中间吊装段，K型风撑每个为一段。 制作方法：采用卷板机将钢板卷制成圆管；装配焊接成6m和17m左右拱肋管及设计基本长度的风撑管；上下拱肋管采用火工微弯方法形成设计轴线，其后在设定专用胎架上完成定位、焊接和节段组装；各风撑管节段在另外平面胎架上完成组装。 大接头余量加放：为保证各步施工方案和工艺都能满足设计要求，达到规定的偏差精度，上下拱肋管大接头加放80mm余量，该余量节段组装时保留，只在分段计算长度处作出正作线。焊接补偿量加放：考虑节段组装时，腹板焊接将使各拱肋节段上下管的距离受到影响，可沿径向线方向加放5mm作为焊接补偿，以保证设计几何尺寸。 标记线：标明拱肋管0℃和180℃径向线，作为火工、节段组装、检验的标记线。 安装标示：为便于工地安装，在拱肋预拼装前，通过径向线与站号线测定，标明各接头在工地安装时的控制点，做出标记，涂装时采取一定的保护措施。 1.3施工控制要点 （1）依据设计文件提供的相关验收规范、工艺要求，编制出各工序的具体验收项目与标准。 （2）放样保证所有配套表、套料卡、下料草图的正确性与完整性，标明后续工序的样板、样棒的角度、尺寸、名称、数据等。 （3）所有零部件的下料前进行报检，超差零件不得流入下道工序；火焰切割零件须清渣、打磨处理，产生热变形的均须矫正后方可使用。 （4）坡口边缘直线度及角度符合公差要求。 （5）工装胎架应具有足够刚度，以控制结构变形，对胎架中心线、定位基准线、辅助线等作必要标记。 （6）所有装配不得强制进行，避免母材损伤，严格对线安装并控制好间隙，焊接完成后及时矫正。
1.工程概况 1.1工程概况 巫山县巫峡长江大桥位于建始与巫山之间，长江巫峡入口处，桥型为净跨为460m钢管拱混凝土中承式悬链线拱桥，桥面净宽：净-15.0m+1.5m（人行道）+2×0.5m（栏杆）全桥跨径组合为6×12m（引桥）+294m（主跨）+3×12m（引桥），两拱肋中距为19.7m，中设“K”、“米”型横撑及肋间横梁，全桥共设有20道。 该桥主跨拱肋拱顶截面高为7m，拱脚截面高14m，肋宽为14.14m，每肋上下各两根φ1220×22（25）mm，内灌60号砼的钢管弦杆，弦杆通过横联钢管φ711×16和竖向钢管φ610×12mm连接而构成钢管砼桁架，钢管拱主体结构采用Q345-C钢材。 1.2工程内容 a.生产准备（工艺技术准备、材料采购复验、设备、场地、人员配置） b.主拱筒节制造 c.主拱单元件组装 d.节段制造 e.节段预拼 f.节段（简易）涂装 g.节段运输 h.工地拼装焊接 1.3主要工程量 主要量工程有主拱钢管、主拱节段、“米”字横撑、“K”型横撑、立柱等制造安装，投料量达3160t，具体见下表
说明：本表所列数量为主拱肋的一半。 2.施工组织机构及人员配置 2.1工程管理领导小组 组长：XXX 副组长：XXX 组员：XXX 2.1.1组建工程施工组织机构 施工组织机构由项目经理统一指挥调度职能部室指定的专业负责人，针对工程项目特点，对专业负责人的主要工作职责作出规定，具体见附件1（施工组织机构图） 2.1.2确定建造工序负责人 建造工序负责人是由各职能部门根据需要指派，施工车间主任为本车间当然的工序负责人，各工序的总协调由项目经理负责，已确保整个工程施工有序进行，具体见附件2（建造工序负责人结构图） 2.2施工进度计划及工序计划负荷 2.2.1施工进度计划编制说明
拱桥的构造和特点
第五章拱桥的构造和特点 ?5.1 拱桥的基本特点及其适用范围 力学特点，将桥面的竖向荷载转化为部分水平推力，使拱的弯距大大减小，拱主要承受压力，充分发挥圬工材料抗压性能； ?拱桥的优点： ?1、具有较大的跨越能力，充分发挥圬工及其它抗压材料的性能；?2、构造较简单，受力明确简洁； ?3、形式多样、外型美观； ?拱桥的缺点： ?1、有水平推力的拱桥，对地基基础要求较高，多孔连续拱桥互相影响； ?2、跨径较大时，自重较大，对施工工艺等要求较高； ?3、建筑高度较高，对稳定不利； 5.2 拱桥的组成及主要类型 ?一、拱桥的主要组成: ?拱圈（拱背、拱腹、拱顶、拱脚）、拱上结构 ?矢跨比f/L—反映拱桥受力特性的重要指标 二、拱桥分类 ?按材料 ?圬工拱桥 ?钢拱桥 ?钢筋混凝土拱桥 ?钢管混凝土拱桥 ?型钢混凝土拱桥 ?圬工拱桥是使用圬工材料修建的的拱桥，如：石拱桥以及拱圈不配钢筋的混凝土拱桥等 拱桥分类 ?按行车道位置 上承式拱桥
中承式拱桥 下承式拱桥 ?按拱轴线型式： 圆弧拱桥 抛物线拱桥 选链线拱桥 ?按拱上结构形式： 实腹式拱桥 空腹式拱桥 按截面 板拱桥 箱型拱桥 肋拱桥 双曲拱桥 按结构受力图式： ?简单体系： 无铰拱 二铰拱 三铰拱 组合体系（有无推力）： 刚架拱桥 桁架拱桥 桁式组合拱 梁拱组合桥 系杆拱桥-按拱肋及系杆的尺寸，柔性、刚性 三、拱桥的选择与布置 ?1、应根据地形、地质条件及施工的方便和可能确定拱桥类型及分孔；?2、多孔拱桥最好选用等跨分孔；采用不等跨分孔应采取措施减少跨间的不平衡，如：不同的矢跨比，不同的拱脚标高及调整拱上建筑重量等； ?3、选则合理的矢跨比及拱轴线，一般拱桥失跨比在1/5~1/10；
下承式钢管拱桥施工工艺 一、概况 轻纺大桥位于闻名全国的中国轻纺城中心，横跨杭甬运河。该桥为轻纺城联运河两岸的主要交通干道。在桥位处水面宽为150米，水深约4米，河床地质上层深约20米为淤泥质粘土。20米至54米为粘土，54米至56米为卵石，56米以下为凝灰岩，主桥采用跨径为90米钢管拱，钢管拱为下承式系杆拱，系杆为柔性拉杆，引桥上部为20米跨径的预应力空心板，主桥下部为φ1.50米钻孔桩，桩长为54米和53米，桩尖进入风化层，桩尖标高为-55.00（-54.0）米。引桥采用直径φ1.20米钻孔灌注桩。 跨径：3×20+92÷2×20米，桥梁全长197.04米。 桥面宽：3+22.4+3=28.4米。 设计荷载：汽-20，挂车-100，人群3.5KN/m2。 桥面纵坡：≤2.7%。 桥面横坡：1%。 竖曲线半径：R=1500米。 航道等级为八级。 编制依据：
1．交通部《公路桥涵施工技术规范》JTJO41-89。 2．国家建材局《钢管混凝土结构与施工规程》JGJO1-89。 3．建设部《市政桥梁工程质量检验评定标准》GJJ2-90。 二、工艺流程： 在4#与5#墩之间安装并张拉临时予拉束。 观察4#墩水平位移后拆除。 钢管拱工地组拼、整体半浮运、定位（合拢）。 灌注拱脚锚固端块混凝土。 安装水平系杆钢束。 张拉竖直粗钢管，水平系杆钢束（分批进行，详见表1）。 钢管拱肋混凝土灌住。 安装横梁。
现浇纵梁混凝土，安装预制纵梁（人行道板）。 安装预制纵梁（人行车道板）。 安装管线、栏杆、桥面铺装。 汽-20荷载动载试验。 锚固端块灌注封端混凝土。 三、钢管拱安装前的准备工作 为保证钢管拱安装顺利，安装临时钢绞线束，检验4#墩的水平位移。 1．在4#墩附近古纤道上，桥轴线向西侧（向杭州方向）约60米处，塔建一座临时性的观测站，供上部结构安装期间，对4#墩进行水平位移观测。 2．观测方法： 在4#墩侧面粘贴一条水平放置长约30厘米的钢卷尺，将经纬
第五章拱桥的构造和特点 ?5.1 拱桥的基本特点及其适用范围 力学特点，将桥面的竖向荷载转化为部分水平推力，使拱的弯距大大减小，拱主要承受压力，充分发挥圬工材料抗压性能； ?拱桥的优点： ?1、具有较大的跨越能力，充分发挥圬工及其它抗压材料的性能；?2、构造较简单，受力明确简洁； ?3、形式多样、外型美观； ?拱桥的缺点： ?1、有水平推力的拱桥，对地基基础要求较高，多孔连续拱桥互相影响； ?2、跨径较大时，自重较大，对施工工艺等要求较高； ?3、建筑高度较高，对稳定不利； 5.2 拱桥的组成及主要类型 ?一、拱桥的主要组成: ?拱圈（拱背、拱腹、拱顶、拱脚）、拱上结构 ?矢跨比f/L—反映拱桥受力特性的重要指标 二、拱桥分类 ?按材料 ?圬工拱桥 ?钢拱桥 ?钢筋混凝土拱桥 ?钢管混凝土拱桥 ?型钢混凝土拱桥 ?圬工拱桥是使用圬工材料修建的的拱桥，如：石拱桥以及拱圈不配钢筋的混凝土拱桥等 拱桥分类 ?按行车道位置 上承式拱桥 中承式拱桥
下承式拱桥 ?按拱轴线型式： 圆弧拱桥 抛物线拱桥 选链线拱桥 ?按拱上结构形式： 实腹式拱桥 空腹式拱桥 按截面 板拱桥 箱型拱桥 肋拱桥 双曲拱桥 按结构受力图式： ?简单体系： 无铰拱 二铰拱 三铰拱 组合体系（有无推力）： 刚架拱桥 桁架拱桥 桁式组合拱 梁拱组合桥 系杆拱桥-按拱肋及系杆的尺寸，柔性、刚性 三、拱桥的选择与布置 ?1、应根据地形、地质条件及施工的方便和可能确定拱桥类型及分孔；?2、多孔拱桥最好选用等跨分孔；采用不等跨分孔应采取措施减少跨间的不平衡，如：不同的矢跨比，不同的拱脚标高及调整拱上建筑重量等； ?3、选则合理的矢跨比及拱轴线，一般拱桥失跨比在1/5~1/10；?4、根据环境选择结构的造型及注意全桥的美观；