拱肋面內多點約束及分布式系桿拱橋的制作方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種拱肋面內多點約束及分布式系桿拱橋，通過在拱肋下方設置若干與拱肋相連的縱梁，形成分布式抵抗拱肋恒、活載作用和平衡水平推力的系桿；通過在縱梁上設置豎向立柱和斜腹桿與拱肋底面相連，在拱肋面內形成彈性約束支撐體系，從而增強拱肋的整體剛度、強度。與跨徑拱橋相比，具有更小的跨中拱肋彎矩和拱腳的水平推力；具有更高的拱肋穩定性和穩定承載能力，更小的跨中變形，從而提高了行車舒適性；并減少基礎施工工作量和費用。
【專利說明】
拱肋面內多點約束及分布式系桿拱橋
技術領域
[0001] 本實用新型屬于一種系桿拱橋，特別是一種拱肋面內多點約束及分布式系桿拱 橋。
【背景技術】
[0002] 系桿拱橋是將拱與梁兩種基本結構形式組合在一起，共同承受荷載，充分發揮梁 受彎、拱受壓的結構性能和組合作用，拱端的水平推力用拉桿承受，使拱端支座不產生水平 推力。目前，W混凝±為主要材料的拱橋在營運過程中，在溫度、車輛荷載等荷載作用下，拱 肋跨中常會出現橫橋裂縫，少數出現跨中明顯下曉變形，承載能力和行車舒適性能力明顯 下降。
[0003] 現有技術中，如中國專利CN1483895A設計了一種軌道交通與城市道路一體化系桿 拱橋，該系桿拱橋通過設置加勁縱梁和橫梁，加勁縱梁施加縱向預應力W克服恒、活載引起 的拱肋水平推力，該方法用料較多、增加基礎施工費用，不易對老舊橋梁進行施工；中國專 利CN101638883A設計了一種拱橋，該拱橋在橋面和拱圈之間設置多根傳遞載荷的構件，傳 遞載荷的構件從拱圈成放射狀延伸至橋面用來減小跨中彎矩，該方法增大了橋面的彎矩， 降低了行車的舒適性。
【發明內容】
[0004] 針對上述問題，本實用新型提供了一種拱肋面內多點約束及分布式系桿拱橋，通 過在拱肋下增設縱梁、立柱和斜腹桿，降低拱橋跨中彎矩、變形和拱腳水平推力，將拱橋向 最大跨徑推進，并用于改善拱橋受力和承載能力，同時降低了施工費用。
[0005] 本實用新型采取W下技術方案實現上述目的：
[0006] 拱肋面內多點約束及分布式系桿拱橋在拱肋（1)下方設置縱梁(2)、立柱(3)和斜 腹桿(4)，利用縱梁(2)、斜腹桿(4)及立柱(3)對拱肋（1)提供多點約束，縱梁(2)為水平方 向，兩端與拱肋（1)連接，形成分布式抵抗拱肋恒、活載作用和平衡水平推力的系桿;立柱 (3)頂端與拱肋（1)連接，底端與縱梁(2)連接;斜腹桿(4)設置在兩個立柱之間，斜腹桿(4) 頂端與縱梁(2)和立柱(3)的交點連接，底端與另一立柱(3)和拱肋（1)的交點連接，在拱肋 面內形成彈性約束支撐體系。
[0007] 本實用新型的進一步技術方案是:縱梁(2)長度與拱肋（1)的跨徑比值在0.2~0.5 之間。
[000引本實用新型的有益效果是：
[0009]通過反復試驗，設計出一種拱肋面內多點約束及分布式系桿拱橋，在拱肋下增設 縱梁、立柱和斜腹桿，提供多點約束，改善了拱橋的傳力途徑，將拱跨中部分的荷載專遞到 縱梁上，由縱梁和拱肋共同承載荷載，增大了拱橋的承載能力和剛度，降低了拱肋跨中彎 矩、拱腳水平推力，增大了拱肋的穩定性;減小了拱肋跨中的控制彎矩，即同樣的截面和跨 徑下，可承載更大的荷載;減小了荷載作用下的拱肋跨中的最大曉度，提高了行車舒適性； 減小了拱橋腳的水平推力與彎矩，減小了地基基礎工程量;同種拱肋截面情況下，提高了拱 橋的跨徑;提高了拱的穩定性及承載能力；同跨徑的拱橋，拱肋面內多點約束及分布式系桿 拱橋具更佳經濟效益。
【附圖說明】
[0010] 圖1為本實用新型所述多縱梁拱肋面內多點約束及分布式系桿上承式拱橋結構 圖；
[0011] 圖2為本實用新型所述多縱梁拱肋面內多點約束及分布式系桿下承式拱橋結構 圖；
[0012] 圖3為本實用新型所述單縱梁拱肋面內多點約束及分布式系桿上承式拱橋結構 圖；
[0013] 圖4為本實用新型所述拱肋面內多點約束及分布式系桿上承式拱橋結構圖。
[0014] 圖中：1，拱肋;2,縱梁;3,立柱;4,斜腹桿。
【具體實施方式】
[0015] 下面結合附圖1-4和實施例1-3對本實用新型進行說明。
[0016] 實施例1:
[0017] 實施例1中的拱橋為上承式拱橋，跨徑100.00m，鋼筋混凝±箱形拱肋，凈矢高為 11.10m，矢跨比為1/9,下部結構主跨為組合式橋墳、明挖擴大基礎，兩邊跨橋臺為漿擱片石 埋置式橋臺、明挖擴大基礎，在拱肋（1)下方增設縱梁(2)、立柱(3)和斜腹桿(4)，拱肋（1)抗 彎剛度和抗壓剛度分別為7.23X 101 IkN ? m2、1.24X IOSkN ? m;架設長度分別為20m、35m和 50m的水平鋼巧架縱梁（2)，其抗彎剛度和抗壓剛度均分別為3.62 X IOllkN ? m2、1.24 X IOSkN-m，縱梁(2)與拱肋均為固接;拱肋（1)下方設置5根抗壓剛度為3. IOX 10化N-m的豎 直方向鋼巧架立柱(3)，立柱(3)頂端與拱肋（1)為較接，底端與50m縱梁(2)固接，固接點分 別為15111、2〇111、25111、3〇111和35111處，立柱(3)柱身與另兩個縱梁固接;在相鄰的兩個立柱之間設 置斜腹桿(4)，斜腹桿(4)頂端與拱肋（1)和立柱的交點較接，底端與另一立柱和50m縱梁(2) 的交點固接，且相鄰的斜腹桿相互連接。拱肋面內多點約束及分布式系桿拱橋的工程費用 約為同跨徑現有拱橋工程建造費用的73%，即現有IOOm跨徑的拱橋工程建造相同的費用， 采用拱肋面內多點約束及分布式系桿拱橋可把跨徑增加至120m，同時增大了拱橋的承載能 力和剛度，降低了拱肋跨中彎矩、拱腳水平推力，增大了拱肋的穩定性。
[001引實施例2:
[0019]實施例2中的拱橋為下承式拱橋，跨徑100.0 Om鋼筋混凝±箱形拱肋，凈矢高為 11.10m，矢跨比為1/9,在拱肋（1)下方增設縱梁(2)、立柱(3)和斜腹桿(4)，拱肋（1)抗彎剛 度和抗壓剛度分別為7.23X1011kN ? m2、1.24X108kN ? m;架設長度分別為20m、40m和50m 的水平鋼巧架縱梁（2)，其抗彎剛度和抗壓剛度均分別為5. 10 X 101 IkN ? m2、1.24 X IOSkN-m，縱梁(2)與拱肋均為固接;拱肋（1)下方設置6根抗壓剛度為4.95X10化N-m的豎 直方向鋼巧架立柱(3)，立柱(3)頂端與拱肋（1)為較接，底端與50m縱梁(2)固接，固接點分 別為15m、19m、23m、27m、31m和35m處，立柱(3)柱身與另兩個縱梁固接;在相鄰的兩個立柱之 間設置斜腹桿(4)，斜腹桿(4)頂端與拱肋（1)和立柱的交點較接，底端與另一立柱和50m縱 梁(2)的交點固接，且相鄰的斜腹桿相互連接。拱肋面內多點約束及分布式系桿拱橋的工程 費用約為同跨徑現有拱橋工程建造費用的75%，即現有IOOm跨徑的拱橋工程建造相同的費 用，采用拱肋面內多點約束及分布式系桿拱橋可把跨徑增加至118m，同時增大了拱橋的承 載能力和剛度，降低了拱肋跨中彎矩、拱腳水平推力，增大了拱肋的穩定性。
[0020] 實施例3:
[0021] 實施例3中的拱橋為上承式拱橋，跨徑100.00m，鋼筋混凝±箱形拱肋，凈矢高為 11.10m，矢跨比為1/9,下部結構主跨為組合式橋墳、明挖擴大基礎，兩邊跨橋臺為漿擱片石 埋置式橋臺、明挖擴大基礎，在拱肋（1)下方增設縱梁(2)、立柱(3)和斜腹桿(4)，拱肋（1)抗 彎剛度和抗壓剛度分別為7.23 X 101 IkN ? m2、1.24X IOSkN ? m;架設長度為45m、抗彎剛度 和抗壓剛度分別為7.23 X IOllkN ? m2、1.24 X IOSkN ? m的水平鋼巧架作為縱梁（2)，縱梁 (2)與拱肋均為固接;拱肋（1)下方設置4根抗壓剛度為6.20X10化N-m的豎直方向鋼巧架 立柱(3)，立柱(3)頂端與拱肋（1)為較接，底端與縱梁(2)固接，固接點分別為18m、23m、27m 和32m處，在相鄰的兩個立柱之間設置斜腹桿(4)，斜腹桿(4)頂端與拱肋（1)和立柱的交點 較接，底端與另一立柱和50m縱梁(2)的交點固接，且相鄰的斜腹桿相互連接。拱肋面內多點 約束及分布式系桿拱橋的工程費用約為同跨徑現有拱橋工程建造費用的80%，即現有IOOm 跨徑的拱橋工程建造相同的費用，采用拱肋面內多點約束及分布式系桿拱橋可把跨徑增加 至115m，同時增大了拱橋的承載能力和剛度，降低了拱肋跨中彎矩、拱腳水平推力，增大了 拱肋的穩定性。
[0022] 實施例1-3與現有技術的受力參數對比如下表：
[0023]
【主權項】
1. 拱肋面內多點約束及分布式系桿拱橋，其特征在于:在拱肋（1)下方設置縱梁(2)、立 柱(3)和斜腹桿(4)，所述縱梁(2)為水平方向，兩端與拱肋（1)連接;立柱(3)頂端與拱肋（1) 連接，底端與縱梁(2)連接;斜腹桿(4)設置在兩個立柱之間，斜腹桿(4)頂端與拱肋（1)和立 柱的交點連接，底端與另一立柱和縱梁(2)的交點連接。2. 根據權利要求1所述的拱肋面內多點約束及分布式系桿拱橋，其特征在于，所述縱梁 (2)長度與拱肋（1)的跨徑比值在0.2~0.5之間。
【文檔編號】E01D4/00GK205443900SQ201620029864
【公開日】2016年8月10日
【申請日】2016年1月13日
【發明人】謝肖禮, 王波, 譚洪河, 郝天之, 向桂兵, 鄧小康, 唐冬云
【申請人】廣西大學