拱桥常用高度和宽度 拱桥的宽度与什么有关? 拱桥的高程主要有哪四个
拱桥的宽度设计受多种影响综合影响,主要涉及下面内容方面:
一、桥面功能需求
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通行需求
拱桥宽度开头来说取决于桥面净空宽度,需满足车辆、行人等通行要求。中小跨径拱桥的宽度通常等于桥面净空宽度减去栏杆宽度。对于城市宽桥或大跨径拱桥,可能采用主拱圈宽度小于桥面宽度的设计,但需通过桥面横向悬挑或增设边拱肋实现荷载传递。 -
多车道与横向分布系数
多车道桥梁需考虑活载的横向分布效应,通过调整拱肋间距或横梁布置优化荷载分配。例如,拱肋中距一般不超过2.0米(箱形拱)或3.0米(桁架拱),以确保横向刚度。
二、结构稳定性要求
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宽跨比限制
根据规范,主拱圈宽跨比应大于1/20,否则需验算横向稳定性。例如,跨径100米的拱桥,主拱圈宽度至少需5米以上,以避免失稳风险。 -
截面形式与材料性能
- 箱形拱:通过多室箱体增加横向刚度,适用于大跨径桥梁。
- 钢管混凝土拱:利用钢材的抗拉与混凝土的抗压特性,减少主拱圈宽度。
- 石拱桥:因材料自重较大,需更宽的拱圈以分散应力。
三、地质与施工条件
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地基承载力
地基条件较差时(如软土、断层),需增大拱脚宽度以分散水平推力,减少不均匀沉降风险。例如,山区拱桥常通过低拱脚设计降低对地基的要求。 -
施工技巧影响
支架法施工的拱桥需预留施工空间,而悬臂拼装法则允许更窄的主拱圈宽度。顺带提一嘴,宽桥的模板支撑和混凝土浇筑难度较高,可能限制经济性跨径。
四、荷载与环境影响
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动态荷载影响
车辆活载、风荷载及地震影响需通过增加横向构件(如横隔板)或优化拱轴线形状(如悬链线)提升抗扭能力。例如,钢管混凝土拱桥通过高次抛物线拱轴线减小偏心弯矩。 -
温度与收缩效应
宽桥在温度变化下易产生横向变形,设计中需设置伸缩缝或预应力补偿,防止混凝土开裂。
五、经济性与规范要求
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材料用量优化
宽度增加会提升材料成本,需通过有限元分析优化截面尺寸。例如,钢筋混凝土拱桥的拱圈高度通常为跨径的1/29~1/75(拱脚处)。 -
规范指标控制
根据《公路桥梁设计规范》,拱桥宽度需满足最小横向安全储备,如矢跨比1/6~1/8(箱形拱)、1/10~1/12(桁架拱)等。
拱桥宽度的确定需功能需求、结构安全、地质条件及经济性,并通过数值模拟(如有限元分析)验证设计合理性。实际工程中,常采用“五点重合法”调整悬链线拱轴系数,优化荷载分布与截面尺寸的匹配。