网状系杆拱桥——一种经济美观的桥型
系杆拱桥的研究与应用
系杆拱桥的研究与应用随着社会和交通快速发展，普通拱桥和梁桥已经无法满足人们的需求。
系杆拱桥作为梁和拱的组合体系，具备跨度较大、结构刚度大和地基承载要求低等优点。
本文首先介绍系杆拱桥的组成和特点；然后介绍系杆拱桥的三种形式；接着介绍系杆拱桥的布置形式；最后通过计算分析，得出斜吊杆拱桥具有竖向刚度大、内力分布均匀等优点。
由于其具备独特的优势，系杆拱桥将会广泛运用于铁路和城市轨道桥梁中。
标签：系杆拱桥；吊杆布置；斜吊杆；竖向刚度1、引言简单体系拱桥结构具有刚度大、材料利用率高、能充分发挥圬工材料优势等优势，但其存在拱座处水平推力大，对地基承载能力要求高的缺点，而梁桥能够直接承受活载、对地基承载能力要求低等特点。
系杆拱桥将梁和拱两种基本结构有机结合起来，充分发挥梁受弯、拱受压的结构特性及其组合作用。
因此，研究系杆拱桥具有现实意义。
2、系杆拱桥特点系杆拱桥由拱肋、系杆（或系梁）、吊杆（或立柱）、横撑、桥面系等结构组成。
系杆拱桥上部结构简支与墩台上，体系中由系梁或系杆来平衡拱脚产生的水平推力，为外部静定、内部超静定无推力结构。
系杆拱桥具备整体竖向刚度大、对地基条件要求低、建筑高度较低等优势。
因此，在地基基础较差以及建筑高度受限的地区中，该结构极具竞争力。
3、系杆拱桥的分类根据拱肋与系梁相对刚度的大小，系杆拱桥可分为三类：柔性系杆刚性拱（系杆拱）、刚性系杆柔性拱（郎格尔拱）、刚性系杆刚性拱（洛泽拱）。
（1）柔性系杆刚性拱—系杆拱具有竖直吊杆的柔性系杆刚性拱称为系杆拱，一般来说，其拱和系梁相对的刚度。
组合体系以拱肋为主要受力体，其柔性系梁主要起着取代地基平衡拱的水平推力的作用，所承受的弯矩很小，可忽略不计，竖向荷载一般由桥面板传递到横梁上，然后通过吊杆传递到拱肋上。
当跨径增加后，由于系梁的刚度相对较小，同时配合使用柔性吊杆，这使得桥面系具有很小的竖向刚度，汽车的行驶将会使桥面系产生较大的振幅，这将大大降低行车的安全性以及桥梁的耐久性。
系杆拱名词解释
系杆拱名词解释
系杆拱是一种由一系列拉杆和拱券组成的结构体系，广泛应用于桥梁、建筑等领域。
这种结构体系具有受力合理、造型美观等特点，使其在现代建筑和桥梁设计中备受青睐。
一、系杆拱定义
系杆拱，又称拉杆拱，是一种由拱券和拉杆组成的结构体系。
拱券之间通过拉杆相连，形成一个稳定的结构体系。
这种结构体系在荷载作用下，拱券和拉杆能够共同承受和分散荷载，提高了结构的稳定性和承载力。
二、系杆拱结构特点
1.受力合理：系杆拱结构在荷载作用下，拱券和拉杆能够共同承受和分散荷载，提高了结构的稳定性和承载力。
2.造型美观：系杆拱结构造型独特，线条流畅，给人一种优雅的美感。
3.适应性强：系杆拱结构可根据工程需要，设计成不同形式和大小，具有较强的适应性。
三、系杆拱的应用领域
1.桥梁工程：系杆拱桥是桥梁工程中的一种重要类型，具有跨越能力强、造型美观等特点。
2.建筑工程：系杆拱在建筑工程中也有广泛应用，如体育馆、展览馆等大型建筑。
3.水利工程：系杆拱在水坝、水闸等水利工程中也有应用。
四、系杆拱的历史发展
系杆拱结构最早可以追溯到古罗马时期的建筑和桥梁。
随着科学技术的发展，系杆拱结构在建筑和桥梁领域得到了广泛应用。
近年来，我国在系杆拱结构研究方面取得了显著成果，许多新建桥梁和建筑都采用了这种结构体系。
五、系杆拱在我国的研究与应用
近年来，我国在系杆拱结构研究方面取得了显著成果。
许多新建桥梁和建筑都采用了这种结构体系，如杭州湾跨海大桥、国家体育馆等。
浅述系杆拱桥
文章编号:100926825(2007)0720285202浅述系杆拱桥冒 琴摘 要:介绍了系杆拱桥的发展历程,并对该体系的分类、结构形式、施工和结构受力方面做了较详细的论述,有助于同行加深对该桥型的认识,为设计此类桥梁提供了有利的参考。
关键词:系杆拱桥,稳定性,吊杆索力中图分类号:U448.225文献标识码:A引言从力学上看,桥梁结构大致可以分为梁、拱、吊以及它们之间的组合体系,系杆拱就属于梁和拱的组合体系,它集拱和梁的优点于一体。
系杆拱桥起源于19世纪末的欧洲,奥地利人兰格尔在1858年就申报了刚性梁柔性拱的系杆拱桥专利,随后在1929年尼尔森用斜吊杆代替了兰格尔拱中的竖吊杆提高了结构的刚度。
二战后,德、日、美等国对这些桥型进行了大量的研究和实践。
其中著名的桥梁有:1962年德国建成的费马恩松德桥(世界上第一座提篮形拱肋的尼尔森桥),主跨248.4m,矢高43m; 1991年日本建成的新滨寺桥,跨度达到了254m(世界上最大跨度的尼尔森桥)。
相比之下,尼尔森体系系杆拱桥在国内的应用则比较少,我国第一座尼尔森体系的系杆拱是1996年建成的安徽省巢湖市西坝路桥,主跨40m,矢高8m。
而竖吊杆的系杆拱在国内则修建了多座:如天津开发区彩虹大桥(3×160m)、四川绵阳涪江三桥(202m)、广州丫髻沙大桥(76m+360m+76m)以及南昌的生米大桥(75m+2×228m+75m)见图1。
另外, 1955年挪威爱吉尔学院的Per Tveit教授申请了网络拱桥的专利,即采用网状斜吊杆布置形式的系杆拱桥,国内也修建了这种桥型。
1 系杆拱体系的分类系杆拱按照是否有支座可以分为有支座的拱梁组合体系和无支座的刚架系杆拱,有支座的拱梁组合结构是拱与梁在拱脚处刚结,支承在墩台支座上,属于无推力结构,它的拉杆与行车道梁合二为一为拉弯构件,这种结构将拱和梁的优点充分利用,结构外部既可以是简支的也可以是连续的,例如江苏无锡新安北桥(160m)、浙江义乌宾王桥(80m)以及福建宁德某桥;刚架系杆拱是将拱与桥墩固结,不设支座,采用不参与桥面系受力、独立于桥面系之外的预应力钢绞线作为拉杆来平衡拱的推力,它的结构形式主要是单跨下承式和飞燕中承式(三跨),典型的有广东南海三山西大桥(200m)、广州市丫髻沙大桥(76m+360m+76m)、上海的卢浦大桥(100m+550m+100m)。
下承式钢箱网状吊杆系杆拱桥结构设计分析——以引江济淮兆河Ⅰ级航道姥山桥为例
DOI:10.16330/ki.1007-7359.2022.06.065
1
工程概况
引江济淮自南向北划分为引江济
巢、江淮沟通、江水北送三大工程段落。
本项目位于引江济淮兆河段，兆西河通
江Ⅰ级航道是贯彻落实交通强国战略的
重要项目，引江济淮兆河Ⅰ级航道桥梁
通 航 净 高 不 小 于 22m，航 道 底 宽 为
板设置需要，主纵梁为平行四边形布置，
腹板与底板夹角为 83.5°。纵梁腹板间
距 1.5m，梁高 2.0m。
横梁间距 3.6m，每 7.2m 设置一组
斜 向 的 吊 杆 ，吊 杆 与 水 平 线 夹 角 均 为
66°。横向两道主纵梁间布置 1 道小纵
梁，小纵梁顶宽 0.65m，底宽 0.44m，梁
高 0.8m。 主 梁 端 横 梁 高 2.064～
18.5m。 拱 圈 及 主 纵 梁 均 采 用 钢 箱 结
构；桥面系采用组合式桥面板，沥青混凝
土桥面铺装；下部结构采用承台+群桩
基础。
图1
148
姥山桥主桥桥型布置图（单位：cm）
图2
姥山桥效果图
2
结构设计
2.1拱肋设计
主拱为两片钢箱拱，单片拱肋整体
倾斜布置，内倾角度为 6.5°（与铅垂面夹
角）。拱肋中心跨径为 187.2m，立面矢
肋 四 分 点 位 置 附 近 ；最 大 拉 应 力 为
138.1MPa，发生在系梁四分点位置。主
拱 肋 及 系 梁 受 力 较 为 均 匀 ，均 小 于
Q345qD 钢材的设计应力 270MPa。
本文重点介绍了引江济淮兆河Ⅰ级
航道姥山桥设计和施工方案。该桥结构
第二节 拱 桥
从美学处理角度讲应注意以下几点： 1)当拱与梁的厚度接近时，则在美学感 受上不能令人满意，因为拱与梁究竟何者真 正承受荷载不十分明确，使结构力线不明快。 2)一般系杆是钢索制作的，很纤细，在 桥梁空间中的视觉感受较弱，远视中几近消 失，应采取一些措施，如进行色彩处理，施 加与背景有鲜明对比的色，以显示出系杆的 存在。 3)桥面上的拱圈要保证拱肋的侧向稳定 以抵抗风荷载，通常是增加横向风撑，这就 容易导致上空的繁杂与压抑感，是美学设计 的难点，必须精心设计。
另外沿着拱轴线拱截面可以作成等截面拱
或变截面拱，如图3—47所示。等截面拱构造 简单；施工方便，形态自然和谐，应用最普遍 (图a)；无铰拱从力学观点看可采用从拱顶到拱 脚截面逐渐增大的形态(图b)，稳定而合理，但 因增加了施工难度，仍常常作成等截面拱；而 对三拱和两铰拱，由于最大内力的截面位置分 别约在1/4跨径或跨中处，因此常采用图c)、d) 中的形态(又称月牙形或镰刀形)。
③连拱等跨时，因缺少变化略显单调， 应按照地形特点及通航需要，采用从中孔 向边孔矢高与跨径递减的方案，形成既统 一又有变化，美寓其中的渐变韵律。
日本道路公团新建的高速道路上的高 架桥采用了连续等跨的实腹拱桥(图3-55)， 拱桥主要构件采用了混凝土，实腹中填土、 砂，这样可以取消容易损坏、维修费工且 不利行车的伸缩缝。从整体上看高墩、薄 壁、拱顶薄，虽然较为轻巧韵律感强，但 有不稳定感。这是难得的古典桥型在现代 桥梁上的应用实例。
4．刚架拱桥 刚架拱桥是在桁架拱、斜腿刚架等基础上
系杆拱名词解释
系杆拱名词解释（实用版）目录1.系杆拱的定义和特点2.系杆拱的应用领域3.系杆拱的结构原理4.系杆拱的发展历程5.系杆拱的优缺点分析正文一、系杆拱的定义和特点系杆拱，又称为刚性系杆拱，是一种空间结构体系，主要由拱杆、吊杆和系杆等构件组成。
其特点是结构刚度大、抗弯能力强、承载能力高，广泛应用于桥梁、体育馆、展览馆等建筑结构中。
二、系杆拱的应用领域系杆拱结构因其独特的优点，被广泛应用于以下领域：1.桥梁工程：系杆拱桥是一种大跨度桥梁结构，适用于跨越江河、湖泊等宽阔水域。
2.体育场馆：系杆拱结构可应用于体育馆、足球场、篮球场等场馆的屋顶结构，提供大跨度的室内空间。
3.展览馆：系杆拱结构可应用于展览馆的屋顶结构，为展览提供宽敞明亮的空间。
4.其他建筑：系杆拱结构还可应用于火车站、机场等交通枢纽建筑，以及商业中心、办公楼等其他建筑领域。
三、系杆拱的结构原理系杆拱结构主要由拱杆、吊杆和系杆组成，形成一个稳定的三角形结构。
拱杆承受主要的弯矩，吊杆起到支撑拱杆的作用，系杆则负责将拱杆与吊杆联系起来，形成一个空间结构体系。
四、系杆拱的发展历程系杆拱的发展经历了一个由简到繁、由单一到多样化的过程。
早期的系杆拱结构较为简单，主要应用于桥梁工程。
随着建筑技术的发展，系杆拱结构逐渐应用于更多的领域，结构形式也变得更加丰富多样。
五、系杆拱的优缺点分析优点：1.结构刚度大，抗弯能力强，承载能力高；2.结构形式美观，适用于多种建筑领域；3.可以提供大跨度的室内空间，适用于体育馆、展览馆等场所。
缺点：1.施工难度相对较高，需要精密的施工工艺和设备；2.结构体系复杂，设计与计算难度较大；3.材料用量较多，造价相对较高。
总结：系杆拱作为一种空间结构体系，具有结构刚度大、抗弯能力强、承载能力高等优点，广泛应用于桥梁、体育馆、展览馆等建筑结构中。
国开形成性考核01228《桥梁工程技术》形考任务(1-4)试题及答案
国开形成性考核《桥梁工程技术》形考任务(1-4)试题及答案（课程ID：01228，整套相同，如遇顺序不同，Ctrl+F查找，祝同学们取得优异成绩！）形考任务一一、判断题题目：1、设计图纸上部结构的行车位置可分为上承式桥、中承式桥施工单位参加。
（X）题目：2、中小桥施工水准测量，可采用四等水准测量的精度。
（X）题目：3、预制打入桩，在桩砼强度达到70％，即可开始打桩（X）题目：4、钻孔桩施工中埋设护筒，主要是为了保护孔口避免坍塌（V）题目：5、桥梁总跨径确定后，需进一步进行桥梁分孔。
跨径越大，孔数越少，上部结构造价就越低。
（X）题目：6、系杆拱主要受力特点是支柱、主梁刚性连接，竖向荷载作用下，主梁端部产生负弯矩，减少了跨中截面正弯矩，支柱不仅提供竖向力还承受弯矩。
（X）题目：7、桥梁按上部结构的行车位置可分为上承式桥、中承式桥、下承式桥。
（V）题目：8、打入桩施工，打桩初期应轻击慢打（V）题目：9、某桥梁采用3孔，每孔13米跨径，则该桥可划分为中桥。
（V）题目：10、刚架桥是一种桥跨结构和墩、台结构整体相连的桥梁，支柱与主梁共同受力。
（V）题目：11、预制桩之间可以通过法兰盘进行连接（V）题目：12、桥梁规划设计前，对于一些跨度较小的桥梁，可以只做桥位勘测，不需要资料调查。
（X）题目：13、物资准备是施工准备工作的核心。
（X）题目：14、桥梁的建筑高度是指行车道顶面到低水位间的垂直距离。
（X）题目：15、钻孔灌注桩砼灌注时应严格控制桩顶标高，灌注至桩顶设计标高即可，应避免超灌（X）题目：16、下部结构的作用主要是防止路堤填土向河中坍塌，并抵御水流的冲刷。
（X）题目：17、桥梁浅基础基坑开挖后主要检查基底的位置、尺寸、高程符合设计要求后，即可进行下道工序施工（X）题目：18、悬索桥的受力特点为竖向荷载从梁传递到拉索，再到索塔。
（X）题目：19、梁式桥受力特点为：主梁受扭，在竖向荷载作用下有水平反力。
市政桥梁工程咨询工程师继续教育答案【最新版】
市政桥梁工程咨询工程师继续教育答案一、单选题【本题型共4道题】1.桥梁一般常用的分类方式是( B)。
A.按用途划分B.按结构体系划分C.按材料划分D.按长度划分2.控制桥梁工程规模及桥长的关键因素是(A )。
A.桥位选择B.桥型方案C.孔跨布置D.可实施性3.跨越能力最大的桥梁形式是( C)。
A.刚构桥B.拱桥C.斜拉桥D.悬索桥4.设计概算与投资估算的差别不得大于(C )。
A.3%B.5%C.10%D.15%二、多选题【本题型共1道题】1.单跨刚构桥的主要形式有(AB )。
A.门式刚构桥B.斜腿刚构桥C.非连续刚构桥D.连续刚构桥三、判断题【本题型共4道题】1.基本建设项目从决策、设计、施工到竣工验收的整个建设工程中各个阶段及其先后次序称为建设程序。
Y.对N.错用户答案:[Y]2.建筑安装工程费是指直接发生在工程建筑安装、施工过程中的费用，是工程投资中最主要的组成部分。
Y.对N.错用户答案:[Y]3.在桥梁方案的四项主要标准中，功能和美观最为重要。
Y.对N.错用户答案:[Y]4.系杆拱是拱桥中的一种，其水平力已由系杆中的水平预应力钢束承担，因此支座不再承受水平力，只承受竖向力。
Y.对N.错用户答案:[Y]一、单选题【本题型共4道题】1.预应力连续梁桥边跨与中跨跨径之比较为常见的是()。
A.0.5B.0.5-0.6C.0.6-0.8D.0.9用户答案:[B] 得分:0.002.桥梁工程基本建设项目一般采用()。
A.一阶段设计B.两阶段设计C.三阶段设计D.四阶段设计用户答案:[B] 得分:10.003.应用最为普遍的梁式桥是()。
A.钢筋混凝土梁桥B.预应力混凝土梁桥C.刚构桥D.组合梁桥用户答案:[B] 得分:10.004.基本建设程序中最初阶段的工作是()。
A.预可行性研究B.可行性研究C.项目建议书D.初步设计用户答案:[A] 得分:10.00二、多选题【本题型共1道题】1.桥梁工程设计阶段有()。
钢管混凝土系杆拱桥典型病害分析及处理方法
钢管混凝土系杆拱桥典型病害分析及处理方法摘要：钢管混凝土系杆拱桥是一种美观、经济的桥型，近年来得到了广泛的应用。
但国内此桥型结构设计、计算理论也不成熟，更无成熟的养护经验可借鉴。
通过实例对钢管混凝土拱桥进行了相应的结构检查及安全性评估，从而为该类桥梁的安全评估提供参考借鉴。
关键词：钢管混凝土系杆拱桥典型病害处理方法1、前言我国自1990年建成第一座钢管混凝土拱桥——四川旺苍大桥以来，已建和在建的钢管混凝土拱桥已有200余座。
然而由于钢管混凝土拱桥的理论研究目前还相对滞后，在钢管混凝土拱桥设计、施工和检查、测试和养护等领域，国内外尚无正式的规范，相关的理论方面的积累也极少，对此类桥梁的常规检查和测试、桥梁运营状态评定尚处于起步阶段。
因此，早期兴建的钢管混凝土拱桥或多或少地存在着设计、施工等方面的局限性，后期缺乏必要的养护和维修，本文结合依托工程，对钢管混凝土拱桥进行了相应的结构检查及安全性评估，从而为该类桥梁的安全评估提供参考借鉴。
某上承式系杆拱桥自2000年桥梁竣工通车以来，桥梁已投入使用十余年为评定桥梁的使用功能，为制定管理养护计划提供基础数据，检查各部件的功能是否完善有效，构造是否合理耐用，特进行全面检测。
2、典型病害经过检测，钢管混凝土系杆拱桥与其它桥型相比，病害主要集中在钢管拱、吊杆、锚具、系梁、横梁以及拱座处混凝土结构。
其余部分的病害同简支梁结构桥梁。
2.1 钢管拱常见病害分析2.1.1 钢管混凝土空隙、空鼓钢管混凝土拱肋为钢管混凝土结构，管内灌注混凝土，由于施工工艺及质量控制体系的问题，可能造成管内混凝土的不密实或与钢管结合不紧密，即空隙、空鼓。
用榔头轻敲拱肋可以断定是否空隙、空鼓。
空隙是由于钢管拱内混凝土收缩引起的，主要分布在钢管拱顶部。
原因为施工中为方便施工，增加混凝土的和易性，水灰比较大。
由钻孔抽测发现，混凝土收缩形成的空隙量较小，对钢管拱的整体安全性没有不良影响。
2.1.2 钢管锈蚀在检测过程中发现钢管涂层由于碰擦或施工质量等原因，发生表面龟裂、起皮、剥落，进而在雨水的侵蚀下使钢管产生锈蚀。
网拱应用综述_董桔灿
文章编号:1671-2579(2007)01-0078-05网拱应用综述董桔灿,陈宝春,高 婧 编译(福州大学,福建福州 350002) 摘 要:网拱是指采用斜吊杆且斜吊杆至少交叉两次的系杆拱。
该文介绍了网拱在国外的应用发展概况,桥型特点,拱肋、系梁、吊杆以及吊杆与拱肋和系梁的联结等主要构造,给出了两个典型桥例。
以供我国网拱应用参考。
关键词:桥梁工程;网拱;桥型;构造收稿日期:2006-06-101 概述无推力的拱梁组合结构根据拱肋和系杆的刚度大小及吊杆的布置形式可以分为柔性系杆刚性拱(系杆拱,Tied A rch )、刚性系杆柔性拱(兰格尔拱或兰格尔梁,Langer Girder )、刚性系杆刚性拱(洛泽拱或洛泽梁,Lohse Girder )。
以上3种拱,当采用斜吊杆来代替竖直吊杆时,称为尼尔森(Nielsen )拱。
系杆拱桥起源于19世纪末的欧洲,1858年奥地利人兰格尔申报了刚性系杆柔性拱的系杆拱桥专利,强调拱肋与吊杆之间的铰接构造,拱肋只承受轴向力,不承受弯矩,这就是现代系杆拱桥的早期形式。
用斜吊杆代替兰格尔梁的竖吊杆(图1),可以大幅度地提高结构刚度,这一设想最早由尼尔森提出,1929年在瑞典获得专利权。
二战以后,德、日、美等国对这些桥型进行了一定的研究与实践。
图1 尼尔森拱桥结构示意图在国外,尼尔森拱与竖吊杆组合拱一样受到重视与研究,并主要被应用于跨度及荷载较大的桥梁结构中。
1963年竣工的德国费马恩桥和1991年建成的日本大阪府高速公路上的新寺桥,均为尼尔森拱,反映了系杆拱桥发展的当时的水平。
前者主跨248.4m ,矢高43m ,桥面宽21m ,单线铁路与三车道公路并行。
后者主跨254.0m ,矢高36m ,桥面宽25m 。
1955年,挪威的Per Tveit 在特隆赫姆技术学院做毕业论文时提出了网拱这个概念,于1955年申请了此项专利。
网拱是建立在尼尔森拱桥的基础上,一般而言,尼尔森拱桥中的斜吊杆不存在交叉或一般仅交叉一次,而网拱中部分斜吊杆至少交叉两次。