结构设计知识:大跨度拱桥结构的设计与分析

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大跨度下承式钢箱提篮拱桥设计

大跨度下承式钢箱提篮拱桥设计

大跨度下承式钢箱提篮拱桥设计摘要:下承式钢箱提篮拱桥兼具简支梁桥对地基的适应性及拱桥的跨越能力,又具有优美的线型及轻盈的外观,是目前大跨径城市桥梁中优先考虑的桥型方案。

本文结合韶关市金凤大桥的结构设计思路来探讨该类桥梁的设计要点及力学性能,为同类建设条件下的桥梁设计提供参考。

关键词:下承式钢箱提篮拱;应力验算;桥梁设计0 引言下承式钢箱提篮拱桥是由拱肋、吊杆、系杆、桥面系等组成的外部静定而内部超静定的桥梁结构[1]。

它保持了拱桥的力学特性及强大的跨越能力,同时拱圈的波浪造型又具有飘逸的美感,在现代城市桥梁中备受青睐。

与此同时,为了满足桥梁创新性发展需求,对钢箱提篮拱桥结构力学特性、抗震性能及创新改良方向的深入研究也成为当前重要的工程课题。

1 工程概况韶关市金凤大桥建设工程位于韶关市西河片区与十里亭片区交界处,路线呈南北走向,跨越武江连接省道S248,路线全长 1548米,为城市主干道,双向六车道。

桥位处武江桥面宽度达260m,为Ⅲ级航道,综合考虑桥位处路线走向与水流方向的夹角、通航净宽、桥墩紊流区[2]宽度等设计因素及经济性、景观性等客观因素,金凤大桥主跨采用下承式钢箱系杆拱桥方案,主跨跨径为185 m,设计速度50km/h,该处地震动峰值加速度为0.05g[3]。

2 主桥结构设计2.1 总体设计金凤大桥桥跨组合为2×30m+60m+185m+60m+3×30m,桥梁全长460m,主桥标准横断面为2.5m人行道+ 4m拱肋+3m非机动车道+11.5m机动车+ 0.5m防撞墙+11.5m机动车+ 4m拱肋+3m非机动车道+2.5m人行道=42.5m。

主桥为单跨185m 跨下承式钢箱提篮拱桥,引桥上部采用预应力混凝土现浇箱梁及简支钢箱梁,下部结构主墩采用门式墩,引桥采用方柱墩,桥台为柱式台、座板式台,桩基为钻孔灌注桩基础。

图1 主桥总体布置图(单位:cm)2.2 主桥上部结构设计主桥结构为提篮式钢箱拱,由矩形钢箱拱肋,分离式钢箱系梁,柔性吊杆与整体桥面系组成。

公路特大跨度拱塔斜拉桥设计分析

公路特大跨度拱塔斜拉桥设计分析

公路特大跨度拱塔斜拉桥设计分析工程背景某特大拱塔斜拉桥位于河北某市的主干道上,行驶速度设计为40km/h,桥面断面宽为27m,总长333m,其中有跨河桥梁一座,全长248m。

主桥受力体现采取的是索辅梁桥受力系统,而主梁主要采用预应力连续施工方式,斜拉索空间布置方式按照双索面布置,桥塔则采取双肢V型钢拱塔结构,其跨径设计为188m。

两侧引桥跨径为30m,总长248m。

11月28日,欧洲委员会宣布其已根据《欧盟并购制度》就日本电产集团(尼得科)计划收购美国家电制造商惠而浦旗下压缩机业务恩布拉科开展深入调查。

尼得科预计将于2019年上半年完成对恩布拉科的收购。

结构设计总体布置该特大拱塔斜拉桥全长248m,由188m的拱塔斜拉索辅梁桥主桥和两侧单跨30m的简支箱梁引桥组成。

塔梁分离是主桥的主要形式,在桥塔上设置有横向限位支座与竖向支座,桥塔与桥面上的结构,选择的是钢箱塔布置,而桥面下的位置主要使用混凝土塔作为支架,使其能够配合钢混凝土过渡;钻孔灌注桩与混凝土承台是桥塔基础施工主要方式,而在主梁上选择的是平混凝土箱梁与单箱多室箱梁进行构建,且在河道中央搭建支架进行浇筑施工;斜拉索涵盖斜向拉索与水平拉索,其中,水平拉索塔主要是实施内张拉,而斜向拉索主要负责梁端锚固张拉。

主梁主梁采用预应力混凝土箱梁,主桥采用单箱四室流线型等截面,箱梁在中心线处梁高2.5m;引桥采用单箱六室流线型等截面,箱梁在中心线处梁高1.8m。

桥面标准宽27m,梁顶设置2.0%的横坡,梁底水平;桥塔及边墩处设置横梁,以保证支座处集中力的传递;在主梁纵向的位置上,按照间隔8m的距离设置混凝土隔板,并且将其拉伸到拉索锚存在的位置中,使其有效与拉索锚结合成为一个整体。

主梁施工以支架现浇的方式作业。

该工程主梁横断面剖面图如图1所示。

(4) 在台阶法基础上设置临时仰拱后,不仅减小了初支因弯矩产生的应力,还能充分利用锚管的锁脚作用,能够较好的控制地层变形,综合考虑,依托工程最终选用临时仰拱台阶法施工。

大跨度石拱桥的全桥结构仿真分析研究

大跨度石拱桥的全桥结构仿真分析研究

大跨度石拱桥的全桥结构仿真分析研究导言大跨度石拱桥是一种具有高度美学价值和历史遗产价值的桥梁形式,它在人类文明建筑史上占有重要地位。

目前在国内外,石拱桥的破损和损坏现象比较普遍,对于修复和维护这些文化古迹的工作,必须通过结构仿真的方式,了解桥体的力学特性,才能制定出有效的修复和加固方案,使石拱桥得以延续自己的历史价值。

仿真分析本文采用ANSYS有限元分析软件对大跨度石拱桥的全桥结构进行仿真分析,首先根据工程图纸建立有效的三维模型,然后进行参数设置,最后进行模拟计算。

建立三维模型根据石拱桥的实际情况和工程设计图纸,我们使用ANSYS的建模工具建立了大跨度石拱桥的三维模型。

这里需要说明的是,我们对于石拱桥的建模过程,考虑到石材的物理特性和结构特点,采用的是各向异性材料的建模方法,这样可以更好地模拟出石材的真实力学特性,从而得到更加准确的仿真结果。

参数设置在进行力学仿真分析时,需要将物体的内部分离成无限多的有限元,每一个有限元对应于一个单一小的结构元素,再根据这些结构元素之间的关系,使用ANSYS的有限元求解器计算得出桥梁的力学特性。

而在这个过程中,需要设置诸如边界条件、荷载等模拟参数。

对于大跨度石拱桥的仿真分析,我们考虑了以下几个重要的参数:•采用各向异性材料模型•考虑桥面自重荷载和车辆荷载•考虑桥墩和护栏的约束支撑模拟计算在完成建模和参数设置之后,就可以开始进行有限元的仿真计算。

该计算过程是通过ANSYS特有的求解器,非常复杂和耗费时间,但能够精准得模拟结构的力学特性。

仿真结果根据有限元分析的结果,详细分析了不同荷载状态下大跨度石拱桥的受力特性和变形情况,结果表明,大跨度石拱桥在受到车辆荷载的影响时,桥梁的最大拉应力和压应力发生了明显变化,而桥梁的最大位移和最大变形都发生了显著的增加。

通过本次仿真分析,我们可以初步了解大跨度石拱桥的受力情况和力学特性,为后续的修复和加固方案提供了重要的理论依据。

基于此,我们可以通过优化桥梁的结构参数,如加固墩柱、加大桥梁截面尺寸等方式,来提高桥梁的承重能力和抗震性能,使得它能够适应不同的自然环境和交通负荷。

拱桥搭建的知识点总结

拱桥搭建的知识点总结

拱桥搭建的知识点总结拱桥是一种古老的桥梁结构,它利用了拱形的特性,能够将桥梁上的荷载通过拱的结构传递到桥墩上,从而支撑起整个桥梁。

拱桥有着稳定性强、荷载传递效果好等优点,因此在古代就被广泛应用于桥梁建设。

随着建筑技术的发展,现代的拱桥已经可以采用各种材料、各种形式来搭建,逐渐形成了多样化的拱桥结构。

在这篇文章中,我们将对拱桥搭建的一些基本知识点进行总结,希望能够帮助读者对拱桥建设有一个更全面的了解。

一、拱桥的结构形式拱桥的结构形式可以分为单孔拱桥和多孔拱桥两种形式。

1. 单孔拱桥单孔拱桥是指整个桥梁只有一个拱孔的拱桥,这种形式的拱桥一般应用于短跨度的桥梁,由于整个桥梁的荷载能够集中到单个拱孔上,所以单孔拱桥在设计上相对比较简单,施工也比较方便。

而且单孔拱桥的造型美观,通常可以成为一个地标性的建筑物。

2. 多孔拱桥多孔拱桥是指整个桥梁有多个拱孔的拱桥,在设计上需要考虑不同拱孔之间的相互作用,而且在施工过程中也需要特别注意多孔拱桥各部分之间的协调性。

多孔拱桥一般应用于大跨度的桥梁,由于采用了多个拱孔来分担荷载,所以多孔拱桥的荷载传递效果比单孔拱桥要好,能够满足更大跨度的桥梁建设需求。

二、拱桥的材料选择拱桥在材料选择上可以采用混凝土、砖石、钢铁等材料。

1. 混凝土拱桥混凝土拱桥是指拱桥的主体结构采用混凝土材料建造,由于混凝土有着良好的受压性能,所以一般适用于中小跨度的桥梁建设。

同时,混凝土拱桥在施工上也比较简单,因为混凝土可以灌模成各种形状,所以在构造形式上也比较灵活。

2. 砖石拱桥砖石拱桥是指拱桥的主体结构采用砖石材料建造,这种形式的拱桥在古代比较常见,它利用了砖石材料的抗压性能来支撑桥梁的荷载。

由于砖石材料比较容易加工,所以能够制造出各种形式的拱桥,而且砖石材料还有着较好的抗风化性能,使得砖石拱桥在一定程度上具有较长的使用寿命。

3. 钢铁拱桥钢铁拱桥是指拱桥的主体结构采用钢铁材料建造,这种形式的拱桥在现代比较常见,由于钢铁材料具有较好的抗拉性能,所以能够适用于大跨度的桥梁建设。

探析大跨度桥梁设计的设计要点与优化策略

探析大跨度桥梁设计的设计要点与优化策略

探析大跨度桥梁设计的设计要点与优化策略大跨度桥梁是指跨度达到一定规模的桥梁工程,通常跨度在200米以上。

大跨度桥梁在现代城市化进程中起着至关重要的作用,它不仅连接着人们经济和社会活动的桥梁,也是城市间交通要道的重要组成部分。

而大跨度桥梁的设计要点和优化策略则是保障桥梁设计质量和安全性的重要环节。

一、大跨度桥梁设计的要点1. 跨度确定:大桥梁的跨度是决定桥梁结构形式和荷载的重要参数。

一般情况下,桥梁的跨度越大,所承受的荷载也就越大,因此需要考虑桥梁结构的受力性能和变形特性,并采用恰当的结构形式和材料构造。

2. 梁型选择:大跨度桥梁的梁型选择也是设计的关键环节。

常见的大跨度桥梁梁型有钢梁、混凝土梁和钢-混凝土组合梁等。

不同梁型有各自的优缺点,需要根据桥梁的具体要求和施工条件来选择最适合的梁型。

3. 荷载分析:大跨度桥梁设计需要进行详细的荷载分析,包括静荷载和动荷载的作用效应分析。

静荷载主要包括桥梁自重、活载和温度荷载等,而动荷载主要包括风荷载和地震荷载等。

在设计中需要将各项荷载考虑在内,并对其作用进行综合分析。

4. 梁体结构设计:大跨度桥梁的梁体结构设计需要充分考虑结构的刚度、强度和稳定性,并进行合理的优化。

桥梁的横向和纵向支撑系统、截面形式和构造方式、受力模式和变形特性等都需要进行精确的计算和分析。

5. 施工工艺考虑:大跨度桥梁的设计还需要充分考虑施工工艺的要求,包括梁体吊装、合理的施工顺序、混凝土浇筑工艺等,以确保施工过程中的安全和效率。

二、大跨度桥梁设计的优化策略1. 结构形式优化:结构形式的优化是大跨度桥梁设计的重要环节,通过对结构形式的优化,可以实现结构的轻量化和成本的降低。

在桥梁梁型选择上,针对跨度较大的桥梁可以通过采用空间网架结构、拱桥结构或悬索桥结构等来实现结构的合理化和优化。

2. 材料选用优化:大跨度桥梁的材料选用对结构的安全性和经济性有着重要的影响。

在材料的选择上,需要充分考虑材料的强度、刚度、耐久性和成本等因素,以实现材料的合理使用和优化配置。

大跨度桥梁结构设计优化分析

大跨度桥梁结构设计优化分析

大跨度桥梁结构设计优化分析摘要:大跨度桥梁在现阶段越来越普遍,为了确保相应大跨度桥梁得以安全稳定构建和通行,从前期设计环节着手予以优化控制极为必要。

文章重点围绕着大跨度桥梁结构设计,首先简要介绍了当前常见的几种大跨度桥梁结构类型,然后从整体结构优化、墩台结构优化、上部结构优化以及局部优化等方面入手,探讨了如何优化大跨度桥梁结构设计效果。

关键词:大跨度;桥梁结构;优化设计引言在现阶段我国桥梁工程项目构建中,大跨度桥梁越来越常见,该类桥梁可以有效解决很多地区交通不便的问题,但是同样也面临着较高的构建压力,容易出现偏差问题。

从大跨度桥梁结构设计环节入手予以优化控制极为必要,要求设计人员在确定好相应大跨度桥梁结构类型的基础上,可以针对各个关键结构要点进行设计优化,以此更好提升设计水平,确保大跨度桥梁结构得以准确有序构建。

一、常见大跨度桥梁结构类型大跨度桥梁工程项目在当前越来越常见,有效解决了我国很多地区交通出行难题,伴随着近年来的创新发展,我国目前可供选用的大跨度桥梁结构类型越来越多,其中比较常见的类型主要有以下几种:首先,拱桥是比较常见的一类大跨度桥梁结构类型,其在我国的应用历史悠久,形成了较为丰富的经验,尤其是在当前先进技术融入后,更是促使拱桥结构的应用价值得以提升。

当前拱桥结构的应用一般主要是借助于钢筋混凝土结构或者是钢管混凝土结构进行拱桥的构建,以便较好提升其承载能力,满足上方通行诉求。

其次,大跨径斜拉桥同样也是常见的一类结构,其往往可以在应用中形成较为理想的跨越能力以及稳定性保障能力。

大跨径斜拉桥的构建主要是借助于塔柱、主梁和斜拉索进行合理设计,以便促使由此形成的大跨度桥梁结构较为协调适宜,即使在一些跨度较大的河流以及峡谷中同样能够具备优化运用效果。

另外,大跨度悬索桥结构的应用同样可以发挥积极作用,其主要借助于塔柱、锚碇、加劲梁以及主缆进行有效布置,尤其是双塔柱结构的应用,更是可以在山区等恶劣环境下得到理想运用,作用效果较为突出。

大跨度上承式钢管混凝土拱桥设计

大跨度上承式钢管混凝土拱桥设计

大跨度上承式钢管混凝土拱桥设计钢管混凝土拱桥是一种结构优雅、坚固耐用的大跨度桥梁形式。

它由钢管和混凝土组成,结构简单,承载能力强,适用于大跨度桥梁的建设。

在设计大跨度上承式钢管混凝土拱桥时,以下是需要考虑的一些主要因素:1.拱桥的跨度:大跨度拱桥是指主跨大于150米的桥梁。

桥梁的跨度取决于两岸的地形和水域宽度。

大跨度桥梁需要考虑跨度对结构的影响,并选择合适的桥梁形式。

2.拱桥的荷载:大跨度拱桥需要能够承受重大的静态和动态荷载,包括自重、行车荷载、地震荷载等。

荷载的大小和分布会影响桥梁结构的设计和材料的选择。

3.钢管的尺寸和材质:钢管是拱桥结构的主要组成部分,它需要具备足够的强度和刚度。

钢管的尺寸和材质选择需要考虑荷载和桥梁形式,通常使用直径较大的无缝钢管。

4.混凝土的强度和配方:混凝土是用来固化钢管和增加桥梁整体强度的材料。

混凝土的强度需要符合设计要求,配方需要考虑到混凝土的工作性能和抗裂性能。

5.拱桥的支座和地基:拱桥的支座和地基是保证桥梁稳定和安全的重要组成部分。

支座的设计需要考虑到桥梁的变形和荷载传递,地基的承载能力需要满足土壤的承载要求。

6.环境因素:大跨度拱桥建设需要考虑环境因素对桥梁的影响,包括气候条件、河流水位和冲击力等。

这些因素会对桥梁的稳定性和安全性产生影响,需要在设计中予以考虑。

在设计大跨度上承式钢管混凝土拱桥时,需要进行综合分析和计算,确保桥梁能够满足设计要求并具有良好的结构性能。

最后,需要进行模拟和实验验证,确保设计方案的可行性和安全性。

总之,大跨度上承式钢管混凝土拱桥的设计需要全面考虑桥梁的跨度、荷载、钢管和混凝土的性能、支座和地基的设计以及环境因素的影响。

只有综合考虑这些因素,才能设计出安全可靠、优雅耐用的大跨度拱桥。

大跨度桥梁设计要点及优化措施

大跨度桥梁设计要点及优化措施

大跨度桥梁设计要点及优化措施摘要:社会的发展和国民经济的不断进步,社会各个行业都发生了巨大的变化,道路建设作为我国发展的重要组成因素,近些年来,较之过去也得到了很大改善,道路的建设的速度也是前所未有,大跨度桥梁作为道路施工建设的关键部分,在道路施工建设中也较为常见,一般而言大跨度桥梁的施工建设所涉及的内容十分发繁杂,尤其是对设计施工水平有着非常高的要求,如果在施工过程中难以有效把握大跨度桥梁的施工特点,就难以有效的进行科学合理的施工,从而影响大跨度桥梁的质量,严重者甚至会给社会带来难以预估的损失,为此想要强化大跨度桥梁的建设质量,就必须在对其施工建设过程中,掌握大跨度桥梁的特点,做到必要的施工优化措施,文章就大跨度桥梁设计要点进行必要的探讨分析,并在此基础上提出了可行性的的优化措施。

关键词:大跨度桥梁;设计要点;优化措施大跨度桥梁在道路建设施工中占据了非常重要的地位,尤其是在我国城乡道路建设中尤为常见,大跨度桥梁的建设,一方面能够提升道路的实用性,节约必要的道路施工建设成本,另一方面由于大跨度桥梁自身的外在性,大大提升了城市的建筑美感,对提升城市文化形象具有重要的促进作用,相对于其他国家而言,我国在大跨度桥梁建设与设计方面相应的研究方案还非常有效,这就使得大跨度桥梁在我国还有着非常大的优化空间,为此只有不断的对大跨度桥梁的设计要点以及施工方案进行必要的优化,就能有效的推进我国大跨度桥梁的向更高层次发展[1]。

一、大跨度桥梁施工优化必要性分析在桥梁施工建设过程中,充分综合考虑各方面设计施工因素尤为必要,尤其是大跨度桥梁在施工设计方面更是如此,这是以为大跨度桥梁在设计施工方面所包含的内容非常的复杂,在对其施工设计之前,需要进行多角度全方位的综合考量,如大跨度桥梁的力学分析,验算、施工设施设备等等,加上桥梁设计方案很大程度上依赖于设计工作人员的主观因素,即使在同一个地方,同一座大跨度桥梁的设计,不同社会人员所制定的大跨度桥梁设计施工方案都会出现很大的差别。

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结构设计知识:大跨度拱桥结构的设计与分

大跨度拱桥结构的设计与分析
随着现代交通工具的日益发展,桥梁的建设也迎来了空前的发展,尤其是大跨度拱桥结构,成为了当今桥梁建设领域的代表性结构之一。

本文将就这一领域的设计与分析方面进行探讨,以期为读者提供一些
有价值的知识。

一、大跨度拱桥的特点
大跨度拱桥是指跨度在100米以上的拱桥,具有以下几个特点:
1.跨度大
大跨度拱桥结构的跨度通常在100米以上,与传统的桥梁相比具
有更高的工程难度和搭建难度,需要使用大型的起重机具进行施工。

2.荷载大
大跨度拱桥因其结构设计的原因通常承载大量的荷载,包括车辆荷载、风荷载、地震荷载以及自身重量等,因此需充分考虑荷载的影响进行设计。

3.造价高
大跨度拱桥的建设难度较高,需要大量的钢材和混凝土等造桥材料,成本相对传统的桥梁造价更高。

二、大跨度拱桥结构的设计流程
1.确定桥梁类型
设计大跨度拱桥之前首先需根据区域环境、交通流量等综合因素选择相应的桥梁类型,通常大跨度拱桥采用钢筋混凝土拱、钢拱、双曲线拱等中等或大跨度拱桥,根据设计效果选择相应的类型。

2.明确设计荷载
大跨度拱桥设计要考虑各种荷载,如车辆荷载、风荷载、地震荷载等,并根据荷载进行结构设计。

考虑合理的经济性和安全性之间的平衡,以确保桥梁的安全性能。

3.进行制图
根据大跨度拱桥的情况制定详细的设计图纸,以确保建造过程的顺利进行。

4.结构计算
根据设计荷载和桥梁类型以及荷载类型,进行结构计算,计算桥梁的强度、稳定性、会旋角度、桥梁变形等,在确定结果后进行验证和调整。

5.施工
运用大型的起重机等施工设备实现桥梁的建设和搭建。

三、大跨度拱桥结构的分析
在大跨度拱桥的设计中,需要重视以下几个方面:
1.交通流量
交通流量是决定设计大跨度拱桥的一个关键因素,需考虑的因素包括交通稳定性、桥梁通行效率的稳定性、桥梁使用寿命等。

2.设计荷载
在设计大跨度拱桥时,需考虑各种荷载,包括自身重量、车辆荷载、风荷载、地震荷载等,根据荷载类型设计桥梁的强度、稳定性等,在设计时必须充分考虑每种荷载的影响因素。

3.材料的使用
选择桥梁的具体结构材料对桥梁结构的安全性能影响极大,需对
材料的机械性能、强度和变形进行特殊的考虑,保证材料的应用和安全。

4.施工质量
大跨度拱桥施工需要采用大型的起重机具和机械设备,对施工人
员有着较高的要求。

需要强调的是施工质量的保证,以保障桥梁的安
全性能。

结论
随着城市化的发展,大跨度拱桥在城市交通建设中扮演着日臻重
要的角色。

在设计过程中,需要注意多方面因素,如交通流量、荷载
和材料运用等方面,以保障大跨度拱桥的安全性和使用寿命。

未来,
在大跨度拱桥结构领域,需要更加注重技术创新,并将环保与可持续性纳入设计范围,推进桥梁的长期可持续发展。

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