專利名稱：拱橋的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種拱橋，尤其涉及一種上承式拱橋。 技術(shù)背景
拱橋?yàn)闃蛄旱幕倔w系之一，建筑歷史悠久外形優(yōu)美，古今中外名橋遍布 各地，在橋梁建筑中占有重要地位。它適用于跨越公路或鐵路橋，尤宜跨越河 道，又因其造型美觀，也常用于城市、風(fēng)景區(qū)的橋梁建筑。對于在豎向荷載作 用下拱腳對墩臺有水平推力作用的拱橋，水平推力可減小跨中彎矩，能建成大 跨度的橋梁，其造型美觀，城市橋梁一般優(yōu)先選用，可做成上承式、中承式橋。 這種拱橋?qū)蛎娴呢Q向荷載轉(zhuǎn)化為部分水平推力，對地基基礎(chǔ)要求較高。因此， 在土層地基承載能力較差地方，例如軟土地基，建造這種拱橋，存在橋臺抵抗 水平推力薄弱、基地承載力低的情況。
在此情況下， 一般要依靠臺背土壓力、橋臺基底摩阻力或基底的被動阻力 來平衡水平推力。傳統(tǒng)工藝是在軟土地基上設(shè)置單向推力墩，或者增加墩臺自 重來達(dá)到平衡水平推力的目的。但是，軟土地基在長期荷載作用下會發(fā)生滑移 現(xiàn)象，且施工中基底以下的土層也會收到擾動，以及臺后土體沉降等因素均會 危及拱橋上部結(jié)構(gòu)的安全。因此，有水平推力的拱橋?qū)Φ刭|(zhì)要求很高，為防止 墩臺移動或轉(zhuǎn)動，墩臺須設(shè)計(jì)很大，施工較麻煩。
此外，空腹式拱橋應(yīng)其結(jié)構(gòu)輕巧，節(jié)省材料，外形美觀，還有助于泄洪而 得到廣泛應(yīng)用。現(xiàn)有的空腹式拱橋的立柱與水平面垂直而對橋面進(jìn)行支撐。由 于立柱設(shè)置為垂直于水平面，橋面長度與拱圈的長度需基本相同，因拱圈兩端 的高度較低，使得這部分河道的通航能力受到影響，難以被充分利用。當(dāng)橋面 的實(shí)際長度超出拱圈長度時，在拱圈兩端可能還需設(shè)置附加結(jié)構(gòu)來支撐超出拱 圈這部分橋面，使得結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜。

實(shí)用新型內(nèi)容
有鑒于現(xiàn)有技術(shù)的上述缺陷，本實(shí)用新型所要解決的技術(shù)問題是提供一種 結(jié)構(gòu)簡單、并能對受力狀況進(jìn)行改善的拱橋。
為實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型提供了一種拱橋，包括橋面、支撐所述橋面 的拱圈、以及設(shè)置在所述橋面和拱圈之間的多根傳遞載荷的構(gòu)件，其特征在于， 所述傳遞載荷的構(gòu)件從拱圈成放射狀延伸至橋面。較佳地，所述拱圈的兩端設(shè)有拱腳，拱腳之間還設(shè)有拉桿。 較佳地，所述拉桿中設(shè)有多根鋼筋或者高強(qiáng)度鋼鉸線。
較佳地，沿橋面寬度設(shè)置多個平行的所述拱圈對所述橋面進(jìn)行支撐，各拱 圈與所述橋面之間分別設(shè)置有傳遞載荷的構(gòu)件。 ，
本實(shí)用新型的拱橋由于設(shè)置了傾斜的立柱，將垂直向下的荷載力分為水平 分力與垂直分力，水平分力可以平衡拱腳處受到的一部分或全部水平推力，從 而可減小或取消傳統(tǒng)工藝中的單向推力墩，或者可降低墩臺的尺寸和自重，使 得本實(shí)用新型的拱橋結(jié)構(gòu)簡單，成本較低。
此外，因?yàn)榱⒅菑墓叭Τ史派錉畹匮由熘翗蛎?，所以橋面的長度可以超 出拱圈的長度。在橋面長度不變的情況下，可以減小拱圈的長度，因而在拱圈 兩端的橋面下方具有較大的空間可供通航。反之，在拱圈長度不變的情況下， 受到立柱直接支撐的橋面長度可以更長，可以省略原先垂直立柱形式的拱橋中 對超出拱圈部分支撐的附加結(jié)構(gòu)。


以下將結(jié)合附圖對本實(shí)用新型的構(gòu)思、具體結(jié)構(gòu)及產(chǎn)生的技術(shù)效果作進(jìn)一 步說明，以充分地了解本實(shí)用新型的目的、特征和效果。其中 圖1為本實(shí)用新型拱橋第一實(shí)施方式的主視圖； 圖2為本實(shí)用新型拱橋的第二實(shí)施例的主視圖； 圖3為本實(shí)用新型拱橋中傳遞載荷構(gòu)件處的受力狀況示意圖； 圖4為本實(shí)用新型包含多個拱圈的實(shí)施例的側(cè)視圖。
具體實(shí)施方式
現(xiàn)根據(jù)附圖表述本實(shí)用新型的第一實(shí)施方式。
圖1為本實(shí)用新型拱橋的主視圖。本實(shí)用新型的拱橋10包括拱圈1與拱 上結(jié)構(gòu)2。拱圈1為主要的承重結(jié)構(gòu)，通過它將荷載傳遞至基礎(chǔ)。拱圈1通過 設(shè)置在其兩端的拱腳11而連接至基礎(chǔ)。由于拱圈1為弧線形， 一般情況下車 輛無法直接在弧面上直接行使，所以在拱圈1設(shè)置有屬于拱上結(jié)構(gòu)2 —部分的 橋面21。橋面21與拱圈1之間設(shè)置有用于傳遞荷載的構(gòu)件，g卩，立柱23。
如圖1所示，立柱23并非垂直于水平面，而是從拱圈1放射狀地延伸至 橋面21，從而與水平面呈一傾斜角度。具體地，在水平方向上，立柱23與拱 圈1連接的第一端231比立柱23與橋面21連接的第二端232更靠近拱圈中心， 從而使得立柱23斜向地支撐在拱圈1與橋面21之間。
由于立柱23斜向地在拱圈1與橋面21延伸，而不是垂直地在拱圈1與橋 面21延伸，因此，橋面21上沿立柱23而傳遞至拱圈1的力為斜向力F，如圖3所示。該斜向力F可分解為朝向拱圈內(nèi)部的水平分力Fl以及朝向水平面的垂
直分力F2。因此，水平分力Fl可以抵消一部分作用在拱腳11處的向拱圈外的 水平推力。這樣，拱腳11處的水平受力較小，基礎(chǔ)的受力狀況也得到改善， 能夠降低基礎(chǔ)發(fā)生滑移或沉降的風(fēng)險(xiǎn)。
在本實(shí)用新型的拱橋中，可根據(jù)設(shè)定的受力閾值的大小，通過本領(lǐng)域技術(shù) 人員公知的結(jié)構(gòu)力學(xué)、有限元計(jì)算和橋梁規(guī)范等得到拱圈1的合理拱軸線以及 相應(yīng)的立柱23的傾斜角度，在此不再贅述。
現(xiàn)參照圖2表述本實(shí)用新型的第二實(shí)施方式。
本實(shí)用新型的第二實(shí)施方式與前述第一實(shí)施方式基本相同，不同之處在于 還包括拉桿3以進(jìn)一步承擔(dān)拱的水平推力。如圖2所示，兩個拱腳11之間設(shè) 置拉桿3。本實(shí)施方式中，拉桿3為預(yù)應(yīng)力砼拉桿，并且拉桿3中設(shè)有多根鋼 筋或者高強(qiáng)度鋼鉸線(圖中未示)。
此外，如圖4所示，在橋面21較寬的情況下，可沿橋面寬度方向間隔設(shè) 置多個平行拱圈1，各拱圈與橋面之間設(shè)置相同的立柱23，以加強(qiáng)對橋面32 的支撐。
本實(shí)用新型的拱橋由于設(shè)置了斜向的立柱，將垂直向下的荷載力分解為水 平分力與垂直分力，以抵消拱腳處的水平推力，可以避免設(shè)置或減小單向推力 墩，也可減小墩臺尺寸和降低自重，使得本實(shí)用新型的拱橋結(jié)構(gòu)簡單，成本較 低。
再者，由于立柱23向拱圈中心傾斜，因此，相較于垂直的立柱，在橋面 長度不變的情況下，拱圈的長度較小，因而在拱圈兩端的橋面下方具有較大的 空間可供通航。反之，在拱圈長度不變的情況下，受到立柱直接支撐的橋面長 度可以更長，可以省略原先直拱型橋中對超出拱圈部分支撐的附加結(jié)構(gòu)。
綜上所述，本說明書中所述的只是本實(shí)用新型的幾種較佳具體實(shí)施例。凡 本技術(shù)領(lǐng)域中技術(shù)人員依本實(shí)用新型的構(gòu)思在現(xiàn)有技術(shù)的基礎(chǔ)上通過邏輯分 析、推理或者有限的實(shí)驗(yàn)可以得到的技術(shù)方案，皆應(yīng)在本實(shí)用新型的權(quán)利要求 保護(hù)范圍內(nèi)。
權(quán)利要求1. 一種拱橋，包括橋面、支撐所述橋面的拱圈、以及設(shè)置在所述橋面和拱圈之間的多根傳遞載荷的構(gòu)件，其特征在于，所述傳遞載荷的構(gòu)件從拱圈成放射狀延伸至橋面。
2. 如權(quán)利要求l所述的拱橋，其特征在于，所述拱圈的兩端設(shè)有拱腳，拱 腳之間還設(shè)有拉桿。
3. 如權(quán)利要求2所述的拱橋，其特征在于，所述拉桿中設(shè)有多根鋼筋或者 高強(qiáng)度鋼鉸線。
4. 如權(quán)利要求1至3中任一項(xiàng)所述的拱橋，其特征在于，沿橋面寬度設(shè)置 多個平行的所述拱圈對所述橋面進(jìn)行支撐，各拱圈與所述橋面之間分別設(shè)置有 傳遞載荷的構(gòu)件。
專利摘要本實(shí)用新型公開了一種拱橋。所述拱橋包括橋面、支撐所述橋面的拱圈、以及設(shè)置在所述橋面和拱圈之間的多根傳遞載荷的構(gòu)件，其特征在于，所述傳遞載荷的構(gòu)件從拱圈成放射狀延伸至橋面。本實(shí)用新型的拱橋由于設(shè)置了傾斜的立柱，將垂直向下的荷載力分為水平分力與垂直分力，水平分力可以平衡拱腳處受到的一部分或全部水平推力，從而可減小或取消傳統(tǒng)工藝中的單向推力墩，或者可降低墩臺的尺寸和自重，使得本實(shí)用新型的拱橋結(jié)構(gòu)簡單，成本較低。此外，因?yàn)榱⒅菑墓叭Τ史派錉畹匮由熘翗蛎?，所以橋面的長度可以超出拱圈的長度。在橋面長度不變的情況下，可以減小拱圈的長度，因而在拱圈兩端的橋面下方具有較大的空間可供通航。
文檔編號E01D4/00GK201236311SQ200820151428
公開日2009年5月13日 申請日期2008年7月30日 優(yōu)先權(quán)日2008年7月30日
發(fā)明者丁佳元, 劉曉蘋, 波 朱, 芮浩飛, 鐘小軍, 黃錦源 申請人:上海市城市建設(shè)設(shè)計(jì)研究院