专利名称：拱桥的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种拱桥，尤其涉及一种上承式拱桥。 技术背景
拱桥为桥梁的基本体系之一，建筑历史悠久外形优美，古今中外名桥遍布 各地，在桥梁建筑中占有重要地位。它适用于跨越公路或铁路桥，尤宜跨越河 道，又因其造型美观，也常用于城市、风景区的桥梁建筑。对于在竖向荷载作 用下拱脚对墩台有水平推力作用的拱桥，水平推力可减小跨中弯矩，能建成大 跨度的桥梁，其造型美观，城市桥梁一般优先选用，可做成上承式、中承式桥。 这种拱桥将桥面的竖向荷载转化为部分水平推力，对地基基础要求较高。因此， 在土层地基承载能力较差地方，例如软土地基，建造这种拱桥，存在桥台抵抗 水平推力薄弱、基地承载力低的情况。
在此情况下， 一般要依靠台背土压力、桥台基底摩阻力或基底的被动阻力 来平衡水平推力。传统工艺是在软土地基上设置单向推力墩，或者增加墩台自 重来达到平衡水平推力的目的。但是，软土地基在长期荷载作用下会发生滑移 现象，且施工中基底以下的土层也会收到扰动，以及台后土体沉降等因素均会 危及拱桥上部结构的安全。因此，有水平推力的拱桥对地质要求很高，为防止 墩台移动或转动，墩台须设计很大，施工较麻烦。
此外，空腹式拱桥应其结构轻巧，节省材料，外形美观，还有助于泄洪而 得到广泛应用。现有的空腹式拱桥的立柱与水平面垂直而对桥面进行支撑。由 于立柱设置为垂直于水平面，桥面长度与拱圈的长度需基本相同，因拱圈两端 的高度较低，使得这部分河道的通航能力受到影响，难以被充分利用。当桥面 的实际长度超出拱圈长度时，在拱圈两端可能还需设置附加结构来支撑超出拱 圈这部分桥面，使得结构较为复杂。
实用新型内容
有鉴于现有技术的上述缺陷，本实用新型所要解决的技术问题是提供一种 结构简单、并能对受力状况进行改善的拱桥。
为实现上述目的，本实用新型提供了一种拱桥，包括桥面、支撑所述桥面 的拱圈、以及设置在所述桥面和拱圈之间的多根传递载荷的构件，其特征在于， 所述传递载荷的构件从拱圈成放射状延伸至桥面。较佳地，所述拱圈的两端设有拱脚，拱脚之间还设有拉杆。 较佳地，所述拉杆中设有多根钢筋或者高强度钢铰线。
较佳地，沿桥面宽度设置多个平行的所述拱圈对所述桥面进行支撑，各拱 圈与所述桥面之间分别设置有传递载荷的构件。 ，
本实用新型的拱桥由于设置了倾斜的立柱，将垂直向下的荷载力分为水平 分力与垂直分力，水平分力可以平衡拱脚处受到的一部分或全部水平推力，从 而可减小或取消传统工艺中的单向推力墩，或者可降低墩台的尺寸和自重，使 得本实用新型的拱桥结构简单，成本较低。
此外，因为立柱是从拱圈呈放射状地延伸至桥面，所以桥面的长度可以超 出拱圈的长度。在桥面长度不变的情况下，可以减小拱圈的长度，因而在拱圈 两端的桥面下方具有较大的空间可供通航。反之，在拱圈长度不变的情况下， 受到立柱直接支撑的桥面长度可以更长，可以省略原先垂直立柱形式的拱桥中 对超出拱圈部分支撑的附加结构。
以下将结合附图对本实用新型的构思、具体结构及产生的技术效果作进一 步说明，以充分地了解本实用新型的目的、特征和效果。其中 图1为本实用新型拱桥第一实施方式的主视图； 图2为本实用新型拱桥的第二实施例的主视图； 图3为本实用新型拱桥中传递载荷构件处的受力状况示意图； 图4为本实用新型包含多个拱圈的实施例的侧视图。
具体实施方式
现根据附图表述本实用新型的第一实施方式。
图1为本实用新型拱桥的主视图。本实用新型的拱桥10包括拱圈1与拱 上结构2。拱圈1为主要的承重结构，通过它将荷载传递至基础。拱圈1通过 设置在其两端的拱脚11而连接至基础。由于拱圈1为弧线形， 一般情况下车 辆无法直接在弧面上直接行使，所以在拱圈1设置有属于拱上结构2 —部分的 桥面21。桥面21与拱圈1之间设置有用于传递荷载的构件，g卩，立柱23。
如图1所示，立柱23并非垂直于水平面，而是从拱圈1放射状地延伸至 桥面21，从而与水平面呈一倾斜角度。具体地，在水平方向上，立柱23与拱 圈1连接的第一端231比立柱23与桥面21连接的第二端232更靠近拱圈中心， 从而使得立柱23斜向地支撑在拱圈1与桥面21之间。
由于立柱23斜向地在拱圈1与桥面21延伸，而不是垂直地在拱圈1与桥 面21延伸，因此，桥面21上沿立柱23而传递至拱圈1的力为斜向力F，如图3所示。该斜向力F可分解为朝向拱圈内部的水平分力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脚11处的向拱圈外的 水平推力。这样，拱脚11处的水平受力较小，基础的受力状况也得到改善， 能够降低基础发生滑移或沉降的风险。
在本实用新型的拱桥中，可根据设定的受力阈值的大小，通过本领域技术 人员公知的结构力学、有限元计算和桥梁规范等得到拱圈1的合理拱轴线以及 相应的立柱23的倾斜角度，在此不再赘述。
现参照图2表述本实用新型的第二实施方式。
本实用新型的第二实施方式与前述第一实施方式基本相同，不同之处在于 还包括拉杆3以进一步承担拱的水平推力。如图2所示，两个拱脚11之间设 置拉杆3。本实施方式中，拉杆3为预应力砼拉杆，并且拉杆3中设有多根钢 筋或者高强度钢铰线(图中未示)。
此外，如图4所示，在桥面21较宽的情况下，可沿桥面宽度方向间隔设 置多个平行拱圈1，各拱圈与桥面之间设置相同的立柱23，以加强对桥面32 的支撑。
本实用新型的拱桥由于设置了斜向的立柱，将垂直向下的荷载力分解为水 平分力与垂直分力，以抵消拱脚处的水平推力，可以避免设置或减小单向推力 墩，也可减小墩台尺寸和降低自重，使得本实用新型的拱桥结构简单，成本较 低。
再者，由于立柱23向拱圈中心倾斜，因此，相较于垂直的立柱，在桥面 长度不变的情况下，拱圈的长度较小，因而在拱圈两端的桥面下方具有较大的 空间可供通航。反之，在拱圈长度不变的情况下，受到立柱直接支撑的桥面长 度可以更长，可以省略原先直拱型桥中对超出拱圈部分支撑的附加结构。
综上所述，本说明书中所述的只是本实用新型的几种较佳具体实施例。凡 本技术领域中技术人员依本实用新型的构思在现有技术的基础上通过逻辑分 析、推理或者有限的实验可以得到的技术方案，皆应在本实用新型的权利要求 保护范围内。
权利要求1. 一种拱桥，包括桥面、支撑所述桥面的拱圈、以及设置在所述桥面和拱圈之间的多根传递载荷的构件，其特征在于，所述传递载荷的构件从拱圈成放射状延伸至桥面。
2. 如权利要求l所述的拱桥，其特征在于，所述拱圈的两端设有拱脚，拱 脚之间还设有拉杆。
3. 如权利要求2所述的拱桥，其特征在于，所述拉杆中设有多根钢筋或者 高强度钢铰线。
4. 如权利要求1至3中任一项所述的拱桥，其特征在于，沿桥面宽度设置 多个平行的所述拱圈对所述桥面进行支撑，各拱圈与所述桥面之间分别设置有 传递载荷的构件。
专利摘要本实用新型公开了一种拱桥。所述拱桥包括桥面、支撑所述桥面的拱圈、以及设置在所述桥面和拱圈之间的多根传递载荷的构件，其特征在于，所述传递载荷的构件从拱圈成放射状延伸至桥面。本实用新型的拱桥由于设置了倾斜的立柱，将垂直向下的荷载力分为水平分力与垂直分力，水平分力可以平衡拱脚处受到的一部分或全部水平推力，从而可减小或取消传统工艺中的单向推力墩，或者可降低墩台的尺寸和自重，使得本实用新型的拱桥结构简单，成本较低。此外，因为立柱是从拱圈呈放射状地延伸至桥面，所以桥面的长度可以超出拱圈的长度。在桥面长度不变的情况下，可以减小拱圈的长度，因而在拱圈两端的桥面下方具有较大的空间可供通航。
文档编号E01D4/00GK201236311SQ200820151428
公开日2009年5月13日 申请日期2008年7月30日 优先权日2008年7月30日
发明者丁佳元, 刘晓苹, 波 朱, 芮浩飞, 钟小军, 黄锦源 申请人:上海市城市建设设计研究院