拱桥的标高主要有四个,即桥面标高、拱顶底面标高、起拱线标高、基础底面标高。这几项标高的合理确定对拱桥的设计有直接的影响。
拱桥的桥面标高,一方面由两岸线路的纵断面设计来控制,另一方面还要保证桥下净空能满足宣泄洪水或通航的要求。设计时需按有关规定,并且与有关部门(如航运、防洪、水利等)商定。当桥面标高确定后,由桥面标高减去拱顶填料厚度(一般包括路面厚度在内为0.3~0.5 m),就可得到拱顶上缘(拱背)的标高。随之就可以根据跨径大小、荷载等级、主拱圈材料规格等条件估算出拱圈的厚度,并算出拱顶底面标高。
拟定起拱线标高时,为了尽量减小墩(台)基础底面的弯矩、节省墩(台)的圬工数量,一般宜选择低拱脚的设计方案。但具体设计时,拱脚位置往往又受到通航净空、排洪、流冰等条件的限制,并要符合《公路桥涵设计通用规范》(JTG D60—2015)的有关规定。(www.daowen.com)
当跨径大小在分孔时已初步拟定后,根据跨径及拱顶、拱脚标高,就可以确定主拱圈的矢跨比(f/l)。
拱桥主拱圈矢跨比是拱桥的主要设计参数之一。它的大小不仅影响拱圈内力的大小,而且影响拱桥的构造形式和施工方法的选择。当跨径不变,矢跨比越大(矢高越大),则墩(台)所受的推力越小,但建筑高度大,上部结构的材料用量大;矢跨比越小,则拱上建筑体积减小,桥头路基填土高度降低,但推力和温度变化、混凝土收缩使拱圈内产生的附加内力增大,对墩(台)基础不利。此外,当桥面标高和跨径确定后,矢跨比还影响桥下净空、拱脚标高。因此,矢跨比的数值必须根据地形、地质、水文、路线标高和桥梁结构形式等确定。通常,对于砖、石、混凝土板拱桥及双曲拱桥,矢跨比为1/6~1/4,不宜小于1/8;箱形拱桥的矢跨比为1/8~1/6;钢筋混凝土桁架拱桥、刚架拱桥的矢跨比为1/10~1/6,或者更小一些,但不宜小于1/12。
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