上承式異型拱圈以及拱橋的制作方法
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及橋梁設計，尤其涉及一種上承式異型拱圈以及拱橋。
【背景技術】
[0002]現有異型拱橋多用于中、下承式拱橋中，且多為系桿拱結構，該類橋梁可以通過調整吊桿斜率和調整吊桿張拉力使主拱圈受力合理。而對于上承式異型拱，由于結構及荷載均不對稱性，在拱內產生了較大的彎矩，因而應用較少。
【實用新型內容】
[0003]本實用新型的目的在于提供一種上承式異型拱圈，旨在用于解決現有異型橋拱的拱內彎矩較大的問題。
[0004]本實用新型是這樣實現的:
[0005]本實用新型實施例提供一種上承式異型拱圈，包括拱圈本體，所述拱圈本體具有懸鏈線曲面以及拋物線曲面，所述懸鏈線曲面與所述拋物線曲面相對設置，且所述懸鏈線曲面在水平面上的投影長度大于所述拋物線曲面在水平面上的投影長度。
[0006]進一步地，所述懸鏈線曲面由所述拱圈本體的頂點按照懸鏈線向下延伸形成，所述拋物線曲面由所述拱圈本體的頂點按照拋物線向下延伸形成。
[0007]進一步地，所述拱圈本體包括采用輕質填料填充的第一部分以及重質填料填充的第二部分，且所述第一部分位于所述懸鏈線曲面的正上方，所述第二部分位于所述拋物線曲面的正上方。
[0008]進一步地，所述拱圈本體于所述懸鏈線曲面正上方開設有至少一個腹孔。
[0009]具體地，所述腹孔為多個，各所述腹孔沿所述懸鏈線曲面在水平面上投影的長度方向依次排列。
[0010]具體地，所述懸鏈線曲面在水平面上的投影長度與所述拋物線曲面在水平面上的投影長度比例不小于1.618:1。
[0011]本實用新型實施例還提供一種拱橋，包括橋面，還包括至少一個上述的上承式異型拱圈，各所述上承式異型拱圈支撐所述橋面，且各所述上承式異型拱圈沿所述橋面長度方向依次排列。
[0012]本實用新型具有以下有益效果:
[0013]本實用新型的拱圈中，拱圈本體具有懸鏈線曲面以及拋物線曲面，兩者相對設置，從而配合形成拱圈本體的支撐結構，且由于兩者在水平面上投影的長度不對稱，懸鏈線曲面大于拋物線曲面，形成異型拱圈，雖然其使得拱圈本體的負載不均衡，但是懸鏈線的彎曲比較平緩，且對拱圈整體的占比較大，進而可以使得拱圈本體整體的彎矩比較小，利于拱圈的支撐穩定性。
【附圖說明】
[0014]為了更清楚地說明本實用新型實施例或現有技術中的技術方案，下面將對實施例或現有技術描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本實用新型的一些實施例，對于本領域普通技術人員來講，在不付出創造性勞動的前提下，還可以根據這些附圖獲得其它的附圖。
[0015]圖1為本實用新型實施例提供的上承式異型拱圈的結構示意圖；
[0016]圖2為圖1的上承式異型拱圈的懸鏈線曲面上方為輕質填料的結構示意圖；
[0017]圖3為圖1的上承式異型拱圈的懸鏈線曲面上方開設有腹孔的結構示意圖。
【具體實施方式】
[0018]下面將結合本實用新型實施例中的附圖，對本實用新型實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本實用新型一部分實施例，而不是全部的實施例。基于本實用新型中的實施例，本領域普通技術人員在沒有做出創造性勞動前提下所獲得的所有其它實施例，都屬于本實用新型保護的范圍。
[0019]參見圖1，本實用新型實施例提供一種上承式異型拱圈，包括拱圈本體1，其具有形成拱形的曲面，進而形成支撐結構，拱圈本體1具有懸鏈線曲面111以及拋物線曲面121，兩者均為拱形曲面的一部分，懸鏈線曲面111與拋物線曲面121相對設置，且在水平面上的投影，懸鏈線曲面111的投影長度大于拋物線曲面121的投影長度，出于對異型拱橋景觀方面的角度考慮，兩側在水平面上的投影長度比值不小于1.618:1。本實施例中，懸鏈線曲面111與拋物線曲面121具有不同的彎曲延伸形式，且兩者在水平面上的投影長度不一致，則其使得拱圈本體1為不對稱結構，即為異型拱圈，懸鏈線曲面111與拋物線曲面121分別位于頂點13的兩側，對此拱圈本體1上的負載對應拱形曲面頂點13兩側的結構的分布存在不均衡性，投影長度較大一側的負載大于投影長度較小一側的負載，但是由于采用懸鏈線曲面111與拋物線曲面121，在兩者等高的情況下，使得異型拱圈內的彎矩值較小，有效保證拱圈支撐結構的穩定性。另外對于這種結構的拱圈在制作時也比較方便，施工人員采用常規的支架現澆即可形成。當然，在實際設計時，可以通過增大懸鏈線曲面111的懸鏈線拱軸系數，使得懸鏈線曲面111各處的豎直方向坐標上移，或者減小拋物線曲面121的拋物線次數，使得其豎直方向坐標下移，可以進一步優化減小異形拱圈彎矩的目的。
[0020]進一步地，懸鏈線曲面111由拱圈本體1的頂點13按照懸鏈線向下延伸形成，對應地拋物線曲面121由拱圈本體1的頂點13按照拋物線向下延伸形成。本實施例中，拱形曲面只包括有懸鏈線曲面111與拋物線曲面121，分別由拱形曲面的頂點13向兩側按照特定的曲面軌跡延伸形成。
[0021]參見圖2，優化上述方案，拱圈本體1包括有兩個部分，分別為第一部分11與第二部分12，兩者分別與懸鏈線曲面111以及拋物線曲面121對應，具體為第一部分11位于懸鏈線曲面111正上方，而第二部分12位于拋物線曲面121的正上方，對于第一部分11其主要采用輕質填料填充形成，而第二部分12則主要是采用重質填料填充形成。本實施例中，第一部分11采用輕質填料制成，而第二部分12采用重質填料制成，兩者的填料密度具有一定的差別，一般地重質填料為常規材料，比如混凝土等，而輕質填料則可采用輕質混凝土，從而可以使懸鏈線曲面111與拋物線曲面121兩者承受的重量差值減小，進而可以改變拱圈本體1對懸鏈線曲面111與拋物線曲面121的負載分布，進一步減小兩者之間產生的彎矩。
[0022]參見圖2以及圖3，在另一種優化方案中，拱圈本體1對應懸鏈線曲面111的正上方開設有至少一個腹孔112，各腹孔112可沿水平方向橫向貫穿拱圈本體1。本實施例中，在懸鏈線曲面111的正上方開設有腹孔112，使得懸鏈線曲面111對應的拱圈本體1為空腹結構，而拋物線曲面121 —側則均為實腹結構，兩者相比較，拱圈本體1頂點13兩側的負載發生變化，懸鏈線曲面111 一側的拱圈本體1的重量在減輕，從而也可以進一步使得異形拱圈的彎矩減小。而當腹孔112只有一個時，則可將腹孔112設置于遠離拋物線曲面121的一端，而當腹孔112有多個時，則各腹孔112應沿懸鏈線曲面111在水平面上投影的長度方向依次排列。本實用新型還可以提供一種優化方案，為上述兩種優化方案的結合形式，即懸鏈線曲面111上方的拱圈本體1填充有輕質填料，同時還在其上開設有至少一個腹孔112，而拋物線曲面121上方的拱圈本體1對其材質以及結構無需改變，采用重質填料制成。
[0023]參見圖1-圖3，本實用新型實施例還提供一種拱橋，包括橋面以及至少一個上述的拱圈，各拱圈支撐橋面，且當拱圈具有多個時，各拱圈均沿橋面的長度方向依次排列。本實施例中，將上述的拱圈應用于拱橋上，拱橋為上承式結構，通過拱圈對橋面形成支撐，不但結構比較穩定，而且達到形成異型拱橋的目的。
[0024]以上所述僅為本實用新型的較佳實施例而已，并不用以限制本實用新型，凡在本實用新型的精神和原則之內，所作的任何修改、等同替換、改進等，均應包含在本實用新型的保護范圍之內。
【主權項】
1.一種上承式異型拱圈，包括拱圈本體，其特征在于:所述拱圈本體具有懸鏈線曲面以及拋物線曲面，所述懸鏈線曲面與所述拋物線曲面相對設置，且所述懸鏈線曲面在水平面上的投影長度大于所述拋物線曲面在水平面上的投影長度。2.如權利要求1所述的上承式異型拱圈，其特征在于:所述懸鏈線曲面由所述拱圈本體的頂點按照懸鏈線向下延伸形成，所述拋物線曲面由所述拱圈本體的頂點按照拋物線向下延伸形成。3.如權利要求2所述的上承式異型拱圈，其特征在于:所述拱圈本體包括采用輕質填料填充的第一部分以及重質填料填充的第二部分，且所述第一部分位于所述懸鏈線曲面的正上方，所述第二部分位于所述拋物線曲面的正上方。4.如權利要求2或3所述的上承式異型拱圈，其特征在于:所述拱圈本體于所述懸鏈線曲面正上方開設有至少一個腹孔。5.如權利要求4所述的上承式異型拱圈，其特征在于:所述腹孔為多個，各所述腹孔沿所述懸鏈線曲面在水平面上投影的長度方向依次排列。6.如權利要求1所述的上承式異型拱圈，其特征在于:所述懸鏈線曲面在水平面上的投影長度與所述拋物線曲面在水平面上的投影長度比例不小于1.618:1。7.一種拱橋，包括橋面，其特征在于:還包括至少一個如權利要求1-6任一項所述的上承式異型拱圈，各所述上承式異型拱圈支撐所述橋面，且各所述上承式異型拱圈沿所述橋面長度方向依次排列。
【專利摘要】本實用新型涉及橋梁設計，提供一種上承式異型拱圈，包括拱圈本體，所述拱圈本體具有懸鏈線曲面以及拋物線曲面，所述懸鏈線曲面與所述拋物線曲面相對設置，且所述懸鏈線曲面在水平面上的投影長度大于所述拋物線曲面在水平面上的投影長度；還提供一種拱橋，包括上述拱圈。本實用新型的拱圈中，拱圈本體具有相對設置的懸鏈線曲面與拋物線曲面，且兩者在水平面上的投影長度也不一致，其可以在一定程度上減小兩者產生的彎矩，保證拱圈本體結構的穩定性，而將上述的拱圈應用于拱橋上時，拱圈可以對橋面形成支撐，不但承重穩定，而且達到異型拱橋的目的。
【IPC分類】E01D4/00
【公開號】CN205088557
【申請號】CN201520828864
【發明人】王銀剛, 李玉美
【申請人】中鐵第四勘察設計院集團有限公司
【公開日】2016年3月16日
【申請日】2015年10月21日