[其他]拱索桥

说明书

本发明属于桥梁领域。

就目前已有的大跨度桥梁技术看，单跨最大的莫过于悬索桥，此桥在一定的跨度范围内，在某种特定的条件下，具有最低的造价。但建造这类桥必须在桥体两端陆地制作钢索锚锭基础，并通过它给悬索一个拉力，为此，在这类桥梁的设计中必须把很大一笔钱埋入桥体两端的地下。如日本的关门桥每个钢索锚锭基础混凝土用量达53万立方米。这样，长期以来，人们一直思索一个问题：即在大跨度悬索桥的设计中，如果能够去掉起拉力作用的锚锭基础，就能大大降低其造价与缩短建造工期。

本发明提出的拱索桥，就是根据上述要求，去掉了起拉力作用的实体，从而降低了悬索桥的造价和缩短建造工期的一种方案。

本发明的基本要点是：

1、整体构思

设一桥体，重量为Ma，将其 1/(n₁) ·Ma＝Mb的重量由悬索吊拉，Mb＜Ma。 1/(n₂) ·Ma＝Mc的重量由钢拱吊拉，Mc＜Ma。设悬索在两端的拉力F₁与钢拱在两端的推力F₂相等，方向相反：

我们现把悬索两端与钢拱两端结合在一个构件上，构件的合外力为

这样，钢拱需要的推力由悬索的拉力去满足，悬索需要的拉力由钢拱推力去满足，这一对力在构件内互相作用，对桥外不找受力体，从而消除了悬索桥需要的钢索锚锭基础。

2、基本结构

具体见图1桥式，a₁为悬索的墩塔，a₂为钢拱的桥墩，a₃为钢桁桥，a₄为悬索，a₅为钢拱，a₆为悬索的吊索，a₇为钢拱的吊索。a₈为悬索与钢拱的结合钢座。

本发明所具有的优点是：

1、由于去掉了悬索桥起拉力作用的实体，钢拱分担了单一悬索桥的悬索原来吊拉重量的一半左右，从而使悬索的用材减少及悬索墩塔变小，造价降低，钢拱的造价由零上升，但钢拱的总造价不大于整个锚锭基础的造价与降低了的悬索及墩塔造价的两项之和，这样，整个拱索桥的造价将低于悬索桥的造价，并且由于去掉了锚锭基础的施工过程，使整个桥梁的建造工期缩短。

2、由于整个钢桁桥的全部重量由索与拱两个实体来承担，从而降低了单一悬索桥需要的那种高强度材料的要求，使材料的来源及供应更加容易。

3、由于整个桥体由悬索与钢拱这种相互制约并具有互补作用的结构分配重量，这样，整个桥体更加稳定。表现为，若悬索承担的力在两端的反应上大于拱的推力，那么这个力差可通过两端钢座迅速得到平衡反之一样。

实施本发明的最好方式是：

1、根据整个通车道的宽度要求，拱索桥可由两条，或多条平行桥并列而成，如桥面需要14米，可设两座平行桥，每座宽7米，这样可降低桁桥横梁的强度，使之降低造价。

2、悬索的吊索与钢拱的吊索各在桥两边。每一边的钢拱又可由两拱并列而成，两拱的中间间隙放悬索的吊索。这样可增加稳定性及解决钢拱与悬索在空间位置上的独占性，使之互不矛盾。