鋼拱
關注創建者：chenX 創建時間：2021-03-10
鋼拱的實例教程
暴露在結構外面的拋物線拱跨越鐵軌，既展現了動感的外觀，又有著高效的材料利用效率。
交易大樓共10層，由四個7層高的鋼拱支撐，拱腳落在鐵軌兩旁的混凝土柱子上。柱子之間的凈距達到78m。底部則是一層樓高的桁架，支撐起首層廣場。
玻璃幕墻的外面，鋼拱與柱子直接相連。鋼拱采用以直代曲的方式，直線鋼構件拼接點位于鋼柱和鋼拱的交點。鋼梁直接與鋼柱相連，內部采用桁架梁，與鋼柱連接的節點處為實腹梁。力流的傳遞路徑是：樓板—鋼梁—鋼柱—拱—基礎。輕松地創造了內部比較自由的無柱辦公空間。
為了保證拱的穩定性，SOM采取了兩個措施。首先，在拱的上部區域，為了讓樓板對拱形成“橫隔板”一樣的約束，在拱平面內布置鋼梁，且通過斜撐，將鋼梁與樓板組成一個整體。
▲鋼梁與樓板之間的斜撐
另一個措施，立面上輻射狀斜撐從二層中點撐向拱的兩個三分點，這兩個支撐有效增強了拱在不均勻荷載下的剛度和穩定性。
▲有無斜撐時，不均勻荷載下的變形圖
拱柱腳推力很大，為了解決推力，在底部通過拉桿連接兩個拱腳。拱腳一端是固定鉸支座，一端是滑動橡膠支座。
▲拱腳和拉桿節點
要把承重鋼結構完美地暴露出來，防火是繞不開的問題。如果柱子支撐等豎向構件的防火要求是三小時，那么拱需要采用厚型防火涂料，則我們看到的建筑效果將大打折扣。
因此，SOM采用了一種經過特殊處理得雙層防火玻璃，通過這種玻璃將外露的結構與火源或熱源隔離開，說服當地消防部門在外露的鋼結構上采用膨脹型防火涂裝。
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因為拱是鋼箱做的，按照工程給的CAD圖逐個描點繪制路徑，然后采用同一截面掃掠，結果出現有的掃掠能出現正常部件，有的掃掠出現某些單元丟失的現象，經查找幾何診斷，發現可能是兩段的幾何沖突，請問這種問題該如何解決，有快速解決的辦法嗎？
我想過每一段單獨做出來然后合并，但是這樣工作量太大，因為該橋有四個拱，而且合并會導致尺寸和原來不一致，后面的工作也不再準確。
▲2018年12月10日即將合龍的 怒江特大橋
怒江特大橋位于云南省保山市施甸縣與龍陵縣交界處，橋型為上承式鋼桁拱橋，全長1024.2米，橋面寬24.9米，設計為四線車站橋，可允許4列火車同時停靠。江面到橋面的高度為211米，大橋主跨采用跨度達490米的鋼桁拱梁，一跨飛越怒江天塹，是目前世界上同類型鐵路橋梁的最大跨度。
▲ 怒江特大橋橋型布置
▲2018年12月10日即將合龍的 怒江特大橋
緊挨著怒江特大橋的還有另一座在建的超級工程，這就是全長34.538公里的大瑞鐵路高黎貢山隧道。高黎貢山隧道是目前在建的中國第一鐵路長隧。自2017年12月1日“彩云1號”TBM始發掘進以來，已多次遭遇節理裂隙破碎帶施工，成功處理4次因不良地質導致的TBM掘進受阻。并創造了單班最高進尺21.57米、日最高進尺32.662米、連續3天最高進尺89.855米的良好成績。
▲高黎貢山隧道
怒江特大橋一端連接高黎貢山隧道，另一端連接金剛園隧道。 大瑞鐵路從金剛園隧道出來，通過怒江特大橋 跨過怒江，緊接著就鉆進了高黎貢山隧道。也正是這個原因，使得怒江橋橋面距離溝底最終定格在230m，這就決定了一個大跨度橋梁的誕生。
▲建設中的怒江特大橋
怒江特大橋全橋用鋼量為4.6萬噸，相當于建設6.5座埃菲爾鐵塔的用鋼量。主跨的922根單體近100噸不同規格鋼桿件，要像搭積木一樣，使用80萬顆螺栓在距離江面230米的高空懸空拼裝組合，工程技術難度和風險國內罕見。
▲建設中的 怒江特大橋
▲建設中的 怒江特大橋
▲建設中的 怒江特大橋
▲建設中的 怒江特大橋
主桁拱用鋼量達2.7萬噸，每根鋼桿件都要從下往上吊，每個鋼桿件定位的誤差不超過2毫米，主拱的精度誤差不超過3毫米，這樣才能確保精準合龍。
展開 橋梁宣稱是最長的耐候鋼橋，西行橋獲得了1965年美國鋼結構協會大跨度橋梁獎。東行橋于1980年11月1日開通，橋長2374m，主跨300m 。漢密爾頓·菲什曾任美國第26任國務卿、紐約第16任州長。
2. 1967年11月2日，美國弗羅里達州杰克遜維爾的艾賽亞·D·哈特大橋(Isaiah David Hart Bridge)通車。大橋為連續桁架橋，全長1171.7m，橋寬19.7m，最大跨度331.6m，通航高度42.9m，艾賽亞·D·哈特是美國種植業主、奴隸主和佛羅里達州杰克遜維爾的創始人。
3. 1969年11月2日，日本長野縣長野大橋開通。長野大橋為橋長500.3m的連續鋼梁橋，橋寬22m。
4. 1970年11月2日，加拿大皮埃爾·拉波特大橋(Pierre Laporte Bridge)開通。橋梁又稱為新魁北克大橋，大橋為雙塔懸索橋，跨徑組合為186.5+667.5+186.5m，塔高116.05m，設雙向六車道 。
5. 1971年11月2日，美國華盛頓州亞基馬縣弗雷德·G·雷德蒙大橋(FredG. Redmon Bridge)開通。大橋又稱為塞拉河大橋，大橋為鋼筋砼上承拱橋，橋長407.51m，拱跨167.34m，橋梁建成時是美國最長的混凝土拱橋，橋梁獲得1971年華盛頓骨料和混凝土協會頒發的“混凝土應用卓越獎”。
6. 2014年11月2日，中國吉林省吉林大橋新橋正式竣工通車。吉林大橋分左右兩幅布置在老橋兩側，孔跨布置為（21+6x31+2x62+5x31+21m，共五聯，與老橋橋墩對齊布置。單幅橋寬17.5m，主跨采用鋼箱梁，其他跨采用小箱梁與鋼桁拱組合斷面，主跨外側布置裝飾鋼桁拱與引橋風格一致，橋墩采用連拱門型墩，與縱橋向橋側鋼桁拱相呼應，提煉老橋雙曲拱元素。
展開 MIDAS實際算例之板橋斜橋
25+35+25連續梁板單元分析.rar
鋼拱人行橋計算.rar
預應力彎橋.rar
鋼拱的最新內容
工程概況
賞月路橋位于湖南省長沙市賞月路起點附近,上跨龍王港河道,為跨越龍王港連接梅溪湖西延線與梧桐路的橋梁工程?主橋采用鋼箱梁系桿拱橋結構,引橋采用簡支現澆箱梁結構,跨徑布置為18m+78m+18m?兩側懸挑濱河慢行步道,橋面寬度為37.4~46.4m,為雙向六車道?鋼主梁為兩幅,縱向包括3道腹板和1道外封板的扁平箱梁截面,截面尺寸見圖1?
主橋采用跨徑為75m的系桿拱肋,主拱和鋼主梁互相垂直
?本實例為一下承式鋼管混凝土系桿拱橋，跨度125m，拱矢高25m，拱軸系數1.1，拱肋為一啞鈴型鋼混組合截面拱，橋面板為T板梁，主梁分別采用板單元和梁單元對比建模。
圖 17 梁與拱組合鋼橋
圖 18 梁與懸吊系統組合鋼橋
圖 19 梁與懸索+斜拉索組合鋼橋
圖 20 梁與斜拉索組合鋼橋
值得一提的是，鋼-混凝土組合結構橋梁，通過兩種材料的結合，可充分發揮混凝土抗壓和鋼材抗拉性能上的優勢，避免混凝土受拉開裂和鋼材受壓失穩。
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因為拱是鋼箱做的，按照工程給的CAD圖逐個描點繪制路徑，然后采用同一截面掃掠，結果出現有的掃掠能出現正常部件，有的掃掠出現某些單元丟失的現象，經查找幾何診斷，發現可能是兩段的幾何沖突，請問這種問題該如何解決，有快速解決的辦法嗎？
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3 實例
這個例子模擬了一個巷道開挖，開挖后使用3個環狀的梁結構元進行支護，在實踐中，這近似地對應于鋼拱結構的支護
工程實例，寶安體育場的索膜結構
寶安體育場（圖片來源：百度百科）
ABAQUS實現膜結構設計
考慮鋼拱的膜結構模型
分析結果——膜結構
悉尼海港大橋橋長1149m，主橋為鋼拱橋，拱跨503m，橋寬48.8m，在世界拱橋跨度排行榜中排第六位。主橋由兩個28塊拱形桁架組成，桁架高度為18~57m，拱頂距海面134m，炎熱的日子里鋼結構的膨脹會使拱高增加18cm。橋梁總鋼重為5.28萬噸，其中拱的重量為3.9萬噸。橋梁由600萬個鉚釘連接在一起，最大的鉚釘重3.5公斤，長39.5厘米。在拱門的兩端各有一對89米高的混凝土塔架。
大橋始建于1796年，由建筑師托馬斯特爾福德(Thomas Telford)設計，為上承式鋼拱橋，拱跨為40m。
3. 2016年2月25日，加拿大安大略省的尼皮貢河大橋(Nipigon River Bridge)重新開通兩條車道。該橋是一座雙塔斜拉橋，全長252m，寬37m，塔高75m，共2跨。該橋于2015年開放交通。
新樂大橋橋梁改建采用鋼拱中路式單跨型式設計，橋工段跨長100.5m，路工段引道長97.5m，全長合計198m，路寬凈斷面7m，兩側路肩區設置1.2m 標線型人行道。
12. 2018年2月12日，中國河南洛陽東環路跨洛河橋建成通車。
大橋全長810.10m，高約320m，主橋為上承式鋼桁拱，主跨為352m，引橋及拱上孔跨布置為3x24m+32m+2x48m+11x24m+2x48m+7x32m。
20. 2017年12月28日，中國湖北武漢沌口長江公路大橋正式通車。
