[发明专利]基于弯压设计理论的大跨度组合拱桥及设计建造方法

权利要求书

1.一种基于弯压设计理论的大跨度组合拱桥，其特征在于，所述拱桥包括能够承受拉力或压力作用的拱脚段(1)和空腹结构的拱腹-拱顶段(2)；

拱脚段(1)的拱轴线部分为收敛式的复合曲线，其曲率发生变化；

所述空腹结构为钢结构；

根据大跨度组合结构拱桥复合式拱轴线一般方程计算确定所述复合曲线，所述一般方程为：

4m²[(x-x₀)cosa+(y-y₀)sina]²+[(x-x₀)sina-(y-y₀)cosa]²＝m²l

其中，m:拱轴线系数；l:跨度；f:矢高，f＝ml；a:长轴，a＝l/2；b:短轴，b＝f；x₀、y₀:x'o'y'直角坐标系沿着x、y轴平移的距离。

2.根据权利要求1所述基于弯压设计理论的大跨度组合拱桥，其特征在于，拱脚段(1)的线型为圆曲线、抛物线或复合曲线；

拱腹-拱顶段(2)的线型为抛物线或悬链线；

拱脚段(1)与拱腹-拱顶段(2)为刚性连接，结构连续，两者之间连接点的切线斜率一致，拱脚段(1)的曲率逐渐变大直至接近90度。

3.根据权利要求2所述基于弯压设计理论的大跨度组合拱桥，其特征在于，拱脚段(1)与拱腹-拱顶段(2)之间的截面是突变或渐变的，其中拱脚段(1)的截面惯性矩大于拱腹-拱顶段(2)的截面惯性矩。

4.根据权利要求3所述基于弯压设计理论的大跨度组合拱桥，其特征在于，所述拱桥还包括具有拱脚支撑面(31)的拱脚支撑基础(3)，拱脚支撑面(31)水平方向呈A倾角。

5.根据权利要求1所述基于弯压设计理论的大跨度组合拱桥，其特征在于，所述拱桥还包括纵梁、横梁，纵梁、横梁与拱脚段(1)和拱腹-拱顶段(2)组成刚性固结结构体系。

6.根据权利要求1所述基于弯压设计理论的大跨度组合拱桥，其特征在于，所述拱桥由权利要求2和5中的拱桥组合而成。

7.一种基于弯压设计理论的大跨度组合拱桥设计建造方法，其特征在于，所述方法包括步骤：

预制收敛式复合曲线的拱脚段和空腹结构的拱腹-拱顶段；预制拱脚支撑面水平方向呈A倾角的拱脚支撑基础；

固定两个拱脚支撑基础，并将两个拱脚段分别与所述拱脚支撑基础对接；

将所述拱腹-拱顶段的两端分别与所述拱脚段对接；

根据拱桥各结构的结构系数判断所述拱桥是否可靠，若是，则，所述拱桥投入使用；

步骤“预制收敛式复合曲线的拱脚段和空腹结构的拱腹-拱顶段”具体为：

根据大跨度组合结构拱桥复合式拱轴线一般方程，获取拱桥的复合曲线，所述复合曲线包括收敛式复合曲线的拱脚段和空腹结构的拱腹-拱顶段；

所述大跨度组合结构拱桥复合式拱轴线一般方程为：

4m²[(x-x₀)cosa+(y-y₀)sina]²+[(x-x₀)sina-(y-y₀)cosa]²＝m²l

其中，m:拱轴线系数；l:跨度；f:矢高，f＝ml；a:长轴，a＝l/2；b:短轴，b＝f；x₀、y₀:x'o'y'直角坐标系沿着x、y轴平移的距离；

所述步骤“预制拱脚支撑面水平方向呈A倾角的拱脚支撑基础”具体为：

根据所述复合曲线制作刚性固结结构体系，所述刚性固结结构体系包括纵梁、横梁、拱脚段和拱腹-拱顶段；预制拱脚支撑面水平方向呈A倾角的拱脚支撑基础。