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- 1、为什么桥大多设计成拱形的？
- 2、最新进展！郑州彩虹桥旧桥首孔62米钢桁拱开始横移拆解施工
1、为什么桥大多设计成拱形的？
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桥梁的重要受力是桥面的荷载重量及自身重量，都是垂直向下的，采取拱形可以将垂直受力转移到横向的桥墩或岸边的地面，这样可以加宽桥梁下面的通道宽度，减少桥墩数目，因此，桥梁大多设计成拱形。
桥梁是指架设在江河湖海上，供车辆、人们顺利通行的建筑物，在日常生涯中，经常可以见到。而且，他们的种类多种多样，按用处分，有铁路桥、公路桥、公铁两用桥、人行桥，按跨越障碍分，有跨河桥、跨谷桥、跨线桥。总之，它们就是一种非常广泛的存在。那么，大家有没有发明其中大多数桥都有一个共同的特点，那就是他们都为拱形的，知道这是为什么吗？
生涯中，我们见过许许多多的桥。这些桥大多设计成拱形的，这是为什么呢？为什么不设计成凹形的呢？况且设计成拱形的桥，还会给交通造成不便。因为如果是跨度比拟小的桥梁还无所谓，如果是跨度较大的桥梁，就会拱顶很高，进而使得坡度比拟大，这样一来，无论是行人还是车辆通过时，都非常不便。如果设计成凹形的桥，汽车还会省油，因为汽车在向下行驶时，会有一个向前冲的力，具有必定的势能，这个势能便可以赞助它顺利地达到桥的那一端。难道我们的桥梁专家不明确这一点吗？
实际上，我们的桥梁专家怎么会不明确呢，设计成拱形不仅仅是雅观好看，这里面还蕴含必定的力学原理的。
桥设计成拱形，是因为当汽车经过时，桥所蒙受的压力比拟小，桥体所须要的支持力便小。而相比之下，凹形桥蒙受的压力较大，桥体所须要的支持力便大。这是为什么呢？因为无论是拱形桥还是凹形桥，当汽车通过大桥时，由于汽车方向的转变发生的向心加速度，须要向心力F。拱形桥的圆心在桥下方，因而向心力方向向下，这样就使得自身重力mg与支持力N1的合力向下，即支持力小于重力，也就是拱形桥耐重。F=Mg-N1，所以 N1=Mg-F。凹形桥的圆心在桥上方，因而向心力F就向上，这就使重力Mg与支撑撑力N2的合力向上，即支持力大于重力。也就是凹形桥不耐重。F=N2-Mg，所以 N2=F+Mg。由此看来，如果仅仅是为了汽车省那么一点点油而转变桥的设计，那么岂不是抓不住重点了。
此外，我们还可以这么懂得。众所周知，球形比任何形状都牢固。因为球形的任何一个处所受力，力都可以向四周均匀地疏散开来。这也就是为什么我们生涯中常见的伟大的贮油罐要做成球形的。还有我们生涯中常见的灯泡，虽然是比拟易碎的玻璃制成的，但做成了球形也就比拟牢固了。
我们都有过相似的阅历，把蛋壳放在两手的掌心之间，挤压它的两端，并不会像我们想的那样因为鸡蛋壳薄而易碎，而是须要使出很大的力量。这也是因为球形比拟牢固的原因。球形也是若干个拱形的组合，因此拱形也具有此特色。这也是为什么桥要设计成拱形的原因了，因为它更牢固，可以使受力疏散，进而桥体的承重力加大。
我国拱形桥的代表便是坐落在河北省赵县洨河上的赵州桥。这座桥建于隋代，距今已有约1400年的历史，由有名匠师李春设计和建造，是当今世界上现存最早、保留最完美的古代石拱桥。
2、最新进展！郑州彩虹桥旧桥首孔62米钢桁拱开始横移拆解施工
大河报记者 蔡君彦 摄影 白周峰
寒冬时节，郑州彩虹桥正在经历“涅槃重生”。11月20日上午，随着中铁大桥局彩虹桥项目部经理侯守飞一声令下，在亚洲最大的铁路编组站上方，郑州北三环彩虹桥中段一孔62米钢桁拱桥在两台200吨连续千斤顶的拖拉下，开始从原桥位向北侧拆桥平台滑移。本次首孔钢桁拱的横移，标志着郑州彩虹桥及接线拆解与新建工程迎来重大进展----彩虹桥旧桥拆除正式进入横移拆解施工阶段。
郑州彩虹桥及接线拆解与新建工程西起电厂西路（接科学大道立交），东至南阳路/江山路（接南阳路立交），全长1939米，计划总工期600天。
该工程自西向东共分为西引桥段、西侧涉铁段、中引桥段、东侧涉铁段及东引桥段4个标段。其中，彩虹桥主桥西侧涉铁段4跨共计368米上跨郑北编组站，为彩虹桥及接线拆解与新建工程中的重中之重。
早在今年7月15日，彩虹桥正式开始桥梁主体拆解施工。目前，中间两跨2×62米桥跨及东侧122米跨桥面板已全部完成拆除；西侧122米跨桥面板已拆除45米，剩余77米。钢桁拱横移顶推平台已搭建完成，横移系统全部完成并具备钢桁拱横移条件。
有人好奇：一般的桥梁都在原位拆除，为什么彩虹桥拆除要横移施工呢？记者了解到，这与彩虹桥横跨亚洲最大铁路编组站、施工条件复杂而特殊有关。
据中铁大桥局彩虹桥项目总工程师闫斌介绍，彩虹桥为122+62+62+122米四跨简支钢管混凝土桁梁桥。主桥自西向东分别跨越郑州铁路北编组站的上发场、机务折返段、下到场，桥下股道密集，各股道均为电气化铁路。桥梁南北两侧为北三环下穿辅道，车流量大。复杂的周边环境使得原位拆除将对铁路行车安全及北三环辅道正常通行造成极大的安全风险。因此，彩虹桥拆除采用的方案是：首先，将中间两孔62米梁通过横移支架系统，横移至北侧辅道以北的安全区拆解，然后，将东西两侧的122米梁纵向顶推至中间已拆除的两孔桥跨位置，最后，再横移至北侧安全区拆解。
本孔钢桁梁横移由布设在东西两侧横移滑道上的两台200吨智能连续拖拉千斤顶以同步速率，将62米长、重约800吨的钢桁梁从原桥位自南向北拖拉到拆解平台后进行拆除。为确保旧桥结构的安全性和稳定性，考虑到横移过程中钢桁梁变形、横移支撑系统受力变化、移动冲击荷载等因素，通过数字化动态模拟、分析及自动化控制，将横移速度控制在10米/小时以内，并实现东西两侧横移的同步性。在横移过程中，通过应力传感器及测量设备实时监控钢桁梁及横移支架系统的应力状态及线形变化，确保横移施工安全。横移到位后，采用履带吊机将旧桥分节段拆解完成。
按照施工计划，预计12月20日完成中间西跨62米钢桁拱横推至北侧进行拆解；2022年4月15日前完成东侧122米钢桁拱纵横移至北侧拆桥平台拆解；5月31日前完成西侧122米钢桁拱纵横移至北侧拆桥平台拆解。
自彩虹桥开工以来，面对疫情、洪灾及复杂的施工环境等诸多挑战，在郑州市委、市政府的正确领导下，在郑州市城乡建设局、郑州铁路局、郑州铁路建设管理有限公司及各级地方政府的全力支持下，中铁大桥局迅速组织精干项目管理团队跑步进场，优化施工方案，狠抓措施落实，加快工程进度，旧桥拆解和新建桥各项施工建设跑出了“加速度”。
郑州彩虹桥旧桥是郑州北区东西向的咽喉要道，1994年底建成通车，彩虹桥建成时，在钢桁拱形桥中位居全国第一，也创造了“亚洲第一跨”的奇迹。近年来，由于桥梁通行压力不断加大，该桥经过多次整修后仍无法满足市民出行需求，不断出现的隐患，也严重影响了铁路的运营安全，2019年10月26日封闭后，确定要拆解重建。这道郑州的亮丽风景线，承载了郑州市民20余年美好记忆。
在彩虹桥旧桥拆除的同时，新建彩虹桥施工同步进行，新建彩虹桥采用(121+125+121)米下承式三跨连续单拱肋钢箱系杆拱桥，主桥全长369米，桥宽38米，设计为双向8车道，计划2023年10月份完成跨北编组站桥梁建设。当一座更加绚丽的彩虹桥在原地“长成”，既保留了历史记忆，又富有时代气息，依旧是这座城市一道亮丽的风景。
来源：大河新闻 编辑：李钰
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