tubular arch

拱体无铰且拱脚固定的拱形结构。

拱脚为铰接的拱形结构。

2. 1. 11 三铰拱

槽钢标准拱脚为铰接且拱体有一铰接节点（一般位于拱顶）的拱形 结构。

2. 1.12 矢高 rise of arch

拱形结构轴线顶点到两拱脚连线的距离

2.1. 13 矢跨比

拱形结构轴线顶点到两拱脚连线的距离与拱脚间距 比值。

拱形结构在外荷载作用下由于拱轴线压缩变形，导致 面内由上凸的位形突然失去稳定，转变为下凹的位形

从设计图纸中确定的构件或节点的空间位置坐标，是 工完毕的目标位形

2.1.17施工变形预调值

结构安装时构件或节点的位形与设计位形的坐标差值。按照 施工变形预调值安装结构，其成型状态能满足设计位形的要求。

采用临时支撑进行安装的钢结构工程，构件安装完毕后按照 定顺序逐步拆除临时支撑的过程。

2.2.1作用和作用效应设计值

H 集中荷载； g—分布荷载集度;

NH 拱脚水平推力； M弯矩; N 轴心力； V 剪力。

E、Es 钢材的弹性模量； E。 混凝土的弹性模量； Es 钢管混凝土的组合轴压弹性模量： G 钢材的剪变模量： f 钢材的抗拉、抗压和抗弯强度设计值： fv 钢材的抗剪强度设计值； fy 钢材的屈服强度（或屈服点）； f 混凝土抗压强度设计值； fek 混凝士抗压强度标准值： fsc 钢管混凝土组合轴压强度设计值： 6 正应力； T 剪应力； 8 结构变形值； 0 质量密度

A截面面积； A。—等效截面面积; Ac 单根分肢钢管内混凝土的截面面积： 单根平腹杆钢管的截面面积； Ad 单根斜腹杆钢管的截面面积； As 单根分肢的钢管面积； Asc 钢管混凝土构件的组合截面面积； I—毛截面惯性矩; I 混凝土毛截面惯性矩； Isc 钢管混凝土组合截面毛截面惯性矩：

2.2.4计算系数及其他

Yx、Yy 对主轴、y的截面塑性发展系数； 钢管混凝土的约束效应系数标准值，设计值用5。 表示； K 拱脚推力计算系数； Kao一 拱形钢结构弹性弯扭屈曲系数； ka一 腹板开孔钢拱的平面内弹性屈曲系数； kcr 长期荷载作用对钢管混凝土拱结构的影响系数； Ksn 跃越屈曲计算系数

3.1.1拱形钢结构宜采用Q345、Q390、Q420和Q460 其质量与性能应符合现行国家标准《碳素结构钢》GB/T 《低合金高强度结构钢》GB/T1591的规定。

3.1.2拱形钢结构处于侵蚀性介质的外露环境或对耐腐蚀有特 别要求时，可采用符合现行国家标准《耐候结构钢》GB/T4171 的焊接耐候钢

3.1.3拱形钢结构所用钢材应具有抗拉强度、伸长率、屈服强

和硫、磷含量的合格保证，对焊接结构尚应有碳当量的合格 同时，焊接承重结构以及重要的非焊接承重结构采用的钢 应具有冷弯试验的合格保证。对需要验算疲劳的结构所用 尚应有冲击韧性的合格保证。

还应具有冷弯试验的合格保证。对需要验算疲劳的结构所用钢 材，尚应有冲击韧性的合格保证。 3.1.4承受地震作用并可能进入弹塑性工作状态的拱形钢结构 构件，其钢材性能除应符合本规程第3.1.3条的规定外，尚应符 合屈强比不大于0.85，伸长率不小于20%且其有良好的可焊性 和合格的冲击韧性等附加性能要求。

件，其钢材性能除应符合本规程第3.1.3条的规定外，尚应 出强比不大于0.85，伸长率不小于20%且其有良好的可焊 合格的冲击韧性等附加性能要求。

3.1.5拱形钢结构中，厚度大于或等于40mm的钢板，因焊接

约束力与工作拉应力作用，在沿板厚方向承受较大拉应力时，应 按现行国家标准《厚度方向性能钢板》GB5313的规定，附加保 证厚度方向性能要求，其板厚方向的断面收缩率不应小于15%。

3.1.6拱形钢结构可采用焊接或轧制型材与管材。当采用钢管 时，应符合下列规定： 1圆钢管宜选用符合现行国家标准《直缝电焊钢管》GB/ T13793的直缝焊接圆钢管，其规格宜按现行国家标准《结构用 冷弯空心型钢尺寸、外形、重量及允许偏差》GB/T 6728或本

1 圆钢管宜选用符合现行国家标准《直缝电焊钢管》G 3793的直缝焊接圆钢管，其规格宜按现行国家标准《结构 弯空心型钢尺寸、外形、重量及允许偏差》GB/T6728或

规程附录A选用： 2圆钢管选用热轧无缝钢管时，其材质、性能等应符合现 行国家标准《结构用无缝钢管》GB/T8162的规定； 3矩形钢管宜选用符合现行行业标准《建筑结构用冷弯矩 形钢管》JG/T178的焊接矩形钢管，并要求为I级产品，其规 格可按本规程附录A选用。

3.1.7索拱结构中索体可米用钢丝绳、钢绞线、钢丝束和钢拉

1钢丝绳应符合现行国家标准《重要用途钢丝绳》G 8918的规定； 2钢绞线索应符合现行行业标准《高强度低松弛预应力热 镀锌钢绞线》YB/T152和《镀锌钢绞线》YB/T5004的规定； 3钢丝束索及其外防护层应符合国家现行标准《桥梁缆索 用热镀锌钢丝》GB/T17101和《建筑缆索用高密度聚乙烯套 料》CJ/T 297的规定; 4钢拉杆应符合现行国家标准《钢拉杆》GB/T20934的 规定。

钢》GB/T699、《合金结构钢》GB/T3077和《一般工程用 碳钢件》GB/T 11352的规定。

3.1.9拱形钢结构所用铸钢节点，其钢材牌号、质量与 技术条件应符合现行国家标准《焊接结构用铸钢件》GB 的规定。

钢材的钢号、等级、对钢材力学性能、工艺性能的附加要求以及 钢材质量、性能所依据的标准名称等

拱形钢结构的焊接材料应符合下列规定： 手工焊接采用的焊条，应符合现行国家标准《碳钢焊条》

GB/T5117或《低合金钢焊条》GB/T5118的规定，选择的焊 条型号应与主体金属力学性能相适应： 2埋弧焊用焊丝和焊剂，应符合现行国家标准《埋弧焊用 碳钢焊丝和焊剂》GB/T5293、《埋弧焊用低合金钢焊丝和焊剂》 GB/T12470及《气体保护电弧焊用碳钢、低合金钢焊丝》GB/ T8110的规定； 3熔化嘴电渣焊和非熔化嘴电渣焊采用的焊丝，应符合现 行国家标准《熔化焊用钢丝》GB/T14957的规定； 4焊材的强度与性能应与母材相匹配，当两种不同强度的 钢材焊接时宜采用与低强度钢材相适应的焊接材料。 3.2.2拱形钢结构螺栓连接的材料应符合下列规定： 1普通螺栓应符合现行国家标准《六角头螺栓》GB/T 5782和《六角头螺栓C级》GB/T5780的规定； 2高强度螺栓应符合现行国家标准《钢结构用扭剪型高强 度螺栓连接副》GB/T3632或《钢结构用高强度大六角头螺栓》 GB/11228、《钢结构用高强度大六角螺母》GB/11229与《钢 结构用高强度大六角头螺栓、大六角螺母、垫圈技术条件》GB/

3.2.2拱形钢结构螺栓连接的材料应符合下列规定

3..2拱形钢结构螺性连接的材科位付自下别规 1普通螺栓应符合现行国家标准《六角头螺栓》GB/T 5782和《六角头螺栓C级》GB/T5780的规定； 2高强度螺栓应符合现行国家标准《钢结构用扭剪型高强 度螺栓连接副》GB/T3632或《钢结构用高强度大六角头螺栓》 GB/T1228、《钢结构用高强度大六角螺母》GB/T1229与《钢 结构用高强度大六角头螺栓、大六角螺母、垫圈技术条件》GB/ T1231的规定，

土，宜优先采用高性能自密实混凝土。强度等级宜采用C30～ C80，水灰比应控制在0.45以下。

主：采用泵送混凝土且无实测数据时，表中高强混凝土的弹性模量E应乘折 数0.95

4.1.1拱形钢结构的截面形式与轴线形状、节点构造与拱脚构

4.1.1拱形钢结构的截面形式与轴线形状、节点构造与 造，应根据建筑物的功能要求、荷载条件、跨度大小、施 及基础条件综合确定。

4.1.2拱形钢结构可选用等截面或变截面的实腹式截面拱、腹

板开孔钢拱、钢管架拱、钢管混凝土拱以及上述各种形 拱与拉索（或拉杆)、撑杆组合形成的索拱结构。

1.3拱形钢结构的轴线形状可选用圆弧形、抛物线形、椭 形、悬链线形以及变曲率线形等，拱脚约束条件可采用铰接 接等。

4.1.4当拱形钢结构为非落地拱时，其支承柱或

足够的刚度和承载力以抵抗拱脚推力。当拱脚沉降或侧 时，应考虑对无铰拱与两铰拱受力性能的影响

4.1.5拱形钢结构的选型应考虑面外支撑的设置要求。面外

4.2.1拱形钢结构宜根据荷载及荷载效应组合的控制工况，进 行轴线形状的优化分析。全跨水平均布竖向荷载作用的控制工 况，宜优先选用抛物线拱。沿轴线均布竖向荷载作用的控制工 况，宜优先选用悬链线拱。

式截面拱可采用工字形截面、箱形截面或圆管截面。腹板开孔钙 拱可采用工字形或组合截面，组合截面的翼缘可采用钢板、圆钢 管或矩形钢管等形式，腹板上可开圆形、椭圆形、方（矩）形以

及六边形孔等（图4.2.2）

图4.2.2腹板开孔钢拱

4.2.3钢管析架拱可采用平面桁架和立体桁架。立体桁架可采

4.2.3钢管桁架拱可采用平面桁架和立体桁架。立体桁架可采 用三角形、矩形及梯形截面等（图4.2.3），其弦杆与腹杆可采 用圆钢管、矩形钢管或其他型钢等，斜腹杆与弦杆的夹角算控制 在30°～60°范围内。对于三角形截面的钢管架拱，宜优先选 择正三角形截面。

图4.2.3 钢管桁架拱

索拱结构应综合考虑拱轴线的形式、失跨比、主要荷载 支座条件、使用功能及构造要求等因素确定合理的布索形

类型、支座条件、使用功能及构造要求等因素确定合理的

4.2.5车辐式索拱的失跨比宜选择在0.3～0.5之间，索盘位置 应控制在拱脚连线之上，宜位于拱矢高的一半附近。 4.2.6钢管混凝土拱截面可选用单钢管混凝土截面、哑铃形截 面、桁架式截面等。碰铃形截面与桁架式截面的弦杆可采用钢管 混凝土构件，且不宜断开，腹杆可采用圆钢管或者方矩管（图 4.2.6)。

【a单钢管混凝士截面

图4.2.6钢管混凝士拱

4.3.1拱形钢结构节点选型与设计应遵循构造简单、整体刚度 好、传力明确、安全可靠、节约材料和施工方便等原则 4.3.2实腹式截面拱、腹板开孔钢拱的拼接节点可采用对接焊 缝连接、法兰连接或端板连接。钢管桁架拱的弦杆宜通长设置， 復杆与其连接可采用直接相贯焊接或通过节点板连接。节点构造 与计算应符合现行国家标准《钢结构设计规范》GB50017的 规定，

4.3.3索拱结构中的钢索可穿过拱体截面锚固在上

过夹具或锚具连接于拱体或其连接板上。单撑杆与拱体的连 点宜采用接连接。

当撑杆在索轴线平面内呈V字形布置时，索与撑杆宜采用滑动 节点，或施工张拉成型后再与撑杆节点固定，形成非滑动节点。 当撑杆为单杆且与拱体铰接连接时，其撑杆与拉索的连接节点应 采用非滑动节点。

4.3.5车辐式索拱结构的索盘可采用平板节点、铸

式（图4.3.5)。

图4.3.5车辐式索拱结构的索盘

4.3.6在钢管混凝土桁架拱中，腹杆宜与弦杆直接相贯焊接或 通过节点板连接，可采用图4.3.6的构造形式。

图4.3.6钢管混凝土桁架拱中腹杆与弦杆的连接

3.7当钢管混凝士拱的跨度超过30m时，可在跨中设置汽 接节点（图 4. 3. 7),

3.7钢管混凝土拱跨中法兰拼接

4.4.1拱脚支座应采用传力可靠、连接简单的构造形式，并应 符合计算假定。

结构（位于支承结构上时）的影响，并采取相应措施。

4.4.3实腹式截面拱采用接拱脚时，可设置拱脚加劲肋并采 用销轴连接；拱脚刚接时，拱脚部位的截面高度宜适当扩大，或 采取加强措施如设置加劲肋或填充混凝土等。腹板开孔钢拱的拱 脚附近宜避免开孔

4.4.4钢管桁架拱采用铰接拱脚时，可将各分肢在

5.1.1拱形钢结构的内力与变形分析应考虑永久荷载、可变荷 载以及它们的组合作用，还应根据具体情况考虑施工安装荷载 地震、支座沉降和温度变化等作用。荷载的标准值、分项系数 组合系数等，应按现行国家标准《建筑结构荷载规范》GB 50009的规定取值。 5.1.2对于风荷载、雪荷载等可变荷载，应考虑其在拱轴线平

1.2对于风荷载、雪荷载等可变荷载，应考虑其在拱轴线 内的最不利分布作用，还应考虑其可能在拱平面外产生的不 用。

5.1.4拱形钢结构的拱脚支承结构应具有足够的承载力

当拱脚支承结构变形较大时，在计算中应考虑拱脚位移的影响 建立包含支承结构的整体模型或等效弹性支承模型进行分析。 5.1.5跨度大于120m的拱形钢结构，应考虑温度变化对内力

当拱脚支承结构变形较大时，在计算中应考虑拱脚位移白 建立包含支承结构的整体模型或等效弹性支承模型进行分

5.2.1两铰拱与三铰拱在竖向荷载作用下任意截面C处的内力 （图5.2.1)，可按下式计算：

图5.2.1)，可按下式计算：

截面的轴力（N），以拉力为正； 截面的剪力（N），以使隔离体顺时针转动为正； J一一 截面C的纵坐标（m），向上为正： θ…一截面C处拱轴切线与 X轴所呈的锐角，左半拱为 正，右半拱为负； NH一一拱脚水平推力（N）。 注：上标0表示等代梁的内力，下标C表示拱的截面C处的内力。

图 5. 2. 1 拱的内力计算

5.2.2承受竖向荷载作用的等截面两铰拱及无铰拱，其拱脚推 可按式（52 21计管

5.2.2承受竖向荷载作用的等截面两铰拱及无铰拱，其拱脚推

NH = KiK2 Nd

承受全跨或半跨水平均布荷载

低受拱顶集中或1/4跨集中荷

式中:L 拱的跨度（m)。

5.2.3承受竖向荷载作用的三铰拱，其拱脚反力可按下列公式 计算：

Ma Nv = Na

5.2.4实腹式等截面圆弧形两铰拱的竖向变形可按下列公式

市政工艺、技术竖向均布荷载作用下：

坚竖向集中荷载作用下！

a1 qL 2GA EI

FL3 FL a} + α2 GA EL

2竖向变形可按下列公式计算： 竖向均布荷载9作用时：

图5.2.5腹板开圆形孔钢拱的等效示意

=al qL IqL EL 2

土建标准规范范本竖向集中荷载F作用时！