1.一种大跨度拱桥拱圈变截面高度的计算方法,其特征在于,包括如下步骤:将需要计算的大跨度拱桥拱圈任意位置的拱圈截面高度h定义为:拱顶截面高度hd与所在截面的拱轴水平倾角 的余弦的幂次方之比;根据预先拟定的拱顶截面高度hd与拱脚截面高度ha,确定出惟一的幂次方系数d;拟出公式:拟定需要计算的大跨度拱桥的拱顶截面高度hd、拱脚截面高度ha;
选择对应的需要计算的大跨度拱桥的拱轴线类型,根据所选定的拱轴线类型对应的拱轴线方程,计算出所在截面的拱轴水平倾角 以及拱脚截面的拱轴水平倾角将计算得到的拱脚截面的拱轴水平倾角 以及拱顶截面高度hd、拱脚截面高度ha代入公式:
计算得到幂次方系数d;
最后将拱顶截面高度hd、所在截面的拱轴水平倾角 幂次方系数d代入公式(1)中进行计算,得到所求的任意位置的拱圈截面高度h。
2.如权利要求1所述的一种大跨度拱桥拱圈变截面高度的计算方法,其特征在于:所述当拱轴线类型为悬链线时,则所在截面的拱轴水平倾角 的计算公式为:当ξ取1时,计算得到拱脚截面的拱轴水平倾角其中:f为计算矢高;m为拱轴系数;k为系数, ξ为系数, x为所求截面距拱顶截面的距离;L为计算跨径。
3.如权利要求1所述的一种大跨度拱桥拱圈变截面高度的计算方法,其特征在于:所述当拱轴线类型为二次或更高次抛物线时,以拱脚为原点,建立出对应坐标系,则所在截面拱轴水平倾角 的计算公式为:
式(4)中:n≥2;a为与f、L、n有关的系数;f为计算矢高;L为计算跨径。
选定n的具体值,得到对应的抛物线的所在截面拱轴水平倾角 的计算公式,对拱脚截面:取x=0,则 根据对应坐标系以及坐标系内对应的f、L的值,计算得到拱脚截面的拱轴水平倾角
4.如权利要求2所述的一种大跨度拱桥拱圈变截面高度的计算方法,其特征在于:当ξ取1时,将式(3)代入式(1)中,得到;
以 为底,对式(5)两边取对数,得到幂次方系数d的计算表达式:其中: 为拱脚截面的拱轴水平倾角;hd为拱顶截面高度;ha为拱脚截面高度。
5.如权利要求3所述的一种大跨度拱桥拱圈变截面高度的计算方法,其特征在于:当x=0时,根据选定n的具体值,代入式(4)化简后得到拱脚截面的拱轴水平倾角 的计算公式,将其代入式(1)中,得到;
以 为底,对式(4)两边取对数,得到幂次方系数d的计算表达式:其中: 为拱脚截面的拱轴水平倾角;hd为拱顶截面高度;ha为拱脚截面高度。
6.如权利要求1所述的一种大跨度拱桥拱圈变截面高度的计算方法,其特征在于:所述拱圈变截面的类型包括:矩形实心截面、空心箱形截面或桁式格构截面。
7.一种根据权利要求1所述的一种大跨度拱桥拱圈变截面高度的计算方法在建造钢管混凝土拱桥、石拱桥、混凝土拱桥或钢拱桥中的应用。