桥梁工程(拱桥构造)市政教程.ppt

第三节 拱桥构造 拱桥 在竖向荷载作用下，两端支承：竖向反力，水平推力。 水平推力使拱内产生轴向压力，大大减小了拱圈的截面弯矩，使之成为偏心受压构件，截面上的应力分布与受弯梁的应力相比，较为均匀。 可以充分利用主拱截面材料抗压强度，使跨越能力增大。 拱桥的组成及主要类型 一、拱桥组成 拱上建筑（拱上结构）：桥面系和传力构件或填充物统称。 上部结构：主拱圈和拱上建筑。 下部结构 拱顶 拱脚（或起拱面） 拱轴线 拱背 拱腹 起拱线 二、主要类型 1）主拱圈的材料分为：圬工拱桥、钢筋混凝土拱桥、钢拱桥、钢管混凝土拱桥； 2）拱上建筑的形式分为：实腹式拱桥和空腹式拱桥； 3）主拱圈线形分为：圆弧线拱桥、抛物线拱桥和悬链线拱桥； 4）桥面的位置分为：上承式拱桥、中承式拱桥和下承式拱桥 5）有无水平推力分为：有推力拱桥和无推力拱桥； 6）结构受力图式分为：简单体系拱桥、组合体系拱桥和拱片拱桥； 7）拱圈截面型式分为：板拱桥、板肋拱桥、肋拱桥、双曲拱桥、箱形拱桥、钢管混凝土拱桥、劲性骨架混凝土拱桥。 1.板拱桥——地基较好且中、小跨径且圬工拱桥 2.混凝土肋拱桥——大、中跨径 3.双曲拱桥——中、小跨径拱桥 4.箱形拱桥——大跨径、无支架 5．钢管混凝土拱桥（内填型）——以受压为主的结构 劲性骨架混凝土拱（内填外包型 ）——大跨度拱桥施工的“自架设问题”。 一、砖石拱桥 主拱圈 拱上建筑构造 一、主拱圈的构造 （一）板拱 1、石板拱 构造要求： 垂直 错缝（纵、横） 限制砌缝宽度 设五角石 （二）肋拱 1、组成：两条或多条分离的拱肋、横系梁、立柱、行车道部分 2、优点：轻、恒载内力小、充分发挥材料性能、经济 3、适用：大、中 二、拱上建筑构造 （一）实腹式拱上建筑 1、适用：小跨径 2、组成：拱腹填料、侧墙、护拱、变形缝、防水层、泄水管、桥面系 3、填料：填充式、砌筑式 （1）填充式 ①填料：就地取材，透水性好、土侧压力小 ——砾石、碎石、粗砂或卵石类粘土 轻质材料 ——炉渣与粘土的混合物、陶粒混凝土 ②施工：分层夯实 （2）砌筑式： 散粒料不易取得——干砌圬工 4、侧墙 （1）材料：浆砌块、片石、钢筋混凝土，为美观，可用料石镶面。 （2）作用：承受填料土侧压力和汽车作用下的土侧压力 （3）设计图式：挡土墙 5、护拱 （1）适用：拱脚段 （2）目的： ①加强拱脚段的拱圈 ②便于在多孔拱桥上设置防水层和泄水管 （3）材料：浆砌块、片石 （二）空腹式拱上建筑 适用：大、中跨径的拱桥，特别是当矢高较大时 构造：实腹式拱上建筑+腹孔+腹孔墩 1．腹孔 分类：拱式拱上建筑、梁式拱上建筑 （1）拱式拱上建筑 ①特点：构造简单，外形美观，重量较大 ②适用：圬工拱桥 ③布设方法： 有实腹段——对称、靠拱脚 长度约为跨径的1/3～1/4，跨中存在一实腹段。 腹孔跨数以3～6孔为宜。 无实腹段——全空腹型式，一般以奇数孔为宜。 ④腹孔跨径： 减轻拱上建筑的重量 不使荷载过分集中于腹孔墩处 外型协调美观 ∴中小跨径——2.5～5.5m； 大跨径——主拱跨径的1/8～1/15 二、钢管混凝土拱桥 1、优点 ①套箍混凝土三向受压、强度高、塑性好、质量轻、耐疲劳、耐冲击 ②钢管作模板，不必支拆模板、可泵送 ③钢管替代纵横钢筋 ④钢管施工中为劲性骨架、使用中为承重结构。省略支架、节约时间，节省施工占地、降低造价 ⑤节约材料 ⑥可转体施工 施工方面的优点 （1）钢管可以作为施工的劲性骨架及耐侧压的模板。 （2）钢管制作的工厂化加快了施工进度。 结构性能方面的优点 （1）钢管混凝土耐腐蚀性能比钢筋混凝土弱，而与钢结构相比，比表面减少了一半。 （2）钢管混凝土耐火性能较空钢管及钢筋混凝土好，其防火性能更加优越。 （3）钢管混凝土结构还具有较好的耐冲击能力和动力性能。圆形钢管混凝土柱在抵抗方向不确定的地震力作用时，由于其各个方向的强度相同，显示出其有效性。 结构的优势： （1）与钢结构相比，钢管混凝土结构可节省钢材约50%，并减少大量的焊接工作，提高结构的耐火性、动力性及稳定性。 （2）与普通钢筋混凝土结构相比，施工用钢相应减少，混凝土用量和构件自重减少约50%，构件截面面积减少约一半。 （3）在高层建筑中，钢管混凝土结构解决了“胖柱”的问题，增加了建筑的有效面积，加快了施工进度，综合效益较好。 （4）在大跨度拱桥中，钢管混凝土解决了材料高强度和施工无支架的两大难题，跨越能力较钢筋混凝土大。 2、组成：钢管混凝土拱肋、立柱（吊杆）、横撑、行车道系、下部 3、肋的形式：实体、桁式 实体：单肢形、哑铃形、集束形 桁式： 多肢格构