第三篇混凝土拱桥教材.doc

拱桥及大跨度桥梁复习资料 第三篇 混凝土拱桥 概述: 拱桥概况 拱的受力特点:拱脚处有水平推力,与梁桥比使拱内弯矩分布大为改变(减小). 钢拱桥（前十名）朝天门长江大桥 混凝土拱桥（前十名）巫山长江大桥 世界上跨度最大的钢筋混凝土拱桥 （四川万县大桥） 世界最大跨度的石拱桥 （山西晋城丹河大桥） 世界上最大跨度钢管混凝土拱桥 （重庆巫山长江大桥） 世界上最大跨度钢箱拱桥 （上海卢浦大桥） 世界上最大跨度钢桁架拱桥 （重庆朝天门大桥） 拱桥的主要特点 拱桥的主要特点：拱桥是我国公路上使用较广泛的一种桥型。拱式结构在竖向荷载作用下，两端将产生水平推力。正是这个水平推力，使拱内产生轴向压力，从而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。因此，可以充分利用主拱截面材料强度，使跨越能力增大。 拱桥的优点：1）跨越能力较大；2）能充分就地取材，与混凝土梁式桥相比，可以节省大量的钢材和水泥；3）耐久性能好，维修、养护费用少；4）外型美观；5）构造较简单 拱桥的缺点：?1）自重较大，相应的水平推力也较大，增加了下部结构的工程量，当采用无铰拱时，对地基条件要求高；2）由于拱桥水平推力较大，在连续多孔的大、中桥梁中，为防止一孔破坏而影响全桥的安全，需要采用较复杂的措施，例如设置单向推力墩，也会增加造价；?3）与梁式桥相比，上承式拱桥的建筑高度较高，当用于城市立交及平原地区时，因桥面标高提高，使两岸接线长度增长，或者使桥面纵坡增大，既增加了造价又对行车不利. 各种桥型的受力特性：1）简支梁桥：受弯为主，主梁抗弯能力 2）拱桥：受压为主，主拱抗压能力，压杆稳定 3）斜拉桥：受拉 压弯扭 斜拉索：拉 主塔：压， 主梁： 弯、压、扭 拱桥与曲梁的受力性能比较需绘画，无铰拱与两铰拱的受力性能比较绘画。 拱桥的组成及主要类型 拱桥的主要组成：上部结构1）主拱圈——主要承重构件2）拱上建筑 下部结构1）桥墩2）桥台3）基础 几个主要技术名称：1)净跨径L0—每孔拱跨两个起拱线之间的水平距离2)计算跨径L—相邻两拱脚截面形心点之间的水平距离 3)净矢高f0—拱顶截面下缘至起拱线连线的垂直距离4) 计算矢高f—拱顶截面形心至相邻两拱脚截面形心之连线的垂直距离5) 矢跨比D或D0—拱圈（或拱肋）的净矢高与净跨径之比，或计算矢高与计算跨径之比。 拱桥的分类：建筑材料：圬工拱桥，钢筋混凝土拱桥，钢拱桥，钢-混组合拱桥 主拱圈拱轴线形：圆弧拱桥，抛物线拱桥，悬链线桥，折线拱，异形拱 桥面位置：上承式拱桥，中承式拱桥，下承式拱桥 结构受力图示：简单体系拱桥：三铰拱，两铰拱，无铰拱 组合体系拱桥：无推力拱桥，有推力拱桥 主拱圈截面形式板拱桥，肋拱桥，双曲拱桥，箱形拱桥，钢管混凝土拱桥 简单体系拱桥：三铰拱：1）静定结构2）在地基差的地区可采用3）但构造复杂，施工困难4）整体刚度小5）主拱圈一般不采用 两铰拱：一次超静定结构。结构整体刚度较相应三铰拱大。由基础位移、温变、混凝土收缩徐变引起的附加内力比无铰拱的影响要小，可在地基条件较差时或坦拱中采用。（施工体系转换过程中使用）无铰拱：三次超静定结构。拱的内力分布较均匀，材料用量较三铰拱省；构造简单，施工方便，整体刚度大，实际中使用广泛。但超静定次数高，会产生附加内力，一般希望修建在地基良好处。跨径增大，附加内力影响变小，故钢筋混凝土无铰拱仍是大跨径桥梁的主要型式之一。 组合体系拱桥：拱式组合体系桥一般由拱肋、系杆、吊杆（或立柱）、行车道梁（板）及桥面系等组成。无推力的组合体系拱：无推力拱式组合体系桥（也称系杆拱桥）是外部静定结构兼有拱桥的较大跨越能力和简支梁桥对地基适应能力强的两大特点。拱的推力由系杆承受，系杆的含义就是一个将两拱脚相互联系在一起的水平构件，因而墩台不承受水平推力。1）柔性系杆刚性拱——称系杆拱2）刚性系杆柔性拱——称蓝格尔拱3）刚性系杆刚性拱——称洛泽拱。有推力的组合体系拱：此种组合体系拱没有系杆，由单独的梁和拱共同受力，拱的推力仍由墩台承受。1）刚性梁柔性拱（倒蓝格尔拱）；2）刚性梁刚性拱（倒洛泽拱） 板拱桥：板拱又可分为石板拱、混凝土板拱和钢筋混凝土板拱等 构造简单、施工方便，使用广泛。自重较大，不经济，通常在地基较好的中小跨径圬工拱桥中采用。 混凝土肋拱桥：它是将板拱划分成两条或多条分离的、高度较大的拱肋，肋与肋间用横系梁相联。这样就可以用较小的截面面积获得较大的截面抵抗矩，从而节省材料，减轻拱桥的自重，因此多用于大、中跨径的拱桥 双曲拱桥：主拱圈横截面由一个或数个横向小拱单元组成，由于主拱圈的纵向及横向均呈曲线形，故称之为双曲拱桥 .主拱圈横截面由一个或数个横向小拱单元组成，由于主拱圈的纵向及横向均呈曲线形