第十一章 拱桥简介.ppt

桥梁工程 主讲人：杨果岳 第九章 拱桥简介 第一节 概述 第二节 拱桥的组成及主要类型 第三节 拱桥设计简介 第四节 拱式组合体系桥的设计与构造 第五节 拱桥施工简介 第一节 概述 拱桥的主要特点： 与梁桥区别：外形不同，受力特点不同 拱桥的受力特点： 竖向荷载下，两端产生水平推力，减小了拱圈的截面弯矩，截面应力分布较为均匀。 拱桥的主要优点： 跨越能力较大；能充分就地取材；耐久性好，维修、养护费用少；外形美观；构造简单。 拱桥的主要缺点： （1）自重较大，对地基要求较高； （2）连续多孔拱桥，需设置复杂的措施防止一孔破坏而影响全桥的安全； （3）上承式拱桥因建筑高度较高，使两岸接线长度增长或者使桥面纵坡增大。 第二节 拱桥的组成及主要类型 一、拱的主要组成 拱桥的上部结构： 主要由主拱圈和拱上建筑组成。 主拱圈是主要承重结构。 桥面系和传力构件或用来传力的填充物称为拱上建筑。 拱桥的几个主要技术名称 净跨径 计算跨径 净矢高 计算矢高 矢跨比、陡拱、坦拱 二、拱桥的主要类型 按主拱圈所使用的材料：圬工拱桥、钢筋混凝土拱桥、钢拱桥、钢筋-混凝土组合拱桥 按照拱上建筑的形式可分为：实腹式拱桥、空腹式拱桥 按照主拱圈线形可分为：圆弧线拱桥、抛物线拱桥、悬链线拱桥 按照桥面的位置可分为：上承式拱桥、中承式拱桥、下承式拱桥 按照结构受力图式可分为：简单体系拱桥、组合体系拱桥和拱片桥。 按有无水平推力分：有水平推力和无水平推力拱桥。 按拱圈截面形式分：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.按结构受力图示分类 （1）简单体系拱桥 均为有推力拱桥；可做成上承式、中承式和下承式 按主拱的静力体系分为三种 三铰拱（很少采用） 属外部静定结构。 优点：无需考虑体系变形对内力的 影响；对地基要求不高。 缺点：构造复杂；结构刚度小；对行车不利。 双铰拱 属一次超静定结构，介于三铰拱和无铰拱之间。 取消了拱顶铰； 相较三铰拱刚度大； 相较无铰拱，结构体系变形引起的内力变化较小。 无铰拱 三次超静定结构 结构整体刚度大； 拱内弯矩分布较两铰拱均匀； 施工方便； 受结构体系变形影响大； 对地基要求高。 （2）组合体系拱桥 一般由拱肋、系杆、吊杆（或立柱）、行车道梁（板）及桥面系组成。 梁和拱组合，共同承担桥面荷载和水平推力，发挥梁受弯，拱受压的结构特性，节省材料。 分为有推力和无推力。 无推力的组合体系拱桥 两大特点：较大跨越能力（拱桥）；对地基适应力强（简支梁桥）。 拱的推力由系杆承受。 系杆——将两拱脚相互联系在一起的水平构件。 根据拱肋和系杆相对刚度的大小及吊杆的布置可分为： 系杆拱——竖直吊杆的柔性系杆刚性拱； 蓝格尔拱——竖直吊杆的刚性系杆柔性拱； 洛泽拱——竖直吊杆的刚性系杆刚性拱。 当用斜吊杆代替竖直吊杆时，称为尼尔森拱。 有推力的组合体系拱桥 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。 有刚性梁柔性拱（倒蓝格尔拱）、刚性梁刚性拱（倒洛泽拱）。 ③拱片桥 2.按主拱圈截面形式分类 拱桥的主拱圈沿拱轴线可以做成等截面或变截面形式。 等截面构造简单，施工方便，使用普遍。 主拱圈使用的建筑材料主要有：圬工、钢筋混凝土、钢材、钢-混凝土组合结构等。 圬工——小跨 钢拱——大跨 钢筋混凝土是最具有竞争性的桥型之一。 钢-混凝土组合结构主要有钢管混凝土拱桥和劲性骨架混凝土拱桥。 板拱桥：采用矩形实体截面的拱桥。特点是：构造简单、施工方便，但截面抗弯矩不大，适用于地基条件较好的中、小跨径圬工桥。 板肋拱：在较薄的拱板上增加几条纵向肋，以提高拱圈的抗弯刚度。 混凝土肋拱桥：肋拱桥是在板拱桥的基础上形成的，将板拱划分成两条或多条分离的、高度较大的拱肋，肋与肋之间用横系梁连接。 特点：节省材料，减轻自重，多用于大、中跨径的拱桥。 双曲拱桥：主拱圈的纵向和横向均呈曲线形。 特点：抵抗矩较相同材料的板拱大，节省材料；施工可采用预制拼装；但施工工序多，组合截面整体性差和易开裂，一般适用于中、小跨径拱桥。 箱形拱桥：外形与板拱相似，截面挖空，截面抵抗矩较相同材料用量的板拱大很多；节省材料，减轻自重；闭口箱形截面，截面抗扭刚度大，横向整体性和结构稳定性均较双曲拱好，特别适合无支架施工。但箱形截面施工制作复杂，适合大跨径拱桥。 钢管混凝土拱桥：用于受压为主的结构。借助内填混凝土增强钢管壁的稳定性，利用钢管对核心混凝土的套箍作用，使核心混凝土处于三向受压状态，从而使其具有更高的抗压强度和抗变形能力。 优点：（1）总体性能方面； （