第五章 圬工和钢筋混凝土拱桥.ppt

《桥梁工程》第五章 第五章 圬工和钢筋混凝土拱桥 一、拱桥的基本特点 拱桥－以拱为承重结构的桥梁 反力－在竖向荷载作用下，拱的两端支承处除有竖向反力外，还有水平推力 受力性能－拱主要承受压力，而弯矩、剪力较小 圬工拱桥－可以利用抗拉性能较差而抗压性能较好的圬工材料（石料、混凝土、砖等）来建造拱桥 其他材料的拱桥－钢筋混凝土拱桥，钢管混凝土拱桥和钢拱桥 关键技术－施工－拱架施工法，缆索吊装施工、无支架施工、转体施工以及劲性骨架施工等技术 二、拱桥的基本组成及分类 拱桥－由桥跨结构（上部结构）和下部结构组成 拱桥分类：按拱上建筑形式－实腹拱和空腹拱 实腹拱桥组成 拱桥的基本组成及分类 空腹拱桥示意 拱桥的基本组成及分类 钢拱桥 以结构钢制成的拱桥。 在20世纪30年代，铆接钢桁架技术业已成熟，曾经修建了跨度超500m的公路钢拱桥两座：美国贝永（Bayonne）桥和澳大利亚悉尼港桥，均为两铰桁架式拱。 第二次世界大战之后，焊接技术开始流行。建成若干打跨度钢拱桥，如1961年建成的瑞典阿斯克勒海峡桥（被船撞毁），1967年捷克建成的两铰钢箱形拱桥，跨度330m。1977年美国建成新河谷桥（桁架拱）等。 正在设计的上海卢浦大桥，为钢箱作为拱肋的提篮拱桥，跨度550m，建成后将为世界第一大拱桥 拱桥的基本组成及分类 拱桥的基本组成及分类 拱桥的基本组成及分类 钢管混凝土拱桥 在薄壁钢管内填充混凝土，形成两者共同工作的一种组合构件。 基本力学特征是，管内混凝土受到钢管的约束，在承受轴向压力时发生的侧向膨胀受到限制而处于三向受压状态，从而具有比普通钢筋混凝土大得多的承载能力和变形能力。 钢管既可看作是混凝土中的受力钢筋，又可起到劲性骨架作用。 桥例：广州丫髻沙大桥 位于广州环城高速公路上 中承式钢管混凝土系杆拱，主跨360m，2000年完工 一、主拱圈的构造 板拱－石砌拱桥的主拱圈通常都是做成实体的矩形截面，所以又称为石板拱。按照砌筑拱圈的石料规格，又可以分为料石板拱、块石板供及片石板拱等各种类型。 肋拱－用两条或多条分离式的平行拱的来代替拱圈。在分离的肋拱之间，于拱顶和每一拱上横向刚架处设置刚劲的横撑，以保证拱肋的横向稳定性。 双曲拱－由拱肋、拱波、拱板和横向联系等几部分组成 一、主拱圈的构造 箱形拱主要特点：(1)截面挖空率大。挖空率可达全截面的50％一70％，因此，与板拱相比，可节省大量圬工体积，减轻重量。而双曲拱桥的挖空率一般只占全截面的30％一40％；(2)箱形截面的中性轴大致居中，对于抵抗正负弯矩具有几乎相等的能力，能较好地适应主拱各截面正负弯矩变化的情况；(3)由于是闭合空心截面，抗弯抗扭刚度大，拱圈的整体性好．应力分布较均匀；(4)主拱圈横截面由几个闭合箱组成，可以单箱成拱，单箱的刚度较大．构件间接触面积大，便于无支架吊装；(5)预制箱肋的宽度较大，施工操作安全，易保证施工质量；（6）预制构件的精度要求较高，起吊设备较多，适用于大跨径拱桥的修建。 二、拱上建筑的构造 实腹式拱上建筑： 实腹式拱上建筑由侧墙、拱腹填料、护拱以及变形缝、防水层、泄水管和桥面等部分组成。 拱腹填料的做法，可分为填充和砌筑两种方式 实腹式拱上建筑： 大、中跨径的拱桥，特别是当矢高较大时，实腹式拱上建筑的填料用量多、重量大，因而以采用空腹式拱上建筑为宜。空腹式拱上建筑除具有实腹式拱上建筑相同的构造外，还有腹孔和支承腹孔的腹孔墩。拱上腹孔的布置应结合主拱的类型、构造、几何尺寸，以及施工方法和桥位处的具体情况来进行。 三、拱桥的细部构造 1. 拱上填料、桥面及人行道 2. 伸缩缝与变形缝 3. 排水与防水层 4.铰的设置 拱桥施工简介 有支架施工法－就地灌注或砌筑，建造拱桥的支架，又叫拱架。石拱桥（木支架），铁路桥（常备式拱形钢结构），费工费料，施工工序多，工期长 实现大跨度钢筋混凝土拱桥的关键问题：不在设计，而在施工。施工所需解决的问题，是在如何承担尚未成拱的拱圈（肋）的材料自重。按支架施工的老办法难以解决问题。新办法则是两条：一是增加拉索（斜索、力筋），使拱圈能够悬拼；一是及早让部分材料成圈（成拱），使其具有承受随后增加的材料重量的能力。 无支架施工法－悬臂施工，缆索吊装，转体施工 劲性骨架施工 悬臂施工 安装钢拱桥所最常用的方法，1874年就开始采用 1932年建成的澳大利亚悉尼港桥，1979年建成的南斯拉夫KrK桥，1995年建成的江界河桁架式拱桥，均采用悬臂施工（拼装）法。 缆索吊装 缆索吊装（续） 对钢筋混凝土拱桥，用缆索吊装方法或悬臂法让几条较轻的拱圈合龙，再在合龙的拱圈上填筑其余的混凝土截面。 转体施工 以半拱为单元，分别在两岸预制，随后，可以让半拱绕拱趾水平线竖转，也可以绕拱端竖直线平转，让半拱在拱顶合龙 劲