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第四篇 混凝土拱桥 1 概论 2 拱桥的设计与构造 3 拱桥的计算 4 拱桥的施工 1 概论 §1-1 拱桥的基本特点及其适用范围 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。 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。 拱桥的优点 拱桥的基本特点及其适用范围 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。 拱桥的基本特点及其适用范围 简 支 梁 桥 Simple supported beam bridge 拱 桥 Arch bridge 斜 拉 桥 Cable-stayed bridge 受 弯 为 主 受 压 为 主 受 拉 压 弯 扭 主梁抗弯能力 主拱抗压能力 压杆稳定 斜拉索：拉 主塔： 压 主梁： 弯，扭 各种桥型的受力特性 拱桥的基本特点及其适用范围 Basic Beam Bridge 受弯梁: 跨中正弯矩 无铰拱: 跨中正弯矩 跨中轴力 跨中轴力 承 压 结 构 拱内弯矩大大减小 有水平推力结构 拱桥的基本特点及其适用范围 一、拱桥的主要组成 2 拱桥的设计与构造 北京宛平卢沟桥在北京广安门外30里，跨永定河。桥始建于金·大定二十八年（公元1188年），完工于金·明昌三年（公元1192年）。桥全长212.2m,共11孔，净跨不等，自11.4m至13.45，桥宽9.3m。墩宽自6.5m至7.9m。拱券接近半圆形。 拱桥的主要组成 二、拱桥的主要类型 拱桥的主要类型 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 拱片桥 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 拱 桥 拱桥的主要类型 成昆线一线天桥石拱桥 巫山龙门桥，中国第一座采用无平衡重转体法施工的拱桥 钢筋混凝土 箱形拱 圬工拱 桥 拱桥的主要类型 实腹式拱桥 空腹式拱桥 拱桥的主要类型 湖南省：黄虎港桥 等截面 圆弧 空腹石拱桥 乌巢河桥 m=1.543悬链线空腹石拱桥 KRK-I 桥 铁托桥 三次抛物线 钢筋混凝土箱形拱桥 异形拱桥 折线拱桥 拱桥的主要类型 拱桥的主要类型 简单体系拱桥 组合体系拱桥 可做成上承式，中承式，下承式 均为有推力拱。 拱式组合体系桥将梁和拱两种基本结构组合起来，共同承受桥面荷载和水平推力，充分发挥梁受弯、拱受压的结构特性及其组合作用，达到节省材料的目的。 拱式组合体系桥一般可划分为有推力的和无推力的两种类型。 按照主拱的静力体系，简单体系拱桥又可以分成： 三铰拱， 两铰拱，无铰拱 1.按照结构受力图式分类 拱桥的主要类型 简 单 体 系 拱 桥 三铰拱：静定结构，在地基差的地区小桥可采用。但构造复杂，施工困难，整体刚度小，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。 拱桥的主要类型 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。 拱 肋 风 撑 系杆 吊杆 行车道板， 桥面系 拱桥的主要类型 拱式组合体系桥将梁和拱两种基本结构组合起来，共同承受桥面荷载和水平推力，充分发挥梁受弯、拱受压的结构特性及其组合作用，达到节省材料的目的。拱式组合体系桥一般可划分为无推力的和有推力的两种类型。 拱桥的主要类型 (1）无推