混凝土拱桥讲义（完整版）.docx

《桥梁工程》第二版，邵旭东主编 人民交通出版社 第三篇 混凝土拱桥 1 第三篇 混凝土拱桥 ?第一章 概述 ?第二章 拱桥的构造及设计 ?第三章 拱桥的计算 ?第四章 拱桥的施工 ?第五章 实例 第三篇 混凝土拱桥 第一章 概述 2 第一章 概述 ※第一节 拱桥的主要特点 ※第二节 拱桥的组成及主要类型 第三篇 混凝土拱桥 第一章 概述 第一节 拱桥的主要特点 3 第一节 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。 第三篇 混凝土拱桥 第一章 概述 第一节 拱桥的主要特点 4 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。 第三篇 混凝土拱桥 第一章 概述 第一节 拱桥的主要特点 5 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第三篇 混凝土拱桥 各种桥型的受力特性 第一章 概述 第一节 拱桥的主要特点 6 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 第三篇 混凝土拱桥 第一章 概述 第一节 拱桥的主要特点 7 拱桥与曲梁的受力性能比较 拱桥与曲梁的受力性能比较 20 m  拱（两铰） Arch 100 m 曲 梁 Curved Beam 第三篇 混凝土拱桥 第一章 概述 第一节 拱桥的主要特点 8 拱（两铰） Arch 曲 梁 Curved Beam 第三篇 混凝土拱桥 第一章 概述 第一节 拱桥的主要特点 9 弯矩图  拱（两铰） Arch 曲 梁 Curved Beam 第三篇 混凝土拱桥 第一章 概述 第一节 拱桥的主要特点 10 变位图  拱（两铰） Arch 曲 梁 Curved Beam 第三篇 混凝土拱桥 第一章 概述 第一节 拱桥的主要特点 11 无铰拱与两铰拱的受力性能比较 无铰拱与两铰拱的受力性能比较 拱（无铰） Arch 拱（两铰） Arch 第三篇 混凝土拱桥 第一章 概述 第一节 拱桥的主要特点 12 拱（无铰） Arch 变 形 图 拱（两铰） Arch 第三篇 混凝土拱桥 第一章 概述 第一节 拱桥的主要特点 13 弯矩图  拱（无铰） Arch 拱（两铰） Arch 第三篇 混凝土拱桥 第一章 概述 第一节 拱桥的主要特点 14 q 受弯梁: 跨中正弯矩 M ? 1 qL2 8  跨中轴力 N ? 0 Basic Beam Bridge 无铰拱: 跨中正弯矩 跨中轴力 1 2 q Md ? qL 8 M j H ? d N ? H H 1 qL 2 L Mj Mj H qL 2 拱内弯矩大大减小 承 压 结 构 Hingeless arch bridge 有水平推力结构 第三篇 混凝土拱桥 第一章 概述 第一节 拱桥的主要特点 15 （序号桥名 （ 序号 桥名 主跨(m) 主拱圈型式 桥址 年份 1 朝天门长江大桥 552 钢桁架 中国 建设中 2 卢浦大桥 550 钢箱 中国 2003 3 新河峡桥（New River Gorge） 518 钢桁架 美国 1977 4 贝永桥（Bayonne） 504 钢桁架 美国 1931 5 悉尼港湾桥（Sydney Harbour） 503 钢桁架 澳大利 亚 1932 6 奇纳布河桥（Chenab） 461 钢桁架 印度 建设中 7 菜园坝桥 420 钢箱 中国 建设中 8 弗里芝特桥 （Fremont） 383 钢箱 美国 1973 9 沼津河峡桥（Numata River Gorge） 380 ——— 日本 建设中 10 曼港桥（Port Ma