三篇混凝土拱桥一章拱桥的现状和发展.ppt
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1、第三篇 混凝土拱桥 第一章 拱桥的现状和发展,1、拱桥的发展,古代拱桥: 拱轴曲线造型的千变万化,其中最具有代表意义的是建于 公元 595-605年的赵州桥(如图1所示,跨径L=37m),图1 赵州桥,当代拱桥:结构型式与施工方法的丰富多彩如,97年 建成的重 庆万县长江大桥(图2所示,L=420m), 广州丫髻 悉尼钢拱桥(图4,L 503m )及正在建设的鲁浦大 桥(L=550m)。,图2 1997建成的四川万县长江大桥 (L=420m),图3 360m 广州丫髻沙特大桥 。,2、拱桥的受力特点,图 4 1932澳大利亚503m悉尼钢拱桥,承重结构:主拱,拱桥的基本图示,支承处不仅产生竖
2、向反力,还产生水平推力,从而使拱主要受压,山东交通学院土木工程系,桥梁工程,拱式桥,3、主要优缺点: 主要优点 跨越能力大;能充分做到就地取材;耐久性好,养护、维修费用小;外形美观;构造较简单,有利于广泛采用。,主要缺点: 1)是有推力的结构,而且自重较大,因而水平推力也较大,增加了下部结构的工程量,对地基要求也高; 3)由于水平推力较大,在连续多孔的大、中桥中,为防止一孔破坏而影响全桥的安全,需要采取较复杂的措施,或设置单向推力墩,增加了造价; 4)上承式拱桥的建筑高度较高。,拱桥的缺点正在逐步得到改善和克服:200600m范围内,拱桥仍然是悬索桥和斜拉桥的竞争对手,第二节 拱桥的结构体系及
3、总体布置,一、拱桥的基本组成 根据行车道的位置,拱桥可以分成:上承式、下承式和中承式三种类型如下图所示: 一般上承式拱桥,桥跨结构是由主拱圈、拱上建筑等组成。,拱桥的基本图示,桥梁工程,拱式桥,山东交通学院土木工程系,桥梁工程,拱式桥,三、拱桥的主要类型及其特点,山东交通学院土木工程系,桥梁工程,拱式桥,1、简单体系拱桥和组合体系拱桥,拱桥按受力图式的分类,简单体系拱桥:可以做成上承式,中承式,下承式,均为有推力拱。,三铰拱:静定结构,在地基差的地区可采用。但构造复杂,施工困难,整体刚度小,主拱圈一般不采用。,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,
4、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。,两铰拱:一次超静定结构,介于三铰拱和无铰拱之间。,(一)按照结构体系分类,2、组合体系拱桥,组合体系拱桥:在拱式桥跨中,行车系与拱组合,共同受力。同样,组合拱可以做成上承式、中承式和下承式。常用的有以下几种形式:,无推力拱(使用较广泛):拱的推力由系杆承受,墩台不受水平推力,有推力拱:此种组合体系拱没有系杆,有单独的梁和拱共同受力,拱的水平推力任由墩台承受。,3、拱片桥,山东交通学院土木工程系,桥梁工程,拱式桥,1、板拱桥: 主拱圈采
5、用矩形实体截面。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。,2、肋拱桥: 肋拱桥由两条或两条以上分离式拱肋组成承重结构的拱桥,拱肋之间靠横向联系梁连接成整体而共同受力.这种桥横截面面积较小,节省材料,自重轻,跨越能力大,多用于较大跨径的拱桥。可以用圬工、钢筋混凝土、钢材建造。,(二)按照主拱的截面型式分类,山东交通学院土木工程系,桥梁工程,拱式桥,3、双曲拱桥: 主拱圈横截面由一个或数个小拱组成 , 其主拱圈在纵向和横向均呈曲线形。通常有拱肋、拱波、拱板和横向联系等几部分。,公路双曲拱桥采用最多的是多肋波的截面形式;对于跨径和荷载较小的单车道桥可采
6、用单波的形式。,双曲拱桥施工工序多,组合截面的整体性差,易开裂,因此,只宜在中小跨径桥梁中采用。,山东交通学院土木工程系,桥梁工程,拱式桥,4、箱形拱桥: 箱形拱桥拱圈横截面由几个箱室组成。截面挖空率大,可达全截面的50%-70%,较实体板拱桥可减少圬工用料与自重,适用于大跨度拱桥。截面抗扭刚度大,横向整体性和稳定性好,特别适用于无支架施工。,箱形拱闭合箱的构造,三、拱桥的总体布置,总体布置,确定桥梁长度及分孔,确定桥梁的设计标高和矢跨比,正确处理不等分孔问题,桥面标高,拱定底面标高,起拱线标高,基础标高,混凝土拱桥矢跨比1/41/8 箱型拱桥矢跨比1/61/10,采用不同的矢跨比 采用不同的
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