拱橋的設計PPT

1、第二章 拱橋的設計與構造,第一節(jié) 拱橋總體布置與設計構思,總的指導思想和原則：安全、經濟、適用、美觀 設計資料調查 使用任務（車輛、人群、管線各種荷載） 地形、地質、水文、氣象、施工、上下游相關工程 設計程序 方案設計（初步設計） *技術設計（補充初步設計） 詳細設計（施工詳圖設計施工圖設計） *（施工組織設計施工設計） 常用名詞：一階段設計（施工圖設計） 兩階段設計（初步設計、施工圖設計） 方案設計（初步設計）：主要解決橋梁的： 平選址及線型布設 縱橋長及孔跨布設 橫橋寬及橋型的主要尺寸 三個內容的設計。最終通過方案比選推薦一個或二個優(yōu)秀方案，為建設方提供決策前的技術準備,2-1 拱橋總體布

2、置與設計構思,主要完成的內容 確定橋位、橋長、跨徑、孔數(shù)、橋面標高、主拱圈矢跨比等。 這里著重介紹如何確定設計標高和矢跨比及不等跨處理等問題,P302, 圖4-2-1,H2,H,H3,H4,圖4-2-1 拱橋設計控制高程,1,不等跨連續(xù)拱橋的處理 2.1 產生不等跨連續(xù)拱的原因 地形限制 地質條件限制 地下溶洞或礦區(qū)的地下采礦區(qū)的跨越。 通航孔與不通航孔的差別。 美觀上的要求。 2.2 不等跨帶來主要問題：相鄰跨的推力不平衡,2.3 采取的措施 根據(jù)水平推力與矢跨比幾乎成反比的關系采用不同的矢跨比。 大跨取陡拱，小跨取坦拱。 采用不同的拱腳標高：大跨降低標高，小跨提高標高。 調整拱上建筑重量：

3、 大跨：填料輕質化，空腹式； 小跨：填料重質，實腹拱。 采用不同的拱跨結構：大跨肋拱，小跨板拱。 采用不對稱墩。 幾種方法措施綜合運用，效果更佳,圖4-2-5,拱軸線的選擇和拱上建筑,拱橋的L、f（D）確定（大致確定），拱軸線的形狀也基本確立。但要完全確定，僅知道L、f 是不夠準確的。這個靈活性，為選擇合理的拱軸線以改善主拱圈的受力狀態(tài)提供了可能,1. 壓力線 定義：結構在一定荷載作用下，各斷面合力R 的作用點（包括其作用方向上）的集合（連線）叫做這個荷載體系的壓力線。（并不是所有結構體系都有壓力線,2. 拱軸線與壓力線 2.1 理想情況：既然壓力線與結構物的軸線無關，那么，總可以這樣選擇使拱

4、軸線與壓力線完全重合。M=0。 2.2 實際情況： 活載作用使得壓力線在不斷地變化，理想狀態(tài)是不可能達到的。 大跨徑拱橋，活載影響僅占20%左右，恒載是不變的（或很少變化），取一個與恒載壓力線重合拱軸線也是較理想的。 大跨徑橋梁，恒載作用下，主拱圈彈性壓縮量很大，與拱軸線相關的二次力也很大，結構實際壓力線偏離設計拱軸線位置,三. 拱軸線的選擇（P304） 使各截面的設計彎矩盡量變小、均勻，最好不出現(xiàn)拉應力； 便于設計、計算、放樣、施工； 線條美觀,4. 常用的拱軸線形狀 4.1圓弧線 徑向均布荷載作用下的壓力線； 成型簡單、施工方便、易于推廣使用； 實際情況的荷載遠非徑向均布，所以壓力線的偏離

5、很大。一般用于小跨徑拱橋。 4.2拋物線 4.2.1二次拋物線 豎向荷載為均布的壓力線； 適用于恒載分布比較均勻的坦拱橋，中等跨徑。 4.2.2高次拋物線（三、四、五、六次） 主要用在大跨徑拱橋。（腹拱跨度大，且多）多點擬合。通常無現(xiàn)成的數(shù)值計算表可查，計算量大?？捎糜嬎銠C編程完成,各系數(shù)含義見 P358,圖4-2-3,m=gj / gd (拱軸系數(shù)) x= l1,5. 總的使用情況 小跨徑：實腹式圓弧拱或空腹式懸鏈線拱； 大中跨：空腹式懸鏈線拱； 采用拋物線拱,拱圈截面變化規(guī)律及尺寸的擬定,圖4-2-7,圖4-2-8,P308,1.3 兩種變化形式的比較 主要是從施工角度：變厚度較變寬度更容

6、易些。 變寬增大了基礎的工程量。 變寬對于二鉸拱、三鉸拱的設鉸有利（鉸受力?。?。 1.4 對于中小跨徑的拱橋，通常取用等截面拱。 1.5 實際上，改變IIdIj，影響了內力重分布，所以用增大I的方法來減少M的作用，效果不大,2. 截面尺寸擬定 2.1 主拱圈截面寬度的確定 2.1.1 決定截面寬度的主要因素 橋面凈空 2欄桿寬+2人行道寬+行車道寬 如：凈9+21.5，則：橋面全寬=9+3+20.25=12.5 2凈7+21.0,則：橋面全寬=27+2+20.25=16.5 人行道板的結構形式（直砌或懸臂） a) 直砌式（P279，圖3-3-8a） b) 懸臂式（P279，圖3-3-8b、c） c) 帶挑梁大懸臂（