拱橋的設(shè)計(jì)PPT

1、第二章 拱橋的設(shè)計(jì)與構(gòu)造,第一節(jié) 拱橋總體布置與設(shè)計(jì)構(gòu)思,總的指導(dǎo)思想和原則：安全、經(jīng)濟(jì)、適用、美觀 設(shè)計(jì)資料調(diào)查 使用任務(wù)（車(chē)輛、人群、管線各種荷載） 地形、地質(zhì)、水文、氣象、施工、上下游相關(guān)工程 設(shè)計(jì)程序 方案設(shè)計(jì)（初步設(shè)計(jì)） *技術(shù)設(shè)計(jì)（補(bǔ)充初步設(shè)計(jì)） 詳細(xì)設(shè)計(jì)（施工詳圖設(shè)計(jì)施工圖設(shè)計(jì)） *（施工組織設(shè)計(jì)施工設(shè)計(jì)） 常用名詞：一階段設(shè)計(jì)（施工圖設(shè)計(jì)） 兩階段設(shè)計(jì)（初步設(shè)計(jì)、施工圖設(shè)計(jì)） 方案設(shè)計(jì)（初步設(shè)計(jì)）：主要解決橋梁的： 平選址及線型布設(shè) 縱橋長(zhǎng)及孔跨布設(shè) 橫橋?qū)捈皹蛐偷闹饕叽?三個(gè)內(nèi)容的設(shè)計(jì)。最終通過(guò)方案比選推薦一個(gè)或二個(gè)優(yōu)秀方案，為建設(shè)方提供決策前的技術(shù)準(zhǔn)備,2-1 拱橋總體布

2、置與設(shè)計(jì)構(gòu)思,主要完成的內(nèi)容 確定橋位、橋長(zhǎng)、跨徑、孔數(shù)、橋面標(biāo)高、主拱圈矢跨比等。 這里著重介紹如何確定設(shè)計(jì)標(biāo)高和矢跨比及不等跨處理等問(wèn)題,P302, 圖4-2-1,H2,H,H3,H4,圖4-2-1 拱橋設(shè)計(jì)控制高程,1,不等跨連續(xù)拱橋的處理 2.1 產(chǎn)生不等跨連續(xù)拱的原因 地形限制 地質(zhì)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(lái)主要問(wèn)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(guān)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(biāo)高：大跨降低標(biāo)高，小跨提高標(biāo)高。 調(diào)整拱上建筑重量：

3、 大跨：填料輕質(zhì)化，空腹式； 小跨：填料重質(zhì)，實(shí)腹拱。 采用不同的拱跨結(jié)構(gòu)：大跨肋拱，小跨板拱。 采用不對(duì)稱(chēng)墩。 幾種方法措施綜合運(yùn)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(zhǔn)確的。這個(gè)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(jié)構(gòu)在一定荷載作用下，各斷面合力R 的作用點(diǎn)（包括其作用方向上）的集合（連線）叫做這個(gè)荷載體系的壓力線。（并不是所有結(jié)構(gòu)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(jié)構(gòu)物的軸線無(wú)關(guān)，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(shí)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(dá)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(gè)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(guān)的二次力也很大，結(jié)構(gòu)實(shí)際壓力線偏離設(shè)計(jì)拱軸線位置,三. 拱軸線的選擇（P304） 使各截面的設(shè)計(jì)彎矩盡量變小、均勻，最好不出現(xiàn)拉應(yīng)力； 便于設(shè)計(jì)、計(jì)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(jiǎn)單、施工方便、易于推廣使用； 實(shí)際情況的荷載遠(yuǎn)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(diǎn)擬合。通常無(wú)現(xiàn)成的數(shù)值計(jì)算表可查，計(jì)算量大?？捎糜?jì)算機(jī)編程完成,各系數(shù)含義見(jiàn) 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(shí)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(chǔ)的工程量。 變寬對(duì)于二鉸拱、三鉸拱的設(shè)鉸有利（鉸受力?。?。 1.4 對(duì)于中小跨徑的拱橋，通常取用等截面拱。 1.5 實(shí)際上，改變IIdIj，影響了內(nèi)力重分布，所以用增大I的方法來(lái)減少M(fèi)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(chē)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(jié)構(gòu)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（