拱橋的構(gòu)造及設(shè)計(jì)

1、第二章 拱橋的構(gòu)造及設(shè)計(jì)授課時(shí)間：2006年11月9日授課地點(diǎn)：試驗(yàn)樓試驗(yàn)四教學(xué)內(nèi)容：1、鋼管混凝土拱橋基本分類2、鋼管混凝土拱橋優(yōu)點(diǎn)3、鋼管混凝土拱橋主要構(gòu)造重點(diǎn)：鋼管混凝土拱橋主要構(gòu)造思考題及習(xí)題：第二節(jié) 下承式及中承式鋼筋混凝土拱橋的構(gòu)造一、簡介：（1）下承式拱橋：橋跨結(jié)構(gòu)是由拱肋、懸吊結(jié)構(gòu)和橫向聯(lián)結(jié)系三部分構(gòu)成。橋面系和這些傳力構(gòu)件統(tǒng)稱為懸吊結(jié)構(gòu)；（2）中承式拱橋：行車平面位于肋拱矢高的中部，橋面系一部分用吊桿懸掛在拱肋下，一部分用剛架立柱支承在拱肋上。橋面系懸掛在吊桿上，吊桿主要承受拉力。吊桿分剛性吊桿和柔性吊桿兩類。吊桿取相等間距。行車道系由縱、橫梁和車道板組成。中承式拱橋中，行車

2、道系與拱肋交會(huì)處，行車道系總是支承在B點(diǎn)處的固定橫梁上，該橫梁還起橫撐的作用，而與拱肋連接在一起。二、鋼管混凝土拱橋（一） 最新成果：1 重慶市巫山縣巫峽長江大橋 在建 4601/3.82 湖南南縣茅草街大橋 在建3681/53 廣州丫髻沙珠江大橋 20003601/4.54 廣西南寧永和大橋 在建3381/55 浙江淳安南浦大橋 2003 3081/5.56 重慶奉節(jié)梅溪河大橋 20012881/57 湖北武漢漢江三橋 19992801/58 廣西三岸邕江大橋 19982701/59 浙江三門健大橋  20012451/510 湖北武漢漢江五橋 20022401/5（二）基本分類：

3、1、根據(jù)車承形式分類 上承式、中承式和下承式上承式：橫向聯(lián)系容易，橋面系支承于立柱上，整體性、橫向穩(wěn)定性和抗震性均較好，常采用單跨形式。中承式：常用在主跨，通過邊孔小跨采用小的矢跨比和較大的恒載集度比解決不等跨的不平衡推力問題。也有用系桿平衡水平推力的帶懸臂半孔的無推力拱又可分為帶懸臂剛架系桿拱和連續(xù)拱梁組合體系。2、根據(jù)縱向結(jié)構(gòu)受力體系分類簡單拱：一般的上承式、中承式無鉸拱拱梁組合體系：系桿為縱梁，屬彎拉結(jié)構(gòu)，無推力剛架系桿拱：系桿為純拉桿，主要平衡恒載水平推力拱梁組合體系根據(jù)拱肋與系桿（梁）相對(duì)抗彎剛度的大小又分為柔性系桿剛性拱剛性系桿柔性拱剛性系桿剛性拱3、根據(jù)肋拱橫向聯(lián)系分類根據(jù)橫向聯(lián)

4、系情況：有風(fēng)撐 和無風(fēng)撐有風(fēng)撐：平行肋 和 提籃拱無風(fēng)撐拱主要解決拱肋橫向失穩(wěn)問題。提高拱肋自身的橫向抗彎剛度提高結(jié)構(gòu)體系的橫向穩(wěn)定性。（三） 優(yōu)點(diǎn)：1、施工方面的優(yōu)點(diǎn)（1）鋼管可以作為施工的勁性骨架及耐側(cè)壓的模板。（2）鋼管制作的工廠化加快了施工進(jìn)度。2、結(jié)構(gòu)性能方面的優(yōu)點(diǎn)（1）鋼管混凝土耐腐蝕性能比鋼筋混凝土弱，而與鋼結(jié)構(gòu)相比，比表面減少了一半。（2）鋼管混凝土耐火性能較空鋼管及鋼筋混凝土好，其防火性能更加優(yōu)越。（3）鋼管混凝土結(jié)構(gòu)還具有較好的耐沖擊能力和動(dòng)力性能。圓形鋼管混凝土柱（4）在抵抗方向不確定的地震力作用時(shí)，由于其各個(gè)方向的強(qiáng)度相同，顯示出其有效性。3、結(jié)構(gòu)的優(yōu)勢：（1）與鋼結(jié)構(gòu)

5、相比，鋼管混凝土結(jié)構(gòu)可節(jié)省鋼材約50%，并減少大量的焊接工作，提高結(jié)構(gòu)的耐火性、動(dòng)力性及穩(wěn)定性。（2）與普通鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)相比，施工用鋼相應(yīng)減少，混凝土用量和構(gòu)件自重減少約50%，構(gòu)件截面面積減少約一半。（3）在高層建筑中，鋼管混凝土結(jié)構(gòu)解決了“胖柱”的問題，增加了建筑的有效面積，加快了施工進(jìn)度，綜合效益較好。（4）在大跨度拱橋中，鋼管混凝土解決了材料高強(qiáng)度和施工無支架的兩大難題，跨越能力較之鋼筋混凝土大許多。（四）鋼管混凝土拱橋主要構(gòu)造1、主拱肋：鋼管混凝土拱橋主拱圈形式有實(shí)體肋式和桁式實(shí)體肋式中又分單管、啞鈴形、集束形桁式中又分橫啞鈴形、多肢桁式、混合桁式 a.肋拱橋中絕大部分為啞鈴形斷面

6、，啞鈴形斷面的特征是由兩管組成，且腹腔較薄，兩根圓管一般為豎向排列，類似于工字形拱肋。b.較之單圓管截面，截面抗彎剛度較大。c.桁式拱肋能夠采用較小的鋼管直徑取得較大的縱橫向抗彎剛度，且桿件以受軸向力為主，能夠發(fā)揮材料的特性。2、橋面系構(gòu)造梁板式橋面系的布置形式有三種a.縱鋪橋面板式(懸吊橫梁) 縱鋪橋面板式主要應(yīng)用于拱支橋中。橋面系由橫梁和橋面板組成。大部分鋼管混凝土拱橋采用縱鋪橋面板式?？v鋪橋面板式橋面板構(gòu)造預(yù)制橋面板可選用實(shí)心板、空心板、p型板、槽型板和T型板先簡支后連續(xù)橋面板: 先簡支后連續(xù)橋面板，能保證橋面板之間和橋面板與橫梁之間的聯(lián)結(jié)，以提高整體性和抗震防落梁的能力。比簡支橋面連續(xù)

7、性好現(xiàn)澆橋面板b.橫鋪橋面板式（懸吊縱梁）c.整體肋板式（懸吊整體板） 整體肋板式主要用于拱梁組合體系中，由縱梁、橫梁以及橋面板組成。其中縱橫梁采用固結(jié)構(gòu)造。 橫梁有端橫梁和普通橫梁（吊桿橫梁）兩種。3、 立柱主要形式：鋼筋混凝土立柱和鋼管混凝土立柱4、 系桿系桿用于拱梁組合體系和剛架系桿拱中拱梁組合體系中的系桿為預(yù)應(yīng)力混凝土梁，為拉彎構(gòu)件剛架系桿拱中的系桿為預(yù)應(yīng)力拉索系桿所采用的拉索體系有配夾片群錨的半平行鋼絞線索和配墩頭錨或冷鑄錨的平行高強(qiáng)鋼絲索。系桿防腐通常采用PE防護(hù)，高強(qiáng)鋼絲有采用鍍鋅的，也有采用非鍍鋅的。系桿箱中可灌以防腐密封材料。5、 吊桿吊桿材料 中下承式拱橋一般采用柔性吊桿，多采用了斜拉橋中的斜拉索構(gòu)造。 吊桿材料有圓鋼、高強(qiáng)鋼絲和鋼絞線。 采用配冷鑄錨或墩頭錨的半平行鋼絲索或夾片群錨配平行鋼絞線索。拱肋截面吊桿的布置吊桿的布置有平行式、雙吊桿式和斜交叉式雙吊桿式可分為：縱橋向雙吊桿式：橫橋向雙吊桿式： 吊桿的防護(hù)措施外包鋼管內(nèi)灌填砂漿或黃油防護(hù)，在上端采用套入式，下端可以焊在橫梁上。采用PE防護(hù)，在工廠加工成成品索，兩端錨頭可以完全由工廠加工鐓頭，也可以一端在現(xiàn)場鐓頭