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文檔簡介
1、 拱 橋 構(gòu) 造一、拱橋的基本特點、主要類 型及其適用范圍 拱圈中的彎矩 比相同跨徑梁的彎矩小很多,因而使整個拱圈主要承受壓力??衫每箟盒阅茌^好而抗拉性能較差的圬工材料(石料、混凝土、磚等)來修建拱橋,這種由圬工材料修建的又稱為圬工拱橋。 梁式結(jié)構(gòu)在豎向荷載作用下,支承處僅僅產(chǎn)生豎向支承反力,而拱式結(jié)構(gòu)在豎向荷載作用下,支承處不僅產(chǎn)生豎向反力,而且還產(chǎn)生水平推力。(一)拱橋的基本特點 耐久性好,養(yǎng)護(hù)及維修費用少,承載潛力大。 外形美觀。 構(gòu)造較簡單,尤其是圬工拱橋,有利于普及和廣泛采用。拱橋的主要優(yōu)點是: 跨越能力大。 能充分做到就地取材,降低造價,并且與鋼橋和鋼筋混凝土梁式橋相比,可以節(jié)省
2、大量的鋼材和水泥。拱橋的主要缺點是: 自重大,相應(yīng)水平推力也較大,增加了下部結(jié)構(gòu)的工程量,對地基條件要求高; 對于多孔連續(xù)拱橋,為了防止其中一孔破壞而影響全橋,還要采取特殊的措施,如設(shè)置單向推力墩以承受不平衡的推力; 在平原地區(qū)修建拱橋,由于建筑高度較大,使橋兩岸接線的工程量增大,亦使橋面縱坡加大,對行車不利; 圬工拱橋施工需要勞動力較多,建橋工期較長等。 (二)拱橋的主要類型及其適用范圍 按主拱圈(肋、箱)所使用的建筑材料可分鋼拱橋鋼筋混凝土拱橋圬工拱橋按拱上建筑的形式分 空腹式拱橋 實腹式拱橋 按主拱圈采用的拱軸線形式分 懸鏈線拱橋 拋物線拱橋 圓弧拱橋 按結(jié)構(gòu)受力體系分 組合體系拱橋 簡
3、單體系拱橋 (1)單體系拱橋: 是指上承式拱橋的拱上建筑或中、下承式拱橋的拱下懸吊(統(tǒng)稱為行車道系結(jié)構(gòu)),不參與主拱一起承受荷載,橋上的全部荷載由主拱單獨承受,主拱是橋跨結(jié)構(gòu)的主要承重構(gòu)件,拱的水平推力直接由墩臺或基礎(chǔ)承受。 三鉸拱: 屬外部靜定結(jié)構(gòu)。當(dāng)?shù)鼗鶙l件不良,又需要采用拱式橋梁時,可以采用三鉸拱。主拱圈一般不采用三鉸拱,三鉸拱常用于公路空腹式拱橋拱上建筑的邊腹拱。 兩鉸拱: 屬外部一次超靜定結(jié)構(gòu)。由于取消了拱頂鉸,使結(jié)構(gòu)整體剛度較三鉸拱大。 無鉸拱: 屬外部三次超靜定結(jié)構(gòu)。在自重及外荷載作用下,拱內(nèi)的彎矩分布比兩鉸拱及三鉸拱均勻,材料用量省。由于無鉸,結(jié)構(gòu)的剛度大、構(gòu)造簡單、施工方便、
4、維護(hù)費用低,因此在實際中使用最廣泛。 無鉸拱一般希望修建在地基良好的條件下,這使它的使用范圍受到一定限制。 拱圈(肋)的靜力圖式 a)三鉸拱 b)兩鉸拱 c)無鉸拱 (2)組合體系的拱橋: 是將行車系結(jié)構(gòu)與主拱按不同的構(gòu)造方式構(gòu)成一個整體,共同承受荷載。組合體系拱橋又分為無推力的和有推力的兩類。 無推力的組合體系拱:拱的推力由系桿承受,墩臺不承受水平推力。根據(jù)拱肋和系桿剛度的大小及吊桿的布置形式可以分為(如右圖):無推力的組合體系拱 a)系桿拱 b)藍(lán)格爾拱 c)洛澤拱 d)尼爾森系桿拱 e)尼爾森藍(lán)格爾拱 f)尼爾森洛澤拱 有推力的組合體系拱:沒有系桿,由單獨的梁和拱共同受力,拱的推力仍由墩
5、臺承受。根據(jù)梁和拱的剛度大小可分為(如下圖): 有推力的組合體系拱 a)倒藍(lán)格爾拱 b)倒洛澤拱 (3)拱片橋(如下圖): 是由上邊緣與橋面縱向平行、下邊緣是以拱形的有推力結(jié)構(gòu)的拱片為主要承重結(jié)構(gòu)。在拱片中,行車道系與拱肋剛性聯(lián)成一整體,共同承受荷載,故它僅能用于上承式橋梁。 拱片橋 拱片微彎板行車道板橫向聯(lián)系5. 按主拱圈截面形式分 分為板拱橋、肋拱橋、雙曲拱橋和箱形拱橋(如下圖):主拱圈橫截面形式 )板拱橋 )肋拱橋 )雙曲拱橋 )箱形拱橋 (1)板拱橋:主拱圈采用矩形實體截面,由于它構(gòu)造簡單、施工方便,因而使用廣泛。通常用地基條件較好的中、小跨徑圬工拱橋中。 (2)肋拱橋:在板拱橋的基礎(chǔ)
6、上,將板拱劃分成兩條(或多條),形成分離的、高度較大的拱肋,肋與肋之間由橫系梁相聯(lián),這就形成了肋拱橋。(4)箱形拱橋:拱圈為箱形截面的拱橋,外形與板拱和肋拱相似,截面挖空率大,截面抵抗矩較相同材料用量的實心截面大很多,從而大大減小了彎矩引起的應(yīng)力,節(jié)省材料,截面抗扭剛度大,橫向整體性和結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性好,特別適用于無支架施工,是大跨徑鋼筋混凝土拱橋主拱圈截面的基本形式。 (3)雙曲拱橋:這種拱橋的拱圈橫截面是由一個或多個小拱組成,由于主拱圈在縱向及橫向均呈曲線形,故稱之為雙曲拱橋。 在公路橋梁上曾獲得過較廣泛的應(yīng)用,但由于其組合截面施工程序多,整體性能較差,易開裂,目前已很少采用。 二、主拱圈構(gòu)造
7、(一)板拱 1相關(guān)規(guī)范要求 石砌拱橋的主拱圈通常都是做成實體的矩形截面,按照砌筑拱圈的石料規(guī)格不同,又可以分為料石板拱、塊石板拱及片石板拱等各種類型。 用于拱圈砌筑的石料要求石質(zhì)均勻,不易風(fēng)化,無裂紋,標(biāo)號不得低于30號;砌筑用的砂漿,對于大、中跨徑拱橋強度等級不得小于M7.5,小跨徑拱橋不得小于M5。2構(gòu)造特點 石板拱橋構(gòu)造簡單,施工方便,造價低,是盛產(chǎn)石料地區(qū)中、小橋梁的主要橋型。石拱圈可以采用等截面圓弧拱、等截面或變截面的懸鏈線拱以及其他拱軸形式的拱。 用粗料石砌筑拱圈時,為便于拱石的加工,確保砌筑符合構(gòu)造要求,根據(jù)拱軸線和截面形式的不同,需將拱石分別進(jìn)行編號。等截面圓弧線拱圈,編號比較
8、簡單。變截面懸鏈線拱圈時,編號較復(fù)雜。等截面懸鏈線拱圈,拱石編號大為簡化,同時還可以采用多心圓弧線代替懸鏈線放樣。拱石編號 a)圓弧拱 b)變截面懸鏈線拱 c)等截面懸鏈線拱 根據(jù)拱圈的受力特點和需要,拱圈砌筑應(yīng)滿足下列構(gòu)造要求: (1)錯縫:避免因存在通縫而降低砌體的抗剪強度和削弱整體性。 拱石的錯縫要求 (2)限制砌縫寬度:拱石砌縫不能太寬,因砂漿強度比拱石低得多,縫太寬必將影響砌體強度和整體性。 (3)五角石:拱圈與墩臺以及拱圈與空腹式拱上建筑的腹孔墩連接處,應(yīng)采用特別的五角石(如下圖a),以改善該處的受力狀況。目前常用現(xiàn)澆混凝土拱座及腹孔墩底梁(如下圖b)來代替制作復(fù)雜的五角石。 拱圈
9、與墩臺及腹孔墩連接 (二)肋拱 用兩條或多條分離的平行窄拱圈-即拱肋作為主拱圈的拱稱為肋拱(如下圖)。在分離的肋拱之間,需設(shè)置足夠數(shù)量和剛度的橫系梁,以保證各拱肋的橫向穩(wěn)定性和整體性。 肋拱橋 拱肋是肋拱橋的主要承重結(jié)構(gòu),其肋數(shù)和間距以及拱肋的截面形式主要根據(jù)橋梁寬度、所用材料、施工方法與經(jīng)濟性等方面綜合考慮決定。 拱肋的截面形式,根據(jù)跨度大小和載重等級,可以選用實體矩形、工字形、箱形、管形等,如圖所示。肋拱拱肋截面形式 管形肋拱是指采用鋼管混凝土結(jié)構(gòu)作為拱肋的拱橋,一般有單管式、雙管式(啞鈴形)和四管式(梯形、矩形),如下圖所示。 鋼管混凝土具有強度高、重量小、塑性好、耐疲勞和抗沖擊等優(yōu)點,
10、已廣泛使用在中、下承式拱橋中。目前,在上承式肋拱中也開始使用。 鋼管混凝土拱肋形式 (三)雙曲拱 雙曲拱主拱圈的特點是先化整為零,再集零為整,以適應(yīng)無支架施工和無大型起吊機具的情況。 施工時先將拱圈劃分為拱肋、拱波、拱板及橫向聯(lián)系四部分,并預(yù)制拱肋、拱波和橫向聯(lián)系(梁板),即化整為零;然后吊裝鋼筋混凝土拱肋成拱,并與橫向聯(lián)系構(gòu)件組成拱形框架,再在拱肋間安裝拱波,隨后澆筑拱板混凝土,形成主拱圈,即集零為整。主拱圈的截面形式(雙曲拱) a)、b)、c)多肋多波 d)雙肋單波 如下圖所示,拱肋斷面分為倒T形、L形、工字形、槽形以及開口箱等。 (四)箱形拱 箱形拱的主要特點是: ()截面挖空率大。挖空
11、率可達(dá)全截面的50%60%,因此與板拱相比,可節(jié)省大量圬工體積,減小重量; ()箱形截面的中性軸大致居中,對于抵抗正負(fù)彎矩具有幾乎相等的能力,能較好地滿足主拱圈各截面承受正負(fù)彎矩的需要; ()由于是閉合空心截面,抗彎和抗扭剛度大,拱圈的整體性好,應(yīng)力分布較均勻; ()單條拱肋剛度較大,穩(wěn)定性較好,能單箱肋成拱,便于無支架吊裝; ()預(yù)制構(gòu)件的精度要求較高,吊裝設(shè)備較多,適用于大跨徑拱橋的修建。 因此箱形截面是大跨徑拱橋一種比較經(jīng)、濟合理的截面形式。 箱形拱截面由底板、箱壁、頂板、橫隔板等組成。無支架施工時,為了減小吊裝重量,將主拱圈分為預(yù)制的箱肋和現(xiàn)澆混凝土兩部分施工。其組合形式有以下幾種:
12、1)U形肋多室箱組合截面 將底板和箱壁預(yù)制成U形拱肋(內(nèi)有橫隔板),縱向分段吊裝合龍后安裝預(yù)制蓋板,再現(xiàn)澆頂板及填縫混凝土,組成多室箱截面。目前已較少采用。 1箱形拱截面的組合方式 U-形肋多室箱組合截面 H拱圈總高度 B預(yù)制拱箱寬度 h-預(yù)制拱箱高度 b-中間箱壁厚度 b-邊上箱壁厚度 t1-底板厚度 e-蓋板厚度 c拱箱上現(xiàn)澆混凝土厚度 d相鄰兩箱下緣間凈空 陰影部分系現(xiàn)澆混凝土 2)工字形肋多室箱組合截面 工字形組合箱(尺寸單位:cm) a)短翼緣工字形組合箱 b)寬翼緣工字形組合箱 這種截面是在工字形預(yù)制拱肋段(沿拱軸方向一定間距設(shè)置橫隔板)吊裝合龍后,相鄰工字形肋翼緣板直接對接,并對
13、連接鋼板施焊后即形成拱圈截面。3)閉合箱組合截面(如下圖a) 這種箱肋的特點是箱側(cè)板、橫隔板采用預(yù)制,然后在拱胎上安裝箱底板側(cè)模,組拼箱側(cè)板和橫隔板,再現(xiàn)澆箱底板及側(cè)板與橫隔板接頭,形成開口箱肋段,最后立?,F(xiàn)澆箱頂板形成待吊裝的閉合箱肋段(圖a)。為了加強塊件之間的連接,在箱壁和橫隔板四周預(yù)留環(huán)狀剪力鋼筋及連接鋼筋(圖b)。箱壁橫隔板連接示意 4)單箱多室截面 這種截面外形為一箱,箱內(nèi)具有多個室,如下圖所示 。 單箱多室截面主要用于不能采用預(yù)制吊裝的特大型拱橋。單箱多室截面圖 為了加強箱壁的局部穩(wěn)定性,提高拱箱抗扭能力,拱箱內(nèi)每隔一定距離設(shè)置一道橫隔板。除在箱肋接頭處、吊裝扣點以及拱上腹孔墩(
14、或立柱)處必須設(shè)置外,其余部分每隔35m設(shè)置一道。2. 箱形拱的橫向連接 對于多室箱組合截面,為了加強拱箱的整體性,箱與箱之間要做橫向連接。橫向連接的做法一般有以下幾種: (1)在橫隔板兩側(cè)的箱壁上、下預(yù)留孔洞,用短鋼筋穿過,與橫隔板上的預(yù)埋鋼板焊接, 并用現(xiàn)澆混凝土將箱室聯(lián)成整體(下圖a)。 (2)在橫隔板位置的頂板上預(yù)埋鋼板,用短鋼筋搭焊連接,并在底板上預(yù)留橫向分布鋼筋,待拱箱合龍后,將分布鋼筋彎起交叉勾住,再現(xiàn)澆混凝土(右圖b)。 拱箱的橫向連接 a)開口箱的橫向聯(lián)系 b)閉口箱的橫向聯(lián)系 無支架吊裝箱肋,其縱向分段視跨徑大小及吊裝能力來確定。分段多,接頭工作量大,而且也增加了箱肋穩(wěn)定性
15、控制和拱軸線調(diào)整的困難。在吊裝能力許可時,分段宜少,但接頭必須可靠并滿足以下要求: 3. 箱肋的分段及接頭形式 ()易于操作,便于就位; ()有足夠的剛度,保證接頭點的固結(jié); ()受力均勻,避免局部受壓或偏心。 接頭形式有下列幾種:1)中間接頭 接頭處的箱壁、頂板、底板同樣局部加厚并預(yù)埋接頭角鋼,通過定位角鋼臨時連接和定位,待全拱合龍后,再在接頭角鋼上加蓋鋼板焊接,最后用混凝土填封接頭。 2)拱座接頭 一般在墩臺帽上預(yù)留凹槽,并將拱箱端部接頭處的箱壁、頂板及底板局部加厚以適應(yīng)局部應(yīng)力的需要。凹槽內(nèi)預(yù)埋鋼板,待拱箱定位合龍后與拱箱壁、頂板、底板內(nèi)的預(yù)埋鋼板焊接,然后用混凝土封填凹槽,其強度等級不
16、得低于拱座混凝土的強度等級。箱肋接頭示意 a)中接頭 b)端接頭 大跨徑箱形拱橋的主拱圈設(shè)計,在運營階段一般為壓應(yīng)力控制,混凝土的拉應(yīng)力較小或無拉應(yīng)。對閉口箱肋,這部分受力筋對稱通長布置在頂、底板上;對于開口箱,則布置在箱壁上緣和底板上(右圖)。4. 鋼筋的布置 拱箱的橫向連接 鋼筋數(shù)量主要由箱肋段在吊運和懸掛過程中的受力情況計算確定。三、拱上建筑的構(gòu)造 (一)實腹式拱上建筑 拱上建筑分為實腹式和空腹式兩大類。 實腹式拱上建筑由拱腹填料、側(cè)墻、護(hù)拱、變形縫、防水層、泄水管以及橋面系組成(如圖)。 實腹式拱橋(尺寸單位:) 1201201201200400 實腹式拱上建筑的構(gòu)造簡單、施工方便,填
17、料數(shù)量較多,恒載較重, 一般適用于小跨徑的板拱橋。 拱腹填料分為填充式和砌筑式兩種。填充式拱腹填料通常采用透水性好、土側(cè)壓力小的礫石、碎石、粗砂或卵石類粘土等材料分層夯實。 當(dāng)?shù)刭|(zhì)條件較差,要求減小拱上建筑的重量時,可采用其他輕質(zhì)材料(如爐渣與粘土的混合物,陶?;炷恋龋┳魈盍?。而砌筑式拱腹就是在散粒料不易取得時,采用干砌圬工或澆筑貧混凝土。 側(cè)墻設(shè)置在拱圈兩側(cè),作用是圍護(hù)拱腹填料,通常采用漿砌塊石或片石,若有特殊的美觀要求時,可用料石鑲面。 護(hù)拱設(shè)于拱腳處,一般用現(xiàn)澆混凝土或砌筑塊、片石修筑,以便加強拱腳段的拱圈,同時還便于多孔拱橋護(hù)拱處設(shè)置防水層和泄水管。 (二)空腹式拱上建筑 空腹式拱上
18、建筑由多孔腹孔結(jié)構(gòu)和橋面組成。由于腹孔結(jié)構(gòu)分為拱式腹孔和梁式腹孔,因此空腹式拱上建筑又分為拱式和梁式兩種(如下圖)??崭故焦皹?a)拱式腹拱 b)梁式腹拱 拱式拱上建筑構(gòu)造簡單,外形美觀,但重量較大,一般多用于圬工拱橋(如下圖a)。目前也有采用全空腹形式,即在全拱內(nèi)用腹拱連續(xù)跨越,沒有跨中實腹段,此時腹孔以奇數(shù)孔為宜,(如下圖b)所示。 1拱式拱上建筑 拱式拱上建筑 a)帶實腹段的空腹拱 b)全空腹拱 腹孔跨徑的確定主要應(yīng)考慮主拱的受力需要。腹孔跨徑過大,腹孔墩處的集中力就大,對主拱受力不利。腹孔跨徑過小,對減小拱上結(jié)構(gòu)重量不利,構(gòu)造也較復(fù)雜。 腹孔墩由底梁、墩身和墩帽組成。橫墻式腹孔墩采用橫
19、墻墩身,施工簡便,節(jié)省鋼材,一般由圬工材料砌筑或現(xiàn)澆混凝土形成。 排架式腹孔墩采用立柱式墩身,以倒角的矩形斷面鋼筋混凝土蓋梁作為墩帽,排架一般由2根或多根鋼筋混凝土柱組成,立柱下設(shè)置貫通拱圈全寬的底梁。立柱、蓋梁按計算要求配筋,底梁按構(gòu)造要求配筋,并設(shè)置足夠埋入填縫混凝土內(nèi)的錨固鋼筋。 腹孔墩 腹孔跨徑的確定主要應(yīng)考慮主拱的受力需要。腹孔跨徑過大,腹孔墩處的集中力就大,對主拱受力不利。腹孔跨徑過小,對減小拱上結(jié)構(gòu)重量不利,構(gòu)造也較復(fù)雜。 腹孔與墩臺連接的兩種做法:一是直接支承在墩臺上;一種是跨過墩頂,使橋墩兩側(cè)的腹孔相連,如圖所示。 腹拱與墩(臺)的連接 腹孔圈在拱上建筑需要設(shè)置伸縮縫或變形縫
20、的地方應(yīng)設(shè)鉸(三鉸或兩鉸),其余均為無鉸拱。 大跨徑混凝土拱橋一般都采用梁式腹孔拱上建筑。梁式腹孔結(jié)構(gòu)又分為簡支、連續(xù)或框架式三種,如圖下圖所示。2. 梁式拱上建筑梁式拱上建筑 簡支腹孔由底梁(座)、立柱、蓋梁和縱向簡支橋道板(梁)組成。這種形式的結(jié)構(gòu)體系簡單,基本上不存在拱與拱上結(jié)構(gòu)的聯(lián)合作用,受力明確,是大跨徑拱橋拱上建筑主要采用的形式(如上頁圖a) 。1)簡支腹孔(縱鋪橋道板梁) 連續(xù)腹孔由立柱、縱梁、實腹段墊墻及橋道板組成(如上頁圖b)。這種形式主要用于肋拱橋,適合于建筑高度受限制的拱橋。2)連續(xù)腹孔(橫鋪橋道板梁) 框架腹孔在橫橋向根據(jù)需要設(shè)置多片,每片之間通過系梁形成整體(如上頁圖
21、c) 。3)框架腹孔四、拱橋的其他細(xì)部構(gòu)造(一)拱上填料、橋面及人行道 拱上建筑中的填料,擴大車輛荷載分布面積的作用,減小車輛荷載對拱圈的沖擊作用,但同時也增加了拱橋的恒載重量。 現(xiàn)行橋規(guī)規(guī)定,當(dāng)拱上填料厚度(包括橋面鋪裝層厚度)等于或大于500mm時,設(shè)計計算中不計汽車荷載的沖擊力。 拱橋行車道部分的橋面鋪裝、人行道及欄桿,其構(gòu)造與梁橋相似。(二)伸縮縫與變形縫 為避免拱上建筑不規(guī)則開裂,影響橋梁的安全使用,需在構(gòu)造上采取必要的措施,通過設(shè)置伸縮縫及變形縫來使拱上建筑與墩臺分離,并使拱上建筑和主拱圈一起自由變形。 伸縮縫縫寬2030mm,其縫內(nèi)填料可用鋸末瀝青按11的質(zhì)量比制成預(yù)制板,在施工
22、時嵌入,并在上緣設(shè)置既能活動又不透水的覆蓋層。 變形縫不留縫寬,其縫可干砌或用油毛氈隔開或用強度等級低的砂漿砌筑。 小跨徑實腹拱,伸縮縫設(shè)在兩拱腳的上方,并在橫橋向貫通(包括側(cè)墻、行車道、人行道、欄桿等),伸縮縫多做成直線形。 實腹式拱的伸縮縫 拱式空腹拱橋,一般將緊靠墩臺的第一個腹拱圈做成三鉸拱,并在緊靠墩臺的拱鉸上方設(shè)置伸縮縫,且貫通全橋?qū)?,而其余兩拱鉸上方設(shè)置變形縫。 拱式腹孔的伸縮縫與變形縫 梁式腹孔,通常是在橋臺和墩頂立柱處設(shè)置標(biāo)準(zhǔn)伸縮縫(板式毛勒伸縮縫),而在其余立柱處采用橋面連續(xù)的形式。 梁式拱上建筑(三)排水及防水 為便于橋面排水,行車道應(yīng)根據(jù)不同的路面材料設(shè)置1.5%3.0%
23、的橫坡(單幅橋為雙向坡,雙幅橋為單向坡),人行道則設(shè)置與行車道反向的1%橫坡。拱橋橋面的縱向排水和梁橋相同。排除橋面雨水的構(gòu)造如圖1-3-70所示。 1橋面排水 圖 橋面雨水的排除 實腹式拱橋防水層應(yīng)沿拱背護(hù)拱、側(cè)墻鋪設(shè)。如果是單孔橋,可以不設(shè)泄水管,積水沿防水層流至兩個橋臺后面的盲溝,然后沿盲溝排出路堤。如果是多孔拱橋,可以在1/4跨徑處設(shè)泄水管。 2防水設(shè)施 圖1-3-71 滲入水的排除 防水層在全橋范圍內(nèi)不宜斷開,當(dāng)通過伸縮縫或變形縫處應(yīng)妥善處理,使其既能防水又可以適應(yīng)變形。 泄水管可以采用鑄鐵管、混凝土管、陶(瓦)管或塑料管。為了便于泄水,泄水管盡可能采用直管。(四)拱鉸 永久性鉸:主
24、拱圈按兩鉸拱或三鉸拱設(shè)計時;空腹式拱上建筑,其腹拱圈按構(gòu)造要求需要采用兩鉸或三鉸拱,或高度較小的腹孔墩上、下端與頂梁、底梁連接處需設(shè)鉸時; 臨時性鉸:施工過程中,為了消除或減少主拱圈的部分附加內(nèi)力,以及對主拱圈內(nèi)力作適當(dāng)調(diào)整時設(shè)置的拱鉸。 拱鉸的形式選擇,常用的有以下幾種: 1弧形鉸 弧形鉸一般用鋼筋混凝土、混凝土、石料等做成 。鉸的寬度應(yīng)等于構(gòu)件的全寬,沿拱軸線的長度取為拱厚的1.151.20倍。主要用于主拱圈的拱鉸。 圖 弧形鉸 拱橋在采用轉(zhuǎn)體方法施工時,為使橋體順利轉(zhuǎn)動,在拱腳需設(shè)置球面弧形鉸。圖 混凝土球面鉸 這種鉸雖是施工臨時使用,但它是橋體轉(zhuǎn)動的關(guān)鍵,要求制作精度高,光滑度好。要特
25、別注意預(yù)留在球鉸正中的軸,必須與球面保持垂直。 2. 鉛墊鉸 中小跨徑的板拱或肋拱,可以采用鉛墊鉸。墊板寬度為拱圈厚度的1/41/3,在主拱圈的全部寬度上分段設(shè)置。鉛墊鉸也可用作臨時鉸。 圖 鉛墊鉸 3平鉸 對空腹式的腹拱圈,由于跨徑較小,可以采用構(gòu)造簡單的平鉸。 圖 平鉸4不完全鉸 對于小跨徑或輕型的拱圈以及空腹式拱橋的腹孔墩(柱)鉸,目前常用不完全鉸圖 a)。圖 b)、c)所示為墩柱的不完全鉸。 圖 不完全鉸 5鋼鉸 鋼鉸通常做成理想鉸 。鋼鉸除用于少數(shù)有鉸鋼拱橋的永久性鉸結(jié)構(gòu)外,更多的是用于施工需要的臨時鉸。 圖 理想鉸 四、拱橋?qū)嵗榻B我國公路橋中70%為拱橋。我國多山,石料資源豐富,
26、拱橋取材以石料為主。1)圬工拱橋(石拱橋以及拱圈不配鋼筋的混凝土拱橋,跨越能力較?。┲鞴叭榈冉孛鎽益溇€。拱矢度為1/5,拱圈厚1.7m,拱上建筑對稱布置5個空腹拱,兩邊設(shè)岸孔37m,拱圈厚1.1m。下部結(jié)構(gòu)為重力式石砌墩臺。該橋施工在主孔范圍內(nèi)設(shè)3個臨時墩,上立鋼支架、拱架等,其上砌筑主拱圈。1965廣西南寧都安紅渡橋(L: 100m )世界上跨徑最大的石拱橋。橋?qū)?m,雙肋石拱橋,腹拱為9孔13m,南岸引橋3孔13m,北岸引橋1孔15m。主拱圈由兩條分離式矩形石肋和8條鋼筋混凝土橫系梁組成。拱軸線為懸鏈線(m=1.543) ,拱矢度1/5,拱肋為等高變寬度。1990湖南鳳凰縣的烏巢河橋 (
27、 L=120m)古代拱橋: 拱軸曲線造型的千變?nèi)f化,其中最具有代表意義的是建于 公元 595-605年的趙州橋(如圖1所示,跨徑L=37m)圖1 趙州橋2)雙曲拱橋(中國首創(chuàng)的一種拱橋型式)結(jié)構(gòu)纖細(xì)輕盈,適宜于軟土地基上建造。1969江蘇無錫衛(wèi)東橋 構(gòu)思獨特,充分發(fā)揮雙曲拱橋構(gòu)造特點,組合拼裝成三叉形的雙曲拱橋。1969江蘇無錫民主橋上承式無鉸空腹拱,是當(dāng)時我國跨徑最大的雙曲拱橋。拱矢度1/10,拱軸線設(shè)計為懸鏈線。為提高橫斷面剛度、增強雙曲拱在組合過程中裸肋的穩(wěn)定性,斷面設(shè)計成高低拱肋,全橋29道橫隔板組成整體性好的拱肋格排,合攏后上面砌筑雙層拱波。1968河南嵩縣前河橋 (L=150m)3
28、)肋拱橋 1988廣東廣州流溪橋 (L=90m)鋼筋混凝土箱肋中承式拱,拱矢度1/4.5,全橋采用噴塑裝修工藝,建筑宏偉壯麗,已成為公園的重要景觀。中承裝配式鐵路鋼筋混凝土拱,矢高40m,兩片拱肋中心距7.5m。拱軸線采用二次拋物線,拱肋為箱形截面,吊桿為預(yù)應(yīng)力桿件。施工時先架設(shè)鋼拱架,然后在拱架上由下而上分層施工,安裝拱肋底板-腹板-頂板,使先安裝的拱肋底板與鋼拱架共同受力。在拱頂進(jìn)行應(yīng)力調(diào)整,改善了拱肋的受力狀態(tài)。為保證結(jié)構(gòu)的整體性,拱肋與橋面系相交處的一段拱肋在工地現(xiàn)澆。1966北京永定河七號橋 (L=150m)1983 臺灣臺北關(guān)渡橋 (L=165m)中承式5孔連續(xù)系桿拱橋,中間孔跨度
29、為165m,兩側(cè)孔跨度為143m及44m,拱圈為拋物線。 1990江蘇丹陽云陽橋(L=70m) 跨越京杭大運河,無粘結(jié)預(yù)應(yīng)力系桿拱,3根拱肋,矢度1/5,拱軸系數(shù)m=1.0,單箱高1.5m,行車道剛性縱梁和無粘結(jié)預(yù)應(yīng)力柔性系桿分開。預(yù)制安裝法施工.1992 廣東開平三埠橋 (L=60m)單拱肋預(yù)應(yīng)力混凝土系桿拱,單拱肋置于車行道中央分隔帶上。 1994臺灣臺北碧潭橋(L=160m) 橋面由預(yù)制預(yù)應(yīng)力混凝土單箱組成,并配以Y型懸臂拱圈,形成主跨為160m及2x100m無推力拱橋。引橋跨度分別為85m及57m,全橋以簡潔明快的弧形曲線構(gòu)成,與遠(yuǎn)山近水相協(xié)調(diào)。 1990四川宜賓小南門橋 (=240m)主橋系中承式鋼筋混凝土肋拱橋,矢度1/5,是當(dāng)時國內(nèi)跨徑最大的鋼筋混凝土拱橋。該橋采用勁性鋼骨架施工法,纜索吊裝。4)箱 拱橋 1979四川省宜賓市金沙江大橋 (L=150m)中國采用纜索吊裝施工、跨徑最大的鋼筋混凝土箱形拱。主拱圈箱高2.0m,箱寬7.60m,矢跨比1/7,全拱圈橫向分5個箱室;縱向分5段預(yù)制,纜索吊裝就位后再組合成整體箱。1989四 川涪陵烏江大橋 (L=200m)橋高84m,矢跨比1/4,主拱圈采用3室箱。 涪陵烏江大橋采用轉(zhuǎn)體法施工,先在兩岸上、下游組成3m寬的邊箱,待轉(zhuǎn)體合攏后吊裝中箱頂、底板
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