混凝土拱橋特點(diǎn)組成及分類(lèi)(42頁(yè))

1、第三篇混凝土拱橋 第一章 概 述石拱橋趙州橋 建于隋大業(yè)（公元605618）年間，是著名匠師李春所建造。橋長(zhǎng)64.4m，跨徑37.02m，是世界上建造最早的單孔敞肩型石拱橋?；炷凉皹?長(zhǎng)沙湘江一橋1971年9月6日正式開(kāi)工，1972年10月1日建成通車(chē)。該橋?yàn)榇笮弯摻罨炷岭p曲拱公路橋，全長(zhǎng)1250米，主橋21跨，最大跨徑76米，橋面凈寬20米，其中車(chē)行道14米，兩邊人行道各3 米。 混凝土拱橋黑石鋪大橋（湘江五橋） 大橋橋型為三跨中承式鋼管拱橋。全長(zhǎng)3068米，其中主橋長(zhǎng)1815米，橋面寬29米至34米，設(shè)計(jì)雙向6車(chē)道。第一節(jié) 拱橋的主要特點(diǎn)拱橋與梁橋的區(qū)別 ： 由力學(xué)知，拱式結(jié)構(gòu)在豎向荷

2、載作用下，兩端將產(chǎn)生水平推力，使拱內(nèi)產(chǎn)生軸向壓力，從而大大減小了拱圈的截面彎矩。拱橋的主要特點(diǎn)拱橋的主要優(yōu)缺點(diǎn)拱橋的主要優(yōu)點(diǎn)是 1）跨越能力較大；2）能充分就地取材，與混凝土梁式橋相比，可以節(jié)省大量的鋼材和水泥；3）耐久性能好，維修、養(yǎng)護(hù)費(fèi)用少；4）外型美觀(guān)；5）構(gòu)造較簡(jiǎn)單。缺點(diǎn)主要是：1）自重較大，相應(yīng)的水平推力也較大，增加了下部結(jié)構(gòu)的工程量2）由于拱橋水平推力較大，要設(shè)置推力墩，也會(huì)增加造價(jià)；3）與梁式橋相比，上承式拱橋的建筑高度較高，增加了造價(jià)又對(duì)行車(chē)不利。第二節(jié) 拱橋的組成及主要類(lèi)型一、拱橋的主要組成拱橋的幾個(gè)主要技術(shù)名稱(chēng)凈跨徑，計(jì)算跨徑，凈矢高，計(jì)算矢高，矢跨比拱橋的組成及主要類(lèi)型拱

3、橋的幾個(gè)主要技術(shù)名稱(chēng)。 凈跨徑每孔拱跨兩個(gè)起拱線(xiàn)之間的水平距離。 計(jì)算跨徑相鄰兩拱腳截面形心點(diǎn)之間的水平距離。 凈矢高拱頂截面下緣至起拱線(xiàn)連線(xiàn)的垂直距離。 計(jì)算矢高拱頂截面形心至相鄰兩拱腳截面形心之連線(xiàn)的垂直距離。 矢跨比（或）拱圈（或拱肋）的凈矢高與凈跨徑之比，或計(jì)算矢高與計(jì)算跨徑之比。一般將矢跨比大于或等于1/5的拱稱(chēng)為陡拱；矢跨比小于1/5的拱稱(chēng)為坦拱。拱橋的組成及主要類(lèi)型二、拱橋的主要類(lèi)型拱橋的型式可以按照以下幾種不同的方式進(jìn)行分類(lèi) 1.建筑材料：圬工拱橋、鋼筋混凝土拱橋、鋼拱橋和鋼混凝土組合拱橋等。 2.建筑的型式：實(shí)腹式拱橋和空腹式拱橋。 3.主拱圈線(xiàn)型：圓弧線(xiàn)拱橋、拋物線(xiàn)拱橋和懸

4、鏈線(xiàn)拱橋。 4.橋面的位置：上承式拱橋、中承式拱橋和下承式拱橋5.有無(wú)水平推力：有推力拱橋和無(wú)推力拱橋。6.結(jié)構(gòu)受力圖式：簡(jiǎn)單體系拱橋，組合體系拱橋和拱片橋。 7.拱圈截面型式：板拱橋、板肋拱橋、肋拱橋、雙曲拱橋、箱形拱橋、鋼管混凝土拱橋、勁性骨架混凝土拱橋。拱橋的主要類(lèi)型（一）按照結(jié)構(gòu)受力圖式分類(lèi) 1、簡(jiǎn)單體系拱橋 均為有推力拱，可以做成上承式、中承式和下承式 拱橋的主要類(lèi)型中承式拱橋（益陽(yáng)茅草街大橋）拱橋的主要類(lèi)型按照主拱的靜力體系，簡(jiǎn)單體系拱橋又可以分成三種： 1.三鉸拱 屬外部靜定結(jié)構(gòu)。適合于在地基條件很差的地區(qū)修建。構(gòu)造復(fù)雜，施工困難，維護(hù)費(fèi)用增高。減小了結(jié)構(gòu)的整體剛度，降低了抗震能

5、力。行車(chē)不利。三鉸拱一般較少采用。拱橋的主要類(lèi)型 2.兩鉸拱 屬外部一次超靜定結(jié)構(gòu)。結(jié)構(gòu)整體剛度較相應(yīng)三鉸拱大。附加內(nèi)力比對(duì)無(wú)鉸拱的影響要小，故可在地基條件較差時(shí)或坦拱中采用。拱橋的主要類(lèi)型 3.無(wú)鉸拱 屬外部三次超靜定結(jié)構(gòu)。拱內(nèi)的彎矩分布比兩鉸拱均勻，材料用量省。結(jié)構(gòu)的整體剛度大。構(gòu)造簡(jiǎn)單，施工方便，維護(hù)費(fèi)用少。在拱內(nèi)產(chǎn)生較大的附加內(nèi)力，所以無(wú)鉸拱一般修建在地基良好的條件下。實(shí)際中使用最廣泛。拱橋的主要類(lèi)型2、組合體系拱橋 拱式組合體系橋一般由拱肋、系桿、吊桿（或立柱）、行車(chē)道梁（板）及橋面系等組成。拱式組合體系橋?qū)⒘汉凸皟煞N基本結(jié)構(gòu)組合起來(lái)，共同承受橋面荷載和水平推力，充分發(fā)揮梁受彎、拱受

6、壓的結(jié)構(gòu)特性及其組合作用。拱式組合體系橋一般可劃分為有推力的和無(wú)推力的兩種類(lèi)型。拱橋的主要類(lèi)型1）無(wú)推力的組合體系拱 無(wú)推力拱式組合體系橋（也稱(chēng)系桿拱橋）是外部靜定結(jié)構(gòu)，兼有拱橋的較大跨越能力和簡(jiǎn)支梁橋?qū)Φ鼗m應(yīng)能力強(qiáng)的兩大特點(diǎn)。 分為系桿拱、藍(lán)格爾拱、洛澤拱。當(dāng)用斜吊桿來(lái)代替豎直吊桿時(shí)，稱(chēng)為尼爾森拱。系桿拱橋云陽(yáng)橋 位于江蘇省丹陽(yáng)市云陽(yáng)鎮(zhèn)東門(mén)，跨越京杭大運(yùn)河。 主跨為70m無(wú)粘結(jié)預(yù)應(yīng)力系桿拱，全長(zhǎng)162.5m，4車(chē)道，2x2m人行道，全寬24.5m，系桿拱有3根拱肋，矢度1/5。系桿拱橋旺蒼東河橋位于四川省旺蒼縣，為凈跨115m下承式鋼管混凝土預(yù)應(yīng)力系桿拱橋，矢度1/6，橋面總寬15m，主橋

7、長(zhǎng)248m，它是我國(guó)目前最大跨徑的預(yù)應(yīng)力鋼管混凝土拱橋。于1990年建成 拱橋的主要類(lèi)型2）有推力的組合體系拱 此種組合體系拱沒(méi)有系桿，由單獨(dú)的梁和拱共同受力，拱的推力仍由墩臺(tái)承受。 分為倒藍(lán)格爾拱、倒洛澤拱。拱橋的主要類(lèi)型3、拱片橋上邊緣與橋面縱向平行，下邊緣是拱形的有推力結(jié)構(gòu)，稱(chēng)為拱片。在拱片中，行車(chē)道系與拱肋剛性聯(lián)成一整體，共同承受荷載。拱片橋里仁橋 位于浙江省余杭縣塘棲鎮(zhèn)，是首座單跨50m的鋼筋混凝土斜拉式桁架拱橋。 拱圈矢跨比為1/8，橋面凈空為凈7+2x0.75m人行道。全橋布置4片拱片，在上弦桿覆蓋微彎板混凝土橋面。拱片橋三門(mén)上葉橋 位于浙江省三門(mén)縣三門(mén)至天臺(tái)、臨海的公路上，是一

8、座雙孔44m的鋼筋混凝土桁架拱橋。 橋面凈寬7.5m，不設(shè)人行道。首次取用比較坦的矢跨比（1/10）。該橋每孔布置4片斜拉桿式拱片。拱橋的主要類(lèi)型（二）按主拱圈截面形式分類(lèi)1、板拱橋主拱圈采用矩形實(shí)體截面的拱橋稱(chēng)為板拱橋。它的構(gòu)造簡(jiǎn)單、施工方便。通常只在地基條件較好的中、小跨徑圬工拱橋中才采用這種形式。如果在較薄的拱板上增加幾條縱向肋，就構(gòu)成板拱的另外一種形式，即板肋拱。板拱橋德國(guó) 跨越Hinterrhine河的一座橋拱橋的主要類(lèi)型2、混凝土肋拱橋 肋拱橋是在板拱橋的基礎(chǔ)上發(fā)展形成的，它是將板拱劃分成兩條或多條分離的、高度較大的拱肋，肋與肋間用橫系梁相聯(lián)。這樣就可以用較小的截面面積獲得較大的截

9、面抵抗矩，從而節(jié)省材料，減輕拱橋的自重，因此多用于大、中跨徑的拱橋。肋拱橋流溪橋 為廣東省廣州市從化縣流溪河的大橋，主跨為90m鋼筋混凝土箱肋中承式拱，全長(zhǎng)235.13m，橋?qū)?+2x1.75(m)，拱矢度1/4.5， 肋拱橋湘潭湘江橋 位于湖南省湘潭市107國(guó)道線(xiàn)上，跨湘江，為8孔60m上承式鋼筋混凝土拱肋，全605.22m。 橋面總寬21m 。于1961年建成。拱橋的主要類(lèi)型3、雙曲拱橋 其主拱圈橫截面由一個(gè)或數(shù)個(gè)橫向小拱單元組成，由于主拱圈的縱向及橫向均呈曲線(xiàn)形，故稱(chēng)之為雙曲拱橋。施工中可采用預(yù)制拼裝，化整為零，集零為整。但施工工序多、組合截面整體性較差和易開(kāi)裂等缺點(diǎn)，一般用于中、小跨徑

10、拱橋。雙曲拱橋長(zhǎng)沙湘江一橋雙曲拱公路橋，全長(zhǎng)1250米，主橋21跨，其中正橋17跨、最大跨徑76米，橋面凈寬20米，其中車(chē)行道14米，兩邊人行道各3 米。 1971年動(dòng)工,1972年建成 。雙曲拱橋衛(wèi)東橋 雙曲拱橋最早是建造在江蘇省無(wú)錫縣境內(nèi)、無(wú)錫橋梁工程隊(duì)首創(chuàng)的一種新型拱合。主要構(gòu)件有拱肋、拱波、橫梁或拉條以及拱上建筑的各種部件。 雙曲拱橋紅星橋 位于湖南省酃縣至郴縣上。該橋跨越深谷，橋高達(dá)65m，主拱跨徑108.45m，副拱跨徑分別為24.5m、9m及7m，全長(zhǎng)155.8m，橋?qū)?.2m。 于1967年竣工。 拱橋的主要類(lèi)型4、箱形拱橋 這類(lèi)拱橋外形與板拱相似，由于截面挖空，所以能節(jié)省材料

11、，減輕自重，相應(yīng)地也減少下部結(jié)構(gòu)材料用量。因它是閉口箱形截面，截面抗扭剛度大，橫向整體性和結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性均較雙曲拱好，故特別適用于無(wú)支架施工。但箱形截面施工制作較復(fù)雜。大跨徑拱橋采用箱形截面才是合適的。箱形拱橋馬鳴溪金沙江大橋 位于四川省宜賓市，跨越金沙江，該橋是中國(guó)采用纜索吊裝施工、跨徑最大的鋼筋混凝土箱形拱。 主孔150m，全245m。橋面為7+2x1.5(m)人行道。主拱圈箱高2.0m，箱寬7.60m，矢跨比1/7，全拱圈橫向分5個(gè)箱室。于1979年3月建成。箱形拱橋?qū)氈樗聵?位于四川省廣元市三堆區(qū)白龍江上，它是川甘公路上一座重要的大橋。 該橋?yàn)?孔凈跨各120、矢跨比1/6的鋼筋混凝土箱形

12、拱，全長(zhǎng)411.219m，橋?qū)?+2x1.0(m)人行道。拱橋的主要類(lèi)型5、鋼管混凝土拱橋鋼管混凝土屬于鋼混凝土組合結(jié)構(gòu)中的一種，優(yōu)點(diǎn)： 1）總體性能方面 鋼管混凝土承載能力大?？梢詼p小橋面上由承重結(jié)構(gòu)所占的寬度，提高了中、下承式拱的橋面寬度的使用效率。 2）施工方面 具有強(qiáng)度高，重量輕，易于吊裝或轉(zhuǎn)體的特點(diǎn)，大大降低了大跨徑拱橋施工的難度，省去了支模、拆模等工序。鋼管混凝土拱橋高明橋 位于廣東省高明縣城南，是一座跨越西江的大型公路橋，全長(zhǎng)1116m。主通航孔為2x100m，橋型采用中承式鋼管混凝土拱，引橋共11孔，系跨徑為70m的鋼筋混凝土拱肋，橋面寬12m。 鋼管混凝土拱橋旺蒼東河橋 位于四川省旺蒼縣，為凈跨115m下承式鋼管混凝土預(yù)應(yīng)力系桿拱橋，矢度1/6，橋面總寬15m，主橋長(zhǎng)248m。每根拱肋用兩根直徑為800mm、壁厚10mm的鋼管組成，其間用分列的鋼板連接成截面高200cm的“啞鈴形”拱肋斷面，鋼管中距120cm。 拱橋的主要類(lèi)型缺點(diǎn)： 1）容易造成鋼管與內(nèi)填混凝土之間出現(xiàn)脫空 現(xiàn)象； 2