混凝土公路橋梁結(jié)構(gòu)設(shè)計要點(diǎn)解讀207頁

1、第16章 混凝土公路橋結(jié)構(gòu)設(shè)計橋梁的分類 a.按用途： 公路橋、鐵路橋、人行橋 b.按照橋梁全長和跨徑不同： 特大橋、大橋、中橋、小橋 c.按照橋梁主要承重結(jié)構(gòu)所用材料： 圬工橋、鋼筋混凝土橋、預(yù)應(yīng)力混凝土橋、鋼橋、木橋 d.按照跨越障礙的性質(zhì)： 跨河橋、高架橋、棧橋 e.按照上部結(jié)構(gòu)的行車道位置： 上承載式橋、下承載式橋、中承載式橋混凝土公路橋結(jié)構(gòu)設(shè)計1.教材混凝土結(jié)構(gòu) 下冊，混凝土橋梁設(shè)計（第二版），建工出版社2.主要內(nèi)容橋梁結(jié)構(gòu)設(shè)計的一般原則梁式橋簡支梁橋的計算梁式橋的支座拱橋3.考試 筆試16.1 橋梁結(jié)構(gòu)設(shè)計的一般原則16.1.1 橋梁的結(jié)構(gòu)組成和分類混凝土公路橋的結(jié)構(gòu)組成（1）上部

2、結(jié)構(gòu)：橋跨結(jié)構(gòu)+橋面系（2）下部結(jié)構(gòu)：橋臺+橋墩+基礎(chǔ)（3）附屬結(jié)構(gòu)：錐形護(hù)坡+護(hù)岸上部結(jié)構(gòu)：橋跨結(jié)構(gòu)+橋面系承受行人、車輛等各種作用并跨越障礙空間的直接承載部分。下部結(jié)構(gòu)：橋臺+橋墩+基礎(chǔ)支撐上部結(jié)構(gòu)，把結(jié)構(gòu)重力、車輛等各種作用傳遞給地基。附屬結(jié)構(gòu)：錐形護(hù)坡、護(hù)岸防止橋頭填土向河中坍塌，抵御水流沖刷。（3）設(shè)計水位：按規(guī)定設(shè)計洪水頻率算得的水位（2）高水位：洪峰季節(jié)河流的最高水位。（1）低水位：枯水季節(jié)河流的最低水位。（4）計算跨度L：梁橋為橋跨結(jié)構(gòu)兩支承點(diǎn)之間距離，拱橋為 兩拱腳截面重心點(diǎn)之間的水平距離（5）標(biāo)準(zhǔn)跨度l：橋墩中線間距離，拱橋為凈跨度（6）橋下凈空高度H：設(shè)計水位至結(jié)構(gòu)最下緣

3、間的距離2. 混凝土公路橋的分類（1）按橋梁結(jié)構(gòu)基本受力體系 梁式橋 拱式橋 剛架橋 懸索橋 組合體系橋箱形拱橋混凝土桁架式拱橋桁架式剛架橋斜腿式剛架橋（2）按橋梁總長和跨度 特殊大橋 L 500 大橋 100L500 中橋 30 L 100 小橋 8 L 30 涵洞 L 8（3）按上部結(jié)構(gòu)的橋面系位置分類 上承式橋 下承式橋 中承式橋16.1.2 橋梁的總體規(guī)劃和設(shè)計要點(diǎn)1.橋梁設(shè)計的基本要求（1）使用要求 交通通暢，安全通航，泄洪，使用年限（2）安全、適用、耐久性要求 強(qiáng)度，剛度，穩(wěn)定性，耐久性（3）施工要求 制作，安裝，質(zhì)量（4）經(jīng)濟(jì)要求（5）美觀要求2.橋梁設(shè)計程序 二階段設(shè)計（大橋，

4、中橋） 第一階段初步設(shè)計 選擇橋位，擬定橋梁結(jié)構(gòu)形式，確定基本尺寸 第二階段施工圖設(shè)計 計算，繪施工圖3.橋型選擇 選擇橋梁合理的結(jié)構(gòu)型式 影響因素 獨(dú)立因素：長度，寬度，通航孔大小不可隨意改 主要因素：經(jīng)濟(jì)要求 限制因素：地質(zhì)，地形，水文，氣候4.橋梁的縱斷面和橫斷面設(shè)計（尺寸設(shè)計） （1）縱斷面設(shè)計 總長，分孔，跨度，高度，基礎(chǔ)埋深，橋面，橋頭引道 （2）橫斷面設(shè)計 凈空，人行道，車道 5.設(shè)計前收集的技術(shù)資料（1）使用要求 交通種類，車輛載重，車輛密度， 荷載設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)，車道數(shù)目，行車道寬度，人行道寬度（2）橋位附近地形 布置橋墩，橋頭（3）地質(zhì)資料（4）河流的水文情況 水位，流速 確定橋

5、梁跨度，基礎(chǔ)埋深，橋面標(biāo)高（5）其它資料16.1.3 公路橋梁的荷載1.永久荷載2.基本可變荷載3.其它可變荷載4.偶然荷載5.荷載組合1.永久荷載（恒荷載）（1）結(jié)構(gòu)重力 體積*重力密度密度（2）土側(cè)壓力 靜止土壓力，主動土壓力，被動土壓力（3）混凝土收縮，徐變 產(chǎn)生的附加內(nèi)力（4）水浮力2.基本可變荷載（1）汽車荷載：車隊表示（2）平板掛車，履帶車荷載 荷載橫向折減系數(shù)：橫向布置車隊大于2 荷載縱向折減系數(shù)：計算跨度大于等于150m（3）人群荷載 3KN/m2（4）車輛荷載影響力 a.汽車荷載沖擊力 沖擊力=動荷載產(chǎn)生內(nèi)力-靜荷載產(chǎn)生內(nèi)力 =沖擊系數(shù)*汽車荷載 b.離心力 位于曲線上的橋梁

6、，當(dāng)曲線半徑等于或小于250m時 c.車輛荷載引起的土側(cè)壓力3.其它可變荷載（1）制動力 汽車剎車時，車輪與橋面之間的滑動摩擦力 12車道，荷載長度內(nèi)一行汽車總重力10% 4車道， 20% 方向：行車方向（2）支座摩擦力 橋梁上部構(gòu)造因溫度變化會沿活動支座伸縮（3）其它外力 溫度變化產(chǎn)生的力，冰壓力，流水壓力，施工荷載等 4.偶然荷載（1）船只或漂浮物的撞擊力 通航河道，橋墩、基礎(chǔ)考慮（2）地震力 地震設(shè)計烈度為8度及8度以上，采取抗 震設(shè)施16.2 梁式橋鋼筋混凝土板、鋼筋混凝土梁、預(yù)應(yīng)力混凝土板、預(yù)應(yīng)力混凝土梁受彎構(gòu)件作為橋跨結(jié)構(gòu)的主要承重構(gòu)件16.2.1 梁式橋的分類1.按承重結(jié)構(gòu)的受力

7、圖式的分類： 簡支梁橋，連續(xù)梁橋，懸臂梁橋2.按承重結(jié)構(gòu)的橫截面型式的分類 板橋，肋梁橋，箱梁橋3.按施工安裝方法分類 整體澆筑式梁橋，預(yù)制裝配式梁橋，預(yù)制-現(xiàn)澆式梁橋簡支梁橋特點(diǎn)：（1）屬于單孔靜定結(jié)構(gòu)，它受力明確，構(gòu)造簡單，施工方便，是中小跨徑橋梁中應(yīng)用最廣泛的橋型。（2）采用裝配式的施工方法，可以節(jié)約大量模板支架，縮短施工期限，加快建橋速度。（3）受跨中正彎矩影響，對跨度有要求 鋼筋混凝土簡支梁、板：20m 預(yù)應(yīng)力混凝土簡支板：1316m 預(yù)應(yīng)力混凝土簡支梁：2550m連續(xù)梁橋特點(diǎn)：（1）超靜定結(jié)構(gòu)，一個支座沉降，會使梁產(chǎn)生附加內(nèi)力，對地基要求比較高（2）支座產(chǎn)生負(fù)彎矩，減小梁跨中正彎矩

8、，可減小梁跨中高度懸臂梁橋特點(diǎn)：（1）支座產(chǎn)生負(fù)彎矩，減少跨中正彎矩，梁高低于簡支梁橋（2）靜定結(jié)構(gòu)，支座沉降不引起附加內(nèi)力（3）掛梁與懸臂處易于損壞板橋承重結(jié)構(gòu)式矩形截面的鋼筋混凝土板或預(yù)應(yīng)力混凝土板肋梁橋：肋形開口截面梁與板組一起承重箱梁橋：承重結(jié)構(gòu)是封閉的薄壁箱形梁板橋：簡支梁橋，小跨度 連續(xù)梁橋，中小跨度肋梁橋：適用于中等跨度簡支梁，跨度1315m箱梁橋：適用于大跨度連續(xù)梁橋和懸臂梁橋16.2.2 橋面構(gòu)造1.橋面鋪裝 防止車輪輪胎或履帶車直接磨耗行車道板，保護(hù)主梁免受雨水侵蝕，分散車輪集中荷載。收藏設(shè)置 （1）水泥混凝土或瀝青混凝土鋪裝 水泥混凝土,最小厚度：100mm 瀝青混凝土,

9、厚度：90mm 混凝土強(qiáng)度等級不小于梁、板混凝土強(qiáng)度等級 鋼筋直徑：812mm （2）防水混凝土鋪裝2.橋面排水和防水設(shè)施（1）橋面排水 橋面排水借助于橋面縱坡和橫坡的作用，把雨水匯向集水口，從泄水管排出。（2）防水層3.伸縮縫 為保證在氣溫變化,混凝土收縮與徐變,以及荷載作用等因素影響下,橋跨結(jié)構(gòu)能夠按靜力圖式自由地變形,并保證車輛平穩(wěn)通過,應(yīng)在兩相鄰梁端之間,梁端與橋臺背墻之間設(shè)置伸縮縫,并在伸縮縫處設(shè)置伸縮裝置.在伸縮縫附近的欄桿,人行道等結(jié)構(gòu)也應(yīng)斷開,以滿足梁體的自由變形. 橋梁伸縮裝置直接暴露在大氣中,承受車輛,人群荷載的反復(fù)作用,很小的缺陷和不足,就會引起跳車等不良現(xiàn)象,從而使其承

10、受很大的沖擊,甚至影響到橋梁結(jié)構(gòu)本身和通行者的生命安全,是橋梁結(jié)構(gòu)中最易損壞又較難修繕的部位.在設(shè)計與施工過程中,應(yīng)給予足夠的重視。 橋梁伸縮縫應(yīng)滿足下列要求: (1)能夠滿足橋梁自由伸縮的要求,保證有足夠的伸縮量. (2)伸縮裝置牢固可靠,與橋梁結(jié)構(gòu)連為整體,抗沖擊,經(jīng)久耐用; (3)橋面平坦,行駛性良好,車輛駛過時應(yīng)平順,無突跳和噪音; (4)具有能夠安全防水和排水的構(gòu)造,有效防止雨水滲入; (5)能有效防止垃圾滲入阻塞.對于敞露式的伸縮縫要便于檢查和清除縫下溝槽的污物; (6)構(gòu)造簡單,施工,安裝方便,且養(yǎng)護(hù),修理與更換方便; (7)經(jīng)濟(jì)價廉.4.人行道和安全帶（1）人行道 大、中橋梁和

11、城鎮(zhèn)橋梁均應(yīng)設(shè)置人行道。 采用肋板式截面，上鋪20mm水泥砂漿鋪裝層，最小寬度0.75m，1%斜坡，（2）安全帶5.欄桿防護(hù)設(shè)備，欄桿高度8001200mm公路橋梁：欄桿結(jié)構(gòu)簡單高速公路橋梁：專門橋梁護(hù)欄設(shè)施16.3 簡支梁橋的計算簡支梁橋上部計算內(nèi)容：主梁橫隔梁橋面板支座 擬定截面形式，尺寸 構(gòu)件控制截面（跨中、支座）的內(nèi)力 構(gòu)件截面設(shè)計（驗算：強(qiáng)度、剛度）橋梁上部結(jié)構(gòu)計算步驟 不滿足荷載計算 構(gòu)件控制截面（跨中、支座）的內(nèi)力內(nèi)力計算 恒載 活載 彎矩M 剪力V16.3.1恒載產(chǎn)生的主梁內(nèi)力恒載：1.主梁自重：采用均布荷載混凝土重力密度梁截面尺寸2.橫隔梁自重，橋面鋪裝自重，人行道、欄桿自重

12、： 沿主梁分布的均布荷載，平均分配給各主梁16.3.2 荷載橫向分布計算恒荷載結(jié)構(gòu)自重、橋面鋪裝、欄桿和人行道活荷載汽車、人群集中荷載在x和y兩個方向同時傳遞。每根主梁以不同的受力程度參與工作。結(jié)構(gòu)空間計算問題：用影響面系數(shù)求截面某點(diǎn)的內(nèi)力荷載橫向分布：活荷載作用時，橋梁上部結(jié)構(gòu)主梁 內(nèi)力計算單梁某一截面的內(nèi)力影響線取X為縱向坐標(biāo)，y為橫向坐標(biāo)對于某梁的荷載橫向分布影響線 單位荷載沿橫向作用在不同位置時 某梁所分配的荷載比值變化曲線kmP1mP2m荷載橫向分布系數(shù)汽車荷載作用人群荷載作用汽車荷載橫向分布影響線豎標(biāo)人群荷載橫向分布影響線豎標(biāo)1.同一座橋梁內(nèi)各主梁的荷載橫向分布系數(shù)m是不相同的，需

13、要分別求得。2.汽車荷載在橋上縱向位置會影響各主梁的荷載橫向分布系數(shù)。3.荷載橫向分布規(guī)律和結(jié)構(gòu)橫向連接剛度有關(guān)，橫向連接剛度越大，荷載橫向分布作用越顯著。橫向荷載分布系數(shù)計算方法： 杠桿原理法、偏心受壓法、橫向鉸接板法、橫向剛接梁法、比擬正交異性板法1.杠桿法基本假定：忽略主梁之間的橫向聯(lián)系作用，假設(shè)板在主梁上斷開，視為沿橫向支承在主梁上的簡支板（中主梁）或懸臂板（邊主梁）P1/2、 P2/2傳至1號和2號梁P1/2、 P2/2傳至2號和3號梁R1R2R2R3反力影響線荷載橫向分布系數(shù)的橫向影響線根據(jù)活荷載的最不利位置求得相應(yīng)的橫向分布系數(shù)杠桿法應(yīng)用：1.荷載位于靠近主梁支點(diǎn)時的橫向分布系數(shù)

14、2.橫向聯(lián)系較弱的無中間隔梁的主梁2.偏心壓力法基本假定：1.橫隔梁剛度大，傳給主梁力不作用在主梁截面形心，而是有偏心距。2.忽略主梁抗扭剛度應(yīng)用：主梁在支點(diǎn)、跨中及四分之一點(diǎn)處等地方設(shè) 置多道橫隔梁，整體剛度大的梁式橋。（1）偏心荷載F=1對各主梁的荷載分布ea2F=1a1a4a5I1I2I3I4I5F=1M=1ea2a1a4a5I1I2I3I4I5F=1I1I2I3I4I5M=1eR1R2R3R4R5a2a1a4a5R1R2”R3R4R5R11R21R31R41R51（2）主梁的橫向分布系數(shù) 當(dāng)荷載F=1分別作用在1號、2號、3號、4號、5號梁上時。1號梁所分配的荷載為1號梁荷載橫向影響線

15、豎標(biāo)由荷載最不利位置確定橫向分布系數(shù)（3）考慮主梁抗扭剛度的修正偏心壓力法修正抗扭系數(shù)16.3.3 活荷載產(chǎn)生的主梁內(nèi)力活荷載車輛荷載、人群荷載計算主梁內(nèi)力兩步驟：第一 主梁活荷載橫向分布系數(shù)m第二 應(yīng)用主梁內(nèi)力影響線，在主梁縱向按最不利位 置加載，計算主梁截面的最大內(nèi)力所求主梁截面的彎矩或剪力車輛荷載的軸重與荷載位置對應(yīng)的內(nèi)力影響線坐標(biāo)值汽車荷載的沖擊系數(shù)，掛車、履帶車、人 群荷載不考慮多車道橋面的汽車荷載折減系數(shù)，掛車、履帶車、人群荷載不考慮折減沿橋跨縱向與荷載位置對應(yīng)的橫向分布系數(shù)跨中橫向分布系數(shù)一行車輛荷載的等代荷載（根據(jù)各種車輛荷載特征、內(nèi)力影響線的形狀和長度，按最不利位置算得的最大

16、內(nèi)力換算的等代均布荷載）截面內(nèi)力影響線面積（1）主梁控制截面的彎矩、跨中截面剪力（2）支點(diǎn)截面的剪力（或靠近支點(diǎn)截面的剪力）按照不變的跨中橫向分布系數(shù)計算的剪力值計及荷載橫向分布系數(shù)變化而引起的剪力值1）由于支點(diǎn)附近橫向分布系數(shù)的增大或減少所引起的支點(diǎn)剪力變化值為位于橫向分布系數(shù)過渡段a范圍內(nèi)的車輛荷載2）人群或履帶車的均布荷載情況一側(cè)人行道順橋向每延米的人群荷載集度一輛履帶車順橋向每延米履帶長度的荷載對應(yīng)于附加三角形荷載重心位置的內(nèi)力影響線坐標(biāo)值16.3.4 主梁內(nèi)力組合與包絡(luò)圖恒荷載、活荷載作用下主梁控制截面的荷載效應(yīng)內(nèi)力組合內(nèi)力包絡(luò)圖配筋計算承載能力極限狀態(tài)正常使用極限狀態(tài)序號荷載類別彎

17、矩剪力支點(diǎn)四分點(diǎn)跨中支點(diǎn)跨中汽車+人= + 1.2x恒=1.2x 1.4x(汽車+人)= 1.4x 1.1x掛= 1.1x /+ x100% /+ x100%1+ 2+ 承載能力極限狀態(tài)計算時的計算內(nèi)力+ 正常使用極限狀態(tài)計算時的計算內(nèi)力恒載汽車荷載人群荷載掛車荷載活荷載作用下主梁內(nèi)力1.汽車荷載作用下主梁內(nèi)力跨中彎矩、跨中剪力支座剪力跨中橫向分布系數(shù)一行車輛荷載的等代荷載截面內(nèi)力影響線面積2.人群荷載作用下主梁內(nèi)力跨中彎矩、跨中剪力支座剪力16.3.5 橫隔梁內(nèi)力計算橫隔梁支承在主梁上的一根多跨連續(xù)梁注意兩點(diǎn)： 荷載作用下主梁分配荷載的比例不同，因此傳給橫隔梁的反力也不相同，其內(nèi)力計算方法同

18、主梁 主梁跨中附近的橫隔梁受力最大，所以只計算這根橫隔梁。1.作用在橫隔梁上的計算荷載 計算跨中橫隔梁上荷載時，除了考慮直接作用在其上的重力，還要考慮前后靠近的車輪重力，假設(shè)荷載在橫隔梁之間按杠桿原理分配汽車荷載掛車荷載人群荷載履帶荷載 荷載按照縱向最不利布置，重軸作用在計算的橫隔梁上，計算荷載乘以橫隔梁內(nèi)力影響系數(shù)，就得橫隔梁內(nèi)力。2.按偏心受壓法計算橫隔梁內(nèi)力荷載F位于截面r左邊時荷載F位于截面r右邊時可以由主梁內(nèi)力計算中的R影響線繪制橫隔梁的內(nèi)力影響線3.按照“G-M”法計算橫隔梁內(nèi)力a橫隔梁的間距ps荷載函數(shù)B半橋?qū)挾萿a橫向彎矩影響系數(shù)16.3.6 行車道板內(nèi)力計算行車道板直接承受車

19、輛輪壓的鋼筋混凝土板作用：（1）與主梁梁肋和橫隔梁連接在一起，保證梁的整體作用（2）傳遞荷載行車道板支承形式：單向板、懸臂板、鉸接板（1）單向板 行車道板是四周支承的板，如果支承邊的長邊與短邊之比 按照短跨受荷的單向板來設(shè)計（2）懸臂板特點(diǎn)：裝配式橋梁翼緣板端部為自由縫，為三邊支承板，計算模型：短跨一端嵌固，一端自由的懸臂板自由縫（3）鉸接板特點(diǎn)：裝配式橋梁翼緣板端部為鉸接縫計算模型：短跨一端嵌固，一端鉸接鉸接縫1.車輪荷載在板上的分布車輪荷載作用在板上的面積壓力面鋪裝層橋面板行車垂直方向鋪裝層橋面板行車方向2.板的有效工作寬度（1）單向板的有效工作寬度當(dāng)車輪荷載位于板跨間時a.一個車輪荷載位

20、于板跨間時b.兩個靠近的車輪荷載位于板跨間時當(dāng)車輪荷載位于支承邊緣時（2）懸臂板的有效工作寬度3.行車道板的內(nèi)力計算兩端簡支跨中彎矩支座彎矩跨中彎矩支座彎矩16.4 梁式橋的支座支座墊石（橋臺）支座作用：1.傳遞橋跨結(jié)構(gòu)作用的支承反力，包括恒載和活載在 支承處引起的豎向力和水平力；2.保證橋跨結(jié)構(gòu)在活載、溫度變化、混凝土收縮和徐 變等作用下的自由變形，以使結(jié)構(gòu)的實(shí)際受力符合 力學(xué)計算模型。16.4.1 橡膠支座的類型、構(gòu)造及力學(xué)性能橡膠化學(xué)合成的氯丁橡膠，具有一定抗壓強(qiáng)度、 抗油蝕性、冷熱穩(wěn)定性、耐老化性板式橡膠支座盆式橡膠支座板式橡膠支座：矩形板式、圓形板式、圓板球冠式板式橡膠支座：由若干層

21、橡膠片和薄鋼板組合而成，各層橡膠與鋼板經(jīng)加壓硫化牢固地粘結(jié)在一起。鋼板防止橡膠側(cè)向變形，橡膠防止薄鋼板銹蝕。矩形板式橡膠支座主要尺寸尺寸的選擇，由支座的豎向承載力F決定圓形板式橡膠支座：適應(yīng)橋梁各方向的變形球冠圓板橡膠支座：改進(jìn)后的圓形板式橡膠支座相同點(diǎn)：中間層和鋼板布置與圓形板式橡膠支座相同不同點(diǎn)：支座頂面用純橡膠制成球形表面，球面邊緣 至支座邊緣15mm平面尺寸與橡膠相同，厚為1.53mm的聚四乙烯板與橡膠粘合在一起。梁底支點(diǎn)處設(shè)置一塊有一定光潔度的不銹鋼板。1.梁底上鋼板調(diào)節(jié)縱坡，使支座與鋼板接觸平面保持水平2.不銹鋼板不銹鋼在支座四氟板表面來回移動，達(dá)到梁伸 縮位移3.四氟滑板式橡膠支

22、座4.墩臺上鋼板固定皮腔作用5.防塵罩盆式橡膠支座板式橡膠支座承載能力和位移值有一定限制，目前多采用盆式橡膠支座。盆式橡膠支座特點(diǎn)：結(jié)構(gòu)緊湊，摩擦系數(shù)小，承載能力大，重量輕，結(jié)構(gòu)高度小，轉(zhuǎn)動、滑動靈活，成本較低16.5 拱橋1.拱橋受力特點(diǎn)：豎向荷載作用下，支承處不僅產(chǎn)生豎向反力，還產(chǎn)生水平反力。主要承受壓力，彎矩很小跨徑比梁式橋大拱橋優(yōu)點(diǎn)：1.跨越能力大：鋼拱橋1200米，鋼筋混凝土拱橋500米清水河大橋位于貴州省興義市、興仁縣和普安縣三地交界處?？缭皆瀑F高原南盤江上游支流清水河峽谷。全長 360.5M ,全橋設(shè)四墩兩臺，4號墩為明挖擴(kuò)大和嵌巖基礎(chǔ)，挖深 54M ，墩身為矩形空心墩，墩高 1

23、00M 。箱梁最大跨度 128M清水河大橋位平均海拔4600米以上的可可西里自然保護(hù)區(qū)，是青藏線上最長的以橋代路的特大橋，修筑此橋的一個主要目的是為野生動物穿越青藏鐵路提供通道，被譽(yù)為是“環(huán)保橋”。春夏季，成群遷徒的藏羚羊便可以通過此橋。 盧浦大橋北起浦西魯班路，穿越黃浦江，南至浦東濟(jì)陽路，全長8.7公里。大橋主橋為全鋼結(jié)構(gòu)，全長750米，采用一跨過江，主橋按六車道設(shè)計，引橋按六車道、四車道設(shè)計，設(shè)計航道凈空為46米，通航凈寬為340米。主拱截面世界最大，為9米高，5米寬，橋下可通過7萬噸級的輪船。2003年建成通車。重慶萬縣長江大橋420米2.就地取材3.耐久性好，承載力大，養(yǎng)護(hù)費(fèi)用少3.外

24、型美觀廣東中山市東平河大橋4.構(gòu)造簡單拱橋的缺點(diǎn)：1.對地基要求高2.與梁式橋相比，上承式拱橋建筑高度較高3.建造時間長2. 拱橋的基本組成：橋跨結(jié)構(gòu)+橋墩、橋臺上承式拱橋中承式拱橋下承式拱橋主拱圈：承受橋上全部荷載拱上建筑：行車道，傳遞荷載的構(gòu)件實(shí)腹、空腹3.拱橋的分類（1）按主拱圈所使用的的建筑材料分：（2）按拱上建筑的型式分：（3）按主拱圈(或拱軸線)線形：（4）按橋面位置：（5）按有無水平推力：（6）按結(jié)構(gòu)受力圖式：（7）按主拱圈截面形式：16.5.3 拱橋的結(jié)構(gòu)設(shè)計方案設(shè)計原則：適用、安全、經(jīng)濟(jì)、美觀橋型選擇總體布置拱軸線的選擇和確定主拱圈的截面尺寸拱橋結(jié)構(gòu)設(shè)計1.橋型選擇根據(jù)橋梁的

25、使用任務(wù)、性質(zhì)、橋址位置、施工技術(shù)、投資等情況確定橋型對于100米以內(nèi)的公路橋，如果附近石材豐富，則選用石拱橋?？鐝酱笥?0100米跨河橋，無法搭設(shè)施加施工時，多采用鋼筋混凝土箱板拱或箱肋拱。小跨徑石拱橋采用實(shí)腹式圓弧拱大中跨徑拱橋采用空腹式懸鏈線拱橋地基承載能力較弱地方，采用輕型的桁架拱橋2.總體布置（1）橋梁全長橋梁的長度必須保證橋下有足夠的排洪面積，以保證安全宣泄設(shè)計洪水流量。同時需要適當(dāng)縮短橋梁全長以節(jié)省投資。具體設(shè)計時，應(yīng)通過水力水文計算和經(jīng)濟(jì)綜合確定兩岸橋臺臺口之間的總長度，橋臺尺寸、位置確定好之后，橋梁的全長就確定了。橋梁分孔 橋梁的分孔是一個非常復(fù)雜的問題，也是橋梁設(shè)計中一個重

26、要的問題。 對于通航河流在確定孔數(shù)時，應(yīng)分為通航孔和非通航孔。其中通航孔的跨徑和通航凈空高度應(yīng)滿足航道等級要求。非通航孔或費(fèi)通航河流按照經(jīng)濟(jì)原則分孔。 分孔時還應(yīng)該考慮施工的方便，全橋適宜采用等跨或分組等跨的分孔方案。（2）確定拱橋的設(shè)計標(biāo)高和矢跨比橋面標(biāo)高反映了建橋的高度，由兩岸線路的縱斷面設(shè)計控制。除此之外考慮橋下凈空的要求拱頂?shù)酌鏄?biāo)高=橋面標(biāo)高-拱頂處建筑高度起拱線標(biāo)高，一般高出洪水設(shè)計水位，綜合考慮通航、排洪等因素?；A(chǔ)底面標(biāo)高，由地質(zhì)條件、地基承載力等因素確定。拱頂標(biāo)高和拱腳標(biāo)高確定后可確定拱圈的矢跨比矢跨比影響拱圈內(nèi)力，還影響施工方法的選擇、影響外觀。對拱圈本身受力狀況是有利的，但

27、是對墩臺和基礎(chǔ)是不利的。但是，主拱圈受力后，因自身彈性壓縮、溫度變化、混凝土收縮等因素都會在主拱圈內(nèi)產(chǎn)生附加內(nèi)力，且矢跨比越小，附加內(nèi)力越大，對主拱圈不利。磚、石、素混凝土拱橋箱形拱橋最小矢跨比（3）不等跨分孔的處理方法多孔連續(xù)孔橋最好采用等跨分孔當(dāng)受到地形、地質(zhì)、通航條件的限制，采用不等跨分孔不等跨分孔引起的問題：相鄰孔的水平推力不相等，是的橋墩和基礎(chǔ)承受有兩側(cè)主拱圈傳來的水平推力不平衡，這對基礎(chǔ)和橋墩極為不利，需要采取一些措施來改善橋墩和基礎(chǔ)的受力。改善橋墩和基礎(chǔ)的受力的措施措施一.采用不同的矢跨比大跨徑采用較陡的拱（矢跨比大）小跨徑采用較平坦的拱（矢跨比?。┐胧┒?采用不同的拱腳標(biāo)高大跨

28、徑拱腳低，小跨徑拱腳高措施三.調(diào)整拱上建筑重力大跨徑采用輕質(zhì)拱上填料，小跨徑采用較重填料措施四.采用不同的拱跨結(jié)構(gòu)大跨徑采用肋拱，減輕自重；小跨徑采用板拱3.拱軸線的選擇水平推力的存在使得拱內(nèi)彎矩和剪力減小。需要合理選擇拱軸線的線型，盡可能降低由于荷載而產(chǎn)生的彎矩。最理想的拱軸線是其與拱上各荷載作用下的壓力線吻合，這時主拱截面內(nèi)只有軸向壓力，沒有彎矩和剪力，因此截面上的應(yīng)力是均勻分布，可以充分利用材料的抗壓性能。合理拱軸線但是，合理拱軸線是不可能獲得的，因為主拱圈承受恒載、活載、溫度變化等作用，每種荷載的壓力線各不相同。公路橋恒載所占比例大采用恒荷載的壓力線作為設(shè)計拱軸線鐵路橋活載較大采用恒荷

29、載+一半活荷載的作用的壓力線作為設(shè)計拱軸線拱橋設(shè)計中，選擇一條拱軸線，使其在恒荷載作用下截面彎矩處處為零，是不可能的。因此，拱橋設(shè)計中選擇拱軸線時，只能要求盡可能減小主拱圈截面的彎矩，各截面應(yīng)力盡可能接近，盡量減少截面拉應(yīng)力，甚至不出現(xiàn)拉應(yīng)力。除此之外，還需要考慮計算簡單、線型美觀、施工方便等因素。目前，拱橋常用的拱軸線線型主要有三種：圓弧形拱軸線 拋物線拱軸線 懸鏈線拱軸線（1）圓弧形拱軸線RfL矢跨比f和跨徑L已知時，可以確定拱軸線方程c線型最簡單，施工最方便，但在一般情況下，圓弧形拱軸線與恒載壓力線偏離較大，使主拱圈截面上產(chǎn)生較大的彎矩，各截面受力不均勻，常用于20m以下的小跨徑拱橋。（

30、2）拋物線拱軸線拱軸線方程在豎向均布荷載作用下，拱的合理拱軸線是二次拋物線。對于恒載強(qiáng)度比較接近均布的拱橋，往往可以采用二次拋物線作為拱軸線；某些大跨徑拱橋中，由于拱上建筑布置的特殊性，為了使拱軸線盡可能與恒載壓力線相吻合，也可采用高次拋物線作為拱軸線。 （3）懸鏈線拱軸線懸鏈線是一種曲線，它的形狀因與懸在兩端的繩子因均勻引力作用下掉下來之形相似而名 。適當(dāng)選擇坐標(biāo)系后，懸鏈線的方程是一個雙曲余弦函數(shù)，其公式為： y = a*cosh(x/a) 其中 a 是一個常數(shù)。 懸索橋、拱橋、架空電纜都用到懸鏈線的原理。 實(shí)腹式拱橋恒載壓力線是懸鏈線，因此一般實(shí)腹式拱橋采用懸鏈線作為拱軸線。這樣在恒載作

31、用下，主拱圈只承受軸向壓力?？崭故焦皹蚝爿d壓力線不是光滑曲線，為計算方便一般采用懸鏈線作為拱軸線。需要拱軸線在拱頂、拱腳、l/4處和恒載壓力線重合1）懸鏈線拱方程綜上所述，在一般情況下：小跨徑拱橋可采用實(shí)腹式圓弧拱或?qū)嵏故綉益溇€拱；大、中跨徑拱橋可采用空腹式懸鏈線拱；輕型拱橋或矢跨比較小的大跨徑鋼筋混凝土拱橋可采用拋物線拱。4.主拱圈截面變化規(guī)律和截面尺寸 主拱圈截面沿拱軸線可以做成兩種形式： 等截面、變截面主拱圈截面沿跨徑的變化規(guī)律能適應(yīng)主拱圈的內(nèi)力變化情況。主拱圈是偏心受壓構(gòu)件，截面上彈性應(yīng)力為第一項由軸向壓力N產(chǎn)生的正應(yīng)力一般主拱圈內(nèi)軸向壓力N自拱頂至拱腳逐漸增大，因此將主拱圈截面面積A從拱頂向拱腳逐漸增大，則能保證正應(yīng)力沿軸方向保持不變。第二項由拱內(nèi)彎矩M產(chǎn)生的正應(yīng)力一般主拱圈內(nèi)拱內(nèi)彎矩M沿跨長變化復(fù)雜，一般考慮截面的慣性矩變化規(guī)律。無鉸拱從拱頂?shù)焦澳_采用慣性矩逐漸增大截面形式，慣性矩變化規(guī)律為任意截面拱軸線水平傾角拱厚變化系數(shù)設(shè)計時，現(xiàn)擬定拱頂和拱腳兩個截面的尺寸，求出拱厚變化系數(shù)，再求主拱圈其他各截面的慣性矩。變截面拱橋主拱圈截面的慣性矩從拱頂向拱腳逐漸增大，主要有兩種變化方式：1 等寬度變厚度2 變寬度等厚度16.