混凝土拱橋特點組成及分類42

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605—618）年間，是著名匠師李春所建造。橋長64.4m，跨徑37.02m，是世界上建造最早的單孔敞肩型石拱橋?；炷凉皹蜷L沙湘江一橋1971年9月6日正式開工，1972年10月1日建成通車。該橋為大型鋼筋混凝土雙曲拱公路橋，全長1250米，主橋21跨，最大跨徑76米，橋面凈寬20米，其中車行道14米，兩邊人行道各3米?；炷凉皹蚝谑伌髽颍ㄏ娼鍢颍┐髽驑蛐蜑槿缰谐惺戒摴芄皹?。全長3068米，其中主橋長1815米，橋面寬29米至34米，設(shè)計雙向6車道。第一節(jié)拱橋的主要特點拱橋與梁橋的區(qū)別：由力學(xué)知，拱式結(jié)構(gòu)在豎向荷載作用下，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。拱橋的主要特點拱橋的主要優(yōu)缺點拱橋的主要優(yōu)點是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)護費用少；4）外型美觀；5）構(gòu)造較簡單。缺點主要是：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，也會增加造價；3）與梁式橋相比，上承式拱橋的建筑高度較高，增加了造價又對行車不利。第二節(jié)拱橋的組成及主要類型一、拱橋的主要組成拱橋的幾個主要技術(shù)名稱凈跨徑，計算跨徑，凈矢高，計算矢高，矢跨比拱橋的組成及主要類型拱橋的幾個主要技術(shù)名稱。凈跨徑——每孔拱跨兩個起拱線之間的水平距離。計算跨徑——相鄰兩拱腳截面形心點之間的水平距離。凈矢高——拱頂截面下緣至起拱線連線的垂直距離。計算矢高——拱頂截面形心至相鄰兩拱腳截面形心之連線的垂直距離。矢跨比（或）——拱圈（或拱肋）的凈矢高與凈跨徑之比，或計算矢高與計算跨徑之比。一般將矢跨比大于或等于1/5的拱稱為陡拱；矢跨比小于1/5的拱稱為坦拱。拱橋的的組成成及主主要類類型二、拱拱橋的的主要要類型型拱橋的的型式式可以以按照照以下下幾種種不同同的方方式進進行分分類1.建筑材材料：：圬工工拱橋橋、鋼鋼筋混混凝土土拱橋橋、鋼鋼拱橋橋和鋼鋼—混凝土土組合合拱橋橋等。。2.建筑的的型式式：實實腹式式拱橋橋和空空腹式式拱橋橋。3.主拱圈圈線型型：圓圓弧線線拱橋橋、拋拋物線線拱橋橋和懸懸鏈線線拱橋橋。4.橋面的的位置置：上上承式式拱橋橋、中中承式式拱橋橋和下下承式式拱橋橋5.有無水水平推推力：：有推推力拱拱橋和和無推推力拱拱橋。。6.結(jié)構(gòu)受受力圖圖式：：簡單單體系系拱橋橋，組組合體體系拱拱橋和和拱片片橋。。7.拱圈截截面型型式：：板拱拱橋、、板肋肋拱橋橋、肋肋拱橋橋、雙雙曲拱拱橋、、箱形形拱橋橋、鋼鋼管混混凝土土拱橋橋、勁勁性骨骨架混混凝土土拱橋橋。拱橋的的主要要類型型（一））按照照結(jié)構(gòu)構(gòu)受力力圖式式分類類1、簡單單體系系拱橋橋均為有有推力力拱，，可以以做成成上承承式、、中承承式和和下承承式拱橋的的主要要類型型中承式式拱橋橋（益益陽茅茅草街街大橋橋）拱橋的的主要要類型型按照主主拱的的靜力力體系系，簡簡單體體系拱拱橋又又可以以分成成三種種：1.三鉸拱拱屬屬外部部靜定定結(jié)構(gòu)構(gòu)。適適合于于在地地基條條件很很差的的地區(qū)區(qū)修建建。構(gòu)構(gòu)造復(fù)復(fù)雜，，施工工困難難，維維護費費用增增高。。減小小了結(jié)結(jié)構(gòu)的的整體體剛度度，降降低了了抗震震能力力。行行車不不利。。三鉸鉸拱一一般較較少采采用。。拱橋的的主要要類型型2.兩鉸拱拱屬屬外部部一次次超靜靜定結(jié)結(jié)構(gòu)。。結(jié)構(gòu)構(gòu)整體體剛度度較相相應(yīng)三三鉸拱拱大。。附加加內(nèi)力力比對對無鉸鉸拱的的影響響要小小，故故可在在地基基條件件較差差時或或坦拱拱中采采用。。拱橋的的主要要類型型3.無鉸拱拱屬屬外外部三三次超超靜定定結(jié)構(gòu)構(gòu)。拱拱內(nèi)的的彎矩矩分布布比兩兩鉸拱拱均勻勻，材材料用用量省省。結(jié)結(jié)構(gòu)的的整體體剛度度大。。構(gòu)造造簡單單，施施工方方便，，維護護費用用少。。在拱拱內(nèi)產(chǎn)產(chǎn)生較較大的的附加加內(nèi)力力，所所以無無鉸拱拱一般般修建建在地地基良良好的的條件件下。。實際際中使使用最最廣泛泛。拱橋的的主要要類型型2、組合合體系系拱橋橋拱式組組合體體系橋橋一般般由拱拱肋、、系桿桿、吊吊桿（（或立立柱））、行行車道道梁（（板））及橋橋面系系等組組成。。拱式組組合體體系橋橋?qū)⒘毫汉凸肮皟煞N種基本本結(jié)構(gòu)構(gòu)組合合起來來，共共同承承受橋橋面荷荷載和和水平平推力力，充充分發(fā)發(fā)揮梁梁受彎彎、拱拱受壓壓的結(jié)結(jié)構(gòu)特特性及及其組組合作作用。。拱式組組合體體系橋橋一般般可劃劃分為為有推推力的的和無無推力力的兩兩種類類型。。拱橋的的主要要類型型1）無推推力的的組合合體系系拱無推力力拱式式組合合體系系橋（（也稱稱系桿桿拱橋橋）是是外部部靜定定結(jié)構(gòu)構(gòu)，兼兼有拱拱橋的的較大大跨越越能力力和簡簡支梁梁橋?qū)Φ鼗m應(yīng)應(yīng)能力力強的的兩大大特點點。分為系系桿拱拱、藍藍格爾爾拱、、洛澤澤拱。。當(dāng)用用斜吊吊桿來來代替替豎直直吊桿桿時，，稱為為尼爾爾森拱拱。系桿拱拱橋云陽橋位于江蘇蘇省丹陽陽市云陽陽鎮(zhèn)東門門，跨越越京杭大大運河。。主主跨為70m無粘結(jié)預(yù)預(yù)應(yīng)力系系桿拱，，全長162.5m，4車道，2x2m人行道，，全寬24.5m，系桿拱拱有3根拱肋，，矢度1/5。系桿拱橋橋旺蒼東河河橋位于四川川省旺蒼蒼縣，為為凈跨115m下承式鋼鋼管混凝凝土預(yù)應(yīng)應(yīng)力系桿桿拱橋，，矢度1/6，橋面總總寬15m，主橋長長248m，它是我我國目前前最大跨跨徑的預(yù)預(yù)應(yīng)力鋼鋼管混凝凝土拱橋橋。于1990年建成拱橋的主主要類型型2）有推力力的組合合體系拱拱此種組合合體系拱拱沒有系系桿，由由單獨的的梁和拱拱共同受受力，拱拱的推力力仍由墩墩臺承受受。分為倒藍藍格爾拱拱、倒洛洛澤拱。。拱橋的主主要類型型3、拱片橋橋上邊緣與與橋面縱縱向平行行，下邊邊緣是拱拱形的有有推力結(jié)結(jié)構(gòu)，稱稱為拱片片。在拱拱片中，，行車道道系與拱拱肋剛性性聯(lián)成一一整體，，共同承承受荷載載。拱片橋里仁橋位于浙江江省余杭杭縣塘棲棲鎮(zhèn)，是是首座單單跨50m的鋼筋混混凝土斜斜拉式桁桁架拱橋橋。拱拱圈矢矢跨比為為1/8，橋面凈凈空為凈凈7+2x0.75m人行道。。全橋布布置4片拱片，，在上弦弦桿覆蓋蓋微彎板板混凝土土橋面。。拱片橋三門上葉葉橋位于浙江江省三門門縣三門門至天臺臺、臨海海的公路路上，是是一座雙雙孔44m的鋼筋混混凝土桁桁架拱橋橋。橋橋面凈凈寬7.5m，不設(shè)人人行道。。首次取取用比較較坦的矢矢跨比（（1/10）。該橋橋每孔布布置4片斜拉桿桿式拱片片。拱橋的主主要類型型（二）按按主拱圈圈截面形形式分類類1、板拱橋橋主拱圈采采用矩形形實體截截面的拱拱橋稱為為板拱橋橋。它的的構(gòu)造簡簡單、施施工方便便。通常常只在地地基條件件較好的的中、小小跨徑圬圬工拱橋橋中才采采用這種種形式。。如果在較較薄的拱拱板上增增加幾條條縱向肋肋，就構(gòu)構(gòu)成板拱拱的另外外一種形形式，即即板肋拱拱。板拱橋德國跨跨越Hinterrhine河的一座座橋拱橋的主主要類型型2、混凝土土肋拱橋橋肋拱橋是是在板拱拱橋的基基礎(chǔ)上發(fā)發(fā)展形成成的，它它是將板板拱劃分分成兩條條或多條條分離的的、高度度較大的的拱肋，，肋與肋肋間用橫橫系梁相相聯(lián)。這這樣就可可以用較較小的截截面面積積獲得較較大的截截面抵抗抗矩，從從而節(jié)省省材料，，減輕拱拱橋的自自重，因因此多用用于大、、中跨徑徑的拱橋橋。肋拱橋流溪橋為廣東省省廣州市市從化縣縣流溪河河的大橋橋，主跨跨為90m鋼筋混凝凝土箱肋肋中承式式拱，全全長235.13m，橋?qū)?+2x1.75(m)，拱矢度度1/4.5，肋拱橋湘潭湘江江橋位位于湖南南省湘潭潭市107國道線上上，跨湘湘江，為為8孔60m上承式鋼鋼筋混凝凝土拱肋肋，全605.22m。橋面面總寬21m。于1961年建成。。拱橋的主主要類型型3、雙曲拱拱橋其主拱圈圈橫截面面由一個個或數(shù)個個橫向小小拱單元元組成，，由于主主拱圈的的縱向及及橫向均均呈曲線線形，故故稱之為為雙曲拱拱橋。施工中可可采用預(yù)預(yù)制拼裝裝，化整整為零，，集零為為整。但但施工工工序多、、組合截截面整體體性較差差和易開開裂等缺缺點，一一般用于于中、小小跨徑拱拱橋。雙曲拱橋橋長沙湘江江一橋雙曲拱公公路橋，，全長1250米，主橋橋21跨，其中中正橋17跨、最大大跨徑76米，橋面面凈寬20米，其中中車行道道14米，兩邊邊人行道道各3米。1971年動工,1972年建成。。雙曲拱橋橋衛(wèi)東橋雙曲拱橋橋最早是是建造在在江蘇省省無錫縣縣境內(nèi)、、無錫橋橋梁工程程隊首創(chuàng)創(chuàng)的一種種新型拱拱合。主主要構(gòu)件件有拱肋肋、拱波波、橫梁梁或拉條條以及拱拱上建筑筑的各種種部件。。雙曲拱橋橋紅星橋位于湖南南省酃縣縣至郴縣縣上。該該橋跨越越深谷，，橋高達達65m，主拱跨跨徑108.45m，副拱跨跨徑分別別為24.5m、9m及7m，全長155.8m，橋?qū)?.2m。于1967年竣工。拱橋的主主要類型型4、箱形拱拱橋這類拱橋橋外形與與板拱相相似，由由于截面面挖空，，所以能能節(jié)省材材料，減減輕自重重，相應(yīng)應(yīng)地也減減少下部部結(jié)構(gòu)材材料用量量。因它它是閉口口箱形截截面，截截面抗扭扭剛度大大，橫向向整體性性和結(jié)構(gòu)構(gòu)穩(wěn)定性性均較雙雙曲拱好好，故特特別適用用于無支支架施工工。但箱形截面面施工制作作較復(fù)雜。。大跨徑拱橋橋采用箱形形截面才是是合適的。。箱形拱橋馬鳴溪金沙沙江大橋位于四川省省宜賓市，，跨越金沙沙江，該橋橋是中國采采用纜索吊吊裝施工、、跨徑最大大的鋼筋混混凝土箱形形拱。主主孔150m，全245m。橋面為7+2x1.5(m)人行道。主主拱圈箱高高2.0m，箱寬7.60m，矢跨比1/7，全拱圈橫橫向分5個箱室。于于1979年3月建成。箱形拱橋?qū)氈樗聵蛭挥谒拇ㄊ∈V元市三三堆區(qū)白龍龍江上，它它是川甘公公路上一座座重要的大大橋。該該橋為3孔凈跨各120、矢跨比1/6的鋼筋混凝凝土箱形拱拱，全長411.219m，橋?qū)?+2x1.0(m)人行道。拱橋的主要要類型5、鋼管混凝凝土拱橋鋼管混凝土土屬于鋼——混凝土組合合結(jié)構(gòu)中的的一種，優(yōu)點：1）總體性能能方面鋼管混凝土土承載能力力大?？梢砸詼p小橋面面上由承重重結(jié)構(gòu)所占占的寬度，，提高了中中、下承式式拱的橋面面寬度的使使用效率。。2）施工方面面具有強度高高，重量輕輕，易于吊吊裝或轉(zhuǎn)體體的特點，，大大降低低了大跨徑徑拱橋施工工的難度，，省去了支支模、拆模模等工序。。鋼管混凝土土拱橋高明橋位于廣東省省高明縣城城南，是一一座跨越西西江的大型