桥梁工程3-2拱桥的构造.ppt

第二章 拱桥的构造2.1 主拱圈的构造2.1.1 板拱n材料: 天然石材（30号） ，砂浆Mu5.0~7.5 号n形式：等截面圆弧拱、等截面或变截面悬链线拱n细部构造 ：编号和砌筑方法第二章 拱桥的构造2.1 主拱圈的构造2.1.1 板拱——石拱桥构造n拱石编号n等截面圆弧拱的拱石编号n变截面拱圈的拱石编号五角石第二章 拱桥的构造2.1 主拱圈的构造2.1.1 板拱——石拱桥构造拱石的错缝要求拱圈与墩台及腹孔墩连接五角石五角石混凝土底梁混凝土拱座第二章 拱桥的构造2.1 主拱圈的构造2.1.2 肋拱肋拱桥的组成: 拱肋布置：拱肋形式：拱肋立柱纵梁桥面板横梁纵梁横系梁拱肋立柱双肋拱桥立面布置图第二章 拱桥的构造2.1 主拱圈的构造2.1.2 肋拱拱肋形式：矩形截面： 肋高 h = (1/40~1/60)l ；肋宽 b=(0.5~2.0)h工字形截面：肋高 h = (1/25~1/35)l ；肋宽 b=(0.4~0.5)h 腹板厚 b’=30~50 cm钢管混凝土肋拱：肋高 h = (1/45~1/65)l 箱形截面： 肋高 h = (1/40~1/55)l第二章 拱桥的构造2.1 主拱圈的构造2.1.3 箱形拱特点：n截面抗弯、抗扭刚度大，拱圈整体性好；n单条箱肋稳定性好，能单箱肋成拱， 便于无支架施工；n箱形截面能适应主拱圈各截面抵抗正负弯矩的需要；n自重相对较轻；n制作要求较高，吊装设备较多， 主要适用于大跨径拱桥。

第二章 拱桥的构造2.1 主拱圈的构造2.1.3 箱形拱箱形拱的组成方式：n由多条U形肋组成多室箱形截面；n由多条工字形肋组成多室箱形截面；n由多条闭合单箱肋肋组成多室箱形截面；n单箱多室截面第二章 拱桥的构造2.1 主拱圈的构造2.1.3 箱形拱箱形拱的高度和宽度n高 h = (1/55~1/75)l 或h = l 0 /100+(0.6~0.8)mn宽 b=(0.5~1.0)x桥宽第二章 拱桥的构造2.1 主拱圈的构造2.1.4 双曲拱桥双曲拱桥的组成拱板拱波横向联系拱肋双曲拱桥主拱圈横断面第二章 拱桥的构造2.1 主拱圈的构造2.1.4 双曲拱桥主拱圈截面型式双曲拱桥主拱圈截面型式第二章 拱桥的构造2.2 拱上建筑的构造 分为实腹式和空腹式两类2.2.1 实腹式拱上建筑构造 组成：拱腹填料、侧墙、护拱、变形缝、防水层、泄水管及桥面系等半立面图护拱防水层泄水管拱腹填料路面半纵断面图2.2 拱上建筑的构造第二章 拱桥的构造2.2.2 空腹式拱上建筑构造空腹式拱除了具有实腹式拱上建筑相同的构造外，还具有腹孔和腹孔敦n 腹孔 腹孔构造拱式拱上建筑梁式拱上建筑2.2 拱上建筑的构造第二章 拱桥的构造2.2.2 空腹式拱上建筑构造 A. 拱式拱上建筑 腹孔的布置 l 主拱圈受力的要求：避免荷载过分集中于腹孔墩l 拱桥外形美观的要求：带实腹段的空腹拱全空腹拱拱式拱上建筑腹孔墩实腹段2.2 拱上建筑的构造第二章 拱桥的构造2.2.2 空腹式拱上建筑构造 A. 拱式拱上建筑 腹孔的形式：l 圆弧线板式结构： 矢跨比 r=1/2~1/5l 微弯板或扁壳结构：矢跨比 r=1/10~1/12 腹拱截面：l 石板拱 30cml 混凝土 15cml 微弯板 14cm（预制6cm+现浇8cm）2.2 拱上建筑的构造第二章 拱桥的构造2.2.2 空腹式拱上建筑构造 A. 拱式拱上建筑 腹孔的变形缝 桥台桥墩桥墩台上腹拱的布置方式伸缩缝变形缝变形缝伸缩缝变形缝2.2 拱上建筑的构造第二章 拱桥的构造2.2.3 空腹式拱上建筑构造 B. 梁式拱上建筑 桥台桥墩、伸缩缝立柱实腹段纵铺桥道板盖梁底梁简支（板）梁全空腹2.2 拱上建筑的构造第二章 拱桥的构造2.2.3 空腹式拱上建筑构造 B. 梁式拱上建筑 纵梁垫墙横铺桥道板盖梁立柱主拱纵梁桥道板刚架梁横系梁拱形板立柱梁式拱上建筑2.2 拱上建筑的构造第二章 拱桥的构造2.2.2 空腹式拱上建筑构造 腹孔墩 横墙（立墙）式和立柱式立柱式横墙（立墙）式2.3 拱桥的其它细部构造第二章 拱桥的构造n 拱上填料、桥面及人行道n 伸缩缝与变形缝n 排水与防水层n 拱桥中铰的设置 伸缩缝与变形缝的区别拱桥细部构造2.3 拱桥的其它细部构造第二章 拱桥的构造l拱桥中铰的设置n 按两铰拱或三铰拱设计的主拱圈n 腹拱圈因构造需要而设置n 腹空墩上下因构造需要而设置n 施工中为消除部分附加内力而设置的临时铰l铰的种类n 弧形铰n 铅垫铰n 平铰n 不完全铰n 钢铰弧形铰铅垫铰平铰不完全铰及钢铰2.4 其它类型拱桥的构造第二章 拱桥的构造2.4.1. 桁架拱桥n 特点l 整体工作，拱上结构与主拱圈构成桁架，共同受力；l 材料省身，重量轻，对软土地基有较好的适用性。

2.4 其它类型拱桥的构造第二章 拱桥的构造2.4.1. 桁架拱桥n主要构造 上部结构由桁架拱片、横向联结系和桥面三部分组成 横系梁横隔板桁架部分实腹段（0.3~0.4)L0剪刀撑拉杆½跨桁架拱片立面布置≤5m=(6~10)L0m2.4 其它类型拱桥的构造第二章 拱桥的构造2.4.1. 桁架拱桥n主要构造 D=2mH=(1/30~1/50))L0横隔板混凝土填平层预制微弯板剪刀撑拉杆II-II剖面I-I剖面横系梁 2.4 其它类型拱桥的构造第二章 拱桥的构造2.4.1. 桁架拱桥n主要构造 桁架拱的主要形式 竖杆式三角形斜压杆斜拉杆2.4 其它类型拱桥的构造第二章 拱桥的构造2.4.1. 桁架拱桥实例2.4 其它类型拱桥的构造第二章 拱桥的构造2.4.2. 刚架拱桥n 特点 结构简洁，整体性好，经济美观½跨刚架拱片立面布置主梁横系梁横系梁主拱腿主支座次支座次拱腿次梁实腹段（0.4~0.5)L0本章回顾第二章 拱桥的构造2.1 2.1 主拱圈的构造主拱圈的构造 板拱、肋拱、箱拱、双曲拱桥2.2 2.2 拱上建筑构造拱上建筑构造 实腹式拱上建筑 空腹式拱上建筑2.3 2.3 其它细部构造其它细部构造 拱上填料、桥面及人行道 伸缩缝与变形缝 排水与防水层 拱桥中铰的设置2.4 2.4 其它类型拱桥构造其它类型拱桥构造 桁架拱桥 刚架拱桥拱桥实例介绍我国公路桥中70%为拱桥。

我国多山，石料资源丰富，拱桥取材以石料为主1）圬工拱桥（石拱桥以及拱圈不配钢筋的混凝土拱桥，跨越能力较小）主拱圈为等截面悬链线拱矢度为1/5，拱圈厚1.7m，拱上建筑对称布置5个空腹拱，两边设岸孔37m，拱圈厚1.1m下部结构为重力式石砌墩台该桥施工在主孔范围内设3个临时墩，上立钢支架、拱架等，其上砌筑主拱圈1965广西南宁都安红渡桥（L: 100m )世界上跨径最大的石拱桥桥宽8m，双肋石拱桥，腹拱为9孔13m，南岸引桥3孔13m，北岸引桥1孔15m主拱圈由两条分离式矩形石肋和8条钢筋混凝土横系梁组成拱轴线为悬链线（m=1.543） ，拱矢度1/5，拱肋为等高变宽度1990湖南凤凰县的乌巢河桥 （ L=120m）2）双曲拱桥（中国首创的一种拱桥型式）结构纤细轻盈，适宜于软土地基上建造1969江苏无锡卫东桥 构思独特，充分发挥双曲拱桥构造特点，组合拼装成三叉形的双曲拱桥1969江苏无锡民主桥上承式无铰空腹拱，是当时我国跨径最大的双曲拱桥拱矢度1/10，拱轴线设计为悬链线为提高横断面刚度、增强双曲拱在组合过程中裸肋的稳定性，断面设计成高低拱肋，全桥29道横隔板组成整体性好的拱肋格排，合拢后上面砌筑双层拱波。

1968河南嵩县前河桥 （L=150m）3）肋拱桥 1988广东广州流溪桥 （L=90m）钢筋混凝土箱肋中承式拱，拱矢度1/4.5，全桥采用喷塑装修工艺，建筑宏伟壮丽，已成为公园的重要景观中承装配式铁路钢筋混凝土拱，矢高40m，两片拱肋中心距7.5m拱轴线采用二次抛物线，拱肋为箱形截面，吊杆为预应力杆件施工时先架设钢拱架，然后在拱架上由下而上分层施工，安装拱肋底板---腹板---顶板，使先安装的拱肋底板与钢拱架共同受力在拱顶进行应力调整，改善了拱肋的受力状态为保证结构的整体性，拱肋与桥面系相交处的一段拱肋在工地现浇1966北京永定河七号桥 （L=150m）1983 台湾台北关渡桥 （L=165m）中承式5孔连续系杆拱桥，中间孔跨度为165m，两侧孔跨度为143m及44m，拱圈为抛物线 1990江苏丹阳云阳桥（L=70m） 跨越京杭大运河，无粘结预应力系杆拱，3根拱肋，矢度1/5，拱轴系数m=1.0，单箱高1.5m，行车道刚性纵梁和无粘结预应力柔性系杆分开预制安装法施工.1992 广东开平三埠桥 （L=60m）单拱肋预应力混凝土系杆拱，单拱肋置于车行道中央分隔带上 1994台湾台北碧潭桥（L=160m） 桥面由预制预应力混凝土单箱组成，并配以Y型悬臂拱圈，形成主跨为160m及2x100m无推力拱桥。

引桥跨度分别为85m及57m，全桥以简洁明快的弧形曲线构成，与远山近水相协调 1990四川宜宾小南门桥 (=240m)主桥系中承式钢筋混凝土肋拱桥，矢度1/5，是当时国内跨径最大的钢筋混凝土拱桥该桥采用劲性钢骨架施工法，缆索吊装4）箱 拱桥 1979四川省宜宾市金沙江大桥 （L=150m）中国采用缆索吊装施工、跨径最大的钢筋混凝土箱形拱主拱圈箱高2.0m，箱宽7.60m，矢跨比1/7，全拱圈横向分5个箱室；纵向分5段预制，缆索吊装就位后再组合成整体箱1989四 川涪陵乌江大桥 （L=200m）桥高84m，矢跨比1/4，主拱圈采用3室箱 涪陵乌江大桥采用转体法施工，先在两岸上、下游组成3m宽的边箱，待转体合拢后吊装中箱顶、底板，最后组成3室箱1997四川万县长江大桥 L=420m)劲性骨架钢筋混凝土箱形拱桥5）刚架拱桥1989江苏无锡100米下甸桥 变截面，四分点附近截面高度最大，分别向拱脚、跨中减小取消斜撑，拱上建筑采用23m预应力混凝土简支梁以过渡1993江西德兴130米太白桥 采用转体施工6）桁架拱桥1976浙江宁海75米越溪桥 主孔为净跨75m的预应力混凝土桁架拱，拱矢度1/9；边孔为净孔40m的双曲拱，1971浙江余杭50米里仁桥 钢筋混凝土斜拉杆式桁架拱桥。

拱圈矢跨比为1/8全桥布置4片拱片，在上弦杆覆盖微弯板混凝土桥面预制拱片卧置叠浇，分段用浮吊起吊、翻身和吊装，在三分点处设临时支托，浇筑湿接头混凝土7）桁式组合拱桥中国首创的一种桥型，它除保持桁式拱结构用料省、竖向刚度大等特点外，更具有桁梁的特性和可以采用悬臂法施工、施工阶段和运营阶段的受力趋于一致等优点1990四川自贡160米牛佛沱桥 桁式组合拱为三室箱形截面，桁架片按节段分件预制，采用人字扒杆悬拼安装主跨为组合预应力混凝土桁架拱全宽13.4m，拱圈高2.7m，宽10.56m，矢跨比为1/6采用起重量1200KN钢格构人字扒杆和直径32mm 40Si2MnVⅣ级钢轧丝锚碇体系悬臂拼装1995贵州省330米江界河桥8）钢管混凝土拱桥 1998浙江义乌80米宾王桥 单肋钢管混凝土系杆拱桥，中跨矢跨比1/5，矢高15.6m；边跨矢跨比1/4.5，矢高11.87m 1990四川旺苍115米东河桥 下承式钢管混凝土预应力系杆拱桥，矢度1/6两片拱肋间用直径800mm横撑连接以保持其稳定性活载作用下拱脚的水平推力由系杆及桥墩共同承担钢管拱肋实际上是一种复合材料，在破坏荷载作用下，钢管不仅起纵筋的作用，而且对混凝土起螺旋箍筋的作用，以提高构件的承载能力。

在施工阶段，钢管起着劲性骨架的作用360m 广州丫髻沙特大桥三跨连续自锚式中承式钢管混凝土拱桥以高强预应力钢铰线作为系杆，拱座基础只有较小水平推力主拱采用中承式双肋悬链线无铰拱，矢跨比为1/4.5每片拱肋由6750钢管混凝土组成，由横向平联板、腹杆连接成为钢管混凝土桁架边拱采用上承式双肋悬链线半拱，每片拱肋由钢筋混凝土单箱单室截面组成转体施工法1932澳大利亚503m悉尼钢拱桥1977美国518.2m New River桥9）钢拱桥施工中的江汉五桥。