第三章中下承式钢筋混凝土拱桥

1、第三节第三节 中、下承式钢筋混凝土拱桥中、下承式钢筋混凝土拱桥 主讲：周水兴 土 木 建 筑 学 院 2013.4 3.1 适用场合 一、适当场合 n 净空限制 n 平衡推力 n 平原地区，减少引道 n 景观 3.2 总体布置与构造 二、总体布置 n组成：拱肋、横向联系、悬挂结拱肋、横向联系、悬挂结 构（桥道系）构（桥道系） n作用与构造： 拱肋拱肋：承重结构：承重结构 截面形式：矩形、箱形、工字形截面形式：矩形、箱形、工字形 拱轴线：悬链线、抛物线（二次、拱轴线：悬链线、抛物线（二次、 高次）高次） 立面布置：平行、倾斜（提篮拱）立面布置：平行、倾斜（提篮拱） 3.2 总体布置与构造 横向联

2、系横向联系：增强横向刚度和稳定性：增强横向刚度和稳定性 截面形式：矩形、箱形、工字形截面形式：矩形、箱形、工字形 构造形式：直撑、构造形式：直撑、K撑、撑、X撑等，宽度不宜小于其长度的撑等，宽度不宜小于其长度的 1/15 布置、位置：首先满足车形净空，景观（桥面以上，不设为布置、位置：首先满足车形净空，景观（桥面以上，不设为 敞开型）、自身稳定要求敞开型）、自身稳定要求 3.2 总体布置与构造 悬挂结构：直接承受汽车等荷载，由桥面系、吊杆、拱上立柱等悬挂结构：直接承受汽车等荷载，由桥面系、吊杆、拱上立柱等 构成构成 吊杆：刚性吊杆、柔性吊杆吊杆：刚性吊杆、柔性吊杆 刚性吊杆：钢筋砼、预应力砼。

3、增强拱肋横向刚度；材料用量大，刚性吊杆：钢筋砼、预应力砼。增强拱肋横向刚度；材料用量大， 工艺复杂；工艺复杂； 柔性吊杆：部分消除拱肋与桥面系间的相互影响，材料省，可以柔性吊杆：部分消除拱肋与桥面系间的相互影响，材料省，可以 更换；更换； 短吊杆问题短吊杆问题：无明确的定义，宜断裂，宜宾小南门桥（温度变化、：无明确的定义，宜断裂，宜宾小南门桥（温度变化、 局部加载引起的非对称变形等）局部加载引起的非对称变形等） 间距：间距：410m，与主跨跨径有关，与主跨跨径有关 短吊杆断裂 3.2 总体布置与构造 拱上立柱与横梁：形成框架结构拱上立柱与横梁：形成框架结构 行车道系：纵梁、横梁组成（简支、连续

4、结构）行车道系：纵梁、横梁组成（简支、连续结构） 桥面板：空心板、桥面板：空心板、T梁、梁、II梁，组合梁梁，组合梁 3.2 总体布置与构造 一、拱肋构造一、拱肋构造 截面形状：依据跨度、荷载等级、桥宽、建筑材料等确定，可截面形状：依据跨度、荷载等级、桥宽、建筑材料等确定，可 选择矩形、箱形、工字形、钢管砼（圆形、哑铃型、四肢格选择矩形、箱形、工字形、钢管砼（圆形、哑铃型、四肢格 构型）构型） 截面变化：按截面变化：按Ritter确定确定 钢筋配置：与施工、成桥受力有关，选不利配制钢筋配置：与施工、成桥受力有关，选不利配制 3.2 总体布置与构造 二、吊杆构造二、吊杆构造 1、刚性吊杆：预应力

5、砼结构，增强横向刚度；但本身刚度大，、刚性吊杆：预应力砼结构，增强横向刚度；但本身刚度大， 不能更换，少用；不能更换，少用； 2、柔性吊杆：平行钢丝、钢绞线，外包、柔性吊杆：平行钢丝、钢绞线，外包PE 3、连接方式：镦头锚，夹片锚（不用）、连接方式：镦头锚，夹片锚（不用） 3.2 总体布置与构造 三、桥面板、纵梁三、桥面板、纵梁 桥面板形式：依吊杆间距、荷载等级确定桥面板形式：依吊杆间距、荷载等级确定 截面形式：截面形式：T型梁、板梁、型梁、板梁、II形梁；形梁； 结构形式：简支结构、连续结构结构形式：简支结构、连续结构 3.2 总体布置与构造 四、横梁构造四、横梁构造 固定横梁（肋间横梁）固

6、定横梁（肋间横梁） 普通横梁（吊杆横梁）普通横梁（吊杆横梁） 刚架横梁（拱上立柱横梁），高度小，刚度大刚架横梁（拱上立柱横梁），高度小，刚度大 拱上立柱与拱肋连接方式：铰接（矮立柱）、刚接（高立柱）拱上立柱与拱肋连接方式：铰接（矮立柱）、刚接（高立柱） 受力：不设固定支座，减小纵向水平力。受力：不设固定支座，减小纵向水平力。 3.2 总体布置与构造 五、断缝（伸缩缝）设置五、断缝（伸缩缝）设置 目的：为避免桥面系受拱肋变形作用而受到附加拉伸，导致目的：为避免桥面系受拱肋变形作用而受到附加拉伸，导致 桥面、防水层和混凝土被拉裂，在桥面系某个部位设置断缝。桥面、防水层和混凝土被拉裂，在桥面系某个部

7、位设置断缝。 位置位置 桥面系与拱肋交会处的固定横梁上；桥面系与拱肋交会处的固定横梁上； 拱跨端部的桥台（墩）；拱跨端部的桥台（墩）； 拱跨中间。拱跨中间。 第三节 主拱强度及稳定性计算 一、主拱强度验算一、主拱强度验算 1、按新规范计算；、按新规范计算； 2、分大、小偏心计算截面强度、分大、小偏心计算截面强度 二、拱肋的稳定性验算二、拱肋的稳定性验算 1、纵向稳定性、纵向稳定性 强度稳定法强度稳定法 2、横向稳定性、横向稳定性 强度稳定法强度稳定法 第四节 吊杆及桥面系计算 一、吊杆计算一、吊杆计算 1、柔性吊杆：、柔性吊杆：轴心受拉轴心受拉构件构件 2、刚性吊杆：与拱肋、横梁连接成刚性连接

8、，、刚性吊杆：与拱肋、横梁连接成刚性连接， 是是偏心受拉构件偏心受拉构件 预应力混凝土构件，承载力计算时，应考虑预应力混凝土构件，承载力计算时，应考虑 预应力钢筋、普通钢筋的受力。预应力钢筋、普通钢筋的受力。 第四节 吊杆及桥面系计算 二、桥面系计算二、桥面系计算 （一）横梁（一）横梁 1、吊杆横梁（普通横梁），按简支梁计算、吊杆横梁（普通横梁），按简支梁计算 2、固定横梁（肋间横梁），固端梁计算。承、固定横梁（肋间横梁），固端梁计算。承 受弯、扭、剪作用。但各国算法不同，欧美受弯、扭、剪作用。但各国算法不同，欧美 （空间桁架理论）；前苏联（斜弯破坏理（空间桁架理论）；前苏联（斜弯破坏理 论），中国（分开计算，后叠加）论），中国（分开计算，后叠加） 第四节 吊杆及桥面系计算 （二）纵梁（桥面板）（二）纵梁（桥面板） 纵梁：以横梁为支点的纵梁：以横梁为支点的弹性弹性支承连续梁。支承连续梁。 弹性常数弹性常数：支点产生的单位挠度（拱肋与吊杆的变形）：支点产生的单位挠度（拱肋与吊杆的变形） 所需的吊杆拉力。所需的吊杆拉力。忽略忽略，刚性支承连续梁。，刚性支承连续梁。 桥面板：桥面板：连续纵梁桥面板连续纵梁桥面板、简支梁桥面连续简支梁桥面连续 桥面连续计算桥面连续计算：连