第六章_拱桥构造竞赛1

1、巫山长江大桥，主跨 460m梁桥回顾梁桥回顾梁桥的设梁桥的设计计算计计算梁桥的构造梁桥的构造6.1 概述概述6.1.1 拱桥的基本组成及特点拱桥的基本组成及特点与梁桥的区别与梁桥的区别u外形不同：拱桥外形更美观。外形不同：拱桥外形更美观。u受力不同：受力不同：梁桥梁桥在竖向荷载作用下，只有竖向反力；在竖向荷载作用下，只有竖向反力；拱主要承受压力拱主要承受压力圬工材料（石料、混凝土、砖等）、圬工材料（石料、混凝土、砖等）、钢、钢筋混凝土钢、钢筋混凝土拱桥拱桥在竖向荷载作用下，有水平反力（推力）在竖向荷载作用下，有水平反力（推力）拱拱M1. 拱桥的基本组成拱桥的基本组成组成组成下部结构下部结构拱上

2、建筑拱上建筑基础基础上部结构上部结构主拱圈（主拱）主拱圈（主拱）主要承重结构主要承重结构桥墩桥墩桥面系桥面系 提供平顺桥道提供平顺桥道填充物、传力构件填充物、传力构件 传力传力下部结构下部结构（墩台基础）（墩台基础）上部结构上部结构（主拱圈）（主拱圈）上部结构上部结构（拱上建筑立柱）（拱上建筑立柱）上部结构上部结构（拱上建筑桥面板）（拱上建筑桥面板）桥台桥台2. 拱桥的技术名词拱桥的技术名词- -实腹式实腹式u净跨径：每孔拱跨两个拱脚截面最低点之间的水平距离净跨径：每孔拱跨两个拱脚截面最低点之间的水平距离u计算跨径：两相邻拱脚截面形心点之间的水平距离计算跨径：两相邻拱脚截面形心点之间的水平距离

3、u净矢高：从拱顶截面下缘至相邻两拱脚截面下缘最低点的连线的垂直距离净矢高：从拱顶截面下缘至相邻两拱脚截面下缘最低点的连线的垂直距离u计算矢高：从拱顶截面形心至相邻两拱脚截面形心的连线的垂直距离计算矢高：从拱顶截面形心至相邻两拱脚截面形心的连线的垂直距离2. 拱桥的技术名词拱桥的技术名词- -空腹式空腹式u净跨径：每孔拱跨两个拱脚截面最低点之间的水平距离净跨径：每孔拱跨两个拱脚截面最低点之间的水平距离u计算跨径：两相邻拱脚截面形心点之间的水平距离计算跨径：两相邻拱脚截面形心点之间的水平距离u净矢高：从拱顶截面下缘至相邻两拱脚截面下缘最低点的连线的垂直距离净矢高：从拱顶截面下缘至相邻两拱脚截面下缘

4、最低点的连线的垂直距离u中心线中心线(计算计算)矢高：从拱顶截面形心至相邻两拱脚截面形心的连线的垂直距离矢高：从拱顶截面形心至相邻两拱脚截面形心的连线的垂直距离3. 拱桥的特点拱桥的特点优点优点l跨越能力较大跨越能力较大l耐久性好、养护维修费用少耐久性好、养护维修费用少l外形美观外形美观l构造较简单构造较简单缺点缺点l自重大、水平推力大自重大、水平推力大l施工难（长、高）、费用高施工难（长、高）、费用高l工期长（机械化程度低）工期长（机械化程度低）l多跨连续拱需处理不平衡推力多跨连续拱需处理不平衡推力l上承式拱桥的建筑高度大上承式拱桥的建筑高度大l下部工程量大下部工程量大l地基要求高地基要求高

5、6.1.2 拱桥的分类拱桥的分类u按照主拱圈所使用的建筑材料分：按照主拱圈所使用的建筑材料分：圬工拱桥圬工拱桥钢筋混凝土拱桥钢筋混凝土拱桥钢拱桥钢拱桥钢钢- -混凝土组合拱桥混凝土组合拱桥u按照拱上建筑的形式分：按照拱上建筑的形式分：实腹式拱桥实腹式拱桥空腹式拱桥空腹式拱桥u按照主拱圈线形分：按照主拱圈线形分：圆弧线拱桥圆弧线拱桥抛物线拱桥抛物线拱桥悬链线拱桥悬链线拱桥u按照桥面位置分：按照桥面位置分：上承式拱桥上承式拱桥中承式拱桥中承式拱桥下承式拱桥下承式拱桥u按照有无水平推力分按照有无水平推力分( (组合体系组合体系) )无推力拱桥无推力拱桥柔性系杆刚性拱柔性系杆刚性拱（系杆拱）（系杆拱）

6、刚性杆柔性拱刚性杆柔性拱（朗格尔拱）（朗格尔拱）刚性杆刚性拱刚性杆刚性拱（洛泽拱）（洛泽拱）以上三种拱，当用斜吊杆代替竖直吊杆时，称为以上三种拱，当用斜吊杆代替竖直吊杆时，称为尼尔森拱尼尔森拱尼尔森尼尔森系杆拱系杆拱尼尔森尼尔森朗格尔拱朗格尔拱尼尔森尼尔森洛泽拱洛泽拱u按照有无水平推力分按照有无水平推力分（组合体系）：（组合体系）：无推力拱桥无推力拱桥拱片拱（属有推力拱）拱片拱（属有推力拱）有推力拱桥有推力拱桥无推力拱主要应用于中下承式拱之中，主要由拱肋、悬吊结构和横向联结系三无推力拱主要应用于中下承式拱之中，主要由拱肋、悬吊结构和横向联结系三部分组成。部分组成。行车系与主行车系与主拱共同受力

7、拱共同受力上海卢浦大桥总体布置图上海卢浦大桥总体布置图此种组合体系拱没有系杆，由单独的梁和拱共同受力，拱的推力仍由墩台承受。此种组合体系拱没有系杆，由单独的梁和拱共同受力，拱的推力仍由墩台承受。刚性梁柔性拱刚性梁柔性拱（倒朗格尔拱）（倒朗格尔拱）刚性梁刚性拱刚性梁刚性拱（倒洛泽拱）（倒洛泽拱）在有推力钢拱桥中，拱上建筑由立柱和桥道系组成，并以钢结构为主，有时桥在有推力钢拱桥中，拱上建筑由立柱和桥道系组成，并以钢结构为主，有时桥道系也采用钢道系也采用钢混凝土组合结构的。混凝土组合结构的。跨径最大的有推力钢拱桥跨径最大的有推力钢拱桥美国的新河谷桥美国的新河谷桥上边缘与桥面纵向平行，下边缘为拱形的有

8、推力结构，称为拱片。在拱片中，行上边缘与桥面纵向平行，下边缘为拱形的有推力结构，称为拱片。在拱片中，行车道系与拱肋刚性联成一整体，共同承受荷载，故仅能用于上承式拱桥。车道系与拱肋刚性联成一整体，共同承受荷载，故仅能用于上承式拱桥。u按照主拱静力体系分：按照主拱静力体系分：三铰拱（静定结构）三铰拱（静定结构）无铰拱（三次超静定结构）无铰拱（三次超静定结构）两铰拱（一次超静定结构）两铰拱（一次超静定结构）行车系结构不参与主行车系结构不参与主拱一起受力，有推力拱一起受力，有推力维修费用高维修费用高 空腹式拱桥的拱上建筑中的边腹拱常采用三铰拱空腹式拱桥的拱上建筑中的边腹拱常采用三铰拱 少用少用 l两铰

9、拱两铰拱使用：使用：地基不好，坦拱（推力大）地基不好，坦拱（推力大） 与三铰拱比：整体性与三铰拱比：整体性与无铰拱比：附加内力（一次超静定）与无铰拱比：附加内力（一次超静定） l三铰拱三铰拱静定结构静定结构 无附加内力（温度、支座沉降等）无附加内力（温度、支座沉降等） 整体刚度低整体刚度低 有铰有铰 构造复杂构造复杂 l无铰拱无铰拱维修费用维修费用整体刚度整体刚度使用最广泛使用最广泛 无铰无铰 构造简单、施工方便构造简单、施工方便 三次超静定三次超静定 有附加内力有附加内力 地基要求高地基要求高 内力分布均匀内力分布均匀 省材省材l单铰拱单铰拱很少用很少用 u按照主拱的截面形式分按照主拱的截面

10、形式分（沿拱轴线）：（沿拱轴线）：等截面等截面变截面变截面等截面等截面等宽变高度截面等宽变高度截面等高变宽度截面等高变宽度截面简单、施工方便简单、施工方便适应内力变化适应内力变化变宽变高度截面变宽变高度截面u按照主拱的截面形式分按照主拱的截面形式分（横截面）（横截面）板拱板拱简单、中小跨简单、中小跨板肋拱桥板肋拱桥拱圈由板拱圈由板和肋组成和肋组成肋拱桥肋拱桥拱肋拱肋横系梁横系梁自重自重 、较大跨、较大跨拱肋拱肋横系梁横系梁拱板拱板拱波拱波双曲拱桥双曲拱桥美、工序多、美、工序多、易开裂、少用易开裂、少用底板底板腹板腹板横隔板横隔板顶板顶板箱型拱桥箱型拱桥抗扭、整体性好抗扭、整体性好适于无支架施工适于无支架施工大跨主拱大跨主拱双曲拱桥双曲拱桥缺点：缺点：钢管钢管混凝土拱桥混凝土拱桥优点优点fl核心混凝土处于三向受压状态；核心混凝土处于三向受压状态；l内填混凝土增加钢管壁的稳定性内填混凝土增加钢管壁的稳定性l钢管为外模板钢管为外模板 刚度大、承载能力大、重量轻，刚度大、承载能力大、重量轻，易于吊装或转体易于吊装或转体易出现管内混凝土易出现管内混凝土脱空脱空现象（日照、混凝土收缩）现象（日照、混凝土收缩）使用：使用： 肋拱、大跨肋拱、大跨劲性骨架劲性骨架混凝土拱桥混凝土拱桥特点：特点： 使用方便使用方便使用：使用： 大跨大跨先合龙先合龙后立模后立模巫山巫峡长江大桥巫山巫峡长江大