内蒙古大学《桥梁工程》讲义03圬工和钢筋混凝土拱桥-1概述

1、第三篇 圬工和钢筋混凝土拱桥第一章 概述第一节 拱桥的基本特点及其适用范围受力特点：在竖向荷载作用下，两端支承处除有竖向反力外，还产生水平推力。原因：1、水平力的存在，使拱内产生轴向压力，并大大减小了跨中弯矩，使主拱截面的材料强度得到充分发挥，跨越能力增大；2、也是因为水平推力的存在，修建拱桥时要有庞大的墩、台和良好的地基。拱桥的主要优点：1、跨越能力较大2、能充分做到就地取材，与钢桥和钢筋混凝土梁式桥相比，可以节省大量的钢材和水泥3、能耐久，养护维修的费用少4、外型美观5、构造简单拱桥的主要缺点：1、自重大，无铰拱时对地基要求高2、造价高（支架等的费用+防止一孔破坏全桥破坏的措施）3、需劳动

2、力多4、需时间长5、建筑高度高第二节 拱桥的组成及主要类型一、拱桥的主要组成： 上部结构 承重结构主拱圈拱桥 传力结构拱上建筑 下部结构墩台、基础主拱圈作用：支承桥跨结构，传递荷载。二、拱桥的主要类型：1、按材料分：圬工拱桥、钢筋混凝土拱桥、钢拱桥2、按拱上结构的形式分：实腹式、空腹式3、按拱轴线形式分：圆弧、抛物线、悬链线（一）、按结构的受力图式分类1、按主拱圈与行车系结构之间相互作用的性质和影响程度分：简单体系拱桥、组合体系拱桥简单体系拱桥（行车系结构不参与与主拱一起受力。主拱以裸拱的型式作为主要承重结构。） 三铰拱按静力图式分为： 两铰拱无铰拱三铰拱（静定结构）因为静定结构，所以混凝土收

3、缩，强度变化，支座沉陷等不引起拱圈内产生附加内力。所以在地基条件差，寒冷地区修建拱桥可采用。缺点：铰的存在使构造复杂，施工困难，整体的刚度降低了。因此：主拱圈一般不采用三铰拱，而腹拱采用三铰拱无铰拱（三次超静定）因为无铰，在荷载作用下，拱的内力分布比三铰拱均匀，结构的刚度大，构造简单，施工方便。缺点：超静定，在温度变化、混凝土收缩、特别是墩台位移会在拱中产生较大的附加内力。因此：无铰拱一般修建在地基良好的条件下。两铰拱（一次超静定）它的特点介于三铰拱与无铰拱之间。组合体系拱桥（行车系结构与主拱按不同的构造方式组合成一个整体，共同受力。）按不同的组合方式和受力特点分为 无推力有推力无推力的组合体

4、系拱：推力由系杆承受，墩台承受水平推力。 柔性系杆刚性拱（d 图）根据拱肋和系杆的刚度大小及系杆的位置可分为 刚性系杆柔性拱（e 图） 刚性系杆刚性拱（f 图）以上三种拱，用斜吊杆来代替直吊杆时，称为尼尔森拱。 桁架拱（h图）有推力组合体系拱桥 拱片桥（i图） 有刚性梁的柔性拱（j图）（拱片桥：把桥梁所有部分组合起来构成一个整体拱片，下面是曲线形，上面是水平的，没有其它拱桥那样明确的理论拱轴线，且只能用于上承式拱桥。）（二）、按主拱圈的截面形式分类沿轴线变化形式 等截面拱：沿桥跨的方向主拱圈的横截面尺寸相同。变截面拱：主拱圈截面从拱顶到拱脚是逐渐变化的。图313：a为无铰拱，常利用由拱顶向拱脚

5、逐渐增大。c为三铰拱，最大截面位置约在四分之一跨径处。d为两铰拱，最大截面位置约在跨中。板拱桥肋拱桥按主拱圈横截面的形式分为： 双曲拱箱形拱1.板拱桥（1）.主拱圈的截面：实体矩形（2）.特点：构造简单，施工方便。不足：实体矩形与其它形式截面相比截面的抵抗矩小。要获得叫大的抵抗矩，则要增加材料用量和结构自重，从而加重下部结构的负担。（3）.适用条件：地基条件较好的中小跨径，圬工拱桥。2.肋拱桥（1）.特点：用较小的截面面积获得较大的截面抵抗矩，节省材料，减轻拱重。（2）.适用：取代板拱，在大中拱桥中广泛应用。3.双曲拱4.箱形拱（1）.截面形式：箱形（2）.箱形拱的主要特点：1.截面挖空率大2.可抵抗正负弯矩3.抗弯、抗