上承式拱桥的设计与构造总结

第二章上承式拱桥

第一节上承式拱桥的设计与构造

第二节上承式拱桥的施工第三节拱桥的计算第一节上承式拱桥的设计与构造整体型上承式拱桥普通型上承式拱桥

第一节上承式拱桥的设计与构造

一、主拱圈的构造与尺寸拟定

二、拱铰

三、拱上建筑构造

2.1.1主拱圈的构造与尺寸拟定1普通型上承式拱桥1)板拱（带肋板拱）2)肋拱3)箱形拱（箱板拱和箱肋拱）4)双曲拱1)板拱（带肋板拱）（1）拱圈宽度确定板拱宽度一般由桥面宽度确定，人行道可放置或悬挑在拱圈上。桥规规定：当拱圈宽跨比B/L＜1/20时，应验算拱圈的横向稳定性。

（2）拱圈厚度根据跨径、矢高、荷载大小及材料等试算确定。

等厚小跨径石拱桥（β=4.5~6.0的系数，k是荷载系数，汽车-20取1.2）

变厚小跨径石拱桥（=0.13~0.17的系数）

（3）拱圈截面变化(较少采用)工程中常采用等截面的板拱设计。变截面板拱有变宽，不变高和变高，不变宽（与内力变化趋势相同）两类。

变宽：可有效提高拱圈的横向稳定性，对大跨径拱肋或窄拱圈有主要意义，但增大了墩台宽度，增加造价。多用于中承式拱桥。

变高（镰刀形拱）：由于减小拱脚截面可有效降低拱脚弯矩，使得弯矩在全跨均匀分布，较经济合理，但该种形式适用于100m左右，较少采用。1、惯矩拱顶向拱脚增大的无铰拱2、惯矩拱顶向拱脚减小的无铰拱3、两铰拱4、三铰拱无铰拱、两铰拱和三铰拱的弯矩图

（4）石板拱的构造（a）材料规格要求：石质均匀、不易风化、无裂纹，形状为长方形或楔形，不小于30号强度，砌筑的砂浆标号不低于7.5号。（b）错缝：对料石拱，拱石受压面与拱轴线垂直，可不错缝，横向必须错缝10厘米以上；对块石拱，择较大平面与拱轴线垂直，大头在上，错缝大于8厘米。石板拱的构造（c）限制砌缝宽度：因砂浆强度小于拱石强度，通常规定缝宽料石拱小于2厘米，块石拱小于3厘米，片石拱小于4厘米；（d）设置五角石：在拱圈与腹拱墩及墩台连接处，设置特殊的五角石改善受力状况，目前也常采用现浇混凝土拱座。（e）拱石编号：为便于拱石加工和确保施工砌筑要求，需对每块拱石进行编号。对等截面悬链线拱可采用多心圆代替悬链线放样。

石板拱的构造（5）混凝土板拱的构造

（a）素混凝土板拱现浇素混凝土板拱：收缩应力大，加强养护。预制块件砌筑板拱：简单预制块板拱；分肋合拢，横向填镶砌筑板拱；卡砌空心板拱；（b）钢筋混凝土板拱钢筋混凝土板拱构造简单、外表整齐、可以设计成最小的板厚，轻巧美观。配筋按计算需要与构造要求进行。

素混凝土板拱构造钢筋混凝土板拱构造

2)肋拱

由两条或多条分离的平行窄拱圈所组成的拱桥。有混凝土肋拱、钢管肋拱、钢肋拱和石肋拱等。肋拱拱肋截面型式钢管混凝土肋拱截面3)

箱形拱（1）箱形拱的主要特点（2）箱形拱截面组合方式（3）拱圈截面尺寸拟定（4）横隔板和横向联接（5）拱箱接头（6）钢筋布置（1三）箱三形拱三的主要三特点：①截三面挖三空率三大；②抵三抗正三负弯三矩能三力大三致相三同；③抗三弯抗三扭刚三度大三，整三体稳三定性三好，三可单三肋成三拱；④制三作要三求高三，吊三装设三备多三。（2三）箱三形拱截面三组合方式三：①多三条U三形肋三截面三（整三体性三、单三肋合三拢稳三定性三差）②多三条工三形肋三截面三（横三向联三接刚三度、三焊接三条件三差）③多三条闭三合箱三形肋三截面④单三箱多三室截三面，三用于三不能三采用三预制三吊装三的特三大桥三。箱形三拱截三面组三合方三式万县三长江三大桥（3三）拱三圈截面三尺寸拟定三：1）拱圈三高度：主三要取三决于三跨径三，试三算确三定，三初拟三经验三公式三：2）拱圈三宽度：一三般为三桥宽三的0三.6三-1三.0三倍，三不小三于跨三径的三1/三203）箱肋三宽度4）顶底三板及腹板尺寸三：顶三底板三15三-2三2c三m，三外腹三板1三2-三15三cm三，内三腹板三4-三8c三m，三上安三装缝三20三厘米三，下三安装三缝4三厘米三。2三00三米以三上特三大桥三有例三外。（4三）横隔三板和横向三联结1）三除了三在段端三部、吊扣三点及拱上三立柱三处必设三外，三其余每隔三3－三5米设置三一道三，横三隔板三厚6三－8三厘米三，中三部常三常挖三空，三便于三施工三行走三。2）三肋间三横向三联接三与拱三肋形三式有三关，三在横三隔板三处采三用钢三筋及三钢板三焊接三等方三法联三接。横隔三板和三横向三联结（5三）拱三箱接三头（6三）肋三间横三系梁要求三具有三一定三刚度三，使三拱肋三形成三牢固三的整三体。三其截三面形三式有三工形三、箱三形及三桁片三等。三在横三系梁三处箱三内设横隔三板，对三于箱三形系三梁，三应设双横三隔板，并三在相三应位三置伸三出预三留钢三筋。三对于三桁片三系梁三则只三需在三上下三玄杆三位置三有钢三筋联三接。4三)双曲三拱19三65三年前三后我三国江三苏省三创造三的桥三型，三由于三主拱三圈在三纵横三向均三呈拱三形而三得名三。拱三圈由三四部三分组三成：拱肋、拱波、拱板和横向三联系。实三践证三明，三该桥三型存三在问三题，三受力三部位三严重三开裂三，存三在安三全隐三患，三目前三很少三采用。构造三特点三：化整三为零三，集三零为三整使用三性能三：接缝较多三，截三面受三力复三杂，整体三性差，几三乎不三再修三建双曲三拱桥三的特三点整体三型上三承式三拱桥1、三桁架三拱桥2、三刚架三拱桥（1三）普三通桁三架拱三桥（2三）桁三式组三合拱三桥2三整三体型三上承三式拱三桥的构造三与尺三寸拟定1三)普通三桁架拱桥(a三)组成：桁三架拱三片、三横向三联系三、桥三面(b三)一般三特点：桁三架拱三片是三主要三承重三结构三，由上下三玄杆、腹杆和实腹三段组成三整体三，共三同受三力，三各杆三件主三要承三受轴三力；三桁架三拱片三在荷三载作三用下三有水平三推力，跨三中实三腹段三受压三为主三；桁三拱片三外部三为两三铰结三构，三温变三及变三位引三起的三结构三附加三内力三较小三。(c三)缺点：杆三件纤三细、三模板三复杂三、浇三筑及三吊运三要求三高，三节点三是薄三弱环三节，三常常三有开三裂。（d三）桁三杆布三置的三三种三形式三：斜杆三式、竖杆三式和桁肋三式（e三）桁三架拱三结构主要三尺寸实腹三段长三度为计三算跨三径的三0.三3—三0.三5之三间；节间三长度不宜三大于三计算三跨径三的1三/1三0左三右；斜杆三与上三玄杆夹角应在三30三—5三0度三之间三；实腹三段跨三中截面三高度大约三为跨三径的三1/三40三左右三；下玄三杆常三采用等截三面形式三，高三度约三为跨三径的三1/三80三；桁架三拱片三数和三间距三与桥三宽、三跨径三及桥三面板三等有三关；（f三）节三点构三造各杆三要相三交于三节点三上，三避免三产生附加三弯矩；相邻三杆件三外缘三交角三以圆三弧或三直线三过渡三，不三得出三现小于三90三度角；腹杆三主筋三伸过三上下三玄杆三轴线三一定三深度三，拉三杆不小于三30三d带钩三；设置三节点三块包络三钢筋，节三点块三范围三内箍三筋加三密；预制三装配三时，三现浇三节点三块部三分将三预制三端面三包入三一定深度（5三厘米三）；（g三）桁三架拱三片与三墩台三的连三接形三式悬臂三式;三过梁三式;三伸入三式(h三)桁三架拱三片的三横向三联系横系三梁;三横拉三杆;三横隔三板;三剪刀三撑2三)桁式三组合拱桥1）三与普三通桁三架拱三的主三要区三别在三于上玄三杆的三断点，普三通桁三架拱三没有三断点三，即三在三l/三4附三近设三一道三断缝三，使三断点三至三墩台三顶部三形成三一个三与墩三台固三结的三悬臂三桁架三，2）三两断三点之三间为三一普三通桁三架拱三，全桥三下玄三杆保三持连三续。3）三上玄三杆断三开，三拉力三减小三很多三。拱顶三弯矩比同三跨度三的桁三架拱三减少三1/三3以三上。4）三桁式三组合三拱常三用于三10三0米三以上三的特三大型三预应三力砼三拱桥三，1三99三5年三建成三的三贵州三江界三河大三桥，三跨径三达3三30三米，三居世三界首三位。桁式三组合三拱桥3)刚架拱桥（1三）三刚架三拱的三特点（2三）三刚三架拱三的组三成（3三）三刚三架拱三的总三体布三置（4三）三刚三架拱三桥施三工（1三）刚三架拱三的特点※三属于有推三力的三高次三超静三定结三构；※三具有三构件三少、三质量三轻、三整体三性好三、刚三度大三；※三施工三简便三、造三价低三、造三型美三观等三优点三；※三广泛三用于三25三—7三0米三跨径三的桥三梁建三造中三。（2三）刚三架拱三的组成※三跨中三实腹三段主三梁※三主拱三腿※三空腹三段次三梁※三次拱三腿※三桥面三。（3三）刚三架拱三桥总体三布置跨径三小于三30三米时三，只三设主拱三腿（主三斜撑三）；跨径三30三—5三0米三时，三为减三小次三梁和三斜撑三内力三，设三置次拱三腿；跨径三大于三50三米，三可设三多根三次拱三腿支三撑于三墩台三或主三拱腿三上；主节三点和三次节三点均三按固结设计三，主三拱腿三和次三拱腿三的支三座根三据构三造和三计算三图示三采用固结和铰接；刚架三拱片三上缘三线与三桥面三纵向三平行三；下三缘线三可采三用抛三物线三、圆三弧线三和悬三链线三，使三拱内弯矩三最小为原三则。刚架三拱桥三总体三布置（4三）刚三架拱三桥施工现浇三或预三制安三装均三采用现浇三接头连接三。刚架三拱片三跨中三、主三次梁三端部三必须三设置横向三联系，根三据情三况设三置若三干道三。桥面三板可采三用微三弯板三、现三浇砼三填平三层及三预制三空心三板。第一三节三上三承式三拱桥三的设三计与三构造一、三主三拱圈三的构三造与三尺寸三拟定三二三、拱铰三、三拱三上建三筑构三造2.三1.三2拱铰1）三拱铰三的作用（1三）主三拱圈三按有三铰拱三设计三、腹三拱构三造需三设置永久三性的拱三铰（2三）为三减小三或消三除施三工时三的附三加内三力、三对主拱三圈内三力作三适当三调整三时，三需设三置临时三性拱铰三。2）三拱三铰的类型（1三）弧三形铰（2三）铅三垫铰（3三）平三铰（4三）不三完全三铰（5三）钢三铰（1三）弧三形铰用两三个半三径不三同圆三弧面三实现三，两三半径三之比三在1三.2三—1三.5三之间三，铰宽三度等三于构三件宽三度。接触三应力三较集三中，三铰内三配筋三较多三，多三用于永久三性拱三铰。（2三）铅三垫铰厚度三1.三5c三m—三2c三m，三外包三锌铜三片1三cm三—2三cm三厚，三利用三铅的三塑性三实现三铰的三功能三，为三使压三力正三对中三心，三在铅三垫板三中心三穿过三一粗三钢筋三。利用三铅的塑性三变形达到三支承三面的自由三转动，从三而实三现铰三的功三能。（3三）平三铰采用三油毛三毡、三砂浆三或干三砌形三成平三铰。适用三于空三腹式三的腹三拱圈三，变三形小三，构三造简三单。（4三）不三完全三铰拱截三面突三然减三小1三/3三—2三/5三，配三置斜三钢筋三防开三裂来三形成三铰，三局部三承压三及配三筋都三需要三设计三和计三算。截面三突然三缩小三，应力三集中严重三，容三易开三裂。（5三）钢三铰常做三成理三想铰三，常三用于三钢拱三架拱三脚的三临时三铰。第二三章三上三承式三拱桥三的设三计与三构造一、三主拱三圈的三构造三与尺三寸拟三定三二三、拱三铰三三三、拱上三建筑三的构三造2.三1.三3三拱三上建三筑的三构造拱上三建筑：指桥面与主拱之间三的结三构拱上三建筑实腹三式：三拱腹三填料三、侧三墙、三护拱三、变三形缝、三防水三层、三泄水三管和三桥面三系组成三。空腹三式拱式三拱上三建筑梁式三拱上三建筑实腹三段式全空三腹式葵花三式实腹三段式全空三腹式实腹三式拱三桥实腹三式拱三上建三筑构三造简三单，三施工三方便三，但三填料三数量三较多三，恒三载较三重，小跨三径拱桥三中多三采用实腹三式。空腹三式拱三桥大、三中跨三径拱桥三多采三用空腹三式。以三利于三减小三恒载三，并三使桥三梁显三得轻三巧美三观。1实腹三式拱三上建三筑组成：填三料、三侧墙三、护三拱、三变形三缝、三防水三层三、泄三水管三及桥三面系三等组三成构造：填三充式三和砌三筑式拱上三填料要求三：透三水性三强、三压缩三性小三、容三重轻的三材料三；侧墙要求三：受三力按三挡土三墙计三算和三设计三，可三采用石三砌或三混凝三土浇三筑；护拱作用三：加三强拱三脚段三的拱三圈，三帮助三受力三，便于三设置三防水三层及三泄水三管；位于三重庆三万盛三区，三圆弧三石拱三桥，三建于三19三18三-1三91三9年三，单三孔跨三径1三8.三7m三。2三空腹三式拱三上建三筑空腹三式拱三上建三筑的三型式三有：拱式三腹拱三、梁三式腹三拱。拱式拱上三建筑三由腹拱三圈、腹拱三墩（横墙三式、立柱三式）组三成。梁式拱上三建筑三有简支腹孔三（纵三铺桥三面板三），三拱与三拱上三建筑三联合三作用三很小三；连续腹孔三（横三铺桥三道板三）；框架腹孔三等类三型。1）拱式三拱上三建筑外形三美观三，质三量较三大，三一般三用于三圬工三拱桥三。拱三上腹三拱布三置遵三循以三下原三则：（1三）拱三顶两三侧对三称布三设，三一般三布置三3—三6孔；（2三）全三空腹三拱式三布置三为奇数三跨为宜三；（3三）腹三孔跨三径主三要考三虑主三拱受三力需三要，三腹拱要三求统三一。三圆弧三拱f三/L三=1三/2三－1三/5三，厚三度大三于30三厘米三；（4三）腹孔三墩：由三底梁三、墩三身及三墩帽三组成三。分横墙三式和排架三式两种三；横墙三式腹三孔墩排架三式腹三孔墩空腹三式拱三上建三筑正在三施工三的拱三上建三筑正在三施工三的拱三上建三筑拱上三建筑三－预三制的三腹孔三拱圈2）梁式三拱上三建筑梁式三腹孔三轻巧三美观三，可三减轻三拱上三重力三和地三基承三载力三，大跨三径砼桥三一般三都采三用梁三式拱三上建三筑。（1三）简支腹孔三（纵三铺桥三面板三）：三由立三柱盖三梁和三桥道三板组三成，三分实腹三段拱上三建筑三和全空三腹式拱上三建筑三；拱三与拱三上建三筑联三合作三用很三小；三据跨三径不三同采三用实三心板三、空三心板三及T三梁等三；例三如，三万县三长江三大桥三。（2三）连续腹孔三（横三铺桥三道板三）：三由立三柱、三纵梁三、实三腹段三垫墙三及桥三道板三组成三。（3三）框架腹孔三：横三桥向三可用三多片三，通三过横三系梁三形成三整体三。梁式三拱上三建筑三－简支三梁式三腹孔梁式三拱上三建筑三－连续三梁式三腹孔梁式三拱上三建筑三－框架三式腹三孔梁式三拱上三建筑梁式三拱上三建筑3）拱上三立柱三与主三拱圈三和盖三梁的三连接拱上三立柱是拱三上建三筑的三重要三部分三，传三递桥三面恒载和活载；连接三必须三牢固三可靠三，钢三筋必三须伸三入足三够长三；拱三上立三柱可三以预三制安三装，三也可三现浇三形成三；立柱三现浇三接头立柱三预制三接头三连接拱上三立柱三与主三拱圈三和盖三梁的三连接4三）三拱三顶填三料、三桥面三铺装三及人三行道拱上三填料（包三括实三腹拱三和空三腹拱三）：三作用三是扩散车轮三荷载三，减小对拱三圈的三冲击三；如三果填三料较三厚（三大于三45三厘米三），三可不三计冲三击影三响；三填料三要求三：容三重小三，透三水性三好，三压缩三性小三。桥面三铺装：目三前一三般采三用防三水砼三、钢三纤维三砼、三沥青三砼、三钢筋三钢纤三维砼三等，三同时三在桥三面形三成一三定的三横坡三，以三利排三水，三保护三桥梁三。人行三道：和三梁桥三一样三，根三据需三要设三置一三定宽三度的三人行三道，三人行三道可三以部三分悬三出桥三面或三不悬三出。联合三作用：半三跨加三载时三拱与三拱上三建筑三的变三形伸缩三缝：缝三宽2-三3c三m，用三压缩三性强三的材三料填三塞变形三缝：可三不留三缝宽三，用三油毛三毡或三低标三号砂三浆砌三筑端腹三孔设三置三铰三拱，以三适应三拱上三建筑