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文档简介
板桥的构造第一节板桥的类型及特点板桥的特点:外形简单、制作方便、建筑高度小、可成批生产
、施工方便等优点,但是跨径不宜过大。一般做成等厚度。适用于小跨径桥梁。板桥的分类(一)简支板桥
1.整体式简支板桥:
适用范围——常用在4~8m跨径,不规则桥梁;
截面形式——实心板、矮肋板、空心板;
2.装配式简支板桥:
适用范围——20m跨径以下桥梁;
截面形式——实心板、空心板(二)悬臂板桥——一般用双悬臂式结构,中间跨径为8~10m,两端外伸约为中间跨径0.3倍。支点处加厚。(三)连续板桥——不等跨,边跨为中跨的0.7~0.8倍。地基要求高,施工复杂。第二节简支板桥的构造一、整体式简支板截面形式:整体式矩形实心板、矮肋板。(一)整体式矩形实心板:
具有形状简单、施工方便、建筑高度小、结构整体刚度大等优点;但施工时需现浇混凝土,受季节气候影响,又需模板与支架。从受力要求看,截面材料不经济、自重大,所以只在小跨板桥使用。(二)矮肋板:
有时为了减轻自重,也可将截面受拉区稍加挖空做成矮肋式的板截面。配筋特点:
主要配置纵向主钢筋;
在垂直于主钢筋的方向,还要布置一定数量的分布钢筋;
板内主拉应力较小,抗剪不控制,一般只设箍筋;
很少采用整体式预应力混凝土板桥。1)主钢筋:
即纵向受力钢筋,一般布置在截面受拉区,主要作用是承受荷载引起的拉应力。
在整体式钢筋混凝土简支板中,靠两侧边缘约1/6板宽的范围内的主钢筋,通常要比中间板带部分密一些,一般增加15%。
钢筋混凝土板的主筋直径不应小于10mm,主筋间距不大于20cm。2)横向钢筋:
对于承受重荷的宽桥。当荷载作用在板的两侧边缘时,板中部将产生负弯矩,因此还必须在板的顶部配置适量的横向钢筋。3)分布钢筋:
在垂直于主筋方向,还布置有一定数量的分布钢筋。
主筋与分布钢筋构成的纵横钢筋网尚可防止由于混凝土收缩、温度变化等引起的裂纹。
对于分布钢筋,应采用直径不小于6mm,且间距不大于25cm,同时分布钢筋在单位长度板内的截面积应不少于主筋截面积的15%。4)弯起钢筋:
板内主筋一部分可以弯起外,通过支点的主筋每米板宽内不少于3根,截面积不少于主筋截面积的1/4。
整体式板内主拉应力较小,按计算不须设置弯起的斜钢筋,但习惯上还是将一部分主筋按30°或45°,在跨径1/4~1/6处弯起。二、装配式简支板适用范围1)装配式实心板:
为了避免现场浇筑混凝土的缺点,我国交通部制定的跨径从1.5~8.0m八种跨径的钢筋混凝土板桥标准图中,采用装配式实心板截面,每块预制板的宽度为1m,板厚为0.16~0.36m。
2)装配式空心板:(如图6-1)
为减轻自重,在跨径6~13m三种钢筋混凝土板桥标准图中,采用空心板截面,相应板厚为0.4~0.8m。在跨径8~16m四种预应力混凝土板桥(先张法)标准图中,也采用空心板截面,相应板厚为0.4~0.7m。截面形式见(8,9,10,11)
装配式空心板截面
返回配筋特点主要配置纵向抗弯钢筋抗剪不控制,一般只设箍筋钢筋砼梁设可设弯起钢筋预应力筋在底板直线布置梁端顶板设抗拉钢筋实心板(如图5-1a、b)
用于跨径13m以下的板桥,形状简单、施工方便、建筑高度小、结构整体刚度大;但截面材料不经济、自重大,需要大量模板和现浇混凝土。也可用预制拼装(如图5-1c)空心板(如图5-1d)
用于大于或等于13m的跨径,减小自重,材料相对较经济。装配-整体组合式板(如图5-1e)
施工简易,在缺乏起重设备的场合更为适用
返回返回第三节斜交板桥的受力特点与构造
超静定混凝土梁桥的构造.Wel.10-1、悬臂和连续体系梁桥的一般特点◎简支梁特点回顾:跨越能力较低、经济指标不甚理想、行车舒适性受到限制;◎悬臂和连续体系的共同特点◎利用超静定结构支点负弯距的卸载作用,有效降低跨中正弯距,能减小截面高度、增大跨越能力;◎主梁截面可根据内力的变化曲线,作成变截面线型,使截面尺寸与内力匹配;◎使用较少数量的支座,减少桥墩尺寸;◎施工方法复杂、多样性;◎结构内力计算、结构配筋受施工方案的影响较大;◎连续~超静定结构:对温度变化和支座变位敏感。◎悬臂~静定结构:挂孔牛腿应力复杂,易损坏。◎营运条件~连续梁较少的桥面接缝,有营运条件的优势但简支梁的桥面连续措施,也可改善之。简支、悬臂、连续体系内力对比示意10-1悬臂和连续体系梁桥的一般特点连续体系附加产生内力的示意图10-1悬臂和连续体系梁桥的一般特点悬臂与连续体系的进一步比较共同点:~负弯矩的代偿功能(卸载作用)使截面高度减小、跨越能力提高。不同点:1、静力图式:悬臂~静定,连续~超静定;因而对温度环境、基础条件的要求不同。2、跨越能力:连续体系比悬臂体系更大。3、行车条件:连续体系更好些。4、局部构造:悬臂体系的挂孔牛腿的缺陷,不可忽视。8-1、悬臂和连续体系梁桥的一般特点连续梁~变高度截面可提高跨越能力变截面:以少量的负弯矩代偿大量的正弯矩,为提高跨越能力创造条件负弯矩1200→1540正弯矩800→40010-1悬臂和连续体系梁桥的一般特点10-2预应力砼连续梁桥10-2-1概述:1、现阶段,大跨径连续梁桥的截面型式,绝大部分以箱形截面为主。2、连续箱形梁桥~概要:一般适应跨径:40-250m葡萄牙~已建成250m的连续箱梁桥,超过这一跨径不经济.我国~南京长江二桥北汊桥165m变截面连续箱梁。常用施工方法:立支架就地现浇、预制拼装(可以整孔、分段串联)、悬臂浇筑、顶推、用滑模逐跨现浇施工等。发展趋势:减轻结构自重,采用高标号混凝土40-60号;跨径40-80m,一般用于特大型桥梁引桥、高速公路和城市道路的跨线桥以及通航净空要求不太高的跨河桥。现阶段我国公路桥梁100m以上多采用预应力混凝土连续刚构桥。10-2连续梁桥10-2-2我国的发展概况10-2-3连续梁桥的体系特点结构概念上:多跨连续跨越,梁墩分离,上部结构、下部结构依靠支座联系〖图↓〗形式上:等高度截面及变高度截面;力学上:◎由于支点负弯矩的卸载作用,跨中正弯矩大大减小,恒载、活载均有卸载作用◎由于弯矩图面积的减小,跨越能力增大◎属超静定结构,存在体系转换,对基础变形及温差较敏感10-2连续梁桥10-2-3连续梁桥的体系特点(续)施工方面:◎满堂支架◎逐跨施工(支架现浇、滑移支架拼装)◎悬臂挂蓝现浇、悬臂预制拼装施工◎顶推法(等高度)◎简支变连续(等高度)运营及使用上:◎挠度曲线缓和、刚度大、行车条件好◎便于保养及维护10-2连续梁桥〖10-2-3〗连续梁桥结构示意图10-2连续梁桥边跨/中跨=0.5~0.8均布力集中力〖10-2-3〗弯矩包络图、剪力包络10-2连续梁桥〖10-2-3〗预应力布置示例(腹板,满堂支架施工)◎预应力筋布置形态与弯矩分布规律相当10-2连续梁桥10-2-4构造特点10-2-4-1跨径布置布置原则:减小弯矩、增加刚度、方便施工、美观要求不等跨布置:大部分大跨度连续梁~边跨为0.5~0.8中跨等跨布置:中小跨度连续梁短边跨布置特殊使用要求〖图↓〗10-2连续梁桥〖10-2-4-1〗几种桥跨布置图8-2连续梁桥等跨、等高度截面悬臂施工法常用短边跨~中跨无负弯矩,边跨拉力支座
连续刚构(见后)10-2-4-2截面形式板式截面——适用于小跨径连续梁(连续板,少用)肋梁式(T、I形截面)——适合于吊装,中等跨径箱形截面——适合于节段施工〖现阶段为最常用的截面型式〗其它(组合截面等,少用)10-2连续梁桥10-2-4-3梁高——与跨径的比例等高度梁:适用于中、小跨径连续梁,一般跨径在50~60米以下变高度梁适用于大跨径连续梁,100米以上90%为变高度连续梁10-2连续梁桥10-2-4-4腹板、顶板、底板顶板:○满足横向抗弯及纵向抗压要求○一般采用等厚度,主要由横向抗弯控制腹板:○主要承担剪应力和主拉应力○一般采用变厚度腹板,○靠近跨中处受构造要求控制,靠近支点处受主拉应力控制,均需加厚。有关比例:◎等高度梁支点腹板总厚度与行车道板宽度之比约为:1/16~1/21;支点处腹板厚度与梁高之比约为:1/12~1/16。◎变高度连续梁支点腹板总厚度约1/16~1/25B,支点处腹板厚度与梁高之比约1/15~1/30。10-2连续梁桥10-2-4-4腹板、顶板、底板(续)底板○满足纵向抗压要求○一般采用变厚度○跨中主要受构造要求控制,支点主要受纵向压应力控制,需加厚。横隔板一般在支点截面设置横隔板10-2连续梁桥10-2-4-5配筋特点纵向钢筋悬臂施工阶段配筋主筋没有下弯时布置在腹板加腋中需下弯时平弯至腹板位置一般在锚固前竖弯,以抵抗剪力连续梁后期配筋各跨跨中底板配置连续束顶板配制横向钢筋或横向预应力钢筋腹板下弯的纵向钢筋:需要时布置竖向预应力钢筋。10-2连续梁桥10-2连续梁桥〖10-2-4-5〗预应力筋的几种布置方式顶推施工,直线形布置。◎适应施工阶段的负弯矩◎临时索先简支后连续的典型布置变高度箱形截面曲线预应力筋布置通长布束,预应力损失较大10-2连续梁桥〖10-2-4-5〗悬臂施工时预应力束布置〖附〗连续梁桥实例富阳·富春江桥主跨80米,跨中梁高2.3米,支点梁高5米单箱单室,悬臂施工10-2连续梁桥〖附〗连续梁桥实例上海·奉浦大桥~主跨125米,支点高度7米、跨中2.5米,悬臂施工10-2连续梁桥〖附〗连续梁桥实例德国·莱茵河桥~主跨205米,支点高度7.9m、跨中4.2米10-2连续梁桥工程实例1意大利山谷桥,10x32m,梁高2.5米,曲线半径150米10-2连续梁桥〖10-2-4-6〗顶推施工工程实例2法国,使用体外预应力10-2连续梁桥〖10-2-4-6〗顶推施工工程实例3非洲南部的科马提河桥10-2连续梁桥〖10-2-4-6〗顶推施工工程实例4湘潭湘江二桥,主跨90米10-2连续梁桥〖10-2-4-6〗顶推施工工程实例5美国美因河桥,全长1132米,两边顶推,辅助缆10-2连续梁桥〖10-2-4-6〗顶推施工工程实例6鼻梁10-2连续梁桥〖10-2-4-6〗顶推施工工程实例7鼻梁+临时支架7-2连续梁桥〖7-2-4-6〗顶推施工10-3混凝土刚构桥主要内容:结构类型形式单跨、斜腿、多跨连续、V型墩构造特点尺寸布置内力计算要点简介.Wel.刚构桥的一般静力图式示意〖附〗已淘汰的T型刚构◎◎T构在外形上与门型刚构相同,◎◎但其实质属于无推力的悬臂体系。T构的致命缺陷:1)由于挠曲线在挂孔处呈尖角,于高速行车不利。2)挂孔牛腿处的应力复杂,极易损坏。进入20世纪90年代后,便不再设计。乌龙江大桥主跨:144米;桥梁类型:梁桥、T型刚构桥;全长552米。建成时间1971年9月。跨径纪录保持了整个七十年代;是我国大跨径桥梁发展过程中的一个里程碑。(本桥型现已淘汰)简介:乌龙江桥位于福建省福州市乌龙江下游峡口处,是中国较早建成的一座大跨度预应力混凝土T型钢构桥。总长552m,分跨为58+3×144+58(m),各刚构间采用33m简支挂梁连接。桥宽12m。重庆长江公路大桥国内跨度最大的预应力混凝土T型刚构桥。正桥全长1120m,分跨为86.5+4×138+156+174+104.5(m),最大跨度174m。1980年7月1日建成通车。10-3-1刚构桥的体系与构造特点10-3-1-1体系特点○恒载、活载负弯矩卸载作用基本与连续梁接近;○桥墩参加受弯作用,使主梁弯矩进一步减小;○弯矩图面积的小,跨越能力大,在小跨径时梁高较低,能增加净空高度,但对基础要求较高;○超静定次数高,对常年温差、基础变形、日照温均较敏感;10-3-1-2刚构桥的主要类型单跨刚构桥——主要用于中小跨度的跨线桥,建筑高度小10-3-1-2刚构桥的主要类型(续1)斜腿刚构桥——受力形式接近拱桥,可获得较大跨度或较小的梁高10-3-1-2刚构桥的主要类型(续2)8-3-1-2刚构桥的主要类型(续3-桥例1)NECKARVALLEYVIADUCTspansof234-134-134-134-264meters安康汉江桥主跨为176m,中孔跨中64m10-3-1-2刚构桥的主要类型(续3-桥例2)10-3-1-2刚构桥的主要类型(续3-桥例3-跨线桥)10-3-1-2刚构桥的主要类型(续3-桥例4-木桥)10-3-1-2刚构桥的主要类型(续4)连续刚构桥——用于柔性墩或大跨度高墩桥梁RaftsundetBridgeSpanof86+202+298+125m10-3-1-2刚构桥的主要类型(续4-连续刚构桥例)10-3-1-2刚构桥的主要类型(续4-连续刚构桥例)V型墩刚构——内部高次超静定,外部接近连续梁10-3-1-2刚构桥的主要类型(续4-V型墩刚构)MAINRIVERBRIDGE82-135-82mmainspan,depthof6.5m10-3-1-2刚构桥的主要类型(续4-V型墩刚构桥例)10-3-1-2刚构桥的主要类型(续4-V型墩刚构桥例)10-3-1-2刚构桥的主要类型(续4-V型墩刚构桥例)10-3-1-2刚构桥的主要类型(续4-V型墩刚构桥例)我国已建成的预应力混凝土连续刚构桥〖属于10-3-1-2〗连续刚构发展概况10-3-1-3常用计算图式单跨刚构桥斜腿刚构桥10-3-1-3常用计算图式(续1)连续刚构桥10-3-1-3常用计算图式(续2)V型墩刚构10-3-1-3常用计算图式(续3)10-3-1-4构造特点1、截面形式单跨刚构桥——矩形截面斜腿刚构——箱型截面、多肋式连续刚构——大跨度:变高度箱梁 小跨度:多室扁箱梁V型墩刚构——箱型截面、多肋式10-3-1-4构造特点(续1)2、节点构造角点受力特点箱型截面直角点构造10-3-1-4构造特点(续2)箱型截面斜腿与主梁交点构造10-3-1-4构造特点(续3)3、铰的构造钢铰铅板铰10-3-1-4构造特点(续4)混凝土铰10-3-1-5减小墩柱抗推刚度的措施1、合理选择桥型,避免矮墩桥梁采用连续刚构2、减小墩柱的纵桥向尺寸3、采用双臂墩减小墩柱纵桥向抗推刚度4、斜腿刚构设置合理的倾角5、对于长大桥梁,中间桥墩采用刚构,边墩采用连续梁体系连续+刚构10-3-1-6配筋特点1、三向预应力体系 腹板、顶底板——纵向预应力 顶板——横向预应力 腹板——竖向预应力2、纵向预应力束配置的争论 是否需要弯起束和连续束10-3-1-6配筋特点-续-桥例比较10-3-2连续刚构桥的主要尺寸一、主梁主梁的结构尺寸基本与连续梁相同
跨中梁高:
支点梁高:10-3-2连续刚构桥的主要尺寸(续)二、立柱墩身尺寸根据连续刚构的抗推刚度确定
立柱间距:8~10米立柱厚度:~10-3-2连续刚构桥的主要尺寸(续)-国内主要桥例尺寸10-3-4国内著名刚架桥桥例一、洛溪大桥跨径:65+125+180+110米荷载:汽——超20级,挂——120梁高:墩顶10米,跨中3米下部结构:主跨双薄壁墩,边跨单薄壁墩施工方法:悬臂浇筑10-3-4国内著名刚架桥桥例(续)二、虎门大桥辅助航道桥跨径:150+270+150米荷载:汽——超20级,挂——120桥宽:30米,6车道+分隔带+紧急停车带 分两幅桥建设梁高:墩顶14.8m,跨中5.0m下部结构:双薄壁墩施工方法:悬臂浇筑10-4斜拉桥组成、构造类型、体系、总体布置、主要尺寸比例、内力计算简介10-4-1、斜拉桥的组成与构造类型主要构件:主梁、拉索、索塔10-4-1、斜拉桥的组成与构造类型(续1)根据斜索立面布置形状分类:辐射式、竖琴式、扇式、星式10-4-1、斜拉桥的组成与构造类型(续2)根据斜索位置(索面数量)分类:单索面(中间)、双索面(两侧)◎竖直、倾斜索面10-4-1、斜拉桥的组成与构造类型(续3)根据塔柱的形状、数量分类独塔、双塔、多塔(极少)独柱双柱门式斜腿门式倒V(A)宝石拐脚式倒Y马拉开波桥10-4-1、斜拉桥的组成与构造类型(续4)根据主梁材料分类:主梁材料:预应力混凝土、组合结构斜拉桥叠合梁、钢-混凝土、钢管混凝土、钢斜拉桥10-4-2、结构体系类型1、边界条件飘浮体系(全飘、半飘)、支承体系、塔梁固结、刚构体系10-4-2、结构体系类型(续)2、稀索体系与密索体系~决定梁高的主要因素~密索梁高较小~现代斜拉桥均采用密索。10-4-3、特殊构造措施1、锚墩及辅助墩◎锚墩一般采用柔性墩,上端铰接下端与基础固结,墩顶与主梁共同水平变位,设抗拉措施;◎辅助墩加强主梁刚度,减少跨中挠度,降低塔柱的内力与变位(50%);2、尾索(背索)~塔柱与锚墩相连的拉索;~可约束塔顶位移,有利于减少平衡重;~主跨活载增加背索应力,边跨减少;8-6-4、总体布置与构造尺寸1、边跨与主跨比对于三跨斜拉桥,边跨/主跨≈0.4;
对于二跨斜拉桥,边跨/主跨≈0.6;2、梁高
◎与主梁结构型式、断面型式、索距(纵、横)有关;一般稀索体系为跨径的1/40~1/70;密索体系梁高为跨径的1/70~1/2003、塔柱塔柱高度与拉索的倾角有关,塔柱高度一般为主梁跨径的1/4~1/5,拉索倾角一般保持在30°~60°;〖属于10·〗附:国内主要斜拉桥边跨/主跨〖属于10·4〗附:世界大跨径斜拉桥一览表排序 桥梁名称主跨(m)所在地 建成年份1 多多罗大桥(Tatara) 890 日本
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19982 罗曼蒂大桥(Normandie) 856 法国 19943 南京长江二桥 628 中国 20014 武汉白沙洲大桥 618 中国 20005 青州闽江大桥 605 中国·福州
.
20006 杨浦大桥 602 中国·上海 19937 名港中央大桥(Meiko-Chuo)590 日本 1996
徐浦大桥590 中国·上海 19979 斯卡路森特桥(Skarnsundet)530 挪威 199110 礐石大桥 518 中国·汕头 199911鹤见航路桥(TsurumiFairway)510日本199112 荆沙长江大桥 500 中国·荆州 200013 生口桥(Ikuchi) 490 日本 1991
弗来森特桥(Fresund) 490 丹麦-瑞典 199915 东神户大桥(Higashi-Kobe)485 日本 199316 西海大桥(SeoHae) 470 韩国 199917 安娜雪斯桥(Annacis) 465 加拿大 198618 横滨海湾桥(YakohamaBay)460 日本 198919胡克来2号桥(SecondHooghlyBr.)457 印度 199220塞文2号桥(SecondSevemBr.)456 英国 1996位于日本Nishi-Seto高速公路上的Tatara桥〖属于10·4〗世界第一斜拉桥-多多罗大桥〖属于10·4〗法国Normandy桥〖属于10·4〗南京长江二桥~南汊主桥〖属于10·4〗南京长江二桥~南汊主桥〖纵向俯视〗南京长江二桥~南汊主桥:双索面五孔连续钢箱梁斜拉桥,全长1238m。桥跨布置为58.5+246.5+628+246.5+58.5m,两边跨各设一辅助墩
〖属于10·4〗南京长江二桥~南汊主桥〖施工中〗〖属于10·4〗南京长江二桥~南汊主桥〖合拢〗〖属于10·4〗武汉-白沙洲大桥〖属于10·4〗福州-青州闽江大桥全长2590m,其中正桥1185m。主跨605m,主塔高175m,桥宽29.5m。〖属于10·4〗上海-杨浦大桥〖属于10·4〗部分斜拉桥(简介)力学特点及其优点◎目前一般采用塔梁固结的结构形式◎力学特点更接近连续梁桥◎在结构上采用了拉索的形式故可看作通过索塔的高度将体内预应力筋移出梁体外,使其与梁体形成了一个水平夹角,以拉索的竖向分力对主梁作弹性支承。◎从结构体系看连续梁以主梁受弯为主;斜拉桥的拉索作用使主梁以受压为主;而有矮塔的部分斜拉桥拉索布置的区域特点,则使主梁承受以压、弯为主。◎部分斜拉桥由于承受部分弯矩也需要配置部分合理的预应力筋(数量少于连续梁),以保证主梁的拉、压应力能满足主梁的安全工作要求。10.5悬索桥一般特点◎由古老的索桥演变而来,◎主要承重结构:缆索(含吊杆)、塔、锚碇。◎缆索几何形状:由力的平衡条件决定,一般接近抛物线;◎从缆索垂下许多吊杆,把桥面吊住。◎桥面和吊杆之间通常设置加劲梁同缆索形成组合体系,以减小活载所引起的挠度变形。◎跨越能力无与伦比,是目前跨径超过1000m的唯一桥型。〖属于10·5〗悬索桥的主要结构类型
a·柔式悬索桥:~不设加劲梁;~只在活载与恒载的比值不大时适用;如人行桥或(早期的)主缆很大的。b·单跨悬吊~仅主跨悬吊,并在主跨上设加劲梁~如存在边跨,则边跨独立(简支于桥塔)。c·三跨悬吊简支体系~加劲梁为三跨简支梁。d·三跨悬吊连续体系~加劲梁为三跨连续梁。e·自锚式悬索桥:~与组合体系中的系杆拱相似,~悬索水平拉力不传给锚碇而传给加劲梁。f·缆索中段同加劲桁架的上弦合为一体。〖属于8·7〗悬索桥与斜拉桥的比较(1)结构受力方面悬索桥:主要靠主缆承受荷载,并通过主缆将拉力传给锚固体系,加劲梁仅仅起到局部承受荷载、传递荷载的作用;采用地锚时,加劲梁中不受轴向力作用,由加劲梁自重引起的恒载内力较小。斜拉桥由斜拉索与主梁共同承受荷载,斜拉索的纵桥向水平分力在主梁中引起较大的轴向力,恒载内力所占比重很大。悬索桥只有通过调整垂跨比才能改变主缆的恒载内力,而斜拉桥可直接通过张拉斜拉索就能调整索、梁的恒载内力。〖属于10·5〗悬索桥与斜拉桥的比较(续)(2)材料方面◎(大跨度)悬索桥加劲梁多采用自重较轻的钢材。◎斜拉桥主梁材料可以是钢、混凝土或钢-混凝土结合。(3)刚度方面◎悬索桥:竖向刚度较小,且基本由主缆提供;调整其竖向刚度的方法主要靠调整主缆的恒载拉力。◎斜拉桥:竖向刚度由斜拉索与主梁共同提供,相对于悬索桥而言,刚度可以较大;斜拉桥的主梁刚度对结构刚度的影响较大;改变斜拉桥的结构布置形式,可调整其竖向刚度。(4)施工方面◎悬索桥:~施工顺序是锚碇、桥塔、主缆、吊索、加劲梁,施工需要的机械、技术和工艺相对较简单;~结构的线形主要取决于主缆线型和吊杆长度,因而施工控制相对比较简单。◎斜拉桥~在施工中将发生多次的结构体系转换,必须严格控制结构的线形和拉索索力,施工控制较复杂、技术难度相对较大。〖属于10·5〗扁平钢箱加劲梁〖属于10·5〗锚碇形式a)重力式a)隧洞式〖属于10·5〗主缆支架a)刚性支架c)摇杆支架b)柔性支架〖属于10·5〗吊杆与主缆及加劲梁的连接、索夹〖属于10·5〗塔顶鞍座〖属于10·5〗散索鞍
超静定混凝土桥梁施工简介
第一节连续梁桥施工方法简介逐孔架设法用临时支承组拼预制节段逐孔施工使用移动支架逐孔现浇施工整孔吊装与分段吊装逐孔施工顶推法
返回§10-1-1概念:逐孔架设法是连续施工的一种方法,逐孔架设法施工快捷、简便。在施工过程中,由简支梁或悬臂梁转换为连续梁类型:1.用临时支承组拼预制节段逐孔施工2.移动支架逐孔现浇施工3.整孔吊装与分段吊装逐孔施工
返回§10-1-1-1用临时支承组拼预制节段逐孔施工程序:对于多跨长桥,在缺乏大能力的起重设备时,可将每跨梁分成若干段,在预制场生产;架设时采用一套支承临时承担组拼节段的自重,并在支承梁上张拉预应力筋,并将安装跨的梁与完成的桥梁结构按照设计的要求连接,完成安装跨的架梁工作,之后移动临时支承梁进行下一个桥跨的施工
返回§10-1-1-2移动支架逐孔现浇施工程序:它是在可移动的支架、模板上完成一孔桥梁的全部工序,待混凝土有足够强度后,张拉预应力筋,移动支架、模板,进行下一孔梁的施工。逐孔现浇施工与在支架上现浇施工的不同点在于逐孔现浇施工仅在一跨梁上设置支架,当预应力筋张拉结束后,移到下一跨逐孔施工,而在支架上现场施工通常在一联桥跨上布设支架连续施工,因此前者在施工过程中有体系转换的问题
返回§10-1-1-3整孔吊装与分段吊装逐孔施工程序:首先在预制现场预制整孔或分段梁,在进行逐孔架设施工。由于淤滞或分段较长,需要在预制时先进行第一次预应力索的张拉,拼状就位后进行二次张拉。因此,在施工过程中需要进行体系转换
返回顶推法程序:顶推法施工的程序是:梁在桥头台座上(预制场地上)分段预制,预制一段,纵向向前推进一段,跨越各中间桥墩,直达彼岸。为了减少推进过程中的梁体内力,前段加导梁;为了增大跨径,可以安置临时墩,也可以用拉索加固
返回第二节悬臂施工方法简介概念:悬臂施工法也称分段施工法,是以桥墩为中心向两岸对称的、逐节悬臂接长的施工方法悬臂浇筑法悬臂拼装法
返回§10-2-1悬臂浇筑法程序:采用移动式挂篮作为主要施工设备,以桥墩为中心,对称向两岸利用挂篮逐段浇筑梁段混凝土,待混凝土达到要求强度后,张拉预应力束,再移动挂篮,进行下一节段的施工
返回悬浇程序梁式挂篮结构简图梁式挂篮的两种工作状态斜式挂篮结构简图悬浇~挂篮示例挂篮施工现场洞庭湖大桥桥悬浇
战备桥略图
战备桥施工—挂篮
战备桥施工—拉索施工
平衡悬臂-挂篮现浇平衡悬臂施工合拢前使用临时支架示例简支悬臂-闸门式吊机§10-2-2悬臂拼装法程序:采用分节段预制,然后以桥墩为中心,对称向两岸逐渐接长的施工.
返回悬臂拼装法悬臂吊机拼装法箱梁节段简支悬臂桁架悬拼~节段就位示例悬拼~节段就位示例预应力束张拉准备悬臂施工~预应力束示例
墩台施工
一、对石料、砂浆与脚手架的要求1.对石料与砂浆的要求
2.对脚手架的要求
二、砌筑要点与砌筑方法1.要点按图放出实样,挂线砌筑。第一层砌块如基底为土质,不需座浆;如基底为石质,应清洗、润湿后,先座浆再砌石。斜面应逐层放坡,保证坡度。保持缝宽,砌缝饱满。形状较复杂的,应先作出配料设计图(图↓),注明块石尺寸形状较简单的,根据砌体高度、尺寸、错缝等,先放样配料再砌。桥墩配料图桥墩的砌筑三、墩(台)帽施工三、墩(台)帽施工
1.墩(台)帽放样◎距帽底约30~50cm时,即需测出墩台纵横中心轴线,竖立墩、台帽模板,安装锚栓孔或安装预埋支座垫板、绑扎钢筋等。◎不要以基础中心线作为台帽背墙线◎浇筑前应反复核实,以确保墩、台帽中心、支座垫石等位置方向及水平标高不出差错。2.墩(台)帽模板施工浇筑混凝土应从墩台帽下约30~50cm处至墩台帽顶面一次浇筑,以保证帽底有足够厚度的紧密混凝土。3.钢筋和支座垫板的安设◎支座垫板的安设:※一般采用预埋支座垫板和预留锚栓孔的方法。※预埋支座垫板§锚固钢筋和墩、台帽骨架钢筋焊接固定,§此法在施工时垫板位置不易准确定出,应经常检校。※预留锚栓孔§预留孔模板,绑扎钢筋时留出锚栓孔位置。§此法安装支座施工方便,支座垫板位置准确。§18-4高墩的滑模施工※高墩模板种类:滑动模板、爬升模板、翻升模板等※模板依附于已灌筑的混凝土墩壁上,随着墩身的逐步加高而向上升高※滑动模板的高度已达百米以上。※滑动模板施工的主要优点:◎施工进度快,在一般气温下,每昼夜平均进度可达5~6m;◎混凝土质量好◎节约木材和劳力◎滑动模板可用于直坡墩身,也可用于斜坡墩身,◎安全可靠滑动模板构造示意
a)等壁厚收坡滑模半剖面(螺杆千斤顶)b)不等壁厚收坡滑模半剖面(液压千斤顶)c)工作平台半平面1-工作平台;2-混凝土平;3-辐射梁;4-栏杆;5-外钢环;6-内钢环;7-外立柱;8-内立柱;9-滚轴;10-外模板;11-内模板;12-吊篮;13-千斤顶;14-顶杆;15-导管;16-收坡丝杆;17-顶架横梁;18-步板;19-混凝土平台立柱
公路桥梁的作用作用代表值是指结构或结构构件设计时,针对不同设计目的所采用的各种作用规定值,它包括作用标准值、准永久值和频遇值等。1.
作用标准值作用标准值是指结构或结构构件设计时,采用的各种作用的基本代表值,其值可根据作用在设计基准期内最大值概率分布的某一分位值确定。作用代表值为作用的基本代表值。永久作用的标准值:对结构自重(包括结构附加重力),可按结构构件的设计尺寸与材料的重力密度计算确定,对于变异较大的永久作用(如:浮力),应根据该作用对结构的有利或不利,分别取其下限值或上限值。可变作用的标准值:可变作用的标准值应按规定采用。可变作用频遇值为可变作用标准值乘以频遇值系数ψ1。可变作用准永久值为可变作用标准值乘以准永久值系数ψ2。偶然作用的标准值:应根据调查、试验资料,结合工程经验确定其标准值2.作用频遇值作用频遇值是正常使用极限状态短期效应组合设计时,按频遇组合设计采用的一种可变作用代表值。在设计基准期内,作用达到和超过该值的总持续时间仅为设计基准期的一小部分。
可变作用频遇值=作用频遇值系数×可变作用标准值3.作用准永久值作用准永久值是正常使用极限状态按永久组合和频遇组合设计所采用的可变作用代表值。在结构设计时,作用准永久值主要考虑作用长期效应的影响。在设计基准期内,达到和超过该作用值的总持续时间约为设计基准期的一半。可变作用准永久值=作用准永久值系数×可变作用标准值4.作用效应结构对所受作用的反映,如弯矩,扭矩,位移等5.作用效应设计值
作用标准值效应与作用分项系数的乘积
所有引起结构反应的原因统称为“作用”。按照作用性质的不同,作用包括两类,一类是施加于结构上的外力,如车辆、人群、结构自重等,它们是直接施加于结构上的,可用“荷载”这一术语来概括。
另一类不是以外力形式施加于结构,它们产生的效应与结构本身的特性、结构所处环境等有关,如地震、基础变位、混凝土收缩和徐变、温度变化等,它们是间接作用于结构的。按作用时间的变异分为永久作用、可变作用、偶然作用三大类:1.永久作用:在结构使用期内,其量值不随时间而变化,或其变化值与平均值比较可忽略不计的作用,例如:结构自重、土压力、预应力。2.可变作用:在结构使用期内,其量值随时间变化,且其变化值与平均值比较不可忽略的作用,例如汽车、人群、风力、及汽车的影响力。3.偶然作用:在结构使用期间出现的概率很小,一旦出现,其值很大且持续时间很短的作用,例如:地震及船只或漂流物的撞击作用。现将各类作用分类列于表中2-1注:如构件主要为承受某种其它可变荷载而设置,则计算该构件时,所承受荷载作为基本可变荷载。
第一节永久作用
一、永久作用:在结构使用期内,其量值不随时间而变化,或其变化值与平均值比较可忽略不计的作用,例如:结构自重、土压力、预应力。二、永久作用采用标准值作为代表值。
1)结构自重及桥面铺装,附属设备等附加重力属于结构重力。2)预加力在结构进行正常使用极限状态设计和使用阶段构件应力计算时,应作为永久作用计算其主次效应,并计入相应阶段的预应力损失。但不计由于预加力偏心距引起的附加效应3)作用于墩台的土压力,土侧压力按规范取值4)水的浮力取值5)混凝土收缩及徐变作用的取值第二节可变作用
可变作用:在结构使用期内,其量值随时间变化,且其变化值与平均值比较不可忽略的作用,例如汽车、人群、风力、及汽车的影响力。可变作用根据不同的极限状态分别采用标准值,频遇值或准永久值作为代表值一、汽车荷载
1、汽车荷载分为公路—Ⅰ级和—Ⅱ级,汽车荷载分为车道荷载和车辆荷载2、车道荷载有均布荷载和集中荷载组成,公路—Ⅰ级车道荷载的均布标准值qk=10.5KN/m,集中荷载标准值按以下规定取,桥梁计算跨径小于等于5m,PK=180,桥梁跨径等于或大于50m,PK=360KN/m,桥梁计算跨径在5~50m之间时,PK采用直线内插法求3、公路—Ⅱ级车道荷载的均布荷载和集中荷载标准值PK按公路—Ⅰ级车道荷载的0.75倍采用4、车辆荷载公路—Ⅰ级和—Ⅱ级荷载采用相同的车辆荷载标准值二、汽车荷载的影响力1、汽车荷载的冲击力2、汽车荷载的离心力3、汽车荷载的冲击力4、汽车荷载引起的土侧压力三、人群荷载四、其他可变荷载作用
第三节偶然作用
偶然作用:在结构使用期间出现的概率很小,一旦出现,其值很大且持续时间很短的作用,例如:地震及船只或漂流物的撞击作用。设计计算时取标准值作为代表值一、地震作用地震动峰值加速度等于0.10g,0.15g,0.20g,0.30g,应该进行抗震设计,地震动峰值加速度大于或等于0.40g,应该进行专门的抗震研究和设计二、撞击作用1、内河上船舶撞击作用的标准值2、海轮撞击作用的标准值3、可能遭受大型船舶撞击作用的桥墩,应根据桥墩的自身抗撞击能力、桥墩的位置和外形、水流速度、水位变化,通航船舶类型和碰撞速度等因素做桥墩防撞设施的设计4、漂流物横桥向撞击5、内河船舶的撞击三、汽车撞击作用第四节作用效应组合
一、按承载能力极限状态设计的作用效应组合进行承载能力极限状态设计时,应考虑作用效应的基本组合,必要时应考虑作用效应的偶然组合。1
基本组合
永久作用的设计值效应与可变作用设计值效应相结合
2偶然组合偶然组合系指永久作用标准值效应与可变作用某种代表值效应、一种偶然作用标准值效应相组合。偶然作用的分项系数取1.0;与偶然作用同时出现的可变作用,可根据观测资料和工程经验取用适当的代表值。二、按正常使用极限状态设计的作用效应组合
应根据不同的设计要求,采用以下两种效应组合:1、作用短期效应组合:永久作用标准值效应与可变作用频遇值效应相组合2、作用长期效应组合:永久作用标准值效应与可变作用准永久值效应相应组合
公路桥涵设计时应考虑结构上可能同时出现的作用,按承载能力极限状态和正常使用极限状态进行作用效应组合,取其最不利效应组合进行设计:1.只有在结构上可能同时出现的作用,才进行其效应的组合。当结构或结构构件需做不同受力方向的验算时,则应以不同方向的最不利的作用效应进行组合。2.当可变作用的出现对结构或结构构件产生有利影响时,该作用不应参与组合。实际不可能同时出现的作用或同时参与组合概率很小的作用,按表2-2规定不考虑其作用效应的组合。3.施工阶段作用效应的组合,应按计算需要及结构所处条件而定,结构上的施工人员和施工机具设备均应作为临时荷载加以考虑。4.多个偶然作用不同时参与组合。
拱桥的构造
第一节拱桥的发展及受力特点一、拱桥的发展拱桥是我国公路上使用广泛且历史悠久的一种桥梁结构型式,它外形宏伟壮观,且经久耐用。由力学知识知道,拱式结构在竖向荷载作用下,支撑处不仅产生竖向反力,而且还产生水平推力。这样拱的弯距比相同跨径的梁的弯距小的多,而使整个拱主要承受压力。这样就可以充分利用抗压性能较好的的圬工材料来修建。国内国外石拱、木拱石拱、木拱拱桥铸铁拱双曲拱钢筋混凝土拱桥十八世纪十九世纪1964年桁架拱双曲拱70年代80年代钢筋混凝土拱桥刚架拱桁式组合拱钢管拱新型组合体系拱80年代中1990年古代拱桥:
拱轴曲线造型的千变万化,其中具有代表意义的是建于公元595-605年的赵州桥。公元1188-1192年北京宛平卢沟桥。创建于公元1631年的浙江杭州拱宸桥。还有始建与唐代,现存最长的多孔薄拱薄墩连拱的江苏苏州宝带桥。以及颐和园17孔桥。安徽风鸣湖十七孔桥。中国现存最早,并且保存良好的是隋代赵州安济桥,又称赵州桥。桥为敞间圆弧石拱,拱圈并列28道,净跨37.02m,矢高7.23m,上狭下宽总宽9m。主拱圈等厚1.03m,主拱圈上有护拱石。在主拱圈上两侧,各开两个净跨分别为3.8m和2.85m的小拱,以渲泄拱水,减轻自重。桥面呈弧形,栏槛望柱,雕刻着龙兽,神采飞扬。
北京宛平卢沟桥在北京广安门外30里,跨永定河桥全长212.2m,共11孔,净跨不等,自11.4m至13.45,桥宽9.3m。墩宽自6.5m至7.9m。拱圈接近半圆形。桥墩迎水面有尖端镶有三角铁柱的分水尖,背水面为削角方形。桥面上石栏杆共269个,各个柱头上,雕刻有石狮。
浙江杭州拱宸(che/n)于明·崇祯四年(公元1631年),清·光绪十一年(公元1885年)重建。中孔净跨15.8m,两边孔各为11.9m。拱圈石厚30cm,为拱跨的1/52.7和1/39.7。中墩厚约1m,为拱跨的1/15.8。
现存最长的多孔薄拱薄墩连拱为江苏苏州宝带桥。桥始建于唐,历代多次重修,现存桥共计53孔,全长316.8m,中间有3孔隆起以通船只,桥宽4.1m。桥头建有石狮、石亭、石塔。
颐和园17孔桥安徽风鸣湖十七孔桥
当代拱桥:其结构型式与施工方法的丰富多彩如1997年建成的重庆万县长江大桥(L=420m)其主拱长度世界排名第一,广州丫髻沙特大桥(L=360m),1932建成的澳大利亚悉尼钢拱桥(L=503m)及上海的庐浦大桥(L=550m)。
四川万县长江大桥广州丫髻沙大桥澳大利亚悉尼钢拱桥庐浦大桥二、拱桥的特点(一)拱桥主要优点:(1)跨越能力较大;(2)就地取材,节省大量的钢材和水泥;(3)耐久性好,养护维修费用少;(4)外形美观;(5)构造简单。(二)拱桥主要缺点:(1)自重较大,相应的水平推力也较大,增加了下部结构的工程量,对地基要求高;(2)拱桥采用支架施工,支架和其他辅助设备的费用大大增加,从而增加施工难度,提高桥的造价。施工工序多,建桥周期长。(3)拱桥水平推力较大,需要设置单向推力墩,增加了造价。(4)上承式拱桥的建筑高度较高,使两岸接线的工程量增大或增大了桥面纵坡,增加的造价又对行车不利。随着钢管混凝土在拱桥上的应用,钢管混凝土拱桥克服了拱桥传统的缺点,当跨径在200~600m范围内,拱桥仍然是悬索桥和斜拉桥的有利竞争对手。第二节拱桥的组成和主要类型一、拱桥的主要组成
拱桥由上部结构和下部结构两大部分组成。上部结构是由拱圈及其上面的拱上建筑所构成。拱圈是主要承重结构。桥面系包括行车道、人行道及两侧的栏杆或砌筑的矮墙等构造。下部结构由桥墩、桥台及基础等组成。其主要组成部分见图12-1所示。1-主拱圈2-拱顶3-拱脚4-拱轴线5-拱腹6-拱背7-起拱线11-拱上建筑L0-净跨径L-计算跨径f0-净矢高f-计算矢高
f/L-矢跨比图12-1上承式拱桥的基本组成二、拱桥的主要类型(一)按拱圈横截面形式分类1、板拱桥
板拱桥主拱圈采用矩形实体截面,它的构造简单、施工方便,因而使用广泛。但其截面形式比其他形式截面抵抗矩小,若获得较大截面抵抗矩必须增加截面尺寸,相应增加了材料用量和结构自重,增加下部负担,通常在地基条件较好的中、小跨径圬工拱桥中采用板拱形式。如图12-2a)所示。2、肋板拱在板拱桥的基础上,将板拱划分成两条(或多条),形成分离的、高度较大的拱肋,肋与肋间用横系梁想连。减小截面尺寸,减小自重,多用于较大跨径的拱桥。如图12-2b)所示。3、双曲拱桥主拱圈横截面由一个或数个小拱组成,由于主拱圈在纵向及横向均呈曲线形,故称之为双曲拱桥。双曲拱桥截面抵抗矩大,可节省材料,而且具有装配式梁桥的特点,适合于工业化生产,具有加快施工进度,缩短工期,施工工艺简单等优点,得到广泛推广。如图12-2c)所示。4、箱形拱箱形拱截面抵抗矩较大,可节省材料,对于大跨径桥则效果更为显著。特别适用于无支架施工。但箱形截面制作复杂,一般只在跨径在50m以上的拱桥采用箱形截面。如图12-2d)所示。图12-2主拱圈横截面形式a)板拱;b)肋拱;c)双曲拱;d)箱形拱图12-2主拱圈横截面形式a)板拱;b)肋拱;c)双曲拱;d)箱形拱(二)按建筑材料分:圬工拱桥,钢筋混凝土拱桥,钢拱桥(三)按拱上建筑形式分:实腹式拱桥,空腹式拱桥(四)按主拱圈所采用的拱轴线形式分类:圆弧拱桥,抛物线拱桥,悬链线桥(五)按静力体系分类:简单体系拱桥:三铰拱,两铰拱;无铰拱组合体系拱桥:无推力拱桥,有推力拱桥三铰拱:静定结构,在地基差的地区可采用。但构造复杂,施工困难,整体刚度小,主拱圈一般不采用。如图12-3a)两铰拱:一次超静定结构,介于三铰拱和无铰拱之间。如图12-3b)无铰拱:三次超静定结构。拱的内力分布较均匀,材料用量较三铰拱省;构造简单,施工方便,整体刚度大,实际中使用广泛。但超静定次数高,会产生附加内力,一般希望修建在地基良好处。跨径增大,附加力影响变小,故钢筋混凝土无铰拱仍是大跨径桥梁的主要型式之一。如图12-3c)图12-3拱圈的静力图式a)三铰拱b)两铰拱c)无铰拱(六)按桥面位置分:上承式拱桥,中承式拱桥,下承式拱桥。如图12-4所示:12-4拱桥基本图示第三节主拱圈的构造一、板拱板拱分为:石板拱、混凝土板拱、钢筋混凝土板拱钢筋混凝土板拱的拱顶厚度采用跨径的1/60~1/70;拱脚厚度可按下式:dj=dd/cosφj其中dd表示拱顶厚度;cosφj拱脚处拱轴线的倾角。二、肋拱肋拱常用截面形式有:矩形截面、工字型截面及箱型截面。矩形截面:肋高为跨径的1/40~1/60,肋宽为肋高的0.5~2.0倍;工字型及箱型:肋高为跨径的1/25~1/35,肋宽为肋高的0.4~0.5倍;腹板、翼板厚度按构造及抗剪最小尺寸要求0.25~~0.5m;肋拱间必须设横梁、横撑以增强肋拱桥的横向整体稳定性。(如图12-5
所示)图12-5肋拱桥桥型图三、箱型拱(如图12-6所示)图12-6箱型拱截面形式箱型拱特点:适合大跨径拱桥,截面挖空率大,节省材料;形心轴靠中适应主拱正负弯距变化;主拱整体性好,抗扭刚度大,稳定性好;便于预制施工拼装;箱形主拱圈的形式:1、采用闭合箱肋组成的多室箱形截面(如图12-7所示);2、采用工字形肋组成的多室箱形截面3、采用U形肋组成多室箱形截面4、单室箱形截面箱形拱桥示例:1
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10图12-7箱型拱闭和箱的构造箱形拱构造尺寸:拱圈高度一般为跨径的1/50~1/70;可采用经验公式:H=L0/100+∆(m)其中∆=0.6~0.8;拱圈宽度满足跨度的1/20;保证横向稳定;四、双曲拱桥主拱圈横截面由一个或数个小拱组成,其主拱圈在纵向和横向均呈曲线形。通常有拱肋、拱波、拱板和横向联系等几部分。公路双曲拱桥采用最多的是多肋波的截面形式;对于跨径和荷载较小的单车道桥可采用单波的形式。双曲拱桥施工工序多,组合截面的整体性差,易开裂,适用无支架吊装、起吊重量小情况,因此,只宜在中小跨径桥梁中采用。如图12-8所示。双曲拱桥示例:1
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6图12-8双曲拱拱肋截面形式第四节其他类型拱桥的构造要点一、桁架桥(如图:1
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5)(一)上部主要构造:(见图12-9)桁架拱片—主要承重结构,由上、下弦杆、腹杆、拱顶实腹段组成;横向联结系—拉杆、横系梁、横隔板、剪刀撑桥面系—横向微弯板、纵向微弯板和预应力混凝土空心板图12-9桁架拱桥的主要组成(二)桥型特点(1)、拱与桁架组合,共同受力,整体性好,发挥全截面材料的作用;(2)、桁架部分的构件主要承受轴力;(3)、拱的水平推力使跨中弯距减少(4)、节点为刚性连接,易开裂,影响整体刚度及耐久性;(5)整体自重轻,构件可预制,适合软土地基;(三)桁架拱片主要类型:斜腹杆桁架、拱竖腹杆桁架、拱桁架肋桁架拱二、刚架拱(如图:1
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5)
刚架拱是在刚架、斜腿刚架等基础上发展而来的一种新桥型,属于有推力的高次超静定结构。(见图12-10)图12-10刚架拱桥的基本图示(一)结构组成刚架拱片—主要承重结构,由跨中实腹段的主梁、空腹段的次梁、主拱腿、次拱腿构成;横向联系—可采用预制装配式的横系梁或横隔板形式,其作用使刚架拱片联成整体受力,并保证其横向稳定性。桥面系—可由预制微弯板、现浇混凝土填平层、桥面铺装等部分组成,也可采用预制空心板、现浇混凝土层及桥面铺装构成。(二)结构特点及适用性1、构件小,自重小,适用于软土地基;2、结构变形小,整体结构刚度大;3、施工方便,造价较底;三、钢管混凝土拱桥(如图:1
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5)第五节拱上建筑的构造对于普通型上承式拱桥,其主要承重结构
主拱圈是曲线,车辆无法通过,需要在桥面系与主拱之间设置传递荷载的构件或填冲物,这些传递荷载的构件或填冲物称为拱上建筑。拱上建筑是拱桥的一部分,依其结构形式的不同而参与主拱共同受力的程度也不同;同时,拱上建筑在一定程度上能约束主拱圈由温度变化及混凝土收缩徐变等引起的变形,而主拱圈变形又使拱上建筑产生附加力。拱上建筑类型分:实腹式拱桥,空腹式拱桥两大类。一、实腹式拱桥
实腹式拱上建筑构造简单,施工方便,但填料数量较多,恒载较重,小跨径拱桥中多采用实腹式。实腹式拱上建筑由侧墙、拱腹填料、护拱以及变形缝、防水层、泄水管和桥面等部分组成。(如图12-11所示)图12-11实腹式拱桥构造图(单位:cm)二、空腹式拱桥大、中跨径拱桥多采用空腹式。空腹式拱上建筑由多孔腹孔结构和桥面系主成:以利于减小恒载,并使桥梁显得轻巧美观。根据腹孔的结构形式,空腹式拱上建筑又分为拱式和梁式两种。(一)腹孔布置腹孔应结合主拱的类型、构造、施工方法等综合考虑,如图12-12所示:1、腹孔分拱型腹孔及梁板式腹孔;2、腹孔一般等跨对称布置在主拱圈两侧,腹拱跨径选用2.5~5.5m,矢跨比1/2~1/6,不宜大于主拱圈跨径的1/8~1/15;3、采用梁板式腹孔,减轻重量;图12-12桥墩(台)上腹拱的布置方式(二)腹孔墩:
腹孔墩可采用立墙式及立柱式;如图12-13所示。图12-13腹孔墩构造形式三、拱桥的其它细部构造1、拱上填料(﹥0.3m)、桥面及人行道2、伸缩缝与变形缝,保证结构的安全性与耐久性,相对变形较大的位置设伸缩缝、相对变形较小处设变形缝;使拱上建筑适应主拱圈的变形;3、铰的设置(1)、采用形式有:弧形铰、平铰及假铰(2)、拱桥需设铰的情况:主拱圈按两铰或三铰拱设计;空腹式腹拱圈按构造设铰、腹孔墩上下端;施工过程中的临时铰;4、排水及防水层除桥面排水外,应对渗入到拱腹内的积水排除;防水层的质量影响桥梁的耐久性;岷江大桥位于四川省宜宾市,主桥为钢筋混凝土箱形拱桥,最大桥跨100m。分跨布置为55+2x100+55(m),另有8x20m石拱桥引孔,全长532.75m。桥面净宽:8+2x2(m)人行道。主拱箱高1.6m,矢跨比1/6。全拱横向分6箱市,纵向分5段预制,缆索吊装施工。中墩基础采用钢丝网水泥薄壁浮运沉井施工。于1973年1月建成。
红旗桥位于云南省施甸县与龙陵县交界处,跨越怒江。主孔为净跨116m钢筋混凝土箱形等截面悬线拱,两岸各为1孔27m石拱,重力式桥台。主拱圈由6根U型肋组成6个封闭箱再连成整体,全宽8.54m,矢跨比1/8,拱圈高1.9m,立拱上设每侧5孔6.5m的装配式钢筋混凝土板拱,桥面净宽7+2x0.75(m)人行道。该桥拱肋分5段预制,缆索吊装最大吊重为360kN,单肋合拢后侧拉就位,每肋拱脚处均设轴承钢铰,待6肋安装完毕形成拱圈后用35号混凝土封闭,于1974年6月竣工。后经龙陵两次7.4级地震考验,至今完好。
闽清桥位于福建省闽清溪口下游横跨闽江。大桥上部构造为8x75m空腹式等截面悬链线钢丝网薄壁组合箱形拱,矢跨比1/7,由6片拱箱组成,每片拱箱分3节预制,首次采用中国制造的公路缆索架桥设备吊装。桥梁全长733.70m,桥宽9+2x1.0(m)人行道。沉井基础,底节钢壳浮运,沉井总高20m。4号墩为圆形防爆墩,可承受单向推力。于1976年12月竣工。
来宾桥位于广西来宾县,跨越红水河。该桥由2孔90m,1孔105m箱型拱、1孔30m双曲拱及1孔5.4m简支板组成,桥长377.56m,桥面宽10+2x2=14(m)。该桥的施工特点是采用无支架缆索吊装,主索使用Φ55n/m的密封式钢丝绳。拱箱预制成闭口箱,105m拱箱分5段吊装,90m拱箱分3段吊装。设计最大箱段重350kN。拱箱采用单条基箱合拢。于1978年竣工通车。
清风桥位于浙江省嵊县,主跨为2孔净跨92m的单室箱形拱,全长222.15m,桥宽为净7+2x0.75(m),箱宽5.2m,主拱圈拱轴线采用变截面悬链线,拱顶高1.6m,拱脚高2.01m。箱壁厚40cm,所有构件均采用预制装配。囊谦扎曲河桥位于青康公路湄公河最上游扎曲河香达境内。主跨100m钢筋混凝土箱形拱桥,全长132.24m,桥面宽6+2x0.5(m)。
马鸣溪金沙江大桥位于四川省宜宾市,跨越金沙江,该桥是中国采用缆索吊装施工、跨径最大的钢筋混凝土箱形拱。主孔150m,引道65m,全长245m。桥面为净7+2x1.5(m)人行道。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(预制组合薄腹单室箱);纵向分5段预制,缆索吊装就位后再组合整体箱,最大吊重700kN。黄柏河桥位于湖北省宜昌市葛洲坝库区内,系大坝的附属工程。全桥为7x60钢筋混凝土箱形拱桥,桥净宽9+2x1(m)人行道。设计载重为特种450kN车列。该桥箱拱分三段预制,采用单跨478m缆索吊装,于1981年竣工。巫山龙门桥位于四川省巫山县,是中国第一座采用无平衡重转体法施工的拱桥。主桥为1孔122m钢筋混凝土箱形拱,全长197m。桥面净宽:净7+2x2(m)人行道。右岸半跨是全宽一次预制,转体箱重4240kN。左岸半跨分成单箱分别在上、下游预制,不对称转体到对称转体再合拢,转体箱重2120kN。于1987年10月建成。涪陵乌江大桥位于四川省,桥址为V型河谷,水深流急,大桥全长351.83m,桥高84m,主跨为1跨200m钢筋混凝土箱形拱,矢跨比1/4,拱上建筑为13孔15.8m钢筋混凝土简支板,双柱式柔性排架,桥台基础置于岩石上,主拱圈采用3室箱,全宽9m,由厚20cm的40号钢筋混凝土顶底板及腹板组成。
双曲拱桥最早是建造在江苏省无锡县境内,民主桥是无锡县桥梁工程队(现称无锡桥梁工程公司)设计、施工的,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。
红星桥:该桥跨越深谷,桥高达65m,主拱跨径108.45m,副拱跨径分别为24.5m、9m及7m,全长155.8m,桥宽8.2m。该桥设计主拱轴线采用6次抛物线与恒载压力曲线吻合。拱上建筑24.5m的腹拱采用三铰双曲拱,左右采用8次抛物线的不对称拱线。兰江桥位于浙江省兰溪市,跨越兰江。主桥为10孔净跨36m、拱矢度为1/6的4肋3波外悬两个半波的双曲拱。
龙武桥位于广西龙武至檀圩公路,跨越鸣岢江。主跨为1孔100m石肋双曲拱桥,引桥为15孔双曲拱,全长331.5m。主跨为悬链线无铰拱,拱矢度1/8,矢高12.5m,桥净宽9+2x1.0(m)人行道。拱圈为4肋3全波加两悬半波平背式结构。
罗依溪桥位于湖南省道吉首大庸线上,在罗依溪跨越酉水。因受下游凤滩水电站水位的控制,桥高86m,设计主跨为116m双曲拱桥。
前河桥位于河南省嵩县,为单孔净跨150m上承式无铰空腹拱,是我国跨径最大的双曲拱桥。
溪桥位于浙江省宁海县,跨越百桥港口。此处受潮汐影响,最大潮差达6m多。该桥主孔为净跨75m的预应力混凝土桁架拱,拱矢度为1/9;边孔为净跨40m的双曲拱。
里仁桥位于浙江省余杭县塘栖镇,是首座单跨50m的钢筋混凝土斜拉式桁架拱桥。
三门上叶桥位于浙江省三门县三门至天台、临海的公路上,是一座双孔44m的钢筋混凝土桁架拱桥。
觅渡桥位于江苏省苏州市,跨越京杭大运河。该桥是单跨60m的钢筋混凝土斜拉式桁架拱桥。拱圈矢跨比为1/8,桥面为净10+2x2.5(m)人行道。
元坝桥位于四川省苍溪县,跨越嘉陵江的支流东河,是一座斜拉杆式的预应力混凝土桁架拱桥。全桥分孔为10+3x60+35(m)。其中10m跨为沿河公路的跨线钢筋混凝土板桥。桥面为净7+2x0.75(m)人行道,拱矢度为1/8。
美国新河谷桥是位于美国弗吉尼亚州跨越新河谷的一座桁架拱桥。
永平杨村河桥位于江西省永平铜矿,主跨67m,是矿区输送尾矿砂等过杨村河的渡槽桥。桥上设置渡槽和管道。该桥结合地形采用转体法施工。于1984年6月建成。
金城、金匮与下甸三座拱桥均位于江苏省无锡市近郊,跨越京杭大运河,它们是三座跨径100m的姐妹桥,金城为长,下甸为幼,到目前为止建成于软土地基上国内最大跨径的刚架拱,矢跨比均为1/10。拱肋为工字形,金城、金匮主拱腿为等截面,实腹段为变截面;金城桥金匮桥
下甸桥
清远北江大桥位于广东省107国道清远市境内,是一座孔跨为3x45+8x70+4x45(m)、全长1058.04m的刚架拱桥,桥宽为12+2x2(m)。是目前国内较长的多跨连拱大跨径刚架拱桥。
大汾北特大桥位于东莞市万江区大汾北水道三叉交汇口,主桥、引桥全长700米,该桥为单跨128米的下承式钢管混凝土系杆拱桥,工程设计采用目前国内流行的钢管砼系杆拱结构。
云阳桥位于江苏省丹阳市云阳镇东门,跨越京杭大运河。主跨为70m无粘结预应力系杆拱,全长162.5m,4车道,2x2m人行道,全宽24.5m,系杆拱有3根拱肋,矢度1/5,拱轴系数m=1.0,单箱高1.5m,宽1.0m,行车道刚性纵梁和无粘结预应力柔性系杆分开,每根系杆布置22束6x7Φ5钢铰线。旺苍东河桥位于四川省旺苍县,为净跨115m下承式钢管混凝土预应力系杆拱桥,矢度1/6,桥面为净7+2x0.8+2x3+2x0.2(m),总宽15m,主桥长248m,它是我国目前最大跨径的预应力钢管混凝土拱桥。
建德新安江桥位于浙江省建德市新安江上,跨径为84+120+84(m)的三跨连续中承式钢管混凝土拱桥。
高明桥位于广东省高明县城南,是一座跨越西江的大型公路桥,全长1116m。主通航孔为2x100m,桥型采用中承式钢管混凝土拱,引桥共11孔,系跨径为70m的钢筋混凝土拱肋,桥面宽12m。
拱桥的设计要点
第一节拱桥的
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