大跨度拱桥的发展与现状1

大跨度拱桥的发展大跨度拱桥的发展 同济大学同济大学 大跨度桥梁教研室大跨度桥梁教研室 1一.内容简介内容简介大跨度拱桥的发展大跨度拱桥的发展世世 界界 拱拱 桥桥 的的 发发 展展 概概 述述二.三.四.五.各各 类类 大大 跨跨 度度 拱拱 桥桥大大 跨跨 度度 拱拱 桥桥 的的 轻轻 型型 化化 和和 多多 样样 化化施施 工工 方方 法法 的的 发发 展展典典 型型 桥桥 的的 设设 计计 与与 施施 工工大跨度拱桥的发展大跨度拱桥的发展 同济大学同济大学 大跨度桥梁教研室大跨度桥梁教研室 2世界拱桥发展概述世界拱桥发展概述一一美美 国国 贝永桥贝永桥 L=504m 1931澳大利亚澳大利亚 悉尼港桥悉尼港桥 L=503m 1932 巴拿马巴拿马 塔歇尔桥塔歇尔桥 L=344m 1962加拿大加拿大 曼港桥曼港桥 L=366m 1964 加拿大加拿大 拉比奥莱特桥拉比奥莱特桥 L=335m 1967美美 国国 费里芝特桥费里芝特桥 L=383m 1973 美美 国国 新河桥新河桥 L=518m 1977美美 国国 罗斯福湖桥罗斯福湖桥 L=329m 1990 中中 国国 丫髻沙大桥丫髻沙大桥 L=360m 2000 世界十大钢拱桥世界十大钢拱桥中中 国国 卢浦大桥卢浦大桥 L=550m 2003大跨度拱桥的发展大跨度拱桥的发展 同济大学同济大学 大跨度桥梁教研室大跨度桥梁教研室 3世界拱桥发展概述世界拱桥发展概述一一瑞瑞 典典 桑多桥桑多桥 L=264m 1943葡萄牙葡萄牙 阿拉比达桥阿拉比达桥 L=270m 1963巴巴 西西 友谊桥友谊桥 L=290m 1964澳大利亚澳大利亚 格莱兹维尔乔治格莱兹维尔乔治 L=305m 1964 南斯拉夫南斯拉夫 克尔克一桥克尔克一桥 L=390m 1980南南 非非 勃劳克兰斯桥勃劳克兰斯桥 L=272m 1983 法法 国国 沙托布里扬桥沙托布里扬桥 L=261m 1991中中 国国 江界河江界河 L=330m 1995中中 国国 邕宁邕江大桥邕宁邕江大桥 L=312m 1996世界十大混凝土拱桥世界十大混凝土拱桥中中 国国 万县长江大桥万县长江大桥 L=420m 1997 大跨度拱桥的发展大跨度拱桥的发展 同济大学同济大学 大跨度桥梁教研室大跨度桥梁教研室 4世界拱桥发展概述世界拱桥发展概述（续）（续）（续）（续）一一钢筋混凝土拱桥钢筋混凝土拱桥采用支架法施工跨度最大的拱桥采用支架法施工跨度最大的拱桥最大跨度混凝土桁架拱桥最大跨度混凝土桁架拱桥采用转体施工法跨度最大的拱桥采用转体施工法跨度最大的拱桥采用缆索吊装法施工跨度最大的拱桥采用缆索吊装法施工跨度最大的拱桥四川宜宾马鸣溪大桥四川宜宾马鸣溪大桥 L150m 1979年年四川攀枝花市宝鼎大桥四川攀枝花市宝鼎大桥 L170m 1982年年广州丫髻沙大桥广州丫髻沙大桥 L360m 2000年年贵州江界河大桥贵州江界河大桥 L330m 1995年年大跨度拱桥的发展大跨度拱桥的发展 同济大学同济大学 大跨度桥梁教研室大跨度桥梁教研室 5世界拱桥发展概述世界拱桥发展概述（续）（续）（续）（续）一一世界上最大跨度钢管混凝土拱桥世界上最大跨度钢管混凝土拱桥世界上最大跨度钢拱桥世界上最大跨度钢拱桥世界最大跨度的石拱桥世界最大跨度的石拱桥世界上跨度最大的钢筋混凝土拱桥世界上跨度最大的钢筋混凝土拱桥（采用钢管混凝土拱桁结构作为劲性骨架）（采用钢管混凝土拱桁结构作为劲性骨架）四川万县大桥四川万县大桥 L420m 1997年年山西晋城丹河大桥山西晋城丹河大桥 L146m 2001年年重庆巫山长江大桥重庆巫山长江大桥 L460m 建建设中设中上海卢浦大桥上海卢浦大桥 L550m 建设中建设中大跨度拱桥的发展大跨度拱桥的发展 同济大学同济大学 大跨度桥梁教研室大跨度桥梁教研室 6世界拱桥发展概述世界拱桥发展概述（续）（续）（续）（续）一一我国公路拱桥的四个发展阶段我国公路拱桥的四个发展阶段第一阶段是第一阶段是50年代到年代到60年代中，绝大多数是中小拱桥年代中，绝大多数是中小拱桥第二阶段是第二阶段是60年代中到年代中到70年代，主导桥型低配筋双曲拱桥年代，主导桥型低配筋双曲拱桥第三阶段是第三阶段是70年代末到年代末到80年代，主导桥型是大中跨预制年代，主导桥型是大中跨预制钢筋混凝土箱（肋）型拱桥钢筋混凝土箱（肋）型拱桥第四阶段是第四阶段是90年代以后，主导桥型是桁拱桥、劲性骨架年代以后，主导桥型是桁拱桥、劲性骨架混凝土肋拱桥和钢管混凝土拱桥混凝土肋拱桥和钢管混凝土拱桥这时期，国外钢筋混凝土拱桥的最大跨径已达这时期，国外钢筋混凝土拱桥的最大跨径已达390m390m（克尔克（克尔克I I桥）桥）,而而钢拱桥的最大跨径已达钢拱桥的最大跨径已达518m518m（新河桥）。（新河桥）。该时期，我国建的许多拱桥的跨度已居世界同类拱桥前列。该时期，我国建的许多拱桥的跨度已居世界同类拱桥前列。back大跨度拱桥的发展大跨度拱桥的发展 同济大学同济大学 大跨度桥梁教研室大跨度桥梁教研室 7各类大跨度拱桥各类大跨度拱桥二二拱结构即使是圬工拱，就强度而论，目前拱跨未达到材拱结构即使是圬工拱，就强度而论，目前拱跨未达到材料强度和构造条件极限料强度和构造条件极限早在三、四十年代，国外钢筋混凝土拱桥跨度已超过早在三、四十年代，国外钢筋混凝土拱桥跨度已超过250m代表作品：代表作品：主跨主跨503.6米的贝永桥米的贝永桥 Bayonne Bridge 主跨主跨503米澳大利亚悉尼桥米澳大利亚悉尼桥 Sydney Harbor Bridge 主跨主跨260米的瑞典桥桑多桥米的瑞典桥桑多桥 Sand Bridge(钢筋混凝土拱桥钢筋混凝土拱桥)大跨度拱桥的发展大跨度拱桥的发展 同济大学同济大学 大跨度桥梁教研室大跨度桥梁教研室 8各类大跨度拱桥各类大跨度拱桥（续）（续）（续）（续）二二六十年代后，国外时兴无支架锚拉悬臂法施工，其中不少是六十年代后，国外时兴无支架锚拉悬臂法施工，其中不少是200m以上的拱跨以上的拱跨代表作品：代表作品：主跨主跨383m383m的弗里芝特桥的弗里芝特桥 Fremont BridgeFremont Bridge 主跨主跨518m518m的新河桥的新河桥 New River BridgeNew River Bridge 主跨主跨305m305m的克莱兹维尔桥的克莱兹维尔桥 Gladesville BridgeGladesville Bridge 主跨主跨390m390m的克尔克桥的克尔克桥 KrKKrKI(East Span)I(East Span)大跨度拱桥的发展大跨度拱桥的发展 同济大学同济大学 大跨度桥梁教研室大跨度桥梁教研室 9各类大跨度拱桥各类大跨度拱桥（续）（续）（续）（续）二二据论证：这还不到未来拱跨的一半据论证：这还不到未来拱跨的一半代表作品：代表作品：山西丹河大桥山西丹河大桥 贵州江界河大桥贵州江界河大桥 四川万县长江大桥四川万县长江大桥 广州丫髻沙大桥广州丫髻沙大桥 上海卢浦大桥上海卢浦大桥九十年代后，我国拱桥的跨度也在不断的提高九十年代后，我国拱桥的跨度也在不断的提高back大跨度拱桥的发展大跨度拱桥的发展 同济大学同济大学 大跨度桥梁教研室大跨度桥梁教研室 10大跨度拱桥的轻型化和多样化大跨度拱桥的轻型化和多样化三三大跨度拱桥的轻型化大跨度拱桥的轻型化拱圈的轻型化拱圈的轻型化可减轻对吊装能力的需求，节省上、下部构造工程量，可减轻对吊装能力的需求，节省上、下部构造工程量，节省造价。节省造价。拱圈的轻型化，对设计和施工也提出了更严格的要求。拱圈的轻型化，对设计和施工也提出了更严格的要求。（1）设计中应考虑大变形理论，用挠度理论或非线性设计中应考虑大变形理论，用挠度理论或非线性有限元理论来计算内力。有限元理论来计算内力。Japan Bridge (France)大跨度拱桥的发展大跨度拱桥的发展 同济大学同济大学 大跨度桥梁教研室大跨度桥梁教研室 11大跨度拱桥的轻型化和多样化大跨度拱桥的轻型化和多样化（续）（续）（续）（续）三三（2）施工中的稳定问题施工中的稳定问题拱圈轻型化后，施工阶段稳定性是关键性技术问题，应拱圈轻型化后，施工阶段稳定性是关键性技术问题，应对各步骤的实际结构，考虑几何非线性和物理非线性的对各步骤的实际结构，考虑几何非线性和物理非线性的影响，计算每影响，计算每步骤的稳定系数，保证施工万无一失。步骤的稳定系数，保证施工万无一失。系杆拱、中承拱有较多采用的趋势系杆拱、中承拱有较多采用的趋势 系系杆杆拱拱由由于于是是无无推推力力结结构构，对对墩墩台台要要求求较较低低，整整个个桥桥型型结结构构简简便便、轻轻巧巧，桥桥面面视视野野开开阔阔，广广泛泛用用于于地地质质较较差差的的软土地区。软土地区。Campo Volantin Bridge (Spain)大跨度拱桥的发展大跨度拱桥的发展 同济大学同济大学 大跨度桥梁教研室大跨度桥梁教研室 12大跨度拱桥的轻型化和多样化大跨度拱桥的轻型化和多样化（续）（续）（续）（续）三三大跨度拱桥的多样化大跨度拱桥的多样化Haneda Sky-Arch Bridge Tokyo City,Japan La Barqueta Bridge(Spain)主拱圈的横向变化主拱圈的横向变化吊索的变化吊索的变化大跨度拱桥的发展大跨度拱桥的发展 同济大学同济大学 大跨度桥梁教研室大跨度桥梁教研室 13大跨度拱桥的轻型化和多样化大跨度拱桥的轻型化和多样化（续）（续）（续）（续）三三大跨度拱桥的多样化大跨度拱桥的多样化Alameda Bridge(Spain)Europe Bridge(France)主拱圈的侧向变化主拱圈的侧向变化大跨度拱桥的发展大跨度拱桥的发展 同济大学同济大学 大跨度桥梁教研室大跨度桥梁教研室 14大跨度拱桥的轻型化和多样化大跨度拱桥的轻型化和多样化（续）（续）（续）（续）三三大跨度拱桥的多样化大跨度拱桥的多样化Zaragoza Bowstring Bridge(Spain)Bach de Roda-Felipe II Bridge(Spain)西班牙的几西班牙的几 座代表作座代表作大跨度拱桥的发展大跨度拱桥的发展 同济大学同济大学 大跨度桥梁教研室大跨度桥梁教研室 15大跨度拱桥的轻型化和多样化大跨度拱桥的轻型化和多样化（续）（续）（续）（续）三三大跨度拱桥的多样化大跨度拱桥的多样化Garde-Adhemar Viaduct(France)Smithfield Bridge(U.S.A)变异的拱圈变异的拱圈大跨度拱桥的发展大跨度拱桥的发展 同济大学同济大学 大跨度桥梁教研室大跨度桥梁教研室 16大跨度拱桥的轻型化和多样化大跨度拱桥的轻型化和多样化（续）（续）（续）（续）三三大跨度拱桥的多样化大跨度拱桥的多样化Mosteiro Bridge(Brazil)大跨度拱桥的发展大跨度拱桥的发展 同济大学同济大学 大跨度桥梁教研室大跨度桥梁教研室 17大跨度拱桥的轻型化和多样化大跨度拱桥的轻型化和多样化（续）（续）（续）（续）三三大跨度拱桥的多样化大跨度拱桥的多样化Gateshead Millennium Bridge曲线拱桥曲线拱桥大跨度拱桥的发展大跨度拱桥的发展 同济大学同济大学 大跨度桥梁教研室大跨度桥梁教研室 18大跨度拱桥的轻型化和多样化大跨度拱桥的轻型化和多样化（续）（续）（续）（续）三三大跨度拱桥的多样化大跨度拱桥的多样化 网状拱网状拱Network Arch19631963年建成的世界上第一座年建成的世界上第一座Network ArchNetwork Arch (Steinkjer,Norway Span:60mSteinkjer,Norway Span:60m)世界上最细长的拱桥世界上最细长的拱桥(Bolstadstraumen Bridge Span:84)(Bolstadstraumen Bridge Span:84)大跨度拱桥的发展大跨度拱桥的发展 同济大学同济大学 大跨度桥梁教研室大跨度桥梁教研室 19大跨度拱桥的轻型化和多样化大跨度拱桥的轻型化和多样化（续）（续）（续）（续）三三大跨度拱桥的多样化大跨度拱桥的多样化 网状拱网状拱Network ArchKishiwada Bridge(Japan)Shinhamadera Bridge(Japan)Fehmarnsund Bridge(Germany)Terashima(Japan)Nagara Bridge(Japan)大跨度拱桥的发展大跨度拱桥的发展 同济大学同济大学 大跨度桥梁教研室大跨度桥梁教研室 20大跨度拱桥的轻型化和多样化大跨度拱桥的轻型化和多样化（续）（续）（续）（续）三三大跨度拱桥的多样化大跨度拱桥的多样化Garde-Adhemar Viaduct(France)Leonardos Bridge(Norway)back大跨度拱桥的发展大跨度拱桥的发展 同济大学同济大学 大跨度桥梁教研室大跨度桥梁教研室 21施工方法的发展施工方法的发展四四施工方法是大跨径拱桥最关键的技术，尤其是无支架施工方法是大跨径拱桥最关键的技术，尤其是无支架施工技术的使用使拱桥更具有竞争能力。施工技术的使用使拱桥更具有竞争能力。悬臂扣挂法悬臂扣挂法 国国外外绝绝大大多多数数采采用用多多段段悬悬浇浇。且且多多用用于于单单跨跨，节节段段长长46.5m。跨跨径径最最大大的的是是272m的的南南非非Bloukrans桥桥，分分61段段，每每段段5.2m。最最近近建建成成的的法法国国Rance河河桥桥，跨跨径径26lm，采采用用多段拼装，利用已建成的主拱部分自锚扣挂。多段拼装，利用已建成的主拱部分自锚扣挂。我国常采用我国常采用35段悬拼，个别多到段悬拼，个别多到9段，泛用于多孔。段，泛用于多孔。南非南非Bloukrans桥桥法国法国Rance河桥河桥大跨度拱桥的发展大跨度拱桥的发展 同济大学同济大学 大跨度桥梁教研室大跨度桥梁教研室 22施工方法的发展施工方法的发展（续）（续）（续）（续）四四 国国外外最最早早使使用用该该施施工工方方法法的的是是跨跨径径170m日日本本外外津津桥桥。跨跨径径390m的的南南斯斯拉拉夫夫KrK桥桥和和跨跨径径116m的的日日本本赤赤谷川铁路拱桥也是采用此法施工。谷川铁路拱桥也是采用此法施工。我我国国用用悬悬臂臂桁桁架架法法施施工工的的预预应应力力桁桁式式组组合合拱拱，采采用用悬悬拼拼预预制制节节段段或或预预制制杆杆件件(跨跨径径特特大大时时)。跨跨径径330m的的贵贵州州江江界界河河桥桥采采用用钢钢人人字字桅桅杆杆进进行行悬悬拼拼，最最大大吊吊重重已已达达120t。悬臂桁架法悬臂桁架法日本外津桥日本外津桥江界河桥江界河桥大跨度拱桥的发展大跨度拱桥的发展 同济大学同济大学 大跨度桥梁教研室大跨度桥梁教研室 23施工方法的发展施工方法的发展（续）（续）（续）（续）四四 国国外外竖竖转转施施工工的的拱拱桥桥，最最大大的的是是跨跨径径150m德德国国Argentobel桥桥，我我国国用用竖竖转转方方法法修修建建的的有有跨跨径径60m的的四川杨家沟桥和三滩沟桥。四川杨家沟桥和三滩沟桥。我我国国的的水水平平转转体体施施工工已已由由平平衡衡重重转转体体发发展展到到无无平平衡衡重重以以至至双双箱箱对对称称同同步步转转体体。无无平平衡衡重重双双箱箱对对称称同同步步转转体体施施工工最最大大的的拱拱桥桥是是跨跨径径200m的的重重庆庆涪涪陵陵乌乌江江大大桥桥。该该施工法不仅用于箱形拱，而且用于刚架拱和桁架拱桥。施工法不仅用于箱形拱，而且用于刚架拱和桁架拱桥。转体施工法转体施工法涪陵乌江大桥涪陵乌江大桥大跨度拱桥的发展大跨度拱桥的发展 同济大学同济大学 大跨度桥梁教研室大跨度桥梁教研室 24施工方法的发展施工方法的发展（续）（续）（续）（续）四四 国国外外用用劲劲性性骨骨架架法法修修建建的的最最大大拱拱桥桥，是是跨跨径径2l0m西西班班牙牙Esla桥。桥。我我国国采采用用半半劲劲性性骨骨架架法法修修建建的的最最大大拱拱桥桥是是跨跨径径240m四四川川宜宜宾宾金金沙沙江江大大桥桥；采采用用劲劲性性骨骨架架法法修修建建的的最最大大拱拱桥桥是是跨跨径径420m的万县长江大桥和跨径的万县长江大桥和跨径312m的广西邕宁邕江大桥。的广西邕宁邕江大桥。劲性骨架和半劲性骨架法劲性骨架和半劲性骨架法万县长江大桥万县长江大桥邕宁邕江大桥邕宁邕江大桥大跨度拱桥的发展大跨度拱桥的发展 同济大学同济大学 大跨度桥梁教研室大跨度桥梁教研室 25施工方法的发展施工方法的发展（续）（续）（续）（续）四四组合施工法组合施工法这是由上述方法组合的无支架施工方法。这是由上述方法组合的无支架施工方法。悬臂扣挂和刚性骨架组合法悬臂扣挂和刚性骨架组合法 跨跨径径204m的的日日本本宇宇佐佐川川桥桥，两两侧侧各各50m用用悬悬浇浇扣扣挂，中间挂，中间100m用刚性骨架。用刚性骨架。悬臂桁架和刚性骨架组合法悬臂桁架和刚性骨架组合法 跨径跨径235m的日本别府明矾桥，两侧各的日本别府明矾桥，两侧各82.5m用悬臂用悬臂桁架分段悬浇施工，其他桁架杆件采用临时杆件，中间桁架分段悬浇施工，其他桁架杆件采用临时杆件，中间80m用刚性骨架合拢。用刚性骨架合拢。明矾桥明矾桥大跨度拱桥的发展大跨度拱桥的发展 同济大学同济大学 大跨度桥梁教研室大跨度桥梁教研室 26施工方法的发展施工方法的发展四四拱架施工法拱架施工法 湖南省用单层贝雷拱架建成跨径湖南省用单层贝雷拱架建成跨径133m的缆子湾沅水的缆子湾沅水大桥。大桥。转体与钢转体与钢混凝土刚性骨架组合法混凝土刚性骨架组合法(也称为合成拱圈法也称为合成拱圈法)。跨跨径径82m的的城城址址桥桥(日日本本)，另另一一座座为为跨跨径径58m的的旭旭桥桥(日本日本)。我我国国竖竖转转施施工工的的四四川川每每家家沟沟桥桥，钢钢混混凝凝土土刚刚性性骨骨架架由由很很薄薄的的混混凝凝土土底底扳扳、腹腹板板及及钢钢筋筋网网架架顶顶板板组组成成。平平转转的的有有跨跨径径130m的的江江西西太太白白杨杨，骨骨架架底底板板为为钢钢筋筋混混凝凝土土，顶板角隅为两条钢管混凝土，其他为型钢。顶板角隅为两条钢管混凝土，其他为型钢。旭桥旭桥back大跨度拱桥的发展大跨度拱桥的发展 同济大学同济大学 大跨度桥梁教研室大跨度桥梁教研室 27典型桥的设计与施工典型桥的设计与施工五五 卢卢浦浦大大桥桥是是黄黄浦浦江江上上的的又又一一座座大大跨跨度度桥桥梁梁。主主跨跨550m550m，矢矢高高100m100m，矢矢跨跨比比1/5.51/5.5，主主桥桥全全长长750m750m，双双向向六六车车道道，通通航航净净空空48m48m，。采采用用钢钢拱拱梁梁组组合合体体系系，是是世世界界第第一一跨跨度度的的中中承承式式系系杆杆拱拱桥桥。主主要要受受力力的的钢钢拱拱肋肋宛宛如如两两道道巨巨大大的的彩彩虹虹，以以“一一”字字撑撑连连接接在在一一起起。全全桥桥巨巨大大的的水水平平推推力力由由1616根根421421束束77的的高高强强钢钢绞绞线线承承担担。跨跨中桥面宽中桥面宽42m42m，通过，通过112112根吊杆悬挂在拱肋上根吊杆悬挂在拱肋上。卢浦大桥卢浦大桥工程概况工程概况大跨度拱桥的发展大跨度拱桥的发展 同济大学同济大学 大跨度桥梁教研室大跨度桥梁教研室 28典型桥的设计与施工典型桥的设计与施工（续）（续）（续）（续）五五卢浦大桥卢浦大桥总体施工工艺总体施工工艺“三角区三角区”施工施工主要包括钢拱座安装；斜撑及主要包括钢拱座安装；斜撑及大、小立柱安装；边跨拱肋安大、小立柱安装；边跨拱肋安装；锚碇、端横梁安装；河跨装；锚碇、端横梁安装；河跨拱肋安装、河跨桥面安装、岸拱肋安装、河跨桥面安装、岸跨桥面施工。跨桥面施工。大跨度拱桥的发展大跨度拱桥的发展 同济大学同济大学 大跨度桥梁教研室大跨度桥梁教研室 29典型桥的设计与施工典型桥的设计与施工（续）（续）（续）（续）五五卢浦大桥卢浦大桥总体施工工艺总体施工工艺主跨拱肋施工主跨拱肋施工 主主要要包包括括临临时时塔塔施施工工；拱拱上上吊吊机机安安装装，最最大大起起吊吊能能力力400t400t，最最大大提提升升高高度度110m110m，采采用用1000t1000t浮浮吊吊整整体体吊吊装装；主主跨跨拱拱肋肋标标准准段施工段施工 。大跨度拱桥的发展大跨度拱桥的发展 同济大学同济大学 大跨度桥梁教研室大跨度桥梁教研室 30典型桥的设计与施工典型桥的设计与施工（续）（续）（续）（续）五五卢浦大桥卢浦大桥总体施工工艺总体施工工艺主跨拱肋施工主跨拱肋施工(吊装合龙段吊装合龙段)大跨度拱桥的发展大跨度拱桥的发展 同济大学同济大学 大跨度桥梁教研室大跨度桥梁教研室 31典型桥的设计与施工典型桥的设计与施工（续）（续）（续）（续）五五卢浦大桥卢浦大桥总体施工工艺总体施工工艺主跨桥面系施工主跨桥面系施工主要是指桥面以上水主要是指桥面以上水平索安装、吊杆安装、平索安装、吊杆安装、桥面安装、桥面以下桥面安装、桥面以下水水平平索索安安装装以以及及在在桥桥面面吊吊装装过过程程中中的的水水平平索索张张拉拉和和临临时时索索拆拆除除的的相相互互体体系系转转换换。在在拱拱肋肋合合拢拢后后，先先安安装装张张拉拉部部分分水水平平索索，再再吊吊装装桥桥面面，并并逐逐步步拆拆除除临临时时索索。水水平平索索安安装装张张拉拉、桥桥面面加加劲梁吊装和临时索拆除同步交叉进行。劲梁吊装和临时索拆除同步交叉进行。大跨度拱桥的发展大跨度拱桥的发展 同济大学同济大学 大跨度桥梁教研室大跨度桥梁教研室 32典型桥的设计与施工典型桥的设计与施工（续）（续）（续）（续）五五卢浦大桥卢浦大桥设计优化设计优化(同济大学提出同济大学提出)通过体系研究，发现组成拱桥的三大主要构件存在如下问题：通过体系研究，发现组成拱桥的三大主要构件存在如下问题：拱肋拱肋a.a.拱肋恒载弯曲应力偏高；拱肋恒载弯曲应力偏高；b.b.矢跨比偏小，拱内轴向力较大。矢跨比偏小，拱内轴向力较大。纵梁纵梁设计采用全断面闭口钢箱梁，其纵梁正应力偏低。除造型设计采用全断面闭口钢箱梁，其纵梁正应力偏低。除造型要求外，均不要求采用全断面闭口箱梁。要求外，均不要求采用全断面闭口箱梁。水平拉索水平拉索水平拉索在温度升高时存在预应力卸载现象，而且拉索截面水平拉索在温度升高时存在预应力卸载现象，而且拉索截面积愈大，预应力卸载现象愈严重，导致拱脚推力大幅增加。积愈大，预应力卸载现象愈严重，导致拱脚推力大幅增加。大跨度拱桥的发展大跨度拱桥的发展 同济大学同济大学 大跨度桥梁教研室大跨度桥梁教研室 33典型桥的设计与施工典型桥的设计与施工（续）（续）（续）（续）五五卢浦大桥卢浦大桥设计优化设计优化三大构件的问题带来的其它问题有：三大构件的问题带来的其它问题有：大跨度拱桥的发展大跨度拱桥的发展 同济大学同济大学 大跨度桥梁教研室大跨度桥梁教研室 34典型桥的设计与施工典型桥的设计与施工（续）（续）（续）（续）五五卢浦大桥卢浦大桥设计优化设计优化为了提高结构安全度，降低工程造价，使结构更加合理，为了提高结构安全度，降低工程造价，使结构更加合理，我们提出了对结构进行优化的途径，如下图所示。我们提出了对结构进行优化的途径，如下图所示。大跨度拱桥的发展大跨度拱桥的发展 同济大学同济大学 大跨度桥梁教研室大跨度桥梁教研室 35典型桥的设计与施工典型桥的设计与施工（续）（续）（续）（续）五五卢浦大桥卢浦大桥设计优化设计优化拱肋拱肋a.调整矢跨比，是减少拱肋轴向力和基础水平推力的有效调整矢跨比，是减少拱肋轴向力和基础水平推力的有效措施。措施。b.选择合理拱轴线是降低拱肋弯曲应力、提高拱的安全度选择合理拱轴线是降低拱肋弯曲应力、提高拱的安全度的有效措施。因此提出了在悬链线（或二次抛物线）基础的有效措施。因此提出了在悬链线（或二次抛物线）基础上叠加高次曲线或采用满足曲率半径一阶连续的三次样曲上叠加高次曲线或采用满足曲率半径一阶连续的三次样曲线作为设计拱轴线。线作为设计拱轴线。c.在优化拱轴线以降低拱肋恒载弯曲应力基础上优化拱肋在优化拱轴线以降低拱肋恒载弯曲应力基础上优化拱肋截面。截面。大跨度拱桥的发展大跨度拱桥的发展 同济大学同济大学 大跨度桥梁教研室大跨度桥梁教研室 36典型桥的设计与施工典型桥的设计与施工（续）（续）（续）（续）五五卢浦大桥卢浦大桥设计优化设计优化纵梁纵梁a.a.采用刚拱柔梁结构形式，纵梁成为承受局部荷载的二次采用刚拱柔梁结构形式，纵梁成为承受局部荷载的二次结构。结构。b.b.可以采用两种纵梁结构形式：一种是交叉梁格系，吊索可以采用两种纵梁结构形式：一种是交叉梁格系，吊索直接连接钢横梁顶部；第二种是在目前全断面闭口箱梁基直接连接钢横梁顶部；第二种是在目前全断面闭口箱梁基础上去掉础上去掉Z2Z2底板，按受力要求增加底板，按受力要求增加Z5Z5板的厚度，横梁下缘板的厚度，横梁下缘改成工字形截面。改成工字形截面。大跨度拱桥的发展大跨度拱桥的发展 同济大学同济大学 大跨度桥梁教研室大跨度桥梁教研室 37典型桥的设计与施工典型桥的设计与施工（续）（续）（续）（续）五五卢浦大桥卢浦大桥设计优化设计优化纵向水平索纵向水平索在在卢卢浦浦大大桥桥中中，水水平平缆缆索索中中活活载载应应力力占占总总应应力力的的比比例例很很小小，仅仅与与体体外外预预应应力力索索相相仿仿。国国内内外外体体外外预预应应力力索索的的安安全全系系数数取取值值一一般般在在1.71.7左左右右，考考虑虑到到卢卢浦浦大大桥桥的的规规模模及及结结构构重重要要性性，建建议议纵纵向向索索安安全全系系数数可可以以比比体体外外索索高高一一些些，实实际际取取值值可以是可以是1.81.82.02.0。经经过过以以上上优优化化，不不仅仅提提高高了了结结构构的的安安全全度度，还还可可以以节节约约材材料费料费30003000万左右。万左右。back大跨度拱桥的发展大跨度拱桥的发展 同济大学同济大学 大跨度桥梁教研室大跨度桥梁教研室 38大跨度拱桥的发展大跨度拱桥的发展 同济大学同济大学 大跨度桥梁教研室大跨度桥梁教研室 39大跨度拱桥的发展大跨度拱桥的发展 同济大学同济大学 大跨度桥梁教研室大跨度桥梁教研室 40大跨度拱桥的发展大跨度拱桥的发展 同济大学同济大学 大跨度桥梁教研室大跨度桥梁教研室 41大跨度拱桥的发展大跨度拱桥的发展 同济大学同济大学 大跨度桥梁教研室大跨度桥梁教研室 42大跨度拱桥的发展大跨度拱桥的发展 同济大学同济大学 大跨度桥梁教研室大跨度桥梁教研室 43大跨度拱桥的发展大跨度拱桥的发展 同济大学同济大学 大跨度桥梁教研室大跨度桥梁教研室 44大跨度拱桥的发展大跨度拱桥的发展 同济大学同济大学 大跨度桥梁教研室大跨度桥梁教研室 45大跨度拱桥的发展大跨度拱桥的发展 同济大学同济大学 大跨度桥梁教研室大跨度桥梁教研室 46大跨度拱桥的发展大跨度拱桥的发展 同济大学同济大学 大跨度桥梁教研室大跨度桥梁教研室 47大跨度拱桥的发展大跨度拱桥的发展 同济大学同济大学 大跨度桥梁教研室大跨度桥梁教研室 48大跨度拱桥的发展大跨度拱桥的发展 同济大学同济大学 大跨度桥梁教研室大跨度桥梁教研室 49大跨度拱桥的发展大跨度拱桥的发展 同济大学同济大学 大跨度桥梁教研室大跨度桥梁教研室 50大跨度拱桥的发展大跨度拱桥的发展 同济大学同济大学 大跨度桥梁教研室大跨度桥梁教研室 51大跨度拱桥的发展大跨度拱桥的发展 同济大学同济大学 大跨度桥梁教研室大跨度桥梁教研室 52大跨度拱桥的发展大跨度拱桥的发展 同济大学同济大学 大跨度桥梁教研室大跨度桥梁教研室 53大跨度拱桥的发展大跨度拱桥的发展 同济大学同济大学 大跨度桥梁教研室大跨度桥梁教研室 54大跨度拱桥的发展大跨度拱桥的发展 同济大学同济大学 大跨度桥梁教研室大跨度桥梁教研室 55大跨度拱桥的发展大跨度拱桥的发展 同济大学同济大学 大跨度桥梁教研室大跨度桥梁教研室 56大跨度拱桥的发展大跨度拱桥的发展 同济大学同济大学 大跨度桥梁教研室大跨度桥梁教研室 57大跨度拱桥的发展大跨度拱桥的发展 同济大学同济大学 大跨度桥梁教研室大跨度桥梁教研室 58大跨度拱桥的发展大跨度拱桥的发展 同济大学同济大学 大跨度桥梁教研室大跨度桥梁教研室 59大跨度拱桥的发展大跨度拱桥的发展 同济大学同济大学 大跨度桥梁教研室大跨度桥梁教研室 60大跨度拱桥的发展大跨度拱桥的发展 同济大学同济大学 大跨度桥梁教研室大跨度桥梁教研室 61大跨度拱桥的发展大跨度拱桥的发展 同济大学同济大学 大跨度桥梁教研室大跨度桥梁教研室 62大跨度拱桥的发展大跨度拱桥的发展 同济大学同济大学 大跨度桥梁教研室大跨度桥梁教研室 63大跨度拱桥的发展大跨度拱桥的发展 同济大学同济大学 大跨度桥梁教研室大跨度桥梁教研室 64大跨度拱桥的发展大跨度拱桥的发展 同济大学同济大学 大跨度桥梁教研室大跨度桥梁教研室 65大跨度拱桥的发展大跨度拱桥的发展 同济大学同济大学 大跨度桥梁教研室大跨度桥梁教研室 66大跨度拱桥的发展大跨度拱桥的发展 同济大学同济大学 大跨度桥梁教研室大跨度桥梁教研室 67大跨度拱桥的发展大跨度拱桥的发展 同济大学同济大学 大跨度桥梁教研室大跨度桥梁教研室 68大跨度拱桥的发展大跨度拱桥的发展 同济大学同济大学 大跨度桥梁教研室大跨度桥梁教研室 69大跨度拱桥的发展大跨度拱桥的发展 同济大学同济大学 大跨度桥梁教研室大跨度桥梁教研室 70大跨度拱桥的发展大跨度拱桥的发展 同济大学同济大学 大跨度桥梁教研室大跨度桥梁教研室 71大跨度拱桥的发展大跨度拱桥的发展 同济大学同济大学 大跨度桥梁教研室大跨度桥梁教研室 72大跨度拱桥的发展大跨度拱桥的发展 同济大学同济大学 大跨度桥梁教研室大跨度桥梁教研室 73大跨度拱桥的发展大跨度拱桥的发展 同济大学同济大学 大跨度桥梁教研室大跨度桥梁教研室 74大跨度拱桥的发展大跨度拱桥的发展 同济大学同济大学 大跨度桥梁教研室大跨度桥梁教研室 75大跨度拱桥的发展大跨度拱桥的发展 同济大学同济大学 大跨度桥梁教研室大跨度桥梁教研室 76大跨度拱桥的发展大跨度拱桥的发展 同济大学同济大学 大跨度桥梁教研室大跨度桥梁教研室 77大跨度拱桥的发展大跨度拱桥的发展 同济大学同济大学 大跨度桥梁教研室大跨度桥梁教研室 78大跨度拱桥的发展大跨度拱桥的发展 同济大学同济大学 大跨度桥梁教研室大跨度桥梁教研室 79大跨度拱桥的发展大跨度拱桥的发展 同济大学同济大学 大跨度桥梁教研室大跨度桥梁教研室 80大跨度拱桥的发展大跨度拱桥的发展 同济大学同济大学 大跨度桥梁教研室大跨度桥梁教研室 81大跨度拱桥的发展大跨度拱桥的发展 同济大学同济大学 大跨度桥梁教研室大跨度桥梁教研室 82大跨度拱桥的发展大跨度拱桥的发展 同济大学同济大学 大跨度桥梁教研室大跨度桥梁教研室 83大跨度拱桥的发展大跨度拱桥的发展 同济大学同济大学 大跨度桥梁教研室大跨度桥梁教研室 84大跨度拱桥的发展大跨度拱桥的发展 同济大学同济大学 大跨度桥梁教研室大跨度桥梁教研室 85大跨度拱桥的发展大跨度拱桥的发展 同济大学同济大学 大跨度桥梁教研室大跨度桥梁教研室 86大跨度拱桥的发展大跨度拱桥的发展 同济大学同济大学 大跨度桥梁教研室大跨度桥梁教研室 87大跨度拱桥的发展大跨度拱桥的发展 同济大学同济大学 大跨度桥梁教研室大跨度桥梁教研室 88大跨度拱桥的发展大跨度拱桥的发展 同济大学同济大学 大跨度桥梁教研室大跨度桥梁教研室 89大跨度拱桥的发展大跨度拱桥的发展 同济大学同济大学 大跨度桥梁教研室大跨度桥梁教研室 90大跨度拱桥的发展大跨度拱桥的发展 同济大学同济大学 大跨度桥梁教研室大跨度桥梁教研室 91大跨度拱桥的发展大跨度拱桥的发展 同济大学同济大学 大跨度桥梁教研室大跨度桥梁教研室 92大跨度拱桥的发展大跨度拱桥的发展 同济大学同济大学 大跨度桥梁教研室大跨度桥梁教研室 93大跨度拱桥的发展大跨度拱桥的发展 同济大学同济大学 大跨度桥梁教研室大跨度桥梁教研室 94大跨度拱桥的发展大跨度拱桥的发展 同济大学同济大学 大跨度桥梁教研室大跨度桥梁教研室 95大跨度拱桥的发展大跨度拱桥的发展 同济大学同济大学 大跨度桥梁教研室大跨度桥梁教研室 96大跨度拱桥的发展大跨度拱桥的发展 同济大学同济大学 大跨度桥梁教研室大跨度桥梁教研室 97大跨度拱桥的发展大跨度拱桥的发展 同济大学同济大学 大跨度桥梁教研室大跨度桥梁教研室 98大跨度拱桥的发展大跨度拱桥的发展 同济大学同济大学 大跨度桥梁教研室大跨度桥梁教研室 99大跨度拱桥的发展大跨度拱桥的发展 同济大学同济大学 大跨度桥梁教研室大跨度桥梁教研室 100大跨度拱桥的发展大跨度拱桥的发展 同济大学同济大学 大跨度桥梁教研室大跨度桥梁教研室 101大跨度拱桥的发展大跨度拱桥的发展 同济大学同济大学 大跨度桥梁教研室大跨度桥梁教研室 102大跨度拱桥的发展大跨度拱桥的发展 同济大学同济大学 大跨度桥梁教研室大跨度桥梁教研室 103大跨度拱桥的发展大跨度拱桥的发展 同济大学同济大学 大跨度桥梁教研室大跨度桥梁教研室 104