钢桥-第二章-钢拱桥课件

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,*,*,第二章 钢拱桥,2-1,钢拱桥的发展及分类,2-2,拱梁组合体系桥,2-3,钢拱桥的构造,第一节 钢拱桥的发展及分类,一、钢拱桥的发展,建桥,材料,的发展：铸铁拱桥,锻铁拱桥,钢拱桥,钢拱桥,跨越能力,的发展：,钢拱桥发展史上的里程碑,美国纽约狱门桥；,20,世纪跨径超过,500m,的三,座钢拱桥,美国贝永桥、,新河谷大桥、澳大利亚悉尼港湾大桥；,21,世纪典型的钢拱桥,韩国傍花大桥。,钢拱桥施工方法的发展：悬臂施工、缆索吊挂法,组合施工法、整体顶推法,结构构造形式的发展与优化,美国狱门（,Hell Gate,）桥,跨径,298m,，通行四列列车,国外钢拱桥赏析,美国贝永（,Bayonne,）桥,美国贝永桥建成于,1931,年，跨径,504m,，双铰式，初期该桥公路桥宽度为,12.2m,，交通量大时还可以增加两条高速列车道。此桥桥型为钢桁架拱桥，起到了州间的交通纽带作用，拱肋为两根钢桁梁，中心距,22.57m,，拱端桁高,20.4m,，拱顶桁高,11.3m,。,悉尼港湾大桥,该桥最大的特点是拱架，其拱架跨度为,503m,，而且是单孔拱形，这是当时世界上罕见的。该桥矢高,107m,，两拱肋中心间距为,48.8m,，从海面到桥面高,58.5m,，从海面到桥顶高达,134m,，万吨巨轮可以从桥下通过。,韩国傍花大桥,傍花大桥是韩国典型桥梁之一，其主跨长达,181.5m,，大桥两侧的拱肋为对称形式。由于桥基处于地下,20m,深的堆积层中，而持力层处于地下,37-42m,处，因此在施工架设过程中，河床和岸跨处分别采用了沉井基础和桩基础。,我国的钢拱桥赏析,表,1,我国部分钢拱桥一览表,Tab.1 List of some steel arch bridges in China,序号,建造时间,桥梁名称,主跨径（,m,）,1,1997,九江长江大桥,180+216+180,2,2001,卢浦大桥,550,3,2003,菜园坝大桥,420,4,2003,新光大桥,162+428+162,5,2004,朝天门大桥,552,广州新光大桥全桥长,1082m,，中间拱跨度为,428m,，侧拱长度,177m,，是一座连续的三跨钢桁架拱桥。桥面宽度,37.62m,，双向六车道。新光大桥的受力特点：结构受力体系为先简支到后连续转换，技术上有重大的创新和突破。,广州新光大桥,Fig.Guangzhou,Xinguang,Bridge,重庆朝天门大桥,重庆朝天门大桥全长,1741m,，其中主桥长度,932m,，主拱长度,552m,，两侧拱长度均为,190m,，是一座中承式双层桥面的连续钢桁系杆拱桥。上层桥面包括双向六车道和两侧人行道；下层桥面中间为双线城市轻轨，两侧为双向两车道。,上海卢浦大桥,钢箱拱桥，为空间提篮中承式拱梁组合体系。,二、钢拱桥的分类,钢拱桥上部结构主要由,拱圈、吊杆（或拱上立柱）,系杆、桥道梁,等构件组成。,钢拱桥的组成,1,、,按照结构构造形式分类,（,1,）按照主拱圈截面形式分为：,钢箱拱、钢管拱、钢桁架拱,（,2,）按照两拱肋的空间姿态分：,平行拱肋、提篮拱肋、蝶形拱肋,（,3,）按照行车道系所处位置分：,上承式、中承式、下承式拱桥,（,4,）,按照吊杆的布置形式分类：,平行竖吊杆、斜吊杆、网状吊杆,2,、,按照结构体系分类,（,1,）简单体系拱桥：,仅有拱圈是主体受力构件，简单体系均为,有推力拱结构，,拱的推力直接由墩台或基础,承受。,（,2,）组合体系拱桥：,行车道梁与拱组合，共同受力。,大连港栈桥,引桥采用,5,跨,112.6,米简支下承式,刚性系杆钢管混凝土拱桥,，钢拱肋采用双拱肋，单片拱肋为双肢桁式断面。,下承式,平行肋,平行,竖直吊杆,钢管砼拱,平行拱肋模型图,内倾式提篮拱：,大大提高了桥梁的,侧向刚度，增加拱桥,的横向稳定性。,菜园坝长江大桥,各类蝶形拱桥,广西南宁大桥,蝶形曲线拱桥,第二节 拱梁组合体系桥,一、拱梁组合体系桥的分类,1,、根据拱脚有、无水平推力分类：,有推力拱、无推力拱。,（,1,）有推力拱主要用于上承式拱桥，推力由墩台承担；,（,2,）无推力拱：行车道系与拱组合，拱的推力由系梁或系杆承受，墩台不受水平推力。,2,、根据拱肋和系梁刚度的比例关系分类,1,）柔性系杆刚性拱,系杆拱,2,）刚性系杆柔性拱,兰格尔拱,3,）刚性系杆刚性拱,洛泽拱,4,）上述三种均采用竖直吊杆，采用斜吊杆来代替竖直吊杆，即为,尼尔森拱,单跨拱梁组合体系桥,a.,柔性系杆刚性拱,系杆拱,b.,刚性系杆柔性拱,朗格尔拱,c.,刚性系杆刚性拱,洛泽拱,d.,斜吊杆,尼尔森拱,e.,下承式,d.,中承式,f.,上承式,3,、其他组合体系拱桥,1,）网状拱桥,部分斜吊杆至少要与其他吊杆相交两次,2,）悬臂梁,拱,桁架的组合结构,3,）叠合拱桥,网状吊杆拱桥,巴拿马的塔歇尔桥,悬臂梁,拱,桁架组合结构,浙江雁荡山大桥,叠合拱桥,二、系杆拱的受力特点,1,、,中承式,系杆拱桥的力学特性,属于梁拱组合桥,在受力特征上为典型的三元结构：,活载分布构件,桥面系,力的传递构件,吊杆,主要承重构件,拱肋及系杆,2,、,下承式,刚架系杆拱桥,主拱与下部结构采用,固结方式,联结，系杆采用,柔性拉杆,，不参与桥面系受力。,第三节 钢拱桥的构造,一、钢拱桥主要组成部分的构造特点,1,、拱肋,结构的主要,承重构件,，主要承受轴向压力，还承受部分弯矩，,以受压为主的偏心受压构件,。,根据截面形式分为：,箱形、管形、桁架式,桁架式,拱肋自重轻，跨越能力更大，经济性好。,2,、吊杆,是一种传力构件,，把桥面系荷载传递至承重构件拱肋，,吊杆主要是轴心受拉构件,。,吊杆可分为,刚性和柔性,两种，刚性吊杆多用钢管或型钢制成，可承受压力；柔性吊杆采用高强钢丝束或钢绞线制成，,只能受拉,，施工方便，外形美观。,吊杆的,立面布置,吊杆间距即为行车道纵梁的跨长，通常吊杆取相等间距。,吊杆按其在拱平面内的布置形式分为：平行竖吊杆、倾斜式吊杆、网状吊杆。,按照布置数量还分为单吊杆、双吊杆,刚性双吊杆,3,、系杆（梁）,对于无推力拱，拱的推力全部由系杆承担，系杆承受较大,的,轴向拉力,。,分为：刚性系杆、柔性系杆。,系杆示意图,4,、横撑,为了,保证两片拱肋的横向刚度和稳定,，从而,承受,作用在,拱肋、桥面及吊杆上的,横向水平力,，必须设置横撑。,横撑可以,大大提高全桥的面外刚度和扭转刚度,，但是,基本不提高面内刚度。,基本要求,设置在桥面净空高度范围之外的拱段上；,横撑宽度不应小于长度的,1/15,。,横撑的构造形式,常见的有“一字撑”、“,K,形撑”、“,X,形撑”、“米形撑”；,横撑位置一般与吊点位置对应，对称于拱顶,奇数布置,；,拱顶一般设置“一字撑”，,1/4L,附近拱肋一般,设置“,K,形撑”；,大跨径宽桥常在拱顶设置“米形撑”，两侧布置“,K,形撑”。,横撑示意图,5,、拱上立柱,立柱用于,上承式拱桥,或者中承式拱桥的,上承部分,，,是桥面系与主拱肋之间的,传力结构,。,上承式钢桁架拱桥立柱,6,、桥面系,二、拱肋的总体设计参数,大跨度钢桁架拱桥的主要设计参数有：,矢跨比；拱轴线的选取；拱顶和拱脚高度的选择。,矢跨比,主要根据桥址的地形、地质条件、桥下净空要求等因素确定。,拱肋矢跨比常用范围在,1/41/7,，钢桁架拱桥矢跨比通常在,1/41/5,矢跨比越小，拱脚水平推力越大；地质条件差时，可采用较大,矢跨比以减少水平推力。,拱轴线,最理想拱轴线是与拱上压力线吻合，截面只承受压力而无弯矩，,可以充分利用材料强度。,常见的拱轴线形式：,圆弧线、二次抛物线、悬链线,拱肋的拱顶与拱脚高度选择,根据拱肋高度的变化，分为,等高度拱肋和变高度拱肋,跨径较大时采用变高度拱肋,，以适应拱肋内力分布并,节省工程量。,