第三篇-混凝土拱桥

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,*,*,*,第三篇混凝土拱桥,第一章 概 述,石拱桥,赵州桥,建于隋大业（公元605618）年间，是著名匠师李春所建造。桥长64.4m，跨径37.02m，是世界上建造最早的单孔敞肩型石拱桥。,混凝土拱桥,长沙湘江一桥,1971年9月6日正式开工，1972年10月1日建成通车。该桥为大型钢筋混凝土双曲拱公路桥，全长1250米，主桥21跨，最大跨径76米，桥面净宽20米，其中车行道14米，两边人行道各3 米,。,混凝土拱桥,黑石铺大桥（湘江五桥）,大桥桥型为三跨中承式钢管拱桥。全长3068米，其中主桥长1815米，桥面宽29米至34米，设计双向6车道。,第一节 拱桥的主要特点,拱桥与梁桥的区别：,由力学知，拱式结构在竖向荷载作用下，两端将产生水平推力，使拱内产生轴向压力，从而大大减小了拱圈的截面弯矩。,拱桥的主要特点,拱桥的主要优缺点,拱桥的主要优点是 1）跨越能力较大；2）能充分就地取材，与混凝土梁式桥相比，可以节省大量的钢材和水泥；3）耐久性能好，维修、养护费用少；4）外型美观；5）构造较简单。,缺点主要是：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2）由于拱桥水平推力较大，要设置推力墩，也会增加造价；3）与梁式桥相比，上承式拱桥的建筑高度较高，增加了造价又对行车不利。,第二节 拱桥的组成及主要类型,一、拱桥的主要组成,拱桥的几个主要技术名称,净跨径，计算跨径，净矢高，计算矢高，矢跨比,拱桥的组成及主要类型,拱桥的几个主要技术名称。,净跨径每孔拱跨两个起拱线之间的水平距离。,计算跨径相邻两拱脚截面形心点之间的水平距离。,净矢高拱顶截面下缘至起拱线连线的垂直距离。,计算矢高拱顶截面形心至相邻两拱脚截面形心之连线的垂直距离。,矢跨比（或）拱圈（或拱肋）的净矢高与净跨径之比，或计算矢高与计算跨径之比。一般将矢跨比大于或等于1/5的拱称为陡拱；矢跨比小于1/5的拱称为坦拱。,拱桥的组成及主要类型,二、拱桥的主要类型,拱桥的型式可以按照以下几种不同的方式进行分类,1.建筑材料：圬工拱桥、钢筋混凝土拱桥、钢拱桥和钢混凝土组合拱桥等。,2.建筑的型式：实腹式拱桥和空腹式拱桥。,3.主拱圈线型：圆弧线拱桥、抛物线拱桥和悬链线拱桥。,4.桥面的位置：上承式拱桥、中承式拱桥和下承式拱桥,5.有无水平推力：有推力拱桥和无推力拱桥。,6.结构受力图式：简单体系拱桥，组合体系拱桥和拱片桥。,7.拱圈截面型式：板拱桥、板肋拱桥、肋拱桥、双曲拱桥、箱形拱桥、钢管混凝土拱桥、劲性骨架混凝土拱桥。,拱桥的主要类型,（一）按照结构受力图式分类,1、简单体系拱桥,均为有推力拱，可以做成上承式、中承式和下承式,拱桥的主要类型,中承式拱桥（益阳茅草街大桥）,拱桥的主要类型,按照主拱的静力体系，简单体系拱桥又可以分成三种：,1.三铰拱 属外部静定结构。适合于在地基条件很差的地区修建。构造复杂，施工困难，维护费用增高。减小了结构的整体刚度，降低了抗震能力。行车不利。三铰拱一般较少采用。,拱桥的主要类型,2.两铰拱 属外部一次超静定结构。结构整体刚度较相应三铰拱大。附加内力比对无铰拱的影响要小，故可在地基条件较差时或坦拱中采用。,拱桥的主要类型,3.无铰拱 属外部三次超静定结构。拱内的弯矩分布比两铰拱均匀，材料用量省。结构的整体刚度大。构造简单，施工方便，维护费用少。在拱内产生较大的附加内力，所以无铰拱一般修建在地基良好的条件下。实际中使用最广泛。,拱桥的主要类型,2、组合体系拱桥,拱式组合体系桥一般由拱肋、系杆、吊杆（或立柱）、行车道梁（板）及桥面系等组成。,拱式组合体系桥将梁和拱两种基本结构组合起来，共同承受桥面荷载和水平推力，充分发挥梁受弯、拱受压的结构特性及其组合作用。,拱式组合体系桥一般可划分为有推力的和无推力的两种类型。,拱桥的主要类型,1）无推力的组合体系拱,无推力拱式组合体系桥（也称系杆拱桥）是外部静定结构，兼有拱桥的较大跨越能力和简支梁桥对地基适应能力强的两大特点。,分为系杆拱、蓝格尔拱、洛泽拱。当用斜吊杆来代替竖直吊杆时，称为尼尔森拱。,系杆拱桥,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。,系杆拱桥,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。于1990年建成,拱桥的主要类型,2）有推力的组合体系拱,此种组合体系拱没有系杆，由单独的梁和拱共同受力，拱的推力仍由墩台承受。,分为倒蓝格尔拱、倒洛泽拱。,拱桥的主要类型,3、拱片桥,上边缘与桥面纵向平行，下边缘是拱形的有推力结构，称为拱片。在拱片中，行车道系与拱肋刚性联成一整体，共同承受荷载。,拱片桥,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。拱圈矢跨比为1/8，桥面净空为净7+2x0.75m人行道。全桥布置4片拱片，在上弦杆覆盖微弯板混凝土桥面。,拱片桥,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。桥面净宽7.5m，不设人行道。首次取用比较坦的矢跨比（1/10）。该桥每孔布置4片斜拉杆式拱片。,拱桥的主要类型,（二）按主拱圈截面形式分类,1、板拱桥,主拱圈采用矩形实体截面的拱桥称为板拱桥。它的构造简单、施工方便。通常只在地基条件较好的中、小跨径圬工拱桥中才采用这种形式。,如果在较薄的拱板上增加几条纵向肋，就构成板拱的另外一种形式，即板肋拱。,板拱桥,德国 跨越Hinterrhine河的一座桥,拱桥的主要类型,2、混凝土肋拱桥,肋拱桥是在板拱桥的基础上发展形成的，它是将板拱划分成两条或多条分离的、高度较大的拱肋，肋与肋间用横系梁相联。这样就可以用较小的截面面积获得较大的截面抵抗矩，从而节省材料，减轻拱桥的自重，因此多用于大、中跨径的拱桥。,肋拱桥,流溪桥,为广东省广州市从化县流溪河的大桥，主跨为90m钢筋混凝土箱肋中承式拱，全长235.13m，桥宽9+2x1.75(m)，拱矢度1/4.5，,肋拱桥,湘潭湘江桥 位于湖南省湘潭市107国道线上，跨湘江，为8孔60m上承式钢筋混凝土拱肋，全605.22m。桥面总宽21m。于1961年建成。,拱桥的主要类型,3、双曲拱桥,其主拱圈横截面由一个或数个横向小拱单元组成，由于主拱圈的纵向及横向均呈曲线形，故称之为双曲拱桥。,施工中可采用预制拼装，化整为零，集零为整。但施工工序多、组合截面整体性较差和易开裂等缺点，一般用于中、小跨径拱桥。,双曲拱桥,长沙湘江一桥,双曲拱公路桥，全长1250米，主桥21跨，其中正桥17跨、最大跨径76米，桥面净宽20米，其中车行道14米，两边人行道各3 米。1971年动工,1972年建成。,双曲拱桥,卫东桥,双曲拱桥最早是建造在江苏省无锡县境内、无锡桥梁工程队首创的一种新型拱合。主要构件有拱肋、拱波、横梁或拉条以及拱上建筑的各种部件。,双曲拱桥,红星桥,位于湖南省酃县至郴县上。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。于1967年竣工,。,拱桥的主要类型,4、箱形拱桥,这类拱桥外形与板拱相似，由于截面挖空，所以能节省材料，减轻自重，相应地也减少下部结构材料用量。因它是闭口箱形截面，截面抗扭刚度大，横向整体性和结构稳定性均较双曲拱好，故特别适用于无支架施工。,但箱形截面施工制作较复杂。,大跨径拱桥采用箱形截面才是合适的。,箱形拱桥,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，全245m。桥面为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。于1979年3月建成。,箱形拱桥,宝珠寺桥,位于四川省广元市三堆区白龙江上，它是川甘公路上一座重要的大桥。该桥为3孔净跨各120、矢跨比1/6的钢筋混凝土箱形拱，全长411.219m，桥宽9+2x1.0(m)人行道。,拱桥的主要类型,5、钢管混凝土拱桥,钢管混凝土属于钢混凝土组合结构中的一种，,优点：1）总体性能方面,钢管混凝土承载能力大。可以减小桥面上由承重结构所占的宽度，提高了中、下承式拱的桥面宽度的使用效率。,2）施工方面,具有强度高，重量轻，易于吊装或转体的特点，大大降低了大跨径拱桥施工的难度，省去了支模、拆模等工序。,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。,钢管混凝土拱桥,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，桥面总宽15m，主桥长248m。,每根拱肋用两根直径为800mm、壁厚10mm的钢管组成，其间用分列的钢板连接成截面高200cm的“哑铃形”拱肋断面，钢管中距120cm。,拱桥的主要类型,缺点：1）容易造成钢管与内填混凝土之间出现脱空,现象；,2）由于钢管先于管内混凝土受力，往往造成,钢管应力偏高而混凝土不能发挥应有的作用。,拱桥的主要类型,6、劲性骨架混凝土拱桥,与普通钢筋混凝土拱桥的区别：以,钢骨拱桁架,作为受力筋，它可以是型钢，也可以是钢管，采用钢管作劲性骨架的混凝土拱又可称为内填外包型钢管混凝土拱。,施工方法：架钢管 压注混凝土 浇注外包混凝土,劲性骨架混凝土拱桥,万县长江大桥 是劲性骨架钢筋混凝土箱形拱桥，主跨420m。于1997年建成。,