拱桥简介 第一章 拱桥的现状与发展 桥梁工程.pptVIP

2006年9月 第二部分 拱桥 第一章 拱桥的现状与发展 第 一节 拱桥的现状与发展 拱桥的起源 世界上对拱结构的起源众说不一 自然界溶洞天然拱 崩落的堆石拱 砌墙开洞，逐渐由“假拱”演变而成 中国：墓葬结构及仅存实物，拱由梁与侧柱演变为三、五、七等折边拱，演变为圆拱。 天然石拱桥 跨度由小变大，由二三米而到达净跨37.02m，并保持了千余年的世界记录。 中国现存最早，并保存良好的是隋代赵州安济桥（赵州桥）。桥为敞肩圆弧石拱，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。 安济桥（赵州桥） 中国的木拱桥肇始自宋。 宋代张．择端的《清明上河图》，在画面高峰处有北来都城汴京（现河南开封）跨汴水的一座木拱桥，名为虹桥。 为了漕运，水中无桥墩，桥采用了 “贯木’架桥，即大木穿插叠架为木拱。 虹桥桥跨约18．5m，拱矢约4．2m，桥面总宽9．6m。桥毁于金元之际，几百年来一直认为是绝唱。 清明上河图中的拱桥 虹桥 拱桥 拱桥的演变历史 当代拱桥 结构型式与施工方法的丰富多彩，比较有代表性的是以下几个： 建成的重庆万县长江大桥（图2所示，L=420m）； 广州丫髻沙特大桥（图3，L＝360m）； 1932建成的澳大利亚悉尼钢拱桥（图4，L＝ 503m 上海卢浦大桥（L=550m）钢箱拱桥。 重庆菜园坝大桥（在建） 重庆朝天门大桥（在建） 材料和施工技术的进步，大大推动了当代拱桥的发展 丫髻沙大桥 澳大利亚悉尼钢拱桥 503m 卢浦大桥 550钢箱拱桥 重庆菜园坝大桥 钢拱 （在建） 重庆朝天门大桥 钢拱 （在建） 2. 拱桥的受力特点 承重结构：主拱 支承处不仅产生竖 向反力，还产生水平推力，从而使拱主要受压 3、主要优缺点 ?主要优点： 跨越能力大；能充分做到就地取材；耐久性好，养护、维修费用小；外形美观；构造较简单，有利于广泛采用。 主要缺点： 1）是有推力的结构，而且自重较大，因而水平推力也较大，增加了下部结构的工程量，对地基 要求也高； 2）由于水平推力较大，在连续多孔的大、中桥中，为防止一孔破坏而影响全桥的安全，需要采取较复杂的措施，或设置单向推力墩，增加了造价； 3）上承式拱桥的建筑高度较高。城市桥梁少用。 4）有支架施工时，施工耗时 拱桥的缺点正在逐步得到改善和克服：200~600m范围内，拱桥仍然是悬索桥和斜拉桥的竞争对手。理论上混凝土拱桥跨径可以达到500m，钢拱可达1200m。 第二节 拱桥的结构体系及总体布置 一、拱桥的基本组成 根据行车道的位置，拱桥可以分成：上承式、下承式和中承式三种类型如下图所示： 一般上承式拱桥，桥跨结构是由主拱圈、拱上建筑等组成。 拱桥的基本组成 拱桥的基本组成 拱的组成—几个概念 桥跨结构（上部结构） superstructure 主拱圈 main arch 拱上结构 spandral structure 下部结构 substructure 墩 pier 台 abutment 基础 foundation 拱的组成—几个概念 拱轴线：arch axis 起拱线：arch springing impost 跨径：桥梁上部结构的重要技术指标 标准跨径：一般指净跨径 净跨径：clear span 矢高：重要的技术指标之一 净矢高：clear rise of arch 拱的组成—几个概念 计算跨径： computed span 计算矢高：calculate rise of arch 矢跨比：矢高与跨径之比，设计时一般取净矢高f0与净跨径l0之比为矢跨比（或称净矢跨比） 坦拱：f0/L0（矢跨比）1/5 陡拱：f0/L0 （矢跨比）≥1/5 二、拱桥的主要类型及其特点 （一）按照结构体系分类 1. 简单体系的拱桥 三铰拱、两铰拱、无铰拱 均为有推力结构 拱圈的静力图式 三铰拱： 静定，无附加应力，铰构造复杂，桥面在铰处需设置伸缩缝，桥面纵坡在伸缩缝处折角，不利行车与养护。 两铰拱： 介于二者之间 无铰拱： 三次超静定，刚度大，构造简单 ，附加应力大。广泛用于石拱桥和钢筋混凝土拱桥之中，尤其是基础较好、跨径较大时 。 2. 组合体系拱桥 组合体系拱桥：在拱式桥跨中，行车系与拱组合，共同受力。同样，组合拱可以做成上承式、中承式和下承式。常用的有以下几种形式： 无推力拱 有推力拱 无推力拱 无推力的拱梁组合桥 柔性系杆刚性拱—系杆拱 刚性系杆柔性拱—朗格尔拱 刚性系杆刚性拱—洛泽拱 用斜吊杆来代替竖直吊杆时 称为尼尔森拱。 有推力拱 此种组合体系拱没有系杆，有单独的梁和拱共同受力，拱的