桥梁工程 第3篇 混凝土拱桥 第1章 概述part2.1.ppt

1 第一章概述第二章拱桥的构造及设计第三章拱桥的计算第四章拱桥的施工 第三篇混凝土拱桥 2 第一节拱桥的主要特点第二节拱桥的组成及主要类型 第一章概述 第一章概述 3 第一节拱桥的主要特点 拱桥是我国公路上使用较广泛的一种桥型 拱式结构在竖向荷载作用下 两端将产生水平推力 正是这个水平推力 使拱内产生轴向压力 从而大大减小了拱圈的截面弯矩 使之成为偏心受压构件 截面上的应力分布与受弯梁的应力相比 较为均匀 因此 可以充分利用主拱截面材料强度 使跨越能力增大 第一章概述第一节拱桥的主要特点 4 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 第一章概述第一节拱桥的主要特点 拱桥的优点 5 拱桥的缺点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 当采用无铰拱时 对地基条件要求高 2 由于拱桥水平推力较大 在连续多孔的大 中桥梁中 为防止一孔破坏而影响全桥的安全 需要采用较复杂的措施 例如设置单向推力墩 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 当用于城市立交及平原地区时 因桥面标高提高 使两岸接线长度增长 或者使桥面纵坡增大 既增加了造价又对行车不利 第一章概述第一节拱桥的主要特点 6 简支梁桥 Simplesupportedbeambridge 拱桥 Archbridge 斜拉桥 Cable stayedbridge 受弯为主 受压为主 受拉压弯扭 主梁抗弯能力 主拱抗压能力 压杆稳定 斜拉索 拉主塔 压主梁 弯 扭 各种桥型的受力特性 第一章概述第一节拱桥的主要特点 7 100m 20m 拱 两铰 Arch 曲梁CurvedBeam 拱桥与曲梁的受力性能比较 第一章概述第一节拱桥的主要特点 8 拱 两铰 Arch 曲梁CurvedBeam 第一章概述第一节拱桥的主要特点 9 拱 两铰 Arch 曲梁CurvedBeam 弯矩图 第一章概述第一节拱桥的主要特点 10 变位图 拱 两铰 Arch 曲梁CurvedBeam 第一章概述第一节拱桥的主要特点 11 拱 无铰 Arch 拱 两铰 Arch 反力图 无铰拱与两铰拱的受力性能比较 第一章概述第一节拱桥的主要特点 12 变形图 拱 无铰 Arch 拱 两铰 Arch 第一章概述第一节拱桥的主要特点 13 弯矩图 拱 无铰 Arch 拱 两铰 Arch 第一章概述第一节拱桥的主要特点 14 BasicBeamBridge 受弯梁 跨中正弯矩 无铰拱 跨中正弯矩 跨中轴力 跨中轴力 承压结构 拱内弯矩大大减小 有水平推力结构 第一章概述第一节拱桥的主要特点 15 钢拱桥 前十名 第一章概述第一节拱桥的主要特点 16 混凝土拱桥 前十名 第一章概述第一节拱桥的主要特点 17 第二节拱桥的组成及主要类型 一 拱桥的主要组成 主拱圈 主要承重构件拱上建筑 上部结构 下部结构 桥墩桥台基础 拱桥的组成 第一章概述第二节拱桥的组成及主要类型 18 北京宛平卢沟桥在北京广安门外30里 跨永定河 桥始建于金 大定二十八年 公元1188年 完工于金 明昌三年 公元1192年 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 拱券接近半圆形 第一章概述第二节拱桥的组成及主要类型 19 每孔拱跨两个起拱线之间的水平距离 l0 净跨径l 计算跨径f0 净矢高f 计算矢高f l 矢跨比 相邻两拱脚截面形心点之间的水平距离 因为拱圈 或拱肋 各截面形心点的连线称为拱轴线 故也就是拱轴线两端点之间的水平距离 拱顶截面下缘至起拱线连线的垂直距离 拱顶截面形心至相邻两拱脚截面形心之连线的垂直距离 f l f0 l0 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 第一章概述第二节拱桥的组成及主要类型 20 第一章概述第二节拱桥的组成及主要类型 21 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 因为拱圈 或拱肋 各截面形心点的连线称为拱轴线 故也就是拱轴线两端点之间的水平距离 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 即或 第一章概述第二节拱桥的组成及主要类型 22 主拱圈拱轴线形 圆弧拱桥 抛物线拱桥 悬链线桥 折线拱 异形拱 桥面位置 上承式拱桥 中承式拱桥 下承式拱桥 结构受力图示 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 有推力拱桥拱片桥 主拱圈截面形式 板拱桥 肋拱桥 双曲拱桥 箱形拱桥 钢管混凝土拱桥 拱桥 第一章概述第二节拱桥的组成及主要类型 23 成昆线一线天桥石拱桥 巫山龙门桥 中国第一座采用无平衡重转体法施工的拱桥 钢筋混凝土箱形拱 圬工拱桥 钢拱桥 全焊结构 第一章概述第二节拱桥的组成及主要类型 24 实腹式拱桥 空腹式拱桥 第一章概述第二节拱桥的组成及主要类型 25 湖南省 黄虎港桥 等截面圆弧空腹石拱桥 乌巢河桥 m 1 543悬链线空腹石拱桥 KRK I桥铁托桥 三次抛物线钢筋混凝土箱形拱桥 异形拱桥 折线拱桥 第一章概述第二节拱桥的组成及主要类型 26 第一章概述第二节拱桥的组成及主要类型 27 简单体系拱桥和组合体系拱桥 可做成上承式 中承式 下承式均为有推力拱 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 达到节省材料的目的 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 按照主拱的静力体系 简单体系拱桥又可以分成 三铰拱 两铰拱 无铰拱 1 按照结构受力图式分类 第一章概述第二节拱桥的组成及主要类型 28 简单体系拱桥 三铰拱 静定结构 在地基差的地区小桥可采用 但构造复杂 施工困难 整体刚度小 主拱圈一般不采用 两铰拱 一次超静定结构 结构整体刚度较相应三铰拱大 由基础位移 温变 混凝土收缩徐变引起的附加内力比无铰拱的影响要小 可在地基条件较差时或坦拱中采用 施工体系转换过程中使用 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 附加内力影响变小 故钢筋混凝土无铰拱仍是大跨径桥梁的主要型式之一 第一章概述第二节拱桥的组成及主要类型 29 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 拱肋 风撑 系杆 吊杆