第四章-静定拱

1、无水平推力，为曲梁无水平推力，为曲梁拱（拱（H水平推力）水平推力） 杆轴线为曲线，杆轴线为曲线，在竖向荷载作在竖向荷载作用下不产生水用下不产生水平反力。平反力。曲梁曲梁拱拱-杆轴线为曲杆轴线为曲线，在竖向荷载线，在竖向荷载作用下会产生作用下会产生的结构。的结构。拱拱 这是拱结构吗？这是拱结构吗？：由于推力的存在，所以拱：由于推力的存在，所以拱结构的弯矩远小于相应简支梁的弯矩，内结构的弯矩远小于相应简支梁的弯矩，内应力分布均匀，且以压应力为主。应力分布均匀，且以压应力为主。故，可选用耐压性能好而抗拉性能差的砖故，可选用耐压性能好而抗拉性能差的砖石、混凝土材料，节省用料，重量轻，可石、混凝土材料，

2、节省用料，重量轻，可用于大跨、大空间结构用于大跨、大空间结构。：由于推力的存在，所以对由于推力的存在，所以对基础的要求较严；拱轴的曲线形状不便于基础的要求较严；拱轴的曲线形状不便于施工（有时为减轻拱对基础的压力，常使施工（有时为减轻拱对基础的压力，常使用拉杆、桁杆布置）用拉杆、桁杆布置）赵州桥赵州桥 位于河北赵县，又名安济桥，由石工李春主持设计建造，位于河北赵县，又名安济桥，由石工李春主持设计建造，完成于公元完成于公元605年左右。年左右。 该桥为空腹敞肩式坦拱桥，桥长该桥为空腹敞肩式坦拱桥，桥长64.4m，净跨，净跨37.02m，桥宽桥宽9m，净矢高，净矢高7.23m，桥面纵坡，桥面纵坡6.

3、5%。 拱由拱由28圈拱石平行砌筑，每圈有拱石圈拱石平行砌筑，每圈有拱石43块；为加强拱石间块；为加强拱石间的结合，拱石各面均凿有相当细密的斜纹。另外，还在拱石之的结合，拱石各面均凿有相当细密的斜纹。另外，还在拱石之间设置间设置X形锚铁和铁锚杆。形锚铁和铁锚杆。 在拱圈两肩各设两个跨度不等的腹拱，既减轻了桥身自重，在拱圈两肩各设两个跨度不等的腹拱，既减轻了桥身自重，又节省了材料，还便于排洪。又节省了材料，还便于排洪。 该桥构思巧妙，造型美观，施工精度高，工艺精致，历该桥构思巧妙，造型美观，施工精度高，工艺精致，历1300多年多年而无恙，举世闻名，不愧为桥梁文物宝库中的精品。而无恙，举世闻名，不

4、愧为桥梁文物宝库中的精品。 赵州桥被列为赵州桥被列为“全国重点文物保护单位全国重点文物保护单位”。在。在90年代初，年代初，赵州桥被美国土木工程师学会选为赵州桥被美国土木工程师学会选为“国际历史土木工程里程国际历史土木工程里程碑碑”。 世界上最古老的铸铁拱桥（英国科尔布鲁克代尔桥世界上最古老的铸铁拱桥（英国科尔布鲁克代尔桥)万县长江大桥：世界上跨度最大的混凝土拱桥万县长江大桥：世界上跨度最大的混凝土拱桥灞陵桥是一座古典纯木结构伸臂曲拱型廊桥灞陵桥是一座古典纯木结构伸臂曲拱型廊桥, 号称号称“渭水长虹渭水长虹”“渭水第一桥渭水第一桥” ;距省城兰州仅距省城兰州仅170170多公里，早在本世纪初就

5、已多公里，早在本世纪初就已饮誉华夏文化、建筑界。饮誉华夏文化、建筑界。 主跨：主跨：40米米; 建成时间：建成时间：1368年年超静定结构无铰拱两铰拱静定拱三铰拱、拉杆拱、斜拱拱高差高差h拱顶拱高跨度起拱线拱轴线(拱轴)拱趾( 、 )lflbpbplbpVMiiAB22110lapaplapVMiiBA221100AAVV0BBVV0XFHHHBA0)(01111HfalplVMACfMfalplVHCA01111)(0CMfMHVVVVCBBAA000以拱内侧受拉为正弯矩转为正以使拱隔离体顺时针剪力以压为正轴力MQNKKKKYXK倾角截面形心处拱轴切线的、截面形心坐标KkKKKAKHyaXP

6、XVM11KKKHyMM0kkkAKHPVNcossinsin1kkAHPVcossin)(110PVQAKkkKkHQNcossin0kkAKHPVQsincos)(1kkKKHQQsincos0kKkKKxxllfy)(42KNVVAA5 .750KNVVBB5 .580KNfMHC25.500)12(9)(42xxxxllfy)6(92xdxdytg0111145175. 15 . 1tgmymx707. 0cossin11mKNHyMM6 . 9111KNHQQ3sincos1111KNHQN74cossin1111力多边形得到合力大小（方向）可由段，合力等于在任一截面段，合力等于在任

7、一截面段，合力等于在任一截面段，合力等于在任一截面B2312AR3BKR23KR12KRA1KO边形得到。合力作用线位置由索多的方向段：沿在的方向段：沿在的方向段：沿在的方向段：沿在B2312AR3BKR23KR12KRA1KB32312A112KrRMK12HyMM0HMyHyMM0000 0yHMMHMy02220qxxqlMfqlfMHC820抛物线)(420 xlxlfHMy4-4 三铰拱的合理拱轴线三铰拱的合理拱轴线lq、f0flq、f)(420 xlxlfHMy4-4 三铰拱的合理拱轴线三铰拱的合理拱轴线KNfMHC3041200)(3030110)()(直线xxHMyADAD)(2330)3(302220)()(直线xxPxHMyDC