第五章混凝土拱橋PPT課件

1、拱橋拱橋國(guó)外：國(guó)外：石拱，木拱石拱，木拱十八世紀(jì)十八世紀(jì)鑄鐵拱鑄鐵拱十九世紀(jì)十九世紀(jì) 鋼拱鋼拱鋼筋混凝土拱鋼筋混凝土拱國(guó)內(nèi)：國(guó)內(nèi)：石拱，木拱石拱，木拱雙曲拱雙曲拱桁架拱桁架拱鋼筋混鋼筋混凝土拱凝土拱 剛架拱剛架拱桁式組合桁式組合拱拱 鋼管拱鋼管拱新型組合體系拱新型組合體系拱19641964年年7070年代年代8080年代年代8080年代中年代中 第1頁(yè)/共101頁(yè)古代拱橋古代拱橋: : 拱軸曲線造型的千變?nèi)f化，其中最具有拱軸曲線造型的千變?nèi)f化，其中最具有代表意義的是建于公元代表意義的是建于公元 595-605595-605年的趙州橋（如圖年的趙州橋（如圖1 1所示，跨徑所示，跨徑L=37mL=

2、37m）第2頁(yè)/共101頁(yè)當(dāng)代拱橋當(dāng)代拱橋：結(jié)構(gòu)型式與施工方法的豐富多彩。：結(jié)構(gòu)型式與施工方法的豐富多彩。19971997年年 建成的重慶萬(wàn)縣長(zhǎng)江大橋（圖建成的重慶萬(wàn)縣長(zhǎng)江大橋（圖2 2，L=420mL=420m），）， 廣州丫髻沙特大橋（廣州丫髻沙特大橋（圖圖3 3，L L360m360m），）， 19321932建成的澳大利亞悉尼鋼拱橋（圖建成的澳大利亞悉尼鋼拱橋（圖4 4，L L503m 503m ）。）。四川萬(wàn)縣長(zhǎng)江大橋四川萬(wàn)縣長(zhǎng)江大橋廣州丫髻沙特大橋廣州丫髻沙特大橋第3頁(yè)/共101頁(yè)19321932年，澳大利亞，悉尼鋼拱橋跨度年，澳大利亞，悉尼鋼拱橋跨度503m503m第4頁(yè)/共10

3、1頁(yè)主拱支承處不主拱支承處不僅產(chǎn)生豎向反僅產(chǎn)生豎向反力，還產(chǎn)生水力，還產(chǎn)生水平推力，從而平推力，從而使拱主要受壓。使拱主要受壓。上承式、中承上承式、中承式、下承式拱式、下承式拱橋圖式：橋圖式：第5頁(yè)/共101頁(yè)主要優(yōu)點(diǎn)：主要優(yōu)點(diǎn)：跨越能力大；能充分做到就地取材；耐久性好，跨越能力大；能充分做到就地取材；耐久性好，養(yǎng)護(hù)、維修費(fèi)用?。煌庑蚊烙^；構(gòu)造較簡(jiǎn)單，有養(yǎng)護(hù)、維修費(fèi)用小；外形美觀；構(gòu)造較簡(jiǎn)單，有利于廣泛采用。利于廣泛采用。第6頁(yè)/共101頁(yè)主要缺點(diǎn)：主要缺點(diǎn)：1 1）是有推力的結(jié)構(gòu)，而且自重較大，因而水平推）是有推力的結(jié)構(gòu)，而且自重較大，因而水平推力也較大，增加了下部結(jié)構(gòu)的工程量，對(duì)地基要求力

4、也較大，增加了下部結(jié)構(gòu)的工程量，對(duì)地基要求高；高；）水平推力較大，在連續(xù)多孔的大、中橋中，為）水平推力較大，在連續(xù)多孔的大、中橋中，為防止一孔破壞而影響全橋的安全，需要采取較復(fù)雜防止一孔破壞而影響全橋的安全，需要采取較復(fù)雜的措施，或設(shè)置單向推力墩，增加了造價(jià)；的措施，或設(shè)置單向推力墩，增加了造價(jià)；）上承式拱橋的建筑高度較高。）上承式拱橋的建筑高度較高。拱橋的缺點(diǎn)正在逐步得到改善和克服，拱橋的缺點(diǎn)正在逐步得到改善和克服，200200600m600m范圍內(nèi)，拱橋仍然是懸索橋和斜拉橋的競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手范圍內(nèi)，拱橋仍然是懸索橋和斜拉橋的競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手。第7頁(yè)/共101頁(yè)1. 1. 拱橋的基本組成2. 2. 第8頁(yè)/

5、共101頁(yè)1. 1. 拱橋的基本組成根據(jù)行車道的位置，拱橋可以分成：上承式、根據(jù)行車道的位置，拱橋可以分成：上承式、下承式和中承式三種類型。下承式和中承式三種類型。一般上承式拱橋，橋跨結(jié)構(gòu)是由主拱圈、拱上一般上承式拱橋，橋跨結(jié)構(gòu)是由主拱圈、拱上建筑等組成。建筑等組成。第9頁(yè)/共101頁(yè)上承式實(shí)腹拱橋上承式實(shí)腹拱橋1-1-主拱圈主拱圈 2-2-拱頂拱頂 3-3-拱腳拱腳 4-4-拱軸線拱軸線 5-5-拱腹拱腹 6-6-拱背拱背 7-7-起起拱線拱線 8-8-橋臺(tái)橋臺(tái) 9-9-基礎(chǔ)基礎(chǔ) 10-10-錐坡錐坡 11-11-拱上建筑拱上建筑L L0 0 - - 凈跨徑凈跨徑 L -L -計(jì)算跨徑計(jì)算跨

6、徑 f f0 0 - - 凈矢高凈矢高 f-f-計(jì)算矢高計(jì)算矢高 f/L - f/L - 矢跨比矢跨比第10頁(yè)/共101頁(yè)上承式空腹拱橋上承式空腹拱橋第11頁(yè)/共101頁(yè)拱橋拱橋建橋材料建橋材料圬工拱橋，鋼筋混凝土拱橋，鋼拱橋圬工拱橋，鋼筋混凝土拱橋，鋼拱橋拱軸線型式拱軸線型式圓弧拱橋，拋物線拱橋，懸鏈線橋圓弧拱橋，拋物線拱橋，懸鏈線橋橋面位置橋面位置上承式拱橋，中承式拱橋，下承式拱橋上承式拱橋，中承式拱橋，下承式拱橋結(jié)構(gòu)體系分結(jié)構(gòu)體系分簡(jiǎn)單體系拱橋：三鉸拱，兩鉸拱，無(wú)鉸拱簡(jiǎn)單體系拱橋：三鉸拱，兩鉸拱，無(wú)鉸拱組合體系拱橋：無(wú)推力拱橋，有推力拱橋組合體系拱橋：無(wú)推力拱橋，有推力拱橋主拱圈截面形式

7、形式主拱圈截面形式形式拱上建筑形式拱上建筑形式實(shí)腹式拱橋，空腹式拱橋?qū)嵏故焦皹颍崭故焦皹虬骞皹?，肋拱橋，雙曲拱橋，箱形拱橋板拱橋，肋拱橋，雙曲拱橋，箱形拱橋第12頁(yè)/共101頁(yè)簡(jiǎn)單體系拱橋簡(jiǎn)單體系拱橋拱橋按受力圖式的分類拱橋按受力圖式的分類簡(jiǎn)單體系拱橋：可以做成上承簡(jiǎn)單體系拱橋：可以做成上承式，中承式，下承式，均為有式，中承式，下承式，均為有推力拱。推力拱。2.1 2.1 按照結(jié)構(gòu)體系分類第13頁(yè)/共101頁(yè)v 三鉸拱：靜定結(jié)構(gòu)，在地基差的地區(qū)可采用。三鉸拱：靜定結(jié)構(gòu)，在地基差的地區(qū)可采用。但構(gòu)造復(fù)雜，施工困難，整體剛度小，主拱圈一般但構(gòu)造復(fù)雜，施工困難，整體剛度小，主拱圈一般不采用。不采用

8、。v 無(wú)鉸拱：三次超靜定結(jié)構(gòu)。拱的內(nèi)力分布較均無(wú)鉸拱：三次超靜定結(jié)構(gòu)。拱的內(nèi)力分布較均勻，材料用量較三鉸拱省；構(gòu)造簡(jiǎn)單，施工方便，勻，材料用量較三鉸拱?。粯?gòu)造簡(jiǎn)單，施工方便，整體剛度大，實(shí)際中使用廣泛。但超靜定次數(shù)高，整體剛度大，實(shí)際中使用廣泛。但超靜定次數(shù)高，會(huì)產(chǎn)生附加內(nèi)力，一般希望修建在地基良好處?？鐣?huì)產(chǎn)生附加內(nèi)力，一般希望修建在地基良好處?？鐝皆龃螅郊恿τ绊懽冃?，故鋼筋混凝土無(wú)鉸拱仍徑增大，附加力影響變小，故鋼筋混凝土無(wú)鉸拱仍是大跨徑橋梁的主要型式之一。是大跨徑橋梁的主要型式之一。v 兩鉸拱：一次超靜定結(jié)構(gòu)，介于三鉸拱和無(wú)鉸兩鉸拱：一次超靜定結(jié)構(gòu)，介于三鉸拱和無(wú)鉸拱之間。拱之間。第14

9、頁(yè)/共101頁(yè)組合體系拱橋組合體系拱橋組合體系拱橋：在拱式橋跨中，行車系與拱組合體系拱橋：在拱式橋跨中，行車系與拱組合，共同受力。同樣，組合拱可以做成上組合，共同受力。同樣，組合拱可以做成上承式、中承式和下承式。承式、中承式和下承式。第15頁(yè)/共101頁(yè)v 無(wú)推力拱（使用較廣泛）：拱的推力由系桿無(wú)推力拱（使用較廣泛）：拱的推力由系桿承受，墩臺(tái)不受水平推力。承受，墩臺(tái)不受水平推力。 柔性系桿剛性拱柔性系桿剛性拱系桿拱系桿拱 剛性系桿柔性拱剛性系桿柔性拱藍(lán)格爾拱藍(lán)格爾拱 剛性系桿剛性拱剛性系桿剛性拱洛澤拱洛澤拱 用斜吊桿來(lái)代替豎直吊桿時(shí)稱為尼爾森拱。用斜吊桿來(lái)代替豎直吊桿時(shí)稱為尼爾森拱。第16頁(yè)/

10、共101頁(yè)系桿拱系桿拱藍(lán)格爾拱藍(lán)格爾拱洛澤拱洛澤拱第17頁(yè)/共101頁(yè)尼爾森系桿拱尼爾森系桿拱尼爾森藍(lán)格爾拱尼爾森藍(lán)格爾拱尼爾森洛澤拱尼爾森洛澤拱第18頁(yè)/共101頁(yè)v 有推力拱：此種組合體系拱沒(méi)有系桿，由單獨(dú)有推力拱：此種組合體系拱沒(méi)有系桿，由單獨(dú)的梁和拱共同受力，拱的水平推力由墩臺(tái)承受。的梁和拱共同受力，拱的水平推力由墩臺(tái)承受。剛性梁柔性拱剛性梁柔性拱（倒藍(lán)格爾拱）（倒藍(lán)格爾拱）剛性梁剛性拱剛性梁剛性拱（倒洛澤拱）（倒洛澤拱）第19頁(yè)/共101頁(yè)拱片橋拱片橋第20頁(yè)/共101頁(yè)剛架拱橋剛架拱橋第21頁(yè)/共101頁(yè)板拱橋板拱橋主拱圈采用矩形實(shí)體截面。構(gòu)造簡(jiǎn)單、施工方便，主拱圈采用矩形實(shí)體截面

11、。構(gòu)造簡(jiǎn)單、施工方便，使用廣泛。自重較大，不經(jīng)濟(jì)，通常在地基較好的使用廣泛。自重較大，不經(jīng)濟(jì)，通常在地基較好的中小跨徑圬工拱橋中采用。中小跨徑圬工拱橋中采用。肋拱橋肋拱橋肋拱橋由兩條或兩條以上分離式拱肋組成承重結(jié)構(gòu)肋拱橋由兩條或兩條以上分離式拱肋組成承重結(jié)構(gòu)的拱橋，拱肋之間靠橫向聯(lián)系梁連接成整體而共同的拱橋，拱肋之間靠橫向聯(lián)系梁連接成整體而共同受力受力. .這種橋橫截面面積較小，節(jié)省材料這種橋橫截面面積較小，節(jié)省材料, ,自重輕自重輕, ,跨越能力大，多用于較大跨徑的拱橋。可以用圬工、跨越能力大，多用于較大跨徑的拱橋?？梢杂蜜毓?、鋼筋混凝土、鋼材建造。鋼筋混凝土、鋼材建造。2.2 2.2 按照

12、主拱的截面型式分類第22頁(yè)/共101頁(yè)第23頁(yè)/共101頁(yè)雙曲拱橋雙曲拱橋v 主拱圈橫截面由一個(gè)或數(shù)個(gè)小拱組成，其主拱主拱圈橫截面由一個(gè)或數(shù)個(gè)小拱組成，其主拱圈在縱向和橫向均呈曲線形。通常有拱肋、拱波、圈在縱向和橫向均呈曲線形。通常有拱肋、拱波、拱板和橫向聯(lián)系等幾部分。拱板和橫向聯(lián)系等幾部分。v 公路雙曲拱橋采用最多的是多肋波的截面形式；公路雙曲拱橋采用最多的是多肋波的截面形式；對(duì)于跨徑和荷載較小的單車道橋可采用單波的形式。對(duì)于跨徑和荷載較小的單車道橋可采用單波的形式。v 雙曲拱橋施工工序多，組合截面的整體性差，雙曲拱橋施工工序多，組合截面的整體性差，易開(kāi)裂，因此，只宜在中小跨徑橋梁中采用。易

13、開(kāi)裂，因此，只宜在中小跨徑橋梁中采用。第24頁(yè)/共101頁(yè)第25頁(yè)/共101頁(yè)第26頁(yè)/共101頁(yè)箱形拱橋箱形拱橋v 箱形拱橋拱圈橫截面由幾個(gè)箱室組成。截面挖箱形拱橋拱圈橫截面由幾個(gè)箱室組成。截面挖空率大，達(dá)全截面的空率大，達(dá)全截面的50%-70%50%-70%，較實(shí)體板拱橋可，較實(shí)體板拱橋可減少圬工用料與自重，適用于大跨度拱橋。截面減少圬工用料與自重，適用于大跨度拱橋。截面抗扭剛度大，橫向整體性和穩(wěn)定性好，特別適用抗扭剛度大，橫向整體性和穩(wěn)定性好，特別適用于無(wú)支架施工。于無(wú)支架施工。第27頁(yè)/共101頁(yè)第28頁(yè)/共101頁(yè)3. 3. 拱上結(jié)構(gòu)3.1 3.1 橋面系與立柱橋面系：板梁、肋梁、剛

14、架式橋面系：板梁、肋梁、剛架式 連續(xù)梁或簡(jiǎn)支梁連續(xù)梁或簡(jiǎn)支梁立柱（橫墻）：支承在主拱上。立柱（橫墻）：支承在主拱上。第29頁(yè)/共101頁(yè)第30頁(yè)/共101頁(yè)3.2 3.2 拱上結(jié)構(gòu)的伸縮縫、變形縫伸縮縫：避免拱上結(jié)構(gòu)受到墩臺(tái)的約束不能自伸縮縫：避免拱上結(jié)構(gòu)受到墩臺(tái)的約束不能自由變形而在兩者間設(shè)置的貫通縫。由變形而在兩者間設(shè)置的貫通縫。變形縫：避免拱上結(jié)構(gòu)與主拱共同作用而設(shè)置變形縫：避免拱上結(jié)構(gòu)與主拱共同作用而設(shè)置的斷縫，一般無(wú)縫寬。的斷縫，一般無(wú)縫寬。第31頁(yè)/共101頁(yè)3.3 3.3 鉸（1 1）弧形鉸）弧形鉸第32頁(yè)/共101頁(yè)第33頁(yè)/共101頁(yè)（2 2）鉛墊鉸）鉛墊鉸第34頁(yè)/共101

15、頁(yè)（3 3）平鉸）平鉸第35頁(yè)/共101頁(yè)（4 4）不完全鉸）不完全鉸（5 5）鋼鉸）鋼鉸第36頁(yè)/共101頁(yè)4. 4. 拱橋墩臺(tái)4.1 4.1 橋墩型式 從抵抗恒載水平力的能力來(lái)看，拱橋橋墩可分為從抵抗恒載水平力的能力來(lái)看，拱橋橋墩可分為普通墩普通墩和和單向推力墩單向推力墩。 普通墩普通墩除了承受相鄰兩跨結(jié)構(gòu)傳來(lái)的垂直反力外，除了承受相鄰兩跨結(jié)構(gòu)傳來(lái)的垂直反力外，一般不承受恒載水平推力，或者當(dāng)相鄰孔不相同時(shí)一般不承受恒載水平推力，或者當(dāng)相鄰孔不相同時(shí)只承受經(jīng)過(guò)互相抵消后消除的不平衡推力。只承受經(jīng)過(guò)互相抵消后消除的不平衡推力。 單向推力墩單向推力墩又稱制動(dòng)墩它的主要作用是在它的一又稱制動(dòng)墩它的

16、主要作用是在它的一側(cè)的橋孔因某種原因遭到毀壞時(shí)，能承受住單向的側(cè)的橋孔因某種原因遭到毀壞時(shí)，能承受住單向的恒載水平推力，以保證另一側(cè)的拱橋不致遭到傾坍恒載水平推力，以保證另一側(cè)的拱橋不致遭到傾坍。第37頁(yè)/共101頁(yè)重力式橋墩重力式橋墩也稱實(shí)體式橋墩，它主要靠自身的重量來(lái)平衡外力也稱實(shí)體式橋墩，它主要靠自身的重量來(lái)平衡外力而保持其穩(wěn)定，由墩帽、墩身和基礎(chǔ)三部分組成。而保持其穩(wěn)定，由墩帽、墩身和基礎(chǔ)三部分組成。第38頁(yè)/共101頁(yè)柱式橋墩第39頁(yè)/共101頁(yè)單向推力墩單向推力墩（1 1）懸臂墩）懸臂墩 （2 2）斜撐墩）斜撐墩 （3 3）重力式墩）重力式墩第40頁(yè)/共101頁(yè)單向推力墩單向推力墩

17、第41頁(yè)/共101頁(yè)4.2 4.2 橋臺(tái)型式 重力式重力式U U形橋臺(tái)形橋臺(tái) 齒檻式橋臺(tái)齒檻式橋臺(tái) 空腹式（空腹式（L L）橋臺(tái)）橋臺(tái) 組合式橋臺(tái)組合式橋臺(tái) 輕型橋臺(tái)輕型橋臺(tái)第42頁(yè)/共101頁(yè)重力式重力式U U形橋臺(tái)形橋臺(tái)第43頁(yè)/共101頁(yè)齒檻式橋臺(tái)齒檻式橋臺(tái)第44頁(yè)/共101頁(yè)空腹式橋臺(tái)空腹式橋臺(tái)第45頁(yè)/共101頁(yè)組合式橋臺(tái)組合式橋臺(tái)第46頁(yè)/共101頁(yè)輕型橋臺(tái)輕型橋臺(tái)第47頁(yè)/共101頁(yè)第48頁(yè)/共101頁(yè)1. 1. 鋼管混凝土拱橋特點(diǎn)（1 1）鋼管與混凝土共同工作，鋼管對(duì)混凝土起）鋼管與混凝土共同工作，鋼管對(duì)混凝土起套箍作用，提供混凝土的抗壓強(qiáng)度及延性；套箍作用，提供混凝土的抗壓強(qiáng)

18、度及延性；（2 2）混凝土提供了鋼管壁受壓時(shí)穩(wěn)定性及其抗）混凝土提供了鋼管壁受壓時(shí)穩(wěn)定性及其抗腐蝕性能；腐蝕性能；（3 3）空心鋼管作為勁性骨架和模板，施工吊裝）空心鋼管作為勁性骨架和模板，施工吊裝重量輕，進(jìn)度快，便于無(wú)支架吊裝或轉(zhuǎn)體施工；重量輕，進(jìn)度快，便于無(wú)支架吊裝或轉(zhuǎn)體施工；（4 4）對(duì)鋼管制作安裝要求高，鋼管內(nèi)混凝土需）對(duì)鋼管制作安裝要求高，鋼管內(nèi)混凝土需注意其密實(shí)性；注意其密實(shí)性；（5 5）鋼管外表面要作防銹處理。）鋼管外表面要作防銹處理。第49頁(yè)/共101頁(yè)強(qiáng)度增大系數(shù)：強(qiáng)度增大系數(shù)：1K鋼管混凝土套箍指標(biāo)：鋼管混凝土套箍指標(biāo)：ccssfAfA鋼管混凝土剛度為混凝土和鋼管的剛度疊加

19、。鋼管混凝土剛度為混凝土和鋼管的剛度疊加。第50頁(yè)/共101頁(yè)2. 2. 主拱結(jié)構(gòu)2.1 2.1 鋼管混凝土分類（1 1）鋼管內(nèi)灌混凝土）鋼管內(nèi)灌混凝土（2 2）內(nèi)灌外包混凝土）內(nèi)灌外包混凝土2.2 2.2 截面型式第51頁(yè)/共101頁(yè)第52頁(yè)/共101頁(yè)第53頁(yè)/共101頁(yè)第54頁(yè)/共101頁(yè)第55頁(yè)/共101頁(yè)第56頁(yè)/共101頁(yè) 1. 1. 拱橋的總體布置 總總體體布布置置確定橋梁長(zhǎng)度及分孔確定橋梁長(zhǎng)度及分孔確定橋梁的設(shè)計(jì)標(biāo)高和矢跨比確定橋梁的設(shè)計(jì)標(biāo)高和矢跨比正確處理不等分孔問(wèn)題正確處理不等分孔問(wèn)題橋面標(biāo)高，拱定底面標(biāo)高，橋面標(biāo)高，拱定底面標(biāo)高，起拱線標(biāo)高，基礎(chǔ)標(biāo)高起拱線標(biāo)高，基礎(chǔ)標(biāo)高混

20、凝土拱橋矢跨比混凝土拱橋矢跨比1/41/41/81/8箱型拱橋矢跨比箱型拱橋矢跨比1/61/61/101/10采用不同的矢跨比采用不同的矢跨比采用不同的拱腳標(biāo)高采用不同的拱腳標(biāo)高調(diào)整拱上建筑的重力調(diào)整拱上建筑的重力采用不同的拱跨結(jié)構(gòu)采用不同的拱跨結(jié)構(gòu)第57頁(yè)/共101頁(yè)第58頁(yè)/共101頁(yè)橋面標(biāo)高：橋面標(biāo)高：由兩岸線路的縱斷面設(shè)計(jì)來(lái)控制；要由兩岸線路的縱斷面設(shè)計(jì)來(lái)控制；要保證橋下凈空能滿足泄洪或通航的要求。保證橋下凈空能滿足泄洪或通航的要求。拱頂?shù)酌鏄?biāo)高：拱頂?shù)酌鏄?biāo)高：由橋面標(biāo)高推算。由橋面標(biāo)高推算。起拱線標(biāo)高：起拱線標(biāo)高：一般宜選擇低拱腳的設(shè)計(jì)方案。一般宜選擇低拱腳的設(shè)計(jì)方案?；A(chǔ)底面標(biāo)高：

21、基礎(chǔ)底面標(biāo)高：地基、水文條件和上部結(jié)構(gòu)。地基、水文條件和上部結(jié)構(gòu)。第59頁(yè)/共101頁(yè)矢跨比：矢跨比： 板拱橋：矢跨比可采用板拱橋：矢跨比可采用1/31/31/71/7，不宜超過(guò)，不宜超過(guò)1/81/8。 混凝土拱橋：矢跨比多在混凝土拱橋：矢跨比多在1/5 1/5 1/81/8間，以間，以1/61/6居多。居多。 鋼管混凝土拱橋矢跨比：鋼管混凝土拱橋矢跨比：1/41/41/51/5之間，以之間，以1/51/5最多。最多。 鋼拱橋常用的矢跨比為鋼拱橋常用的矢跨比為1/51/51/101/10，有推力拱中，有推力拱中1/51/51/61/6最為常用。最為常用。第60頁(yè)/共101頁(yè) 2. 2. 拱軸線

22、形式（1 1）圓弧線）圓弧線（2 2）拋物線）拋物線（3 3）懸鏈線）懸鏈線（4 4）其他：高次拋物線（四次、六次）其他：高次拋物線（四次、六次）第61頁(yè)/共101頁(yè)3. 3. 實(shí)腹拱拱軸線第62頁(yè)/共101頁(yè)任一任一x x截面的荷載集度：截面的荷載集度：1yggdx拱腳截面：拱腳截面：fggfydz,1因此，因此，fggdz第63頁(yè)/共101頁(yè)1111yfmgyfggggddzdxm m為拱軸系數(shù)：為拱軸系數(shù)：dzggm 拱軸線與恒載壓力線重合，與截面上合力方向與拱軸線與恒載壓力線重合，與截面上合力方向與拱腳相切，即：成拱腳相切，即：成gxHVdxdy1tan第64頁(yè)/共101頁(yè)dxHdVd

23、xydgx212由于：由于：xxgdxdV因此，因此，121211yfmHgHgdxydgdgx第65頁(yè)/共101頁(yè)利用邊界條件解微分方程，得到利用邊界條件解微分方程，得到111Kchmfy式中：式中：Lx2 1ln2mmmarchK第66頁(yè)/共101頁(yè)根據(jù)選定的根據(jù)選定的m m值，可以確定拱軸線方程及拱頂、值，可以確定拱軸線方程及拱頂、拱腳荷載集度：拱腳荷載集度：2zid1zzzid1ddhhcosdghdg第67頁(yè)/共101頁(yè)計(jì)算步驟：計(jì)算步驟：（1 1）擬定拱圈與拱上結(jié)構(gòu)各部分尺寸；）擬定拱圈與拱上結(jié)構(gòu)各部分尺寸；（2 2）計(jì)算拱頂荷載集度；）計(jì)算拱頂荷載集度；（3 3）擬定）擬定m m

24、值，計(jì)算拱腳荷載集度；值，計(jì)算拱腳荷載集度；（4 4）計(jì)算）計(jì)算m m值，若與擬定的值，若與擬定的m m值不符，則修正值不符，則修正m m值，值，直到小于容許誤差。直到小于容許誤差。第68頁(yè)/共101頁(yè)4. 4. 空腹拱拱軸線“五點(diǎn)重合法五點(diǎn)重合法”在在1/4L1/4L處，處，=1/2,=1/2,拱軸系數(shù)拱軸系數(shù)m m與豎坐標(biāo)與豎坐標(biāo)yryr有有以下關(guān)系：以下關(guān)系：12Kch1mfyr第69頁(yè)/共101頁(yè)21m21chK2Kch因?yàn)橐驗(yàn)樗运?1m2f121m1mfyr12yf21m2r（a a）第70頁(yè)/共101頁(yè)計(jì)算步驟：計(jì)算步驟：（1 1）擬定拱圈與拱上結(jié)構(gòu)各部分尺寸；）擬定拱圈與拱上

25、結(jié)構(gòu)各部分尺寸；（2 2）計(jì)算主拱及拱上結(jié)構(gòu)各部分重量；）計(jì)算主拱及拱上結(jié)構(gòu)各部分重量；（3 3）計(jì)算）計(jì)算yryr；所有作用力對(duì)拱腳力矩為零的條件，有：所有作用力對(duì)拱腳力矩為零的條件，有：按作用力對(duì)拱按作用力對(duì)拱1/4L1/4L點(diǎn)力矩為零的條件，有：點(diǎn)力矩為零的條件，有：rgnhiiiyHx4LPfHx2LPgn1iii第71頁(yè)/共101頁(yè)（4 4）然后利用（）然后利用（a a）式計(jì)算）式計(jì)算m m值，如計(jì)算的值，如計(jì)算的m m與與擬定的擬定的m m值不符，則修正值不符，則修正m m值重新計(jì)算，直到兩值重新計(jì)算，直到兩者誤差小于容許值。者誤差小于容許值。n1iiinhiiirx2LPx4LP

26、fy第72頁(yè)/共101頁(yè)5. 5. 主拱截面變化規(guī)律拱軸線可做成等截面和變截面。變截面有兩種拱軸線可做成等截面和變截面。變截面有兩種方式：變高度、變寬度。方式：變高度、變寬度。第73頁(yè)/共101頁(yè)第74頁(yè)/共101頁(yè) 6. 6. 拱內(nèi)力計(jì)算6.1 6.1 查表法（1 1）恒載內(nèi)力計(jì)算）恒載內(nèi)力計(jì)算 （a a）拱的彈性中心；）拱的彈性中心； （b b）不計(jì)拱彈性壓縮的恒載內(nèi)力；）不計(jì)拱彈性壓縮的恒載內(nèi)力； （c c）拱彈性壓縮引起的恒載內(nèi)力；）拱彈性壓縮引起的恒載內(nèi)力；（2 2）活載內(nèi)力的計(jì)算；）活載內(nèi)力的計(jì)算；（3 3）溫度、收縮產(chǎn)生的內(nèi)力。）溫度、收縮產(chǎn)生的內(nèi)力。6.2 6.2 電算方法第7

27、5頁(yè)/共101頁(yè)7. 7. 拱穩(wěn)定的近似計(jì)算v拱的穩(wěn)定從失穩(wěn)形態(tài)分：拱的穩(wěn)定從失穩(wěn)形態(tài)分：v面內(nèi)、面外；面內(nèi)、面外；v分枝點(diǎn)失穩(wěn)、極值點(diǎn)失穩(wěn)；分枝點(diǎn)失穩(wěn)、極值點(diǎn)失穩(wěn)；v材料性能：線彈性穩(wěn)定、非線性非彈性問(wèn)題；材料性能：線彈性穩(wěn)定、非線性非彈性問(wèn)題；v幾何方面：小撓度和大撓度問(wèn)題。幾何方面：小撓度和大撓度問(wèn)題。第76頁(yè)/共101頁(yè)第77頁(yè)/共101頁(yè)7.1 7.1 縱向穩(wěn)定性驗(yàn)算v將拱圈或拱肋換算為相當(dāng)穩(wěn)定計(jì)算長(zhǎng)度的壓桿，將拱圈或拱肋換算為相當(dāng)穩(wěn)定計(jì)算長(zhǎng)度的壓桿，以驗(yàn)算抗壓承載力的形式驗(yàn)算其穩(wěn)定性；也就是以驗(yàn)算抗壓承載力的形式驗(yàn)算其穩(wěn)定性；也就是將拱等效成梁柱，計(jì)算其穩(wěn)定極限承載力，而不將拱等效成梁柱，計(jì)算其穩(wěn)定極限承載力，而不是計(jì)算其彈性臨界荷載。是計(jì)算其彈性臨界荷載。7.2 7.2 橫向穩(wěn)定性驗(yàn)算vB/LB/L小于等于小于等于1/201/20時(shí)，需進(jìn)行橫向穩(wěn)定性驗(yàn)算。時(shí)，需進(jìn)行橫向穩(wěn)定性驗(yàn)算。第78頁(yè)/共101頁(yè)1.1.有支架施工有支架施工2.2.第79頁(yè)/共101頁(yè)1.1.有支架施工1.1 1.1 備料1.2 1.2 拱圈及