橋梁工程拱橋的構(gòu)造實(shí)用教案

1、 圖4-2-9第1頁/共60頁第一頁，共60頁。 圖4-2-10第2頁/共60頁第二頁，共60頁。 第3頁/共60頁第三頁，共60頁。第4頁/共60頁第四頁，共60頁。 圖4-2-11第5頁/共60頁第五頁，共60頁。 圖4-2-12第6頁/共60頁第六頁，共60頁。 2 .肋拱 板拱主要用于實(shí)腹拱，也可用來建造空腹拱；而肋拱則主要是用于空腹拱，因此，其構(gòu)造與拱上建筑有著密不可分的聯(lián)系。 2.1 型式：無論是按材料分還是(hi shi)按主拱圈拱軸線劃分，其型式均與板拱的類型相同，唯有橫斷面上不再是連續(xù)一塊板，而是縱橋向平行的2條或多條肋構(gòu)成的主拱圈。第7頁/共60頁第七頁，共60頁。2.2

2、肋拱橋(gngqio)的拱上部分主要組成（P312，圖4-2-15）第8頁/共60頁第八頁，共60頁。 圖4-2-15第9頁/共60頁第九頁，共60頁。2.3 特點(diǎn)：與板拱相比，優(yōu)點(diǎn)在于 節(jié)省混凝土用量（50%以上）； 墩、臺(tái)工程數(shù)量少； 配以鋼筋，能充分發(fā)揮材料性能； 跨越(kuyu)能力大。相應(yīng)的缺點(diǎn)： 鋼筋用量多； 施工較復(fù)雜。 第10頁/共60頁第十頁，共60頁。 圖4-2-16第11頁/共60頁第十一頁，共60頁。 3. 雙曲拱 雙曲拱是我國(guó)江蘇省建橋工人的一項(xiàng)創(chuàng)舉，是板拱、肋拱的完美結(jié)合。因主拱圈的縱橫截面都呈曲線狀而得名。3.1 雙曲拱的組成（主拱圈）（拱上建筑多為空腹式，同肋拱

3、）由拱肋、拱波、拱板和橫系梁或橫隔板( bn)組成。3.2 主要構(gòu)造形式 雙肋單波式：用于小跨徑，單車道的拱橋。 多肋多波式： 直邊形（小橋） 懸砌拱眉型（中、小橋） 懸半波型（大、中橋） 高低波組合型第12頁/共60頁第十二頁，共60頁。 圖4-2-19第13頁/共60頁第十三頁，共60頁。 雙曲拱第14頁/共60頁第十四頁，共60頁。第15頁/共60頁第十五頁，共60頁。 第16頁/共60頁第十六頁，共60頁。第17頁/共60頁第十七頁，共60頁。第18頁/共60頁第十八頁，共60頁。3.4 分段長(zhǎng)度(chngd)：以彎矩較小處為原則。 30m以內(nèi)不分段； 80m 以內(nèi)分三段，0.3l處，

4、（0.3l，0.4l，0.3l）； 80m以上可以劃分57段。分段越多，接頭多，受力不利，施工麻煩，工藝要求高。3.5 拱波 用混凝土預(yù)制，常做成圓弧形。 拱波是參與主拱圈共同承受荷載的組成部分，在澆筑拱板混凝土?xí)r起到模板作用。3.6 拱板 現(xiàn)澆混凝土拱板 加強(qiáng)拱圈整體性3.7 橫向聯(lián)系 常用形式為橫系梁和橫隔板 布置位置：拱頂、腹孔墩下面、分段吊裝的拱肋接頭處等，間距3-5m；拱頂部分（或整個(gè)拱頂實(shí)腹區(qū)段）可適當(dāng)加密。第19頁/共60頁第十九頁，共60頁。4. 箱形拱 箱 形 拱 可 以 由 板 拱 直 接 演 變 而 來 。 將 板 挖 空 成 一 定(ydng)數(shù)量空洞，形似箱子。4.1

5、 箱拱的類型 整體 肋式箱拱：將拱肋制成箱形。多室單室多箱單箱第20頁/共60頁第二十頁，共60頁。 第21頁/共60頁第二十一頁，共60頁。4.2 箱形拱橋的特點(diǎn)（1）截面挖空率大，挖空率可達(dá)全截面的50%-70%，與板拱相比，可節(jié)省大量圬工體積，減輕重量；（2）箱形截面的中性軸大致居中，對(duì)于抵抗正負(fù)彎矩具有幾乎相等的能力，能較好地適應(yīng)主拱圈各截面正負(fù)彎矩變化的需要；（3）由于是閉合空心截面，抗彎和抗扭剛度大，拱圈的整體性好，應(yīng)力分布較均勻；（4）單條箱肋剛度較大，穩(wěn)定性較好，能單箱肋成拱，便于無支架(zhji)吊裝；（5）制作要求較高，吊裝設(shè)備較多，主要用于大跨徑拱橋。第22頁/共60頁第

6、二十二頁，共60頁。4.3 箱的組成 頂板； 底板； 側(cè)板； 橫隔板； 用于接頭(ji tu)聯(lián)結(jié)的鋼板或角鋼。第23頁/共60頁第二十三頁，共60頁。 第24頁/共60頁第二十四頁，共60頁。 第25頁/共60頁第二十五頁，共60頁。2-2-2 2-2-2 拱上建筑拱上建筑(jinzh)(jinzh)的構(gòu)造的構(gòu)造拱橋按拱上建筑形式分為(fn wi)：實(shí)腹拱：構(gòu)造簡(jiǎn)單，施工方便，填料多，適用于小跨徑拱橋；空腹拱： 減小恒載 適用于大中跨徑拱橋。第26頁/共60頁第二十六頁，共60頁。( (一一) ) 實(shí)腹式拱上建筑實(shí)腹式拱上建筑 由側(cè)墻、拱腹填料、護(hù)拱及變形縫、防水層、泄水管、由側(cè)墻、拱腹填料

7、、護(hù)拱及變形縫、防水層、泄水管、橋面組成。橋面組成。1.1 1.1 側(cè)墻側(cè)墻 用塊石或片石砌筑，有時(shí)也用粗料石用塊石或片石砌筑，有時(shí)也用粗料石(lio sh)(lio sh)或或精料石精料石(lio sh)(lio sh)鑲面。墻體，一般按擋土墻進(jìn)行設(shè)計(jì)。鑲面。墻體，一般按擋土墻進(jìn)行設(shè)計(jì)。1.2 1.2 拱腹填料拱腹填料 主要為透水性好的砂石為填料。在地質(zhì)條件差的地方，主要為透水性好的砂石為填料。在地質(zhì)條件差的地方，為減輕拱的自重，常用一些輕質(zhì)填料（如爐渣、石灰土等），為減輕拱的自重，常用一些輕質(zhì)填料（如爐渣、石灰土等），當(dāng)填料少時(shí)，也可用干砌圬工或素砼。當(dāng)填料少時(shí)，也可用干砌圬工或素砼。1.

8、3 1.3 護(hù)拱（護(hù)拱（P321P321，圖，圖4-2-294-2-29） 護(hù)拱的主要作用為便于排水，同時(shí)也加強(qiáng)了主拱圈在拱護(hù)拱的主要作用為便于排水，同時(shí)也加強(qiáng)了主拱圈在拱腳處的抗力。腳處的抗力。 通常為漿砌片石。通常為漿砌片石。第27頁/共60頁第二十七頁，共60頁。第28頁/共60頁第二十八頁，共60頁。( (二二) ) 空腹（式）拱上建筑空腹（式）拱上建筑 與實(shí)腹拱的拱上建筑構(gòu)造相比，除了同樣具有側(cè)墻、與實(shí)腹拱的拱上建筑構(gòu)造相比，除了同樣具有側(cè)墻、拱腹填料（含實(shí)腹段）、橋面系等其它構(gòu)造外，還多了腹孔拱腹填料（含實(shí)腹段）、橋面系等其它構(gòu)造外，還多了腹孔構(gòu)造。構(gòu)造。 腹孔：在實(shí)腹拱的兩拱腳以

9、上附近較高側(cè)墻上挖空，腹孔：在實(shí)腹拱的兩拱腳以上附近較高側(cè)墻上挖空，以減輕拱橋的自重，挖空部分設(shè)置成與橋軸線以減輕拱橋的自重，挖空部分設(shè)置成與橋軸線(zhu xin)(zhu xin)平行小跨徑的橋跨結(jié)構(gòu)。平行小跨徑的橋跨結(jié)構(gòu)。形成形成“橋上橋橋上橋”。2.1 2.1 腹孔的構(gòu)造：腹孔的構(gòu)造： 包括包括 .,)(即腹孔的上部結(jié)構(gòu)腹孔的橋跨結(jié)構(gòu)即腹孔的下部結(jié)構(gòu)臺(tái)腹孔墩第29頁/共60頁第二十九頁，共60頁。第30頁/共60頁第三十頁，共60頁。2.2 腹孔橋跨結(jié)構(gòu)的構(gòu)造 腹孔的橋跨結(jié)構(gòu)是腹孔受荷的主體，因此也常將其簡(jiǎn)稱之為腹孔。 腹孔有兩種類型(lixng)：板(梁)式腹孔；拱式腹孔。由于拱型腹

10、拱曲線優(yōu)美,節(jié)省鋼材，所以常見的為拱式腹孔也叫腹拱。第31頁/共60頁第三十一頁，共60頁。第32頁/共60頁第三十二頁，共60頁。 圖4-2-32第33頁/共60頁第三十三頁，共60頁。 第34頁/共60頁第三十四頁，共60頁。2.3 腹孔墩(臺(tái))構(gòu)造 與普通的中小橋墩臺(tái)(dn ti)一樣，也包括：墩(臺(tái))帽(蓋)梁、墩(臺(tái))身、基礎(chǔ)(底座或底梁)三部分。墻式墩(臺(tái))（P325，圖4-2-35a）柱式墩臺(tái)(dn ti)（P325，圖4-2-35b） 第35頁/共60頁第三十五頁，共60頁。第36頁/共60頁第三十六頁，共60頁。 第37頁/共60頁第三十七頁，共60頁。 圖4-2-36第38

11、頁/共60頁第三十八頁，共60頁。 圖4-2-37第39頁/共60頁第三十九頁，共60頁。2-2-3 2-2-3 拱橋的其它細(xì)部拱橋的其它細(xì)部(xb)(xb)構(gòu)構(gòu)造造1. 1. 拱腔填料拱腔填料, ,橋面及人行道橋面及人行道1.1 1.1 橋面鋪裝橋面鋪裝 作用作用: : 防止行車道板的磨耗；防止行車道板的磨耗； 保護(hù)承重結(jié)構(gòu)保護(hù)承重結(jié)構(gòu), ,傳力結(jié)構(gòu)免受雨水傳力結(jié)構(gòu)免受雨水(y (y shu)shu)侵蝕；侵蝕； 擴(kuò)散荷載的作用面；擴(kuò)散荷載的作用面； * * 增大自重。增大自重。 材料類型：材料類型： 瀝青混凝土；瀝青混凝土； 水泥混凝土；水泥混凝土； 泥結(jié)碎石。泥結(jié)碎石。 厚度：可參考梁式

12、橋的構(gòu)造厚度：可參考梁式橋的構(gòu)造第40頁/共60頁第四十頁，共60頁。1.2 拱腔填料 側(cè)墻、橋面、拱圈四周環(huán)圍所形成空間叫做拱腔。作用 ： 擴(kuò)散荷載作用面積； 減小車輛荷載的沖擊作用； * 增加(zngji)了拱橋的恒載。 材料類型： 粗顆粒透水性材料； 灰,渣,土等輕質(zhì)材料；厚度：最小厚度：(主拱圈實(shí)腹段拱頂或腹拱圈拱頂)包括橋面鋪裝在內(nèi)的最小厚度0.3m。當(dāng)最小厚度0.5m時(shí)，不計(jì)汽車沖擊力。1.3 人行道 拱橋人行道與梁橋人行道相同。第41頁/共60頁第四十一頁，共60頁。 第42頁/共60頁第四十二頁，共60頁。2. 2. 伸縮縫和變形縫伸縮縫和變形縫 2.1 2.1 伸縮縫和變形縫

13、的作用伸縮縫和變形縫的作用 保證結(jié)構(gòu)計(jì)算圖式與實(shí)際受力情況相吻合；保證結(jié)構(gòu)計(jì)算圖式與實(shí)際受力情況相吻合； 分析拱橋的受力圖式，通常均不考慮分析拱橋的受力圖式，通常均不考慮(kol)(kol)拱上拱上建筑與主拱圈的共同受力。這就要求將主拱圈從構(gòu)造上與拱建筑與主拱圈的共同受力。這就要求將主拱圈從構(gòu)造上與拱上建筑分離出來上建筑分離出來即拱上建筑不得影響主拱圈的變形。即拱上建筑不得影響主拱圈的變形。 保證拱上建筑不能產(chǎn)生不規(guī)則的沒有控制的裂縫。保證拱上建筑不能產(chǎn)生不規(guī)則的沒有控制的裂縫。安全、耐久。安全、耐久。第43頁/共60頁第四十三頁，共60頁。2.2 敷設(shè)位置 一般原則：在外界因素作用下，拱上建

14、筑沿縱橋向產(chǎn)生變形大的地方一定要設(shè)置伸縮縫；變形小的地方可設(shè)置變形縫。 通常的設(shè)置位置 實(shí)腹拱：橋墩（臺(tái)）處與拱腳毗鄰的位置設(shè)伸縮縫。一般不設(shè)變形縫。 空腹拱：a) 拱式腹孔的空腹拱； 為什么第一(dy)孔設(shè)置成三鉸拱？ b) 梁式腹孔的空腹拱：第一(dy)孔（腹孔）的端立柱，通常與拱的墩臺(tái)分開，并在第一(dy)孔端部設(shè)伸縮縫。第44頁/共60頁第四十四頁，共60頁。2.3 構(gòu)造 伸縮縫：寬度0.020.03m，用鋸木屑 + 瀝青（11）填塞。 砌體：預(yù)留全橋橫斷(hn dun)通縫直縫。 預(yù)制件：預(yù)制板預(yù)留縫。 變形縫：寬度0.00m（無縫寬） 砌體：全橋橫斷(hn dun)通縫直縫或錯(cuò)縫干

15、砌。 預(yù)制件：全橋橫斷(hn dun)通縫用油氈隔開。2.4 伸縮縫及變形縫設(shè)置的注意事項(xiàng) 主拱圈以上所有建筑橫斷(hn dun)面上全斷面貫通。（人行道板、欄桿柱、欄桿扶手等）。第45頁/共60頁第四十五頁，共60頁。 圖4-2-45 圖4-2-46第46頁/共60頁第四十六頁，共60頁。3. 3. 排水及防水層排水及防水層3.1 3.1 水對(duì)拱上建筑的危害水對(duì)拱上建筑的危害 橋面雨水如不及時(shí)排出橋面雨水如不及時(shí)排出(pi ch)(pi ch)橋外，將影響橋外，將影響交通，且加劇雨水向橋面、拱腔填料的滲流；交通，且加劇雨水向橋面、拱腔填料的滲流； 橋面及拱腔填料的含水量增加降低其承載能力。路

16、橋面及拱腔填料的含水量增加降低其承載能力。路面易開裂；面易開裂； 滲水會(huì)沿縫隙滲透。冬季冰凍會(huì)使結(jié)構(gòu)產(chǎn)生凍脹損滲水會(huì)沿縫隙滲透。冬季冰凍會(huì)使結(jié)構(gòu)產(chǎn)生凍脹損壞，縮短使用壽命。壞，縮短使用壽命。第47頁/共60頁第四十七頁，共60頁。3.2 橋面(qio min)排水設(shè)置 縱橫坡設(shè)置：縱坡：34%；橫坡（路拱）1.53.0%。 排水管設(shè)置：數(shù)量：（參見梁橋）； 位置：距路緣石20cm；或路緣石下，交錯(cuò)布設(shè)； 材質(zhì)：（參見梁橋）。第48頁/共60頁第四十八頁，共60頁。 圖4-2-47第49頁/共60頁第四十九頁，共60頁。3.3 防水層設(shè)置實(shí)腹拱：（注意單孔和多孔的區(qū)別）。 單孔時(shí)，無排水管； 橋

17、臺(tái)盲溝； 多孔時(shí)，排水管的位置應(yīng)設(shè)在L/4處；防水層，沿拱頂附近的拱背鋪設(shè)，開在L/3附近，直鋪與橋孔的L/4處相接，形成滲水溝，用排水管排出(pi ch)?？崭构埃号潘芤斐鲋鞴叭?10cm。第50頁/共60頁第五十頁，共60頁。 圖4-2-48第51頁/共60頁第五十一頁，共60頁。3.4 防水層構(gòu)造類型: 粘貼式：三油二氈； 涂抹式：瀝青或柏油涂抹；防水效果(xiogu)差 三合土式（厚15cm，水泥石灰砂 = 123）。防水效果(xiogu)差 在 橋 梁 的 伸 縮 縫 或 變 形 縫 處 的 構(gòu) 造 與 梁 式 橋 相 仿 。（P330，圖4-2-49）第52頁/共60頁第五十二頁，共60頁。 圖4-2-49第53頁/共60頁第五十三頁，共60頁。第54頁