第三篇混凝土拱橋(共15頁(yè))

1、拱橋(gngqio)及大跨度橋梁復(fù)習(xí)資料第三篇 混凝土拱橋(gngqio)概述(i sh):拱橋概況拱的受力特點(diǎn):拱腳處有水平推力,與梁橋比使拱內(nèi)彎矩分布大為改變(減小).鋼拱橋（前十名）朝天門(mén)長(zhǎng)江大橋 混凝土拱橋（前十名）巫山長(zhǎng)江大橋世界上跨度最大的鋼筋混凝土拱橋 （四川萬(wàn)縣大橋） 世界最大跨度的石拱橋 （山西晉城丹河大橋） 世界上最大跨度鋼管混凝土拱橋 （重慶巫山長(zhǎng)江大橋） 世界上最大跨度鋼箱拱橋 （上海盧浦大橋） 世界上最大跨度鋼桁架拱橋 （重慶朝天門(mén)大橋）拱橋的主要特點(diǎn)拱橋的主要特點(diǎn)：拱橋是我國(guó)公路上使用較廣泛的一種橋型。拱式結(jié)構(gòu)在豎向荷載作用下，兩端將產(chǎn)生水平推力。正是這個(gè)水平推力，

2、使拱內(nèi)產(chǎn)生軸向壓力，從而大大減小了拱圈的截面彎矩，使之成為偏心受壓構(gòu)件，截面上的應(yīng)力分布與受彎梁的應(yīng)力相比，較為均勻。因此，可以充分利用主拱截面材料強(qiáng)度，使跨越能力增大。拱橋的優(yōu)點(diǎn)：1）跨越能力較大；2）能充分就地取材，與混凝土梁式橋相比，可以節(jié)省大量的鋼材和水泥；3）耐久性能好，維修、養(yǎng)護(hù)費(fèi)用少；4）外型美觀；5）構(gòu)造較簡(jiǎn)單 拱橋的缺點(diǎn)：1）自重較大，相應(yīng)的水平推力也較大，增加了下部結(jié)構(gòu)的工程量，當(dāng)采用無(wú)鉸拱時(shí)，對(duì)地基條件要求高；2）由于拱橋水平推力較大，在連續(xù)多孔的大、中橋梁中，為防止一孔破壞而影響全橋的安全，需要采用較復(fù)雜的措施，例如設(shè)置單向推力墩，也會(huì)增加造價(jià)；3）與梁式橋相比，上承式

3、拱橋的建筑高度較高，當(dāng)用于城市立交及平原地區(qū)時(shí)，因橋面標(biāo)高提高，使兩岸接線長(zhǎng)度增長(zhǎng)，或者使橋面縱坡增大，既增加了造價(jià)又對(duì)行車(chē)不利.各種橋型的受力特性：1）簡(jiǎn)支梁橋：受彎為主，主梁抗彎能力 2）拱橋：受壓為主，主拱抗壓能力，壓桿穩(wěn)定 3）斜拉橋：受拉 壓彎扭 斜拉索：拉 主塔：壓， 主梁： 彎、壓、扭拱橋與曲梁的受力性能比較需繪畫(huà)，無(wú)鉸拱與兩鉸拱的受力性能比較繪畫(huà)。拱橋的組成及主要類(lèi)型拱橋的主要組成：上部結(jié)構(gòu)1）主拱圈主要承重構(gòu)件2）拱上建筑 下部結(jié)構(gòu)1）橋墩2）橋臺(tái)3）基礎(chǔ)幾個(gè)主要技術(shù)名稱(chēng)：1)凈跨徑L0每孔拱跨兩個(gè)起拱線之間的水平距離2)計(jì)算跨徑L相鄰兩拱腳截面形心點(diǎn)之間的水平距離 3)凈矢

4、高f0拱頂截面下緣至起拱線連線的垂直距離4) 計(jì)算矢高f拱頂截面形心至相鄰兩拱腳截面形心之連線的垂直距離5) 矢跨比D或D0拱圈（或拱肋）的凈矢高與凈跨徑之比，或計(jì)算矢高與計(jì)算跨徑之比。拱橋(gngqio)的分類(lèi)：建筑材料：圬工拱橋(gngqio)，鋼筋(gngjn)混凝土拱橋，鋼拱橋，鋼-混組合拱橋 主拱圈拱軸線形：圓弧拱橋，拋物線拱橋，懸鏈線橋，折線拱，異形拱 橋面位置：上承式拱橋，中承式拱橋，下承式拱橋 結(jié)構(gòu)受力圖示：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 主拱圈截面形式板拱橋，肋拱橋，雙曲拱橋，箱形拱橋，鋼管混凝土拱橋簡(jiǎn)單體系拱橋：三鉸拱：1）靜定結(jié)

5、構(gòu)2）在地基差的地區(qū)可采用3）但構(gòu)造復(fù)雜，施工困難4）整體剛度小5）主拱圈一般不采用 兩鉸拱：一次超靜定結(jié)構(gòu)。結(jié)構(gòu)整體剛度較相應(yīng)三鉸拱大。由基礎(chǔ)位移、溫變、混凝土收縮徐變引起的附加內(nèi)力比無(wú)鉸拱的影響要小，可在地基條件較差時(shí)或坦拱中采用。（施工體系轉(zhuǎn)換過(guò)程中使用）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??；構(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，會(huì)產(chǎn)生附加內(nèi)力，一般希望修建在地基良好處。跨徑增大，附加內(nèi)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。組合體系拱橋：拱式組合體系橋一般由拱肋、系桿、吊桿（或立柱）、行車(chē)道梁（板）及橋面系等組成。

6、無(wú)推力的組合體系拱：無(wú)推力拱式組合體系橋（也稱(chēng)系桿拱橋）是外部靜定結(jié)構(gòu)兼有拱橋的較大跨越能力和簡(jiǎn)支梁橋?qū)Φ鼗m應(yīng)能力強(qiáng)的兩大特點(diǎn)。拱的推力由系桿承受，系桿的含義就是一個(gè)將兩拱腳相互聯(lián)系在一起的水平構(gòu)件，因而墩臺(tái)不承受水平推力。1）柔性系桿剛性拱稱(chēng)系桿拱2）剛性系桿柔性拱稱(chēng)藍(lán)格爾拱3）剛性系桿剛性拱稱(chēng)洛澤拱。有推力的組合體系拱：此種組合體系拱沒(méi)有系桿，由單獨(dú)的梁和拱共同受力，拱的推力仍由墩臺(tái)承受。1）剛性梁柔性拱（倒藍(lán)格爾拱）；2）剛性梁剛性拱（倒洛澤拱）板拱橋：板拱又可分為石板拱、混凝土板拱和鋼筋混凝土板拱等 構(gòu)造簡(jiǎn)單、施工方便，使用廣泛。自重較大，不經(jīng)濟(jì)，通常在地基較好的中小跨徑圬工拱橋中采

7、用?；炷晾吖皹颍核菍骞皠澐殖蓛蓷l或多條分離的、高度較大的拱肋，肋與肋間用橫系梁相聯(lián)。這樣就可以用較小的截面面積獲得較大的截面抵抗矩，從而節(jié)省材料，減輕拱橋的自重，因此多用于大、中跨徑的拱橋雙曲拱橋：主拱圈橫截面由一個(gè)或數(shù)個(gè)橫向小拱單元組成，由于主拱圈的縱向及橫向均呈曲線形，故稱(chēng)之為雙曲拱橋 .主拱圈橫截面由一個(gè)或數(shù)個(gè)橫向小拱單元組成，由于主拱圈的縱向及橫向均呈曲線形，故稱(chēng)之為雙曲拱橋. 缺點(diǎn): 施工工序多、組合截面整體性較差和易開(kāi)裂等.箱形拱橋：閉口箱形截面，(截面抗扭剛）度大，橫向整體性和結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性好，特別適用于(無(wú)支架施工) 目前采用最多的截面形式鋼管混凝土拱橋：鋼管混凝土屬于鋼-混

8、凝土組合結(jié)構(gòu)中的一種。它借助內(nèi)填混凝土增強(qiáng)鋼管壁的穩(wěn)定性，同時(shí)又利用鋼管對(duì)核心混凝土的套箍作用，使核心混凝土處于(三向受壓狀態(tài))，從而使其具有更高的抗壓強(qiáng)度和抗變形能力。優(yōu)點(diǎn)：1）承載能力大，正常使用狀態(tài)是以應(yīng)力控制設(shè)計(jì)，外表不存在混凝土裂縫問(wèn)題.2）施工時(shí)適應(yīng)能力大無(wú)支架纜索吊裝轉(zhuǎn)體施工懸臂施工勁性骨架(gji)混凝土拱橋：勁性骨架拱橋與普通鋼筋混凝土拱橋的區(qū)別在于前者以鋼骨拱桁架作為受力筋，它可以是型鋼，也可以是鋼管，采用鋼管作勁性骨架的混凝土拱又可稱(chēng)為(chn wi)內(nèi)填外包型鋼管混凝土拱。它主要用在大跨度拱橋中，同時(shí)也解決了大跨度拱橋施工的“自架設(shè)(jish)問(wèn)題”，即首先架設(shè)自重輕、

9、剛度、強(qiáng)度均較大的鋼管骨架，然后在空鋼管內(nèi)壓注混凝土形成鋼管混凝土，使骨架進(jìn)一步硬化，再在鋼管混凝土骨架上外掛模板澆注外包混凝土，形成鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)。在這種結(jié)構(gòu)中，鋼管和隨后形成的鋼管混凝土主要是作為施工的勁性骨架來(lái)考慮的。成橋后，它也可以參與受力。第二章 拱橋的構(gòu)造及設(shè)計(jì)第一節(jié) 上承式拱橋的構(gòu)造與設(shè)計(jì)1、上承式拱橋分為兩大類(lèi)：一類(lèi)是普通型上承式拱橋，這類(lèi)拱橋由主拱（圈）、拱上傳力構(gòu)件、橋面系組成，主拱（圈）是主要承重結(jié)構(gòu)；另一類(lèi)是整體型上承式拱橋，這類(lèi)拱橋則是由主拱片（指由拱圈與拱上傳載構(gòu)件組成的整體結(jié)構(gòu)）和橋面系組成，主拱片是主要承重結(jié)構(gòu)。普通型上承式拱橋：根據(jù)主拱圈截面形式可分為：板拱，

10、肋拱，箱形拱，雙曲拱。板拱：主拱圈采用整體實(shí)心矩形截面的拱。材料: 石板拱、素混凝土板拱、鋼筋混凝土板拱 肋拱：用兩條或多條分離的平行窄拱圈即拱肋作為主拱圈的拱具有自重輕，恒載內(nèi)力小，可以充分發(fā)揮鋼筋混凝土等材料的性能，在大中型拱橋中得到廣泛應(yīng)用 橋梁寬度：1）20m 以上，分離的雙幅雙肋拱，多肋拱2）20m 以下，雙肋拱 寬跨比： 大于1/20; 小于1/20 將帶來(lái)橫向穩(wěn)定問(wèn)題箱形拱：主拱圈截面由多室箱構(gòu)成的拱稱(chēng)為箱形拱 主要特點(diǎn)：1）截面挖空率大 ( 50% 60% )2）中性軸居中3）抗彎和抗扭剛度大，整體性好4）單條箱肋剛度較大，穩(wěn)定性較好，能單箱肋成拱，便于無(wú)支架吊裝中性軸5）制作

11、要求高，吊裝設(shè)備多 截面組成方式：1)由多條U形肋組成的多室箱形截面2)多條工形肋組成的多室箱形截面3) 多條閉合箱肋組成的多室箱形截面4) 單箱多室截面整體型上承式拱橋: 1)桁架拱橋1普通桁拱橋2桁式組合拱2)剛架拱橋桁架拱橋：又稱(chēng)拱形桁架橋。桁架拱橋是一種有水平推力的桁架結(jié)構(gòu)，其上部結(jié)構(gòu)由桁架拱片、橫向聯(lián)結(jié)系和橋面系組成。桁架拱片是主要承重結(jié)構(gòu)，由上、下弦桿、腹桿和實(shí)腹段組成。 桁架拱片是主要承重結(jié)構(gòu)，由上、下弦桿、腹桿和實(shí)腹段組成 剛架拱橋?qū)儆谟型屏Φ母叽纬o定結(jié)構(gòu)，具有構(gòu)件少、質(zhì)量輕、整體性好、剛度大、施工簡(jiǎn)便、造價(jià)低、造型美觀等優(yōu)點(diǎn)，可在軟土地基上修建，被用于跨徑為25m70m的橋

12、梁。2、拱上建筑構(gòu)造：拱上建筑是拱橋的一部分，按照拱上建筑采用的不同構(gòu)造方式，可將拱橋分為實(shí)腹式和空腹式 空腹式1）拱式拱上建筑1實(shí)腹段式2全空腹式3葵花式 2）梁式拱上建筑1實(shí)腹段式2全空腹式梁式腹孔結(jié)構(gòu)有簡(jiǎn)支、連續(xù)和框架式等多種型式。腹孔墩可分為橫墻式或排架式兩種。其他細(xì)部構(gòu)造：1.拱上填料、橋面及人行道2.伸縮縫與變形縫 拱上建筑與主拱圈的共同作用溫度下降時(shí)的變形提高主拱圈的承載能力主拱圈的變形約束，產(chǎn)生附加內(nèi)力。 構(gòu)造上采取必要的措施：伸縮縫與變形縫5、拱橋(gngqio)的設(shè)計(jì)（重點(diǎn)(zhngdin)）：1)拱橋的總體(zngt)布置: 拱橋總體布置應(yīng)包括：擬定結(jié)構(gòu)體系及結(jié)構(gòu)型式；擬

13、定橋梁的長(zhǎng)度、跨徑、孔數(shù)、拱的主要幾何尺寸、橋梁的高度、墩臺(tái)及其基礎(chǔ)型式和埋置深度、橋上及橋頭引道的縱坡等。（1）確定橋梁的長(zhǎng)度及分孔（2）確定橋梁的設(shè)計(jì)標(biāo)高和矢跨比 橋面標(biāo)高：兩岸線路的縱斷面設(shè)計(jì)所控制。橋下凈空控制橋面最小高度，并且還需滿足宣泄設(shè)計(jì)洪水流量或不同航道等級(jí)所規(guī)定的橋下凈空界限的要求。 拱頂?shù)酌鏄?biāo)高橋面標(biāo)高拱頂填料厚度拱圈厚度 起拱線標(biāo)高：矢跨比，盡量減小基底彎矩，節(jié)省墩臺(tái)圬工體積 基礎(chǔ)底面標(biāo)高：沖刷深度，地基承載能力 (3) 矢跨比確定（重點(diǎn)）f/L是拱橋的一個(gè)重要參數(shù)，其值與拱圈內(nèi)力有密切關(guān)系；f/L大，則拱圈較陡，拱橋推力減小，對(duì)基礎(chǔ)有利；f/L小，拱圈較坦，拱橋推力增大

14、，拱圈內(nèi)力增大，對(duì)基礎(chǔ)不利；f/L取值范圍：1/41/8，最小不小于1/12, 此時(shí)拱橋已退化成梁橋。2）不等跨連續(xù)拱橋的處理方法：（1）采用不同的矢跨比：利用矢跨比與推力大小成反比的關(guān)系，在相鄰兩孔中，大跨徑用較陡的拱（矢跨比較大），小跨徑用較坦的拱（矢跨比較小），使兩相鄰孔在恒載作用下的不平衡推力盡量減小。（2）不同拱腳標(biāo)高（3）調(diào)整拱上建筑的恒載重量（4）不同類(lèi)型的拱跨結(jié)構(gòu)3）拱軸線的選擇和拱上建筑的布置：（1）圓弧線（2）懸鏈線（3）拋物線第二節(jié) 中、下承式鋼筋混凝土拱橋的設(shè)計(jì)與構(gòu)造1、中下承式拱橋特：1）保持了上承式拱橋的基本力學(xué)特性。拱圈混凝土材料抗壓。2） 更易滿足凈空要求3）更

15、易平衡水平推力4）降低橋面高度5） 美觀2、中、下承式拱橋的基本組成和構(gòu)造：1）拱肋 提籃式拱：降低拱肋的面內(nèi)極限承載力X 型肋拱的內(nèi)傾角也不是越大越好，一般以10度附近為佳 2）橫向聯(lián)系 主要依賴(lài)以下幾個(gè)主要因素來(lái)保證橫向穩(wěn)定：1.拱腳具有牢靠的剛性固結(jié)2.加強(qiáng)在橋面以下至拱腳區(qū)段的拱肋間固結(jié)橫梁的剛度，并設(shè)置K撐或X撐3. 采用剛性吊桿，并與整體式橋面結(jié)構(gòu)或剛度較大的橫梁固結(jié) 3)懸掛結(jié)構(gòu) 吊桿：剛性吊桿、柔性吊桿 4）橫梁中承式拱橋的橋面橫梁可以分為固定橫梁、普通橫梁和剛架橫梁三類(lèi)。為滿足擱置和連接橋面板的需要，橫梁上緣寬度不宜小于60cm。 第三節(jié) 拱式組合體系橋的設(shè)計(jì)與構(gòu)造1、拱式組

16、合體系橋?qū)⒘汉凸皟煞N基本結(jié)構(gòu)組合起來(lái)，共同承受橋面荷載和水平推力，充分發(fā)揮梁受彎、拱受壓的結(jié)構(gòu)特性及其組合作用，達(dá)到節(jié)省材料的目的。拱式組合體系橋一般可劃分為無(wú)推力的和有推力的兩種類(lèi)型。2、拱式組合體系橋的基本形式：1.簡(jiǎn)支梁拱組合式橋梁2.連續(xù)梁拱組合式橋梁3.單懸臂組合式橋梁（單懸臂組合式橋梁只適用于上承式這樣的結(jié)構(gòu)加勁梁受拉彎作用，加勁梁采用預(yù)應(yīng)力混凝土，拱肋為鋼筋混凝土。）3、拱式組合體系橋的基本組成和構(gòu)造：拱式組合體系橋一般由拱肋、系桿、吊桿（或立柱）、行車(chē)道梁（板）及橋面系等組成 1.拱肋：柔性(ru xn)系桿剛性拱、剛性系桿柔性拱 2.系桿：構(gòu)造原則：一方面要考慮系桿與拱肋聯(lián)接

17、，保證系桿能很好地與拱肋共同受力；另一方面又要避免(bmin)橋面行車(chē)道因阻礙系桿受拉而遭到破壞。構(gòu)造上處理方法有：在行車(chē)道設(shè)置橫向斷縫a. 在行車(chē)道設(shè)置橫向斷縫b. 系桿采用型鋼或扁鋼制造c. 采用獨(dú)立的鋼筋混凝土或預(yù)應(yīng)力系桿。3.吊桿(dio n)：吊桿一般是長(zhǎng)細(xì)構(gòu)件，設(shè)計(jì)時(shí)通常將其作為軸向受力構(gòu)件考慮，故順橋向尺寸一般設(shè)計(jì)得較小，使之具有柔性而不承受彎矩，只承受拉力，橫橋向尺寸設(shè)計(jì)得較大，以增強(qiáng)拱肋的穩(wěn)定性。第三章 拱橋的計(jì)算第一節(jié) 上承式拱橋的計(jì)算1、聯(lián)合作用：為簡(jiǎn)化分析，拱上建筑與主拱的聯(lián)合作用，一般偏安全不去考慮。橫向分布：橫墻式的板拱、雙曲拱、箱形拱不考慮；橫向分布：排架式拱上建

18、筑、剛架拱、桁架拱需考慮2、拱橋計(jì)算的整體圖：一、拱軸方程的建立 拱軸線的形狀直接影響主拱截面內(nèi)力大小與分布。幾個(gè)名詞：壓力線：荷載作用下拱截面上彎矩為零（全截面受壓）的截面合內(nèi)力作用點(diǎn)的連線；恒載壓力線：恒載作用下截面彎矩為零的截面合內(nèi)力作用點(diǎn)的連線；各種荷載壓力線：各種荷載作用下截面彎矩為零的截面合內(nèi)力作用點(diǎn)的連線；理想拱軸線：與各種荷載壓力線重合的拱軸線；合理拱軸線：拱截面上各點(diǎn)為受壓應(yīng)力，盡量趨于均勻分布，能充分發(fā)揮圬工材料良好的抗壓性能；選擇拱軸線的原則：盡量降低荷載彎矩值；考慮拱軸線外形與施工簡(jiǎn)便等因素。 1.實(shí)腹式懸鏈線拱：（1）坐標(biāo)系的建立：拱頂為原點(diǎn)，y1向下為正（2）對(duì)主拱

19、的受力分析 由上式可見(jiàn)，4 / ly當(dāng)m增大時(shí)，拱軸線抬高；反之，當(dāng)m減小時(shí)，拱軸線降低隨m的增大而減小，隨m的減小而增大。在一般的懸鏈線拱橋中，結(jié)構(gòu)自重從拱頂向拱腳增加。3、實(shí)腹式懸鏈線拱軸系數(shù)的確定（重點(diǎn)）：確定拱軸系數(shù)的步驟：1假定m 2從拱橋（上）第1000頁(yè)附錄III表(III)-20查 j cos 3由上式計(jì)算新的m 4若計(jì)算的m 和假定m 相差較遠(yuǎn)，則再次計(jì)算m 值 5直到前后兩次計(jì)算接近為止。以上過(guò)程可以編制小程序計(jì)算。4、拱軸線變化：空腹式拱中橋跨結(jié)構(gòu)恒載分為兩部分：分布恒載和集中恒載。恒載壓力線不是懸鏈線，也不是一條光滑曲線。5、空腹式懸鏈線拱軸系數(shù)的確定：空腹式拱橋中，橋

20、跨結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)自重可視為由兩部分組成：即主拱圈與實(shí)腹段自重的分布力以及空腹部分通過(guò)腹孔墩傳下的集中力。為使懸鏈線拱軸線與其結(jié)構(gòu)自重壓力線接近，一般采用“五點(diǎn)重合法”確定懸鏈線拱軸線的值。即要求拱軸線在全拱有五點(diǎn)（拱頂、四分點(diǎn)和兩拱腳）與其相應(yīng)三鉸拱結(jié)構(gòu)自重壓力線重合。由此，可以根據(jù)上述五點(diǎn)彎矩為零的條件確定值。6、拱軸線與壓力線的偏離：1鉸拱拱軸線與恒載壓力線的偏離值 以上確定m方法只保證全拱有5點(diǎn)與恒載壓力線吻合，其余各點(diǎn)均存在偏離，這種偏離會(huì)在拱中產(chǎn)生附加內(nèi)力，對(duì)于三鉸拱各截面偏離彎矩值 p M可用拱軸線與壓力線在該截面的偏離值y 表示，即M g =H p y 2空腹式無(wú)鉸拱的拱軸線與壓力線

21、的偏離 1)對(duì)于無(wú)鉸拱，偏離彎矩的大小不能用M g =H p y表示，而應(yīng)以該偏離彎矩作為荷載計(jì)算無(wú)鉸拱的偏離彎矩； 2)空腹式無(wú)鉸拱采用五點(diǎn)重合法確定拱軸線，是與相應(yīng)的三鉸拱壓力線在五點(diǎn)重合，而與無(wú)鉸拱壓力線實(shí)際上并不存在五點(diǎn)重合關(guān)系。但偏離彎矩恰好與控制截面彎矩符號(hào)相反，因而，偏離彎矩對(duì)拱腳及拱頂是有利的 3）矢跨比不變，高填土拱橋選小m ，低填土拱橋選較大m 7、（重點(diǎn)）把剛臂端點(diǎn)引到（彈性中心）上，就可使全部副系數(shù)都等于零，這一簡(jiǎn)化(jinhu)方法叫彈性中心法，此時(shí)力法方程為：要知道寫(xiě)8、結(jié)構(gòu)自重作用下拱的內(nèi)力(nil)計(jì)算：恒載內(nèi)力、彈性壓縮的內(nèi)力、拱軸線(zhu xin)偏離引起

22、的內(nèi)力(1) 不考慮彈性壓縮的恒載內(nèi)力(2) 彈性壓縮引起的恒載內(nèi)力(3) 恒載作用下拱圈的總內(nèi)力不考慮彈性壓縮的結(jié)構(gòu)自重內(nèi)力：1實(shí)腹拱 在結(jié)構(gòu)自重作用下，拱腳的豎向反力為半拱的結(jié)構(gòu)自重重量 2空腹拱空腹式無(wú)鉸拱橋的結(jié)構(gòu)自重內(nèi)力又可分為兩部分，即先不考慮偏離的影響，將拱軸線視為與結(jié)構(gòu)自重壓力線完全吻合，然后再考慮偏離的影響，計(jì)算由偏離引起的結(jié)構(gòu)自重內(nèi)力。兩者迭加，即得空腹式無(wú)鉸拱不考慮彈性壓縮時(shí)的結(jié)構(gòu)自重內(nèi)力。彈性壓縮引起的內(nèi)力：在結(jié)構(gòu)自重軸力作用下，拱圈的彈性壓縮表現(xiàn)為拱軸長(zhǎng)度的縮短。拱圈的這種變形，會(huì)在拱中產(chǎn)生相應(yīng)的內(nèi)力?？梢?jiàn)考慮彈性壓縮，在拱頂產(chǎn)生正彎矩，壓力線上移；拱腳產(chǎn)生負(fù)彎矩，壓力

23、線下移。即實(shí)際壓力線不與拱軸線重合。結(jié)構(gòu)自重作用下拱圈各截面的總內(nèi)力：在拱橋計(jì)算中，拱中內(nèi)力的符號(hào)，采用下述規(guī)定：拱中彎矩以使拱圈下緣受拉為正，拱中剪力以繞脫離體逆時(shí)針轉(zhuǎn)為正，軸向力則使拱圈受壓為正。9、汽車(chē)和人群荷載的內(nèi)力計(jì)算：汽車(chē)和人群荷載內(nèi)力計(jì)算仍分兩步進(jìn)行：先計(jì)算不考慮彈性壓縮的汽車(chē)和人群荷載內(nèi)力，然后再計(jì)入彈性壓縮對(duì)汽車(chē)荷載內(nèi)力的影響 1.不考慮彈性壓縮影響的汽車(chē)和人群荷載內(nèi)力：超靜定無(wú)鉸拱橋汽車(chē)荷載內(nèi)力計(jì)算的辦法是：先計(jì)算贅余力影響線，然后用迭加的辦法計(jì)算內(nèi)力影響線，最后，根據(jù)內(nèi)力影響線按最不利情況布載、求最不利內(nèi)力值。（1）繪制贅余力影響線1）以簡(jiǎn)支曲梁為基本結(jié)構(gòu)2）計(jì)算贅余力影

24、響線（2）內(nèi)力影響線（3）內(nèi)力計(jì)算 拱是偏心受壓構(gòu)件，最大應(yīng)力由彎矩M和軸力N共同決定,布載往往不能使M、N同時(shí)達(dá)到最大，一般按最大（最小）彎矩布載，求出最大彎矩及其相應(yīng)軸力及剪力等。利用影響線求內(nèi)力有直接布載法和等代荷載法 2.活載彈性壓縮引起的內(nèi)力：最終活載內(nèi)力不考慮彈壓的活載內(nèi)力活載彈壓內(nèi)力 手算：不計(jì)彈壓活載內(nèi)力可用等代荷載計(jì)算，活載彈壓內(nèi)力則可根據(jù)查表直接求得。若將彈性壓縮的影響一并考慮，則會(huì)使計(jì)算大為復(fù)雜。電算：求結(jié)構(gòu)內(nèi)力影響線并直接布載求出的內(nèi)力，因考慮了彈性壓縮的影響，故為最終活載內(nèi)力。10、裸拱內(nèi)力(nil)計(jì)算：采用早脫架施工（拱圈合龍達(dá)到一定強(qiáng)度后就卸落拱架）及無(wú)支架施工

25、的拱橋，須計(jì)算(j sun)裸拱自重產(chǎn)生的內(nèi)力，以便進(jìn)行裸拱強(qiáng)度和穩(wěn)定性的驗(yàn)算。11、均勻溫變和拱腳變位的內(nèi)力(nil)計(jì)算：1超靜定拱中，溫度變化、混凝土收縮變形和拱腳變位都會(huì)產(chǎn)生附加內(nèi)力。2 我國(guó)許多地區(qū)溫度變化大，溫度引起的附加內(nèi)力不容忽視。3混凝土收縮徐變引起拱橋開(kāi)裂。4拱橋墩臺(tái)變位的影響突出。據(jù)統(tǒng)計(jì)分析，兩拱腳相對(duì)水平位移超過(guò)L/1200時(shí)，拱橋的承載力就會(huì)大大降低，甚至破壞。 知識(shí)點(diǎn)：拱圈的合龍溫度當(dāng)大氣溫度比合龍溫度高時(shí)，引起拱體膨脹；反之，大氣溫度比合龍溫度低時(shí)，引起拱體收縮。不論是膨脹還是收縮，都會(huì)在拱中產(chǎn)生附加內(nèi)力，只符號(hào)不同而已 知識(shí)點(diǎn)：升溫時(shí)，軸力為正，在拱頂，M為負(fù)，

26、拱腳M為正，與該兩截面的控制彎矩方向正好相反，對(duì)拱圈受力有利。降溫時(shí)，軸力為負(fù)，拱頂拱腳的彎矩與控制彎矩方向相同，對(duì)拱圈不利。 知識(shí)點(diǎn)（重點(diǎn)）1拱橋設(shè)計(jì)必須說(shuō)明合龍溫度2拱橋應(yīng)在較低溫度下合龍3設(shè)計(jì)中必須計(jì)算溫度內(nèi)力12、拱腳變位引起的內(nèi)力計(jì)算：1拱腳相對(duì)水平位移2拱腳相對(duì)豎直位移3拱腳相對(duì)角變位引起的內(nèi)力13、特別注意的問(wèn)題（重點(diǎn)）: 1、拱橋右拱腳向右水平位移在拱腳截面產(chǎn)生負(fù)彎矩，右拱腳向下豎直位移在左拱腳產(chǎn)生負(fù)彎矩，是不利的。2、拱橋盡可能不讓其產(chǎn)生上述位移，設(shè)計(jì)中必須要求主拱臺(tái)嵌巖一定深度。3、特別是主拱臺(tái)背必須抵?jǐn)n基巖。4、設(shè)計(jì)中必須計(jì)算支座位移產(chǎn)生的內(nèi)力14、主拱驗(yàn)算（重點(diǎn)）：1求

27、出各種荷載的內(nèi)力后，即可進(jìn)行最不利情況下的荷載組合；2進(jìn)而驗(yàn)算拱圈控制截面的強(qiáng)度、剛度和穩(wěn)定性；3控制截面可能位置：小跨徑無(wú)鉸拱常在拱腳、拱頂和1/4截面；大跨度無(wú)鉸拱除拱腳、拱頂和1/4截面外，1/8和3/8截面也可能成為控制截面。主拱強(qiáng)度驗(yàn)算1、驗(yàn)算原則：抗力效應(yīng)的最小值要大于荷載效應(yīng)的最大值2、正截面偏心距驗(yàn)算3、正截面抗剪驗(yàn)算 主拱穩(wěn)定性驗(yàn)算1、縱向穩(wěn)定性驗(yàn)算（面內(nèi)）2、橫向穩(wěn)定性驗(yàn)算（面外）主拱圈寬跨比小于1/20時(shí)，必須驗(yàn)算主拱圈的橫向穩(wěn)定性。3、驗(yàn)算方法：將拱肋換算為相當(dāng)長(zhǎng)度的壓桿，按平均軸向力計(jì)算，以強(qiáng)度校核的形式控制穩(wěn)定。橫向穩(wěn)定性與縱向穩(wěn)定性相似計(jì)算。主拱動(dòng)力性能驗(yàn)算計(jì)算結(jié)

28、構(gòu)的自振頻率和振型強(qiáng)度驗(yàn)算即作用效應(yīng)組合值與結(jié)構(gòu)抗力的比較、穩(wěn)定性驗(yàn)算非常重要；拱的穩(wěn)定性分縱向穩(wěn)定性：1長(zhǎng)細(xì)比不大且矢跨比在0.3以下時(shí)，可表示為強(qiáng)度校核形式，即將拱肋換算成相當(dāng)長(zhǎng)度的壓桿，按平均軸力計(jì)算2主拱（換算直桿）的長(zhǎng)細(xì)比大于橋規(guī)的規(guī)定時(shí)，則可按臨界力控制穩(wěn)定橫向穩(wěn)定性：寬跨比小于20的拱橋、肋拱橋、特大橋以及無(wú)支架施工過(guò)程中的拱圈均存在橫向穩(wěn)定問(wèn)題。目前尚無(wú)成熟的計(jì)算方法，工程上常用與縱向穩(wěn)定性相似的公式來(lái)驗(yàn)算拱的橫向穩(wěn)定性：15、主拱剛度(n d)驗(yàn)算：目前主要驗(yàn)算橋跨在荷載作用下的撓度是否滿足(mnz)規(guī)范要求16、動(dòng)力性能(xngnng)驗(yàn)算：1根據(jù)需要對(duì)主拱圈以及考慮拱上結(jié)

29、構(gòu)在內(nèi)的整體結(jié)構(gòu)進(jìn)行動(dòng)力分析，包括自由振動(dòng)和強(qiáng)迫振動(dòng)（汽車(chē)振動(dòng)波輸入）。2對(duì)拱橋整體結(jié)構(gòu)的自振頻率和振型進(jìn)行分析第二節(jié) 中、下承式鋼筋混凝土拱橋計(jì)算1、中、下承式鋼筋混凝土拱橋計(jì)算的主要內(nèi)容有：1）主拱內(nèi)力計(jì)算及截面強(qiáng)度驗(yàn)算；2）主拱縱、橫向穩(wěn)定性驗(yàn)算；3）吊桿計(jì)算；4）橋面系計(jì)算等2、拱肋橫向穩(wěn)定性驗(yàn)算：1.具有橫向風(fēng)撐聯(lián)接的肋拱穩(wěn)定驗(yàn)算2.無(wú)風(fēng)撐聯(lián)接且為柔性吊桿的拋物線肋拱穩(wěn)定驗(yàn)算（1）側(cè)傾臨界均布荷載（2）考慮吊桿“非保向力效應(yīng)”后的側(cè)傾修正系數(shù) 假定吊桿是不可拉伸但無(wú)拉彎剛度的受拉構(gòu)件，這樣，吊桿將以其張力的水平分力施加到拱肋上，從而增強(qiáng)了拱肋的側(cè)向穩(wěn)定性，這個(gè)效應(yīng)被稱(chēng)之為吊桿的“非保

30、向力效應(yīng)” 3.無(wú)橫撐聯(lián)結(jié)但具有剛性吊桿的肋拱穩(wěn)定驗(yàn)算3、吊桿的計(jì)算：中、下承式拱橋的吊桿通常分為柔性吊桿和剛性吊桿兩類(lèi)。柔性吊桿只承受軸向拉力，而不承受彎矩，按軸向受拉構(gòu)件計(jì)算；剛性吊桿與拱肋及橫梁的聯(lián)結(jié)一般是剛性聯(lián)結(jié)，吊桿兼受軸力和和彎矩，故按偏心受拉構(gòu)件計(jì)算。剛性吊桿常用預(yù)應(yīng)力或部分預(yù)應(yīng)力混凝土制作，當(dāng)采用普通鋼筋混凝土吊桿時(shí)，在施工上常采取使鋼筋承受全部結(jié)構(gòu)自重拉力，以防止產(chǎn)生較大的裂縫，實(shí)際上是一種部分預(yù)應(yīng)力混凝土構(gòu)件。計(jì)算應(yīng)包括承載能力極限狀態(tài)和正常使用狀態(tài)兩種情況。前者應(yīng)區(qū)分小偏心受拉和大偏心受拉兩種情況，主要應(yīng)滿足強(qiáng)度要求；后者主要驗(yàn)算在使用荷載下的應(yīng)力幅度和裂縫寬度，以確定不

31、發(fā)生疲勞破壞和過(guò)大的裂縫。 特別注意：接近拱腳處的短吊桿設(shè)計(jì)。4、橋面系的計(jì)算：（一）橫梁計(jì)算1、由柔性吊桿支承的橫梁計(jì)算2、與剛性吊桿固結(jié)的橫梁計(jì)算（二）縱梁計(jì)算1、以橫梁為支承點(diǎn)的連續(xù)縱梁計(jì)算2、與橋面板整體聯(lián)結(jié)的連續(xù)縱梁計(jì)算（三）簡(jiǎn)支連續(xù)橋面板的計(jì)算1、預(yù)制板自重按簡(jiǎn)支板計(jì)算。2、二期結(jié)構(gòu)自重和汽車(chē)、人群荷載。第三節(jié) 其他類(lèi)型拱橋的計(jì)算特點(diǎn)1、桁架拱橋受力特點(diǎn)：桁架拱橋的主要受力特點(diǎn)有以下幾點(diǎn)：1、桁架拱橋在受力上最主要的特點(diǎn)是拱上建筑參與拱圈的共同作用，使結(jié)構(gòu)各個(gè)部分的材料都能得到充分利用。2、拱形桁架部分各桿件主要承受軸向力，這與普通桁架拱的受力相似；實(shí)腹段部分承受軸向力和彎矩，與拱

32、圈的受力相類(lèi)似。3、桁架部分的上弦桿除了作為整體桁架桿件承受軸向力外，在運(yùn)營(yíng)時(shí)還要直接承受局部荷載產(chǎn)生的彎矩，尤其是第一個(gè)節(jié)間不但間距大，而且桿件長(zhǎng)，局部荷載產(chǎn)生的彎矩最大，常是控制設(shè)計(jì)的桿件。2、桁架拱橋基本假定及計(jì)算圖式：為了簡(jiǎn)化桁架拱橋的計(jì)算工作，在試驗(yàn)研究的基礎(chǔ)上，可采取下列假定：1、以1片桁架拱片作為計(jì)算單元，將空間桁架簡(jiǎn)化為平面桁架。荷載在橫橋向的不均勻分布，以荷載橫向分布系數(shù)來(lái)體現(xiàn)。2、考慮到桁架拱片兩端僅有一小段截面不大的下弦桿插入墩臺(tái)預(yù)留孔中，故假定桁架拱片兩端與墩臺(tái)的連接為鉸結(jié)。此時(shí)，桁架拱可按外部一次超靜定結(jié)構(gòu)計(jì)算，在支點(diǎn)處（拱腳）僅產(chǎn)生水平反力和豎向反力，不產(chǎn)生彎矩。3

33、、假定桁架拱的結(jié)點(diǎn)為理想鉸結(jié)。試驗(yàn)研究證明，采用鉸結(jié)的假定是容許的，由于結(jié)點(diǎn)固結(jié)產(chǎn)生的次彎矩，除下弦桿外可以不予考慮。當(dāng)用電算分析桁架拱時(shí)，可將各結(jié)點(diǎn)視為剛結(jié)，直接算出各桿件的內(nèi)力。3、剛架拱橋受力特點(diǎn)：同桁架拱橋一樣，剛架拱橋的拱上建筑也參與拱圈的共同作用。除了它兩端的腹孔梁為受彎構(gòu)件外，其余所有構(gòu)件，如主拱腿、腹孔弦桿、斜撐及實(shí)腹段均有軸向壓力，屬于(shy)壓彎構(gòu)件。全橋沒(méi)有受拉構(gòu)件，這也體現(xiàn)了剛架拱橋在受力方面的優(yōu)點(diǎn)。其次，由于考慮了橋面與剛架拱片的共同作用，故在進(jìn)行活載內(nèi)力分析時(shí)應(yīng)考慮活載橫向不均勻分布的影響。試驗(yàn)表明，實(shí)測(cè)的橫向分布曲線，與按彈性支承連續(xù)梁簡(jiǎn)化法計(jì)算的分布曲線比較接

34、近。因而，剛架拱橋的荷載橫向分布系數(shù)，可用彈性支承連續(xù)梁簡(jiǎn)化法計(jì)算。4、剛架拱橋(gngqio).基本假定及計(jì)算圖式：1、結(jié)構(gòu)(jigu)自重作用時(shí)，假定主拱腳和斜撐腳均為鉸結(jié)（施工時(shí)不封固）；活載作用時(shí)，主拱腳已經(jīng)封固，假定主拱腳為固結(jié)，斜撐腳為鉸結(jié)，弦桿支座無(wú)論結(jié)構(gòu)自重、活載，均作為允許水平位移的豎向鏈桿；2、結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)自重全部由剛架拱片與橫系梁組成的結(jié)構(gòu)承擔(dān)?？紤]到施工過(guò)程中結(jié)構(gòu)體系的變化，的次序分階段計(jì)算結(jié)構(gòu)自重內(nèi)力，然后進(jìn)行疊加。3、二期結(jié)構(gòu)自重、活載和各種附加力由裸拱片與橋面系組成的整體結(jié)構(gòu)承擔(dān)（不包括橋面磨耗層）。4、在內(nèi)力計(jì)算中，按單元全截面特征進(jìn)行計(jì)算，在配筋計(jì)算中，應(yīng)考慮橋面

35、板剪滯效應(yīng)，采用有效寬度進(jìn)行配筋計(jì)算，即受彎時(shí)由有效寬度承受，軸向力由單元全截面承受。5、鋼管混凝土拱橋計(jì)算特點(diǎn)：鋼管混凝土并不是一種專(zhuān)門(mén)的橋型，而只是采用它作為主拱承壓用的結(jié)構(gòu)材料。它既可以被應(yīng)用到上承式拱橋上，但比較多地被用在中、下承式地拱橋上。1、鋼管混凝土拱橋內(nèi)力計(jì)算與施工過(guò)程密切相關(guān)。2、鋼管混凝土作為一種鋼-混凝土組合材料，一般采用合成法確定鋼管混凝土的基本性能。3、我國(guó)應(yīng)用鋼管混凝土拱橋全是超靜定結(jié)構(gòu)，對(duì)于溫度變化、混凝土收縮和徐變產(chǎn)生的次內(nèi)力尚缺乏系統(tǒng)的試驗(yàn)和理論研究。6、鋼管混凝土拱橋基本假定及計(jì)算圖式：1.鋼管混凝土拱橋絕大部分是無(wú)鉸拱，其計(jì)算和一般鋼筋混凝土無(wú)鉸拱一樣，取

36、懸臂曲梁為基本結(jié)構(gòu)，首先進(jìn)行截面計(jì)算。對(duì)于鋼筋混凝土拱橋，計(jì)算超靜定贅余未知力時(shí)，其計(jì)算截面采用全部混凝土截面，不計(jì)鋼筋的影響，這是由于鋼筋混凝土拱橋的配筋率不大，截面計(jì)算時(shí)不計(jì)及鋼筋影響時(shí)，對(duì)附加力影響不大，對(duì)結(jié)構(gòu)總的受力影響很小。2.對(duì)于鋼管混凝土構(gòu)件，混凝土的裂縫開(kāi)展受到鋼管的約束而較遲出現(xiàn)且不發(fā)育，彈性、塑性性能均強(qiáng)于鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，而且其含筋率較高，因此可以不考慮折減。3.鋼管混凝土拱橋由于材料強(qiáng)度高，主拱圈的剛度相對(duì)較小，而且橋面系一般均為梁板式結(jié)構(gòu)（下承式多為柔性吊桿梁板式），活載橫向分布作用明顯，而拱上建筑聯(lián)合作用較弱，因此在汽車(chē)、人群荷載計(jì)算時(shí)采用單根拱肋的計(jì)算模型。雙肋拱拱

37、肋的荷載橫向分布系數(shù)計(jì)算一般采用杠桿法， （重點(diǎn)） 對(duì)于多拱肋，彈性支承連續(xù)梁法乃是一種有效的計(jì)算方法。對(duì)于自重，由于對(duì)稱(chēng)性不需考慮橫向分布。彈性支承連續(xù)梁法:當(dāng)荷載P作用于某一拱片上時(shí)，其分布的拱片數(shù)每側(cè)為2片，到第3片接近于零或?yàn)闃O小的負(fù)值，近似直線分配。所以對(duì)P=1作用于一個(gè)多片拱的某一拱片上時(shí)，其分布只影響到5個(gè)拱片，反力影響線各坐標(biāo)的比例按三角形的相似關(guān)系為12321。當(dāng)加載拱片的一邊沒(méi)有3個(gè)拱片可以分配時(shí)，就把缺拱片那邊無(wú)可分配的數(shù)值都加在最外邊的拱片上。 4.鋼管混凝土溫度變化、混凝土收縮徐變產(chǎn)生的內(nèi)力計(jì)算中，當(dāng)結(jié)構(gòu)處于彈性階段時(shí)，鋼管混凝土拱橋與一般拱橋的不同主要是截面剛度和上

38、述荷載的取值1）計(jì)算合龍溫度溫降計(jì)算時(shí)取合龍當(dāng)月平均溫度加上45；計(jì)算溫升則以當(dāng)月平均溫度作為計(jì)算合龍溫度。2）鋼管混凝土的收縮徐變采用鋼筋混凝土橋的計(jì)算方法，即收縮影響當(dāng)作額外的溫度降低1520，徐變對(duì)結(jié)構(gòu)內(nèi)力的不利影響不計(jì)，僅計(jì)及徐變對(duì)溫度變化、混凝土收縮引起的附加內(nèi)力的調(diào)整作用，即在無(wú)可靠資料時(shí)，溫度變化內(nèi)力和混凝土收縮產(chǎn)生的內(nèi)力分別乘以0.7和0.45的徐變影響系數(shù)?；炷恋男熳儗?dǎo)致截面上原先由混凝土承擔(dān)的應(yīng)力部分向鋼管轉(zhuǎn)移，使鋼管應(yīng)力增大。5.鋼管混凝土拱橋采用自架設(shè)施工方法，主拱圈逐步形成，強(qiáng)度驗(yàn)算有應(yīng)力疊加法和內(nèi)力疊加法兩種。在施工過(guò)程中，采用應(yīng)力疊加法驗(yàn)算鋼拱架的強(qiáng)度與穩(wěn)定性

39、，并用容許應(yīng)力法進(jìn)行驗(yàn)算。當(dāng)管內(nèi)混凝土達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度后，采用內(nèi)力疊加法計(jì)算內(nèi)力，并采用極限狀態(tài)法。6.鋼管對(duì)核心混凝土的套箍作用只有當(dāng)構(gòu)件處于軸心或小偏心受壓狀態(tài)，且混凝土進(jìn)入塑性狀態(tài)后才能顯現(xiàn)，對(duì)于軸心或小偏心受壓構(gòu)件的承載能力極限狀態(tài)驗(yàn)算，可考慮套箍作用的有利影響，其它情況一概不考慮。7.兩根和兩根以上鋼管混凝土組成的拱肋除進(jìn)行整體承載力驗(yàn)算外，還需進(jìn)行組成構(gòu)件的局部承載力驗(yàn)算，以防局部破壞。對(duì)于桁式斷面，還應(yīng)對(duì)腹桿、平聯(lián)等進(jìn)行局部受力驗(yàn)算。8.鋼管混凝土肋拱面內(nèi)承載力是二類(lèi)穩(wěn)定問(wèn)題，它小于一類(lèi)彈性穩(wěn)定臨界荷載，拱肋整體進(jìn)行二類(lèi)問(wèn)題的驗(yàn)算。同時(shí)，還需進(jìn)行鋼管混凝土肋拱側(cè)向極限承載力（即橫向穩(wěn)

40、定性）的驗(yàn)算。 內(nèi)力迭加法各施工階段的內(nèi)力直接迭加，不考慮拱圈截面的形成過(guò)程，最后應(yīng)力以全截面的EA EI 表達(dá)，截面應(yīng)力保持一條直線。應(yīng)力迭加法考慮拱圈截面逐步形成，應(yīng)力在截面上的迭加歷史不同，分階段計(jì)算應(yīng)力。此時(shí)截面上的應(yīng)力曲線是階梯形，有突變。7、系桿拱橋(gngqio)：柔性系桿剛性拱組合(zh)體系是將拱肋的推力傳給下弦（即系桿）承受，使體系成為外部靜定的結(jié)構(gòu)。當(dāng)基礎(chǔ)發(fā)生(fshng)不均勻位移時(shí)，結(jié)構(gòu)內(nèi)不產(chǎn)生附加內(nèi)力。該體系設(shè)計(jì)過(guò)程中，比普通下承式拱橋多設(shè)了承受拱肋推力的受拉柔性系桿，因而假設(shè)系桿和吊桿均為柔性桿件，只承受軸向拉力，基本不承受彎矩；拱肋按普通拱橋的拱肋一樣考慮，視為

41、偏心受壓構(gòu)件。8、剛性系桿柔性拱：剛性系桿柔性拱組合體系中，拱的推力傳給剛性系桿承受，屬外部靜定體系。拱肋與系桿的剛度比相對(duì)小很多，形成剛性的系桿和纖細(xì)的拱肋。因此，可以認(rèn)為拱肋只承受軸向壓力，基本不承受彎矩；而系桿不僅承受拱的推力，還要承受彎矩，故它為拉、彎組合的梁式構(gòu)件。該體系以梁（系桿）為主要承重結(jié)構(gòu)，柔性拱肋對(duì)梁只起加勁作用9、剛性系桿剛性拱：剛性系桿剛性拱的受力特點(diǎn)介于柔性系桿剛性拱和剛性系桿柔性拱之間。系桿和拱肋均有一定的抗彎剛度，荷載引起的內(nèi)力在系桿和拱肋之間按剛度分配，共同承擔(dān)軸力和彎矩。系桿和拱肋的端部是剛性連接的，體系為外部靜定而內(nèi)部超靜定結(jié)構(gòu)，超靜定次數(shù)為3 n。10、柔

42、性系桿剛性拱：1）基本假定 柔性系桿剛性拱計(jì)算分析的基本假定如下：（1）系桿只承受拱肋傳遞的推力，即截面中只有拉力；（2）拱肋為主要承重構(gòu)件，由于它的剛度比系桿大得多，故其截面要承受彎矩、軸力和剪力；（3）橋面系剛度不參與系桿剛度作用；（4）對(duì)于變截面拱，一般拱肋截面慣性矩變化 2）計(jì)算要點(diǎn) 取系桿拉力H為贅余未知力，原點(diǎn)為拱腳 注意！1當(dāng)采用預(yù)應(yīng)力鋼筋混凝土系桿時(shí)，應(yīng)在計(jì)算中采用換算的系桿面積。2拱肋和系桿在溫度變化、混凝土收縮時(shí)不一致，可能產(chǎn)生附加內(nèi)力，計(jì)算中應(yīng)考慮這種因素對(duì)內(nèi)力的影響。3系桿的拉壓剛度EA趨于無(wú)窮大，彎曲剛度EI則為零。11、剛性(n xn)系桿柔性拱：1）基本假定（1）

43、橋面系結(jié)構(gòu)自重和拱肋結(jié)構(gòu)自重沿跨度方向的分布大致均勻，從拱腳到拱頂?shù)暮奢d集度大致一樣，拱軸線一般采用二次拋物線。（2）柔性拱肋的拱軸線采用內(nèi)接二次曲線的曲多邊形。（3）當(dāng)拱肋為曲多邊形時(shí)，各吊桿節(jié)點(diǎn)之間的拱肋是直桿構(gòu)件，只承受其軸線方向的軸力，節(jié)點(diǎn)剛性連接產(chǎn)生的彎矩比剛性系桿中的彎矩小得多，且直桿拱肋段中引起(ynq)的應(yīng)力也遠(yuǎn)小于軸力引起的內(nèi)力，工程上計(jì)算可略去。（4）附加彎矩僅在精確分析中需要，在工程實(shí)用計(jì)算中可忽略不計(jì) 。 注意(zh y)！1系桿端部節(jié)間的中點(diǎn)有較大的正彎矩，當(dāng)系桿軸線與拱軸線在支點(diǎn)軸線處相交時(shí)，該交點(diǎn)的彎矩為零，設(shè)計(jì)時(shí)常將支座中線之上的拱軸線設(shè)計(jì)成與系桿不相交，因此拱

44、腳水平推力的偏心作用，造成支點(diǎn)負(fù)彎矩，從而減少正彎矩，使系桿截面較為經(jīng)濟(jì)。2這種拱雖屬于外部靜定體系，但實(shí)際上拱肋和系桿在溫度變化、混凝土收縮時(shí)是不一致的，計(jì)算中應(yīng)考慮附加力。3剛性系桿柔性拱，拱肋截面要求纖細(xì)，這樣就增加了構(gòu)件的長(zhǎng)細(xì)比，因此全拱的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性非常重要。失穩(wěn)狀態(tài)以發(fā)生不對(duì)稱(chēng)失穩(wěn)變形為最不利。12、剛性系桿剛性拱：1）基本假定（1）剛性系桿剛性拱組合體系橋，拱肋和系桿均能承受彎矩和剪力，吊桿（豎桿）剛度通常較小，仍可視為兩端設(shè)鉸的鏈桿，此時(shí)的體系為外部靜定、內(nèi)部為（n+3）次超靜定結(jié)構(gòu)（n為吊桿數(shù)）。（2）吊桿為軸向受力的柔性桿件，其兩端點(diǎn)與拱肋及系桿鉸結(jié)；（3）拱軸線為左右對(duì)稱(chēng)的

45、二次拋物線，且有幾個(gè)相等的節(jié)間。 將拱肋上的三個(gè)贅余力選在彈性中心處，再利用結(jié)構(gòu)及荷載的對(duì)稱(chēng)性，進(jìn)一步將基本結(jié)構(gòu)分解為對(duì)稱(chēng)型和反對(duì)稱(chēng)型兩種簡(jiǎn)單情況的疊加。第四章 拱橋的施工第一節(jié) 混凝土拱橋施工方法簡(jiǎn)介拱橋的施工方法：整體圖?；炷凉皹虻氖┕ぐ雌渲鞴叭Τ尚偷姆椒梢苑譃橐韵氯箢?lèi)：一就地澆筑法 二預(yù)制安裝法：1整體安裝法 拱片需進(jìn)行三點(diǎn)驗(yàn)算：1拱肋從平臥到豎立的翻轉(zhuǎn)過(guò)程中，應(yīng)將此兩個(gè)起吊點(diǎn)視為作用于其上的垂直集中力，來(lái)驗(yàn)算此曲梁的強(qiáng)度和剛度；2在豎向吊運(yùn)過(guò)程中，需驗(yàn)算吊點(diǎn)截面的強(qiáng)度；3當(dāng)兩吊點(diǎn)間距較近時(shí)，需驗(yàn)算系桿是否出現(xiàn)軸向壓力及其面外的穩(wěn)定性。2.節(jié)段懸拼法 三、轉(zhuǎn)體施工法1.平面轉(zhuǎn)體施工

46、法2.豎向轉(zhuǎn)體施工法3.平一豎相結(jié)合的轉(zhuǎn)體施工法第二節(jié) 上承式拱橋的有支架施工1、拱架求拱架具有足夠的強(qiáng)度、剛度和穩(wěn)定性。拱架：1.滿布立柱式拱架2、撐架式拱架3.三鉸桁式木拱架4、鋼拱架2、拱圈混凝土的澆筑：為了保證在整個(gè)施工過(guò)程中拱架受力均勻和變形最小，必須選擇合適的澆筑方法和順序：跨徑小于16m的拱圈或拱肋混凝土，按拱圈全寬從兩端拱腳向拱頂對(duì)稱(chēng)地連續(xù)澆筑，并在拱腳混凝土的初凝前全部完成。跨度大于或等于16m的拱圈或拱肋，應(yīng)沿拱跨方向分段澆筑。分段位置應(yīng)以能使拱架受力對(duì)稱(chēng)(duchn)、均勻和變形小為原則。間隔槽混凝土，應(yīng)待拱圈分段(fn dun)澆筑完成后且其強(qiáng)度達(dá)到75%以上設(shè)計(jì)強(qiáng)度，

47、并且接縫按施工縫經(jīng)過(guò)處理后，再由拱腳向拱頂(n dn)對(duì)稱(chēng)進(jìn)行澆筑。澆筑大跨徑拱圈時(shí)，縱向鋼筋接頭應(yīng)安排在設(shè)計(jì)規(guī)定的最后澆筑的幾個(gè)間隔槽內(nèi)，并應(yīng)在澆筑這些間隔槽時(shí)再連接。澆筑大跨徑拱圈（拱肋）混凝土?xí)r，宜采用分環(huán)（層）分段法澆筑，也可沿縱向分成若干條幅，中間條幅先行澆筑合龍，達(dá)到設(shè)計(jì)要求后，再按橫向?qū)ΨQ(chēng)，分層澆筑合龍其它條幅。大跨徑鋼筋混凝土箱形拱圈（拱肋）可采取在拱架上組裝并現(xiàn)澆的施工方法。3、拱上建筑的施工：拱上建筑的施工，應(yīng)在拱圈合龍、混凝土強(qiáng)度達(dá)到要求強(qiáng)度后進(jìn)行，如設(shè)計(jì)無(wú)規(guī)定，可按達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度的30%以上控制，一般不少于合龍后的三晝夜。4、拱架的卸落：1.卸架程序設(shè)計(jì)：卸架時(shí)間必須待拱

48、圈混凝土達(dá)到一定強(qiáng)度后才能進(jìn)行 ，并按照一定的卸架程序。滿布式拱架的中小跨徑拱橋，可從拱頂開(kāi)始，逐漸向拱腳對(duì)稱(chēng)卸落。大跨徑拱圈，為了避免拱圈發(fā)生“M”形的變形，也有從兩邊1/4L處逐次對(duì)稱(chēng)地向拱腳和拱頂均勻地卸落。卸架時(shí)宜在白天氣溫較高時(shí)進(jìn)行。2.卸架設(shè)備：1.簡(jiǎn)單木楔2.雙向木楔3.組合木楔第三節(jié)上承式拱橋纜索吊裝施工1、纜索吊裝施工工序：在預(yù)制場(chǎng)預(yù)制拱肋（或拱箱）節(jié)段和拱上結(jié)構(gòu)，移運(yùn)到纜索吊裝設(shè)備下的合適位置，吊運(yùn)至待拼橋孔處安裝就位，用扣索將它們臨時(shí)固定，吊合龍段的拱肋（或拱箱）節(jié)段，調(diào)整軸線,進(jìn)行接頭固結(jié)處理，安裝拱肋（或拱箱）完畢后,處理橫系梁或縱向接縫,安裝拱上結(jié)構(gòu)。一、拱圈節(jié)段的

49、預(yù)制 二、拱肋的吊裝 三、施工加載程序設(shè)計(jì) 目的：施工加載程序設(shè)計(jì)的目的，是要在裸拱上加載時(shí)，使拱肋各個(gè)截面都能滿足應(yīng)力、強(qiáng)度和穩(wěn)定的要求，并盡量減少施工工序，便于操作，加快施工進(jìn)度。 .一般原則（1）中、小跨徑拱橋，拱肋的截面尺寸滿足一定的要求，可不作施工加載程序設(shè)計(jì)。但應(yīng)按有支架施工方法對(duì)稱(chēng)、均勻地施工。（2）大、中跨徑的箱形拱橋或雙曲橋，按分環(huán)、分段、均勻?qū)ΨQ(chēng)加載的總原則進(jìn)行設(shè)計(jì)。（3）多孔拱橋的兩個(gè)相鄰孔之間，須均衡加載上承式拱橋轉(zhuǎn)體施工基本原理：將拱圈或整個(gè)上部結(jié)構(gòu)分為兩個(gè)半跨，分別在河流兩岸利用地形或簡(jiǎn)單支架現(xiàn)澆或預(yù)制裝配半拱，然后利用動(dòng)力裝置將其兩半跨拱體轉(zhuǎn)動(dòng)至橋軸線位置（或設(shè)計(jì)

50、標(biāo)高）合龍成拱。方法：平面轉(zhuǎn)體、豎向轉(zhuǎn)體、平豎結(jié)合 特點(diǎn)：結(jié)構(gòu)合理，受力明確，節(jié)省施工用料，減少安裝架設(shè)工序，變復(fù)雜的、技術(shù)性強(qiáng)的水中高空作業(yè)為岸邊陸上作業(yè)，施工速度快，不但施工安全，質(zhì)量可靠，而且不影響通航。轉(zhuǎn)體施工拱橋：1）平面轉(zhuǎn)動(dòng)1有平衡重平面轉(zhuǎn)動(dòng)2無(wú)平衡重平面轉(zhuǎn)動(dòng)2）豎向轉(zhuǎn)動(dòng)3）平豎結(jié)合轉(zhuǎn)動(dòng) 拱橋無(wú)平衡重轉(zhuǎn)體施工的主要內(nèi)容和工藝：1轉(zhuǎn)動(dòng)體系施工2.錨碇系統(tǒng)施工3轉(zhuǎn)體施工4合龍卸扣施工中、下承式拱橋(gngqio)的施工1、一般(ybn)施工程序：1拱肋施工(sh gng)2 橫向風(fēng)撐 3吊桿（及門(mén)架）4橫梁 5縱向橋面板6 橋面構(gòu)造2、注意：采用泵送頂升壓注施工，從兩拱腳向拱頂對(duì)稱(chēng)均衡

51、地一次壓注完成，除拱頂外不宜在其余部位設(shè)置橫隔。3、主拱圈混凝土澆筑程序：壓注鋼管混凝土；澆筑中箱底板混凝土；澆筑中箱下1/2腹板混凝土；澆筑中箱上1/2腹板混凝土；澆筑中箱頂板混凝土；澆筑兩側(cè)邊箱底板混凝土；澆筑邊箱下3/4腹板混凝土；澆筑邊箱上1/4腹板及頂板混凝土?；炷恋拿看螡仓厝珮蛐纬闪艘讳摻罨炷镰h(huán)，在一定齡期將參與骨架受力，承受下一環(huán)混凝土的重量和施工荷載。拱式組合體系橋的施工要點(diǎn)1、柔性系桿剛性拱的施工、剛性系桿柔性拱的施工、性系桿剛性拱的施工第七節(jié) 橋梁施工安全1、橋梁施工安全事故的主要類(lèi)型：1、施工支撐腳手架坍塌事故2、拆除施工措施不妥，造成橋梁病害和坍塌3、施工方法不

52、當(dāng)，橋梁倒塌：4、施工中偷工減料，工程質(zhì)量低劣5、施工技術(shù)差和鋼管焊接存在嚴(yán)重缺陷6、架橋機(jī)翻落2、解決橋梁施工安全問(wèn)題的對(duì)策：1、政府部門(mén)2、工程建設(shè)各方要始終堅(jiān)持質(zhì)量安全第一（1）業(yè)主（2）設(shè)計(jì)單位（3）施工單位（4）監(jiān)理單位第四篇 斜拉橋1、世界主跨排名前10名的斜拉橋：1海參崴跨海大橋（俄羅斯）2 蘇通長(zhǎng)江大橋2、斜拉橋的定義：斜拉橋是一種組合受力體系橋梁，由梁、索、塔三類(lèi)構(gòu)件組成的一種橋面體系以加勁梁受壓（密索）或受彎（稀索）為主，支承體系以斜拉索受拉及橋塔受壓為主的組合受力體系橋梁3、主梁在斜拉索的多點(diǎn)彈性支承下，彎矩得以大大降低，這不僅可以使主梁尺寸大大減小，而且由于結(jié)構(gòu)自重顯著

53、減輕，既節(jié)省了結(jié)構(gòu)材料，又能大幅度增大橋梁的跨越能力。 由于斜拉索的支承作用，使主梁恒載彎矩顯著減小4、斜拉橋的組成與特點(diǎn)（重點(diǎn)）：1）塔柱承擔(dān)錨固區(qū)傳來(lái)的壓力2）主梁承擔(dān)斜拉索水平力、承擔(dān)局部彎曲3）斜拉索將主梁承擔(dān)的荷載傳遞到塔柱 特點(diǎn)：與吊橋相比它是一種自錨體系，不需昂貴的地錨基礎(chǔ)防腐技術(shù)要求較低，還可在通車(chē)情況下?lián)Q索剛度較大，抗風(fēng)能力較好用鋼量較少采用懸臂施工不防礙通航5、斜拉橋的類(lèi)型：1）雙塔、單塔與多塔2）稀索與密索3）單索面與雙索面 4）輻射形、豎琴形、扇形5）自錨與地錨6）混凝土、鋼混組合、鋼6、單索面與雙索面（重點(diǎn)）：?jiǎn)嗡髅妫豪鲗?duì)抗扭不起作用，主梁宜采用抗扭剛度較大的截面

54、雙索面：扭矩可由拉索的軸力來(lái)抵抗，主梁可采用較小抗扭剛度的截面。7、三種索面形式(xngsh)及特點(diǎn)(重點(diǎn))：1）輻射形：平均交角較大，斜拉索的垂直分力對(duì)主梁的支承效果也大，節(jié)省鋼材，但塔錨固點(diǎn)構(gòu)造過(guò)于(guy)復(fù)雜2）豎琴形：索平行排列，比較簡(jiǎn)潔，塔上錨固點(diǎn)分散，但索傾角較小，總拉力大，用鋼量較多。3）扇形：索不相互平行，兼有上面兩種方式的優(yōu)點(diǎn)8、稀索體系與密索體系的特點(diǎn)(tdin)（重點(diǎn)）：1）稀索體系：斜拉橋的上部結(jié)構(gòu)為一種橋面體系以加勁梁受彎為主，支撐體系以斜索受拉及橋塔受壓為主的一種結(jié)構(gòu)體系。2）密索體系：斜拉橋的上部結(jié)構(gòu)為一種橋面體系以加勁梁受壓為主，支撐體系以斜索受拉及橋塔受壓為主的一種結(jié)構(gòu)體系。9、斜拉索組成主要由鋼索、兩端的錨具、減振裝置和保護(hù)措施組成。 對(duì)拉索的要求：具有良好的抗疲勞性、耐久性、抗腐蝕性 拉索的技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)：強(qiáng)度、耐疲勞性、耐銹蝕性、施工難易、價(jià)格10、錨具的組成：錨杯、錨圈、錨墊板、填充固化料、防漏板及夾片11、鋼絲索的防護(hù)分鋼絲防護(hù)和拉索外層防護(hù)兩級(jí)12、橋塔：受力：索塔必須滿足強(qiáng)度、剛度及穩(wěn)定性要求主梁：斜拉橋主梁根據(jù)制作材料不同有鋼梁、混凝土梁、組合梁和混合梁四種形式，分別