內(nèi)蒙古大學(xué)《橋梁工程》講義03圬工和鋼筋混凝土拱橋-1概述

1、第三篇 圬工和鋼筋混凝土拱橋第一章 概述第一節(jié) 拱橋的基本特點(diǎn)及其適用范圍受力特點(diǎn)：在豎向荷載作用下，兩端支承處除有豎向反力外，還產(chǎn)生水平推力。原因：1、水平力的存在，使拱內(nèi)產(chǎn)生軸向壓力，并大大減小了跨中彎矩，使主拱截面的材料強(qiáng)度得到充分發(fā)揮，跨越能力增大；2、也是因?yàn)樗酵屏Φ拇嬖冢藿ü皹驎r(shí)要有龐大的墩、臺和良好的地基。拱橋的主要優(yōu)點(diǎn)：1、跨越能力較大2、能充分做到就地取材，與鋼橋和鋼筋混凝土梁式橋相比，可以節(jié)省大量的鋼材和水泥3、能耐久，養(yǎng)護(hù)維修的費(fèi)用少4、外型美觀5、構(gòu)造簡單拱橋的主要缺點(diǎn)：1、自重大，無鉸拱時(shí)對地基要求高2、造價(jià)高（支架等的費(fèi)用+防止一孔破壞全橋破壞的措施）3、需勞動

2、力多4、需時(shí)間長5、建筑高度高第二節(jié) 拱橋的組成及主要類型一、拱橋的主要組成： 上部結(jié)構(gòu) 承重結(jié)構(gòu)主拱圈拱橋 傳力結(jié)構(gòu)拱上建筑 下部結(jié)構(gòu)墩臺、基礎(chǔ)主拱圈作用：支承橋跨結(jié)構(gòu)，傳遞荷載。二、拱橋的主要類型：1、按材料分：圬工拱橋、鋼筋混凝土拱橋、鋼拱橋2、按拱上結(jié)構(gòu)的形式分：實(shí)腹式、空腹式3、按拱軸線形式分：圓弧、拋物線、懸鏈線（一）、按結(jié)構(gòu)的受力圖式分類1、按主拱圈與行車系結(jié)構(gòu)之間相互作用的性質(zhì)和影響程度分：簡單體系拱橋、組合體系拱橋簡單體系拱橋（行車系結(jié)構(gòu)不參與與主拱一起受力。主拱以裸拱的型式作為主要承重結(jié)構(gòu)。） 三鉸拱按靜力圖式分為： 兩鉸拱無鉸拱三鉸拱（靜定結(jié)構(gòu)）因?yàn)殪o定結(jié)構(gòu)，所以混凝土收

3、縮，強(qiáng)度變化，支座沉陷等不引起拱圈內(nèi)產(chǎn)生附加內(nèi)力。所以在地基條件差，寒冷地區(qū)修建拱橋可采用。缺點(diǎn)：鉸的存在使構(gòu)造復(fù)雜，施工困難，整體的剛度降低了。因此：主拱圈一般不采用三鉸拱，而腹拱采用三鉸拱無鉸拱（三次超靜定）因?yàn)闊o鉸，在荷載作用下，拱的內(nèi)力分布比三鉸拱均勻，結(jié)構(gòu)的剛度大，構(gòu)造簡單，施工方便。缺點(diǎn)：超靜定，在溫度變化、混凝土收縮、特別是墩臺位移會在拱中產(chǎn)生較大的附加內(nèi)力。因此：無鉸拱一般修建在地基良好的條件下。兩鉸拱（一次超靜定）它的特點(diǎn)介于三鉸拱與無鉸拱之間。組合體系拱橋（行車系結(jié)構(gòu)與主拱按不同的構(gòu)造方式組合成一個(gè)整體，共同受力。）按不同的組合方式和受力特點(diǎn)分為 無推力有推力無推力的組合體

4、系拱：推力由系桿承受，墩臺承受水平推力。 柔性系桿剛性拱（d 圖）根據(jù)拱肋和系桿的剛度大小及系桿的位置可分為 剛性系桿柔性拱（e 圖） 剛性系桿剛性拱（f 圖）以上三種拱，用斜吊桿來代替直吊桿時(shí)，稱為尼爾森拱。 桁架拱（h圖）有推力組合體系拱橋 拱片橋（i圖） 有剛性梁的柔性拱（j圖）（拱片橋：把橋梁所有部分組合起來構(gòu)成一個(gè)整體拱片，下面是曲線形，上面是水平的，沒有其它拱橋那樣明確的理論拱軸線，且只能用于上承式拱橋。）（二）、按主拱圈的截面形式分類沿軸線變化形式 等截面拱：沿橋跨的方向主拱圈的橫截面尺寸相同。變截面拱：主拱圈截面從拱頂?shù)焦澳_是逐漸變化的。圖313：a為無鉸拱，常利用由拱頂向拱腳

5、逐漸增大。c為三鉸拱，最大截面位置約在四分之一跨徑處。d為兩鉸拱，最大截面位置約在跨中。板拱橋肋拱橋按主拱圈橫截面的形式分為： 雙曲拱箱形拱1.板拱橋（1）.主拱圈的截面：實(shí)體矩形（2）.特點(diǎn)：構(gòu)造簡單，施工方便。不足：實(shí)體矩形與其它形式截面相比截面的抵抗矩小。要獲得叫大的抵抗矩，則要增加材料用量和結(jié)構(gòu)自重，從而加重下部結(jié)構(gòu)的負(fù)擔(dān)。（3）.適用條件：地基條件較好的中小跨徑，圬工拱橋。2.肋拱橋（1）.特點(diǎn)：用較小的截面面積獲得較大的截面抵抗矩，節(jié)省材料，減輕拱重。（2）.適用：取代板拱，在大中拱橋中廣泛應(yīng)用。3.雙曲拱4.箱形拱（1）.截面形式：箱形（2）.箱形拱的主要特點(diǎn)：1.截面挖空率大2.可抵抗正負(fù)彎矩3.抗彎、抗