桥梁工程0602 拱桥设计

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1、ModularUnit-0602拱桥的设计主要内容一、拱桥的总体布置二、拱轴线型选择三、拱圈截面变化规律及截面尺寸拟定一、拱桥的总体布置1-1、桥址方案比较确定桥位；1-2、根据地质、通航等确定桥梁长度、跨径、孔数、桥面设计标高、主拱圈矢跨比；1-3、确定桥梁的设计标高和矢跨比◎标高：桥面标高拱顶底面标高起拱线标高基础底面标高◎矢跨比※根据跨径、拱顶、拱脚标高确定矢跨比（f/l)◎不等跨的处理多跨拱桥的“不等跨”问题，可以采用的措施有：大跨用较大的矢跨比、小跨用较小的矢跨比；大跨采用较低的拱脚标高、小跨

2、采用较高的拱脚标高；大跨采用较轻的拱上填料、小跨采用较重的拱上填料；二、拱轴线型的选择2.1选择的总原则尽可能降低由于荷载产生的弯矩值。2.2拱轴线选择应满足的条件1、尽量减小拱圈截面弯矩，使截面在附加内力影响下各主要截面的应力相差不大，并不出现拉应力；2、对于无支架施工，不用临时性施工措施，能满足各施工阶段的要求；3、计算方法简便；4、线型美观，便于施工；2.3合理拱轴线与压力线◎合理拱轴的概念——若拱轴线与某种荷载的压力线相吻合；则此时的拱圈截面上只有轴向力，无弯矩作用，应力均匀；2.3（续）——压

3、力线作为拱轴线？从合理拱轴线的概念出发，我们希望“拱轴线”能与荷载的压力线重合。但是，“压力线”是于某种荷载对应的。桥梁在结构重力及活荷载等多种荷载作用下，采用某一荷载的压力线作为拱轴线，也不可能与所有变化的荷载的压力线重合——现实的桥梁中，并无“合理拱轴线”公路拱桥恒载所占比重大，一般采用恒载压力线作为拱轴线；特殊情况，活载较大时，如铁路拱桥，可用恒载加一半活载的压力线作为拱轴线。2.4常用的拱轴线型（能表达为拱轴线方程）①圆弧线优点：拱轴各点曲率相同，线型简单；缺点：矢跨比较大时，与恒载压力线偏离较

4、大，拱圈受力不均；——适合于20m以下的小跨径拱桥；②抛物线—均匀荷载下，拱的合理拱轴；适合于：恒载分布比较接近均匀的拱桥，如矢跨比较小的大跨径空腹式拱桥、桁架拱、刚架拱等；二次抛物线方程：——也可采用高次抛物线2.4常用的拱轴线型（续）③悬链线实腹拱桥的合理拱轴线----恒载集度（单位长度的恒重）由拱顶向拱脚连续分布、逐渐增大；空腹拱桥恒载压力线在腹孔墩处有转折点，用悬链线作拱轴线与恒载压力线有偏离，但对拱圈控制截面有利；悬链线作空腹拱的拱轴线可采用“五点重合法”即：在拱顶、跨径1/4及拱脚处使拱轴线

5、与恒载压力线重合；悬链线、高次抛物线是目前大、中跨径拱桥采用最普遍的拱轴线型；三、拱圈截面变化规律和截面尺寸拟定3.1拱圈截面变化规律主拱圈：——等截面及变截面型式；变截面：——沿拱轴方向宽度不变，高度变化；或高度不变，宽度变化；◎增大截面的惯性矩I，对降低应力并非最有效～选择恰当的拱轴线更重要。3.1（续）◎对大跨或很陡的圬工拱桥，根据拱厚系数确定：◎拱厚系数n与恒载与活载的比值有关：恒载比重大则n较小（拱厚变化大）反之较大。空腹n=0.3～0.5；实腹n=0.4～0.6；钢砼n=0.5～0.8；——

6、【f/l较小，上述的n取较小】3.2截面尺寸拟定拱圈宽度：拱圈的宽度，主要取决于桥面的宽度，即行车道宽度与人行道宽度之和。拱圈高度估算主拱圈高度的经验公式或数据，可作为设计计算时拟定截面尺寸的参考；拱圈构造尺寸