桥梁工程拱桥的设计与构造.ppt

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1、第一节普通型污工及钢筋混凝土上承式拱桥设计与构造第一章拱桥的设计与构造上承式拱桥可分为普通型上承式拱桥和整体上承式拱桥。普通式上承式拱桥：由主拱圈、拱上传载构件或填充物、桥面系组成，主拱圈是主要承重构件。整体式上承式拱桥：这类拱桥是由主拱片（指由拱圈与拱上传载构件组成的整体结构）、桥面系组成，主拱片是主要承重构件。第一章拱桥的设计与构造普通上承式拱桥万县长江公路大桥整体型上承式拱桥江界河桥桁式组合拱桥一、主拱圈第一章拱桥的设计与构造根据截面形式分为板拱、板肋拱、肋拱、箱形拱、双曲拱等。（一）板拱板拱是指主拱（圈）采用整体实心矩形截面的拱。按主拱

2、所采用的材料不同，可分为石板拱、混凝土板拱、钢筋混凝土板拱等。1、板拱主拱的截面宽度、厚度和变化规律（1）板拱的宽度拱圈宽度小于桥面宽度的拱圈，称为窄拱圈。拟定拱圈宽度时，要使桥面悬出长度适当；一般悬出1.0~2.5m。考虑采用窄拱圈时，为使拱圈横向稳定性满足要求，拱圈宽度不宜小于跨径的1/20。第一章拱桥的设计与构造（2）拱圈的厚度等厚度的小跨径石板拱，初拟厚度时可按下列经验公式：对变厚度的小跨径石板拱桥，拱顶厚度可按下式估算：钢筋混凝土拱：拱顶厚度一般采用跨径的1/60~1/70。拱脚厚度估算，，对于中小跨径无铰拱，可取为（1.2~1.5）

3、。第一章拱桥的设计与构造（3）拱圈的截面变化规律截面变化规律等截面（常用）变截面（构造复杂）第一章拱桥的设计与构造拱截面正应力其中N自拱顶向拱脚逐渐增大；但M变化复杂与结构体系和截面惯性矩I有关，下图为结构体系和截面惯性矩对弯矩的影响第一章拱桥的设计与构造无铰拱通常采用的一种惯性矩变化是从拱脚向拱脚逐渐增大，计算公式可采用Ritter公式：式中：I拱圈任意截面的惯性矩；拱顶截面惯性矩；拱圈任意截面的拱轴水平倾角；n拱厚变化系数，可用拱脚处=1求得；第一章拱桥的设计与构造1、石板拱按照砌筑主拱圈的石料规格不同，分为料石板拱、块石板拱、片石板拱以及

4、乱石板拱等。石板拱对石料质量、强度等级、形体尺寸、砂浆与砌筑工艺有要求。拱圈砌筑构造要求（1）错缝（2）限制砌缝宽度（3）五角石设置第一章拱桥的设计与构造拱石编号第一章拱桥的设计与构造第一章拱桥的设计与构造3、混凝土板拱混凝土板拱采用整体现浇和预制砌筑。整体浇注板拱混凝土等级不低于C25；预制块混凝土的强度等级不得低于C30，砌筑砌块所用砂浆不得低于M10。4、钢筋混凝土板拱配筋纵向受力钢筋：最小配筋率0.2%~0.4%，上下翼缘通常布置。箍筋：应将上下主筋连接起来。分布钢筋：应设在主筋内侧。第一章拱桥的设计与构造（二）板肋拱板肋拱是由板和肋组

5、成整体拱圈截面的拱。图板肋拱横截面第一章拱桥的设计与构造（三）肋拱肋拱是指用两条或多条平行窄拱桥—即拱肋作为主拱圈的拱。肋拱具有自重轻，恒载内力小的优点，可以充分发挥钢筋混凝土等材料的性能，大中型拱桥中得到广泛应用。1.肋拱截面形式的选择矩形截面工字截面箱型界面管状截面拱肋自重大小截面特性压、弯、扭施工方便性轮廓美观性钢管混凝土拱桥第一章拱桥的设计与构造2.肋拱的轮廓尺寸钢筋混凝土拱肋矩形截面工字性截面箱型截面肋高肋宽h=(1/40~1/60)Lb=(0.5-2.0)hh=(1/25~1/35)Lb=(0.4-0.5)h参考工字形断面参考箱拱截

6、面设计，考虑箱拱数量少的因数后计算确定第一章拱桥的设计与构造（三）箱拱箱拱：主拱圈由多箱室构成的拱，箱形拱通常采用预制拼装施工。钢筋混凝土箱形拱主要特点截面挖空率大中性轴居中抗弯和抗扭刚度大，整体性好制作要求高，吊装设备多第一章拱桥的设计与构造钢筋混凝土箱板拱拱圈截面尺寸拟定拱圈高度拱圈宽度箱肋宽度顶底板和腹板h:拱圈高度（m):拱圈净跨径（m):常数，0.7~0.9m一般取桥宽的1.0~0.6倍一般不小于跨径的1/20与吊装能力有关，一般1.2~1.7m顶底板厚度一般为15cm~22cm两外腹板一般为12cm~15cm内外腹板一般为4cm~5

7、cm为保证安全，应进行压溃及局部应力验算第一章拱桥的设计与构造箱拱内横隔板设置考虑箱拱横格板作用设置位置设置厚度提高抗扭能力，保证箱壁的局部稳定性；帮助集中力在箱内的扩散。箱肋段端部、吊点、拱上立柱处其余部为每隔3m-5m设一道6~8cm第一章拱桥的设计与构造箱拱间的横向连接细节横向接头的作用：保障各预制箱形拱肋形成拱圈的整体受力能力。二、拱铰第一章拱桥的设计与构造（1）当拱桥主拱圈按两铰拱或三铰拱设计主拱圈；（2）按构造要求需要采用两铰拱或三铰拱的腹拱圈；（3）需设置铰的矮小腹孔墩，即将铰设置在墩上端与顶梁和下端与底梁的连接处；（4）在施工过

8、程中，为消除或减小主拱圈的部分附加内力，以及对主拱圈内力作适当调整时，需要在拱脚处设置临时铰。拱桥中铰的设置两铰拱三铰拱构造要求：两铰或三铰腹拱矮小腹