桥梁工程0601 拱桥的特点和构造.ppt

【模块编号】MU-06-01 Modular Unit-0601 拱桥的构造和特点 1 【模块编号】MU-06-01 主 要 内 容 一、拱桥的基本特点及其适用范围 二、拱桥的组成及主要类型 三、拱桥的选择与布置 四、主拱的构造 五、拱上建筑的构造 六、拱桥的其它细部构造 2 【模块编号】MU-06-01 【附】 国内较著名的大跨径拱桥 03.6 3 【模块编号】MU-06-01 一、拱桥的基本特点及其适用范围 1-1 力学特点 将桥面的竖向荷载转化为部分水平推力，使拱的弯距大大 减小，拱主要承受压力，充分发挥圬工材料抗压性能 ； 4 【模块编号】MU-06-01 1-2、拱桥的优缺点 拱桥的优点： 1、具有较大的跨越能力，充 分发挥圬工及其它抗压材料 的性能； 2、构造较简单，受力明确简 洁； 3、形式多样、外型美观； 拱桥的缺点： 1、有水平推力的拱桥，对 地基基础要求较高，多孔连 续拱桥互相影响； 2、跨径较大时，自重较大 ，对施工工艺等要求较高； 3、建筑高度较高，对稳定 不利； 5 【模块编号】MU-06-01 二、拱桥的组成及主要类型 2.1 、拱桥的主要组成: 拱圈（拱背、拱腹、拱顶、拱脚）、拱上结构 矢跨比f/L反映拱桥受力特性的重要指标 6 【模块编号】MU-06-01 2.2 拱桥分类 圬工拱桥是使用圬工 材料修建的的拱桥， 如： 石拱桥以及拱圈不配 钢筋的混凝土拱桥 等 圬工拱桥 钢拱桥 钢筋混凝土拱桥 钢管混凝土拱桥 型钢混凝土拱桥 7 【模块编号】MU-06-01 按行车道位置分 上承式拱桥 中承式拱桥 下承式拱桥 【属于2.2】 按拱轴线型式分： 圆弧拱桥 抛物线拱桥 选链线拱桥 8 【模块编号】MU-06-01 【属于2.2】 按拱上结构形式分： 实腹式拱桥 空腹式拱桥 按截面形式分 板拱桥 箱型拱桥 肋拱桥 双曲拱桥 9 【模块编号】MU-06-01 【属于2.2】常见截面形式 10 【模块编号】MU-06-01 【属于2.2】按结构受力图式分类 简单体系： 无铰拱 二铰拱 三铰拱 11 【模块编号】MU-06-01 【属于2.2】按结构受力图式分类（续） 组合体系 分为有、无推力两类 刚架拱桥 桁架拱桥 桁式组合拱桥 梁拱组合桥 系杆拱桥 按拱肋及系杆的尺寸， 柔性、刚性 12 【模块编号】MU-06-01 三、拱桥的选择与布置 选择与布置的原则： 1、应根据地形、地质条件及施工的方便和可能确定拱 桥类型及分孔； 2、多孔拱桥最好选用等跨分孔；采用不等跨分孔应采 取措施减少跨间的不平衡，如：不同的矢跨比，不同 的拱脚标高及调整拱上建筑重量等； 3、选则合理的矢跨比及拱轴线，一般拱桥失跨比在 1/51/10； 4 、根据环境选择结构的造型及注意全桥的美观； 13 【模块编号】MU-06-01 【附-桥例】上海.卢浦大桥 550米 14 【模块编号】MU-06-01 【附-桥例】上海.卢浦大桥（2） 15 【模块编号】MU-06-01 【附-桥例】乌巢河桥 主跨为120m的双肋石拱桥，腹拱为9孔13m，南岸引桥3孔13m，北岸 引桥1孔15m。主拱圈由两条分离式矩形石肋和8条钢筋混凝土横系梁 组成。1990； 16 【模块编号】MU-06-01 【附-桥例】丰都-九溪沟桥， 主拱圈为变截面悬链线，拱顶厚1.6m，拱脚厚2.25m，拱矢度1/8。 施工方法是在脚手架上分圈砌筑。1972 17 【模块编号】MU-06-01 【附-桥例】河源东江大桥 6孔50m跨径悬砌拱桥 18 【模块编号】MU-06-01 【附-桥例】云南-长虹桥 上部结构为空腹式石拱桥，拱上建筑为横向排架支承腹拱 ，拱圈采用变截面悬链线，粗料石拱圈。1961 19 【模块编号】MU-06-01 【附-桥例】洛阳-龙门桥 石拱桥，主拱圈为等截面悬链线，拱圈厚1.1m，两端各有6m石拱作 为桥下立交通道。 20 【模块编号】MU-06-01 【附-桥例】万县-长江大桥 万县长江大桥是劲性骨架钢筋混凝土箱形拱桥，主跨420m 。转体施工法 ，1997 21 【模块编号】MU-06-01 【附-桥例】涪陵-乌江大桥 全长351.83m，高84m，主跨为1跨200m钢筋混凝土箱形拱，矢跨比1/4 ，拱上建筑为13孔15.8m钢筋混凝土简支板，双柱式柔性排架，主拱圈 采用3室箱。 22 【模块编号】MU-06-01 【附-桥例】涪陵-乌江大桥（施工中） 采用转体法施工，先在两岸上、下游组成3m宽的边箱，待转体合 拢后吊装中箱顶、底板，最后组成3室箱。 23 【模块编号】MU-06-01 【附-桥例】巫山-龙门桥 是中国第一座采用无平衡重转体法施工的拱桥。主桥为1孔122m钢筋 混凝土箱形拱，右岸半跨是全宽一次预制，左岸半跨分成单箱分别在 上、下游预制，不对称转体到对称转体再合拢。 24 【模块编号】MU-06-01 【附-桥例】水口电站-闽江桥 主跨为2x132m，矢跨比1/8，空腹式等截面悬链线钢筋混凝土薄壁箱形 拱。该桥分5节预制，采用缆索吊装单片拱肋合拢。北岸跨铁路为2x20m 钢筋混凝土T梁，南岸跨公路为1孔20m钢筋混凝土简支呈喇叭形井字梁 。主孔墩为腰形墩身圆形沉井基础，底节钢壳浮运。 25 【模块编号】MU-06-01 【附-桥例】青康公路-湄公河桥 最上游扎曲河香达境内，全长132.24m。主跨100m钢筋混凝土箱形拱桥 ，下部结构囊谦岸为组合式桥台，西宁岸为重力式U型桥台。上部结构 采用加钢丝的预制薄腹板与顶底板浇筑成箱。拱箱采用分片预 制、吊装 就位、木拱架上拼装的施工方法。 26 【模块编号】MU-06-01 【附-桥例】效果图-某双线铁路桥 跨径280米，六车道双线铁路。桥面板宽33.8米，由12米宽、4米高的 箱型主梁和正交异性桥面板组成。主拱圈截面宽2.9米，高5米，将桥 面板分开，给铁路让出断面。 27 【模块编号】MU-06-01 【附-桥例】前河桥 为单孔净跨150m上承式无铰空腹拱，是当时我国跨径最大的双曲拱桥。 28 【模块编号】MU-06-01 【附-桥例】龙武桥 主跨为100m石肋双曲拱桥，引桥为15孔双曲拱，主跨为悬链线无铰拱 ，全长331.5m，拱矢度1/8，矢高12.5m。拱圈为4肋3全波加两悬半波平 背式结构。 29 【模块编号】MU-06-01 【附-桥例】罗依溪桥 设计时根据地形地质，选用4孔不等跨双曲拱桥。主孔跨径116m，矢 度1/7。采用梁式拱上结构、跨径5m的少筋微弯板组合梁。 30 【模块编号】MU-06-01 【附-桥例】红星桥 跨越深谷，桥高达65m，主拱跨径108m，副拱跨径分别为24.5m、9m 及7m，全长155.8m。采用三铰双曲拱，左右采用8次抛物线的不对称 拱线。 31 【模块编号】MU-06-01 【附-桥例】金城桥 拱肋为工字形，金城主拱腿为等截面，实腹段为变截面，在 四分点附近截面高度最大，分别向拱脚、跨中减小，为使拱 轴线接近连续，在实腹段四分点附近拱肋下缘设置连接板， 使轴线下移。 32 【模块编号】MU-06-01 【附-桥例】金城桥（2） 33 【模块编号】MU-06-01 【附-桥例】德兴-太白桥 位于江西省德兴铜矿区跨越乐安江，是一座跨径为130m 的刚架拱公路桥。 34 【模块编号】MU-06-01 【附-桥例】安城桥 主跨65m的预应力混凝土斜压式桁架拱桥。该桥有一个拱脚处于沙基上 ，采用钢筋混凝土和摩阻箱组合结构来抵抗拱的水平推力。 35 【模块编号】MU-06-01 【附-桥例】越溪桥 主孔为净跨75m的预应力混凝土桁架拱，拱矢度为1/9；边孔为净孔40m 的双曲拱，中墩为钢筋混凝土高桩承台，石砌箱形墩身。 36 【模块编号】MU-06-01 【附-桥例】嵩县桥 全长494m，是9孔50m跨径的斜拉杆式预应力混凝土桁架拱桥，拱矢度 1/7；上部结构首次采用两片桁架及横向搁置预应力混凝土空心板桥面的 型式。 37 【模块编号】MU-06-01 【附-桥例】悉尼-海港桥（Sydney Harbour Bridge） 位于澳大利亚悉尼港的钢拱桥，建成于1932年。主桥为单跨503m的中 承钢桁两铰拱公铁两用桥。该拱在下弦是铰支承，上下弦杆由竖杆和下 斜杆连接，特别是该桥紧挨着别致的悉尼歌剧院，以其优美环境而闻名 于世。现仍为该类结构中规模最大者。 38 【模块编号】MU-06-01 【附-桥例】新河峡谷桥 位于美国弗吉尼亚州跨越新河谷的一座桁架拱桥。跨径518m，桥面宽 22m，在水面以上268m立柱的箱形截面具有强烈的锥度，桥梁纤细而 精美，欧洲式的桥面结构，不但使风载减小，而且使结构的外观更漂亮 。 39 【模块编号】MU-06-01 【附-桥例】关渡桥 长539m，为中承式5孔连续系杆拱桥，中间孔跨度为165m，两侧 孔跨度为143m及44m。 40 【模块编号】MU-06-01 【附-桥例】流溪桥 主跨为90m钢筋混凝土箱肋中承式拱，全长235.13m，拱矢度1/4.5， 全桥采用喷塑装修工艺，建筑宏伟壮丽，已成为公园的重要景观。 41 【模块编号】MU-06-01 【附-桥例】永定河-七号桥 全长217.98m，主跨为一孔150m中承装配式钢筋混凝土拱，矢高40m，两片拱肋 中心距7.5m。拱轴线采用二次抛物线，拱肋为箱形截面，吊杆为预应力杆件，桥 面分15跨，两端各为7跨连续梁，中间一跨为简支梁。 42 【模块编号】MU-06-01 【附-桥例】埠东桥 跨越沂蒙山区的沂河，净跨92m，矢度为1/10，主拱肋为工字形双肋， 变截面悬链线，拱上建筑立柱纵向间距为4.63m，一排立柱两根。 43 【模块编号】MU-06-01 【附-桥例】永保桥 跨越澜沧江，主孔为下承式80m肋拱桥，东岸2x24m连续梁，西岸1孔 18m斜梁。该桥为柔性纵梁的下承式肋拱桥，主拱圈的推力分别传至两 岸桥台。 44 【模块编号】MU-06-01 【附-桥例】兰河桥 为一孔53m预应力混凝土系杆拱桥，拱肋轴线采用二次抛物线，拱矢度 1/5。系杆与拱肋均为等宽的工字形断面，拱脚结合段变为矩形，系杆与 拱肋的刚度比为2.05，属刚性系杆刚性拱。 45 【模块编号】MU-06-01 【附-桥例】云阳桥 跨越京杭大运河，主跨为70m无粘结预应力系杆拱，全长162.5m，系杆 拱有3根拱肋，矢度1/5，拱轴系数m=1.0，单箱高1.5m，行车道刚性纵 梁和无粘结预应力柔性系杆分开。 46 【模块编号】MU-06-01 【附-桥例】旺苍-东河桥 为净跨115m下承式钢管混凝土预应力系杆拱桥，矢度1/6，全长248m， 是在中国最早使用弗氏预应力锚具体系。两片拱肋间用直径800mm横 撑连接以保持其稳定性，垂直吊杆用高强钢丝组成，以吊挂钢筋混凝土 横梁。 47 【模块编号】MU-06-01 【附-桥例】水门大桥 跨越东江主要支流西枝江，是广东省新建的大型桥梁。该桥 全长315m，其中40m及60m跨为无风撑预应力混凝土系杆拱 。 48 【模块编号】MU-06-01 【附-桥例】三埠桥 跨越潭江，主桥为3孔单拱肋预应力混凝土系杆拱，全桥长 737.6m。单拱肋置于车行道中央分隔带上。 49 【模块编号】MU-06-01 【附-桥例】高明桥 是一跨越西江的大型公路桥，主通航孔采用中承式钢管混 凝土拱，引桥系钢筋混凝土肋拱。 50 【模块编号】MU-06-01 【附-桥例】 义乌-宾王桥 80米， 1998 ；单肋钢管混凝土系杆拱桥，中跨矢跨比1/5， 矢高15.6m；边跨矢跨比1/4.5，矢高11.87m . 51 【模块编号】MU-06-01 【附-桥例】日本 -高松桥 主跨260m， 2000年;为钢筋上承式肋拱。采用钢桁加劲的混凝土拱肋。 桥梁全长463.2m，行车道宽6.25m，人行道宽1.5m。主跨260m，跨径是 日本最长、世界第十的混凝土拱桥。该桥是日本第一座采用组合桁架和 草木犀浆方法架设拱肋的拱桥。 52 【模块编号】MU-06-01 【附-桥例】预应力混凝土桁式组合拱桥 中国首创的一种桥型，它除保持桁式拱结构用料省、竖向刚 度大等特点外，更具有桁梁的特性和可以采用悬臂法施工、 施工阶段和运营阶段的受力趋于一致等优点。 53 【模块编号】MU-06-01 【附-桥例】 预应力混凝土桁式组合拱桥-施工中 54 【模块编号】MU-06-01 【附-桥例】花鱼洞桥 跨越红枫湖咽口，全长290m。150m主跨采用桁式组合拱结 构，边跨采用连续刚构结构，矢跨比为1/8。 55 【模块编号】MU-06-01 【附-桥例】剑河桥 全长241.1m，主跨150米，桥高30m。桥面为净7+2x2(m)，全宽11.8m。拱圈 （即下弦）高1.50m（L/100），宽6.82m（L/22），矢跨比为1/8。剑河桥首 次采用预制构件组合的悬臂拼装工艺，采用起重量分别为400KN及800KN的 两对钢格构人字扒杆和用直径32mm40Si2MnV级钢轧丝锚碇体系完成全 桥的悬拼施工和体系转换工序。 56 【模块编号】MU-06-01 【附-桥例】浑水河桥 为3跨连续预应力混凝土桁拱结构。由于邻孔跨径比甚大， 采用两组盆式橡胶支座承受正、负反力和伸缩变形。主跨 123米 57 【模块编号】MU-06-01 【附-桥例】梁拱组合桥施工中 58 【模块编号】MU-06-01 四、主拱的构造 4-1、板拱 石板拱、混凝土板拱、钢筋混凝土板拱 钢筋混凝土板拱的拱顶厚度采用跨径的 1/601/70；拱脚厚度可按下式： 拱顶厚度 拱脚处拱轴线的倾角 59 【模块编号】MU-06-01 4-2、肋拱 矩形截面： 肋高为跨径的1/401/60， 肋宽为肋高的0.52.0倍 ； 工字型及箱型肋： 肋高为跨径的1/251/35， 肋宽为肋高的0.40.5倍 ；腹板、翼板厚度按构 造及抗剪最小尺寸要求 0.250.5m; 肋拱间必须设横梁、 横撑； 60 【模块编号】MU-06-01 【属于4-2】拱肋截面形式 61 【模块编号】MU-06-01 【属于4-2】拱肋接头 62 【模块编号】MU-06-01 4-3、箱形拱 适合大跨径拱桥； 特点：截面挖空率大，节省 材料；形心轴靠中适应主拱 正负弯距变化；主拱整体性 好，抗扭刚度大，稳定性好 ；便于预制施工拼装； 63 【模块编号】MU-06-01 【属于4-3】箱形主拱圈的形式 1、采用闭合箱肋组成的多室箱形截面； 2、采用工字形肋组成的多室箱形截面 3、采用U形肋组成多室箱形截面 4、单室箱形截面 64 【模块编号】MU-06-01 【属于4-3】箱形拱构造尺寸 拱圈高度一般为跨径的 1/501/70；可采用经验公 式： 拱圈宽度满足跨度的1/20 ；保证横向稳定； 65 【模块编号】MU-06-01 4-4、双曲拱 主拱圈特点：化整为零，再集零为整 适用无支架吊装、起吊重量小情况 66 【模块编号】MU-06-01 4-4、双曲拱截面组成 67 【模块编号】MU-06-01 五、 拱上建筑的构造 上承式拱桥桥面系与主拱圈间的结构传递荷载 小跨径拱桥采用实腹式，恒载较重 68 【模块编号】MU-06-01 五、 拱上建筑的构造（续） 大、中跨径拱桥（矢高较大）采用空腹式，桥面系与主拱间 设腹孔和腹