拱桥的设计

• 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
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；
压力线作为拱轴线
• 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。
拱桥常用的拱轴线型---能表达为拱轴线方程
①圆弧线 优点：
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；
13-3 拱圈截面变化规律和截面尺寸拟定
• 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 I 对降低应力不是最有效；
• 对大跨或很陡的圬工拱桥， • 根据拱厚系数确定：
•
• 一、拱轴线型
• 选择原则： • 尽可能降低由于荷载产生
的弯矩值。
• 合理拱轴： • 拱轴线与各种荷载的压力
线相吻合；拱圈截面上轴 向力，无弯矩作用，应力 均匀；
• 拱轴线选择应满足：
• 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
13-1 拱桥的总体设计
1、桥址方案比较确定桥位；
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；
• 3、确定桥梁的设计标
高和矢跨比：
• 桥面标高 • 拱顶底面标高 • 起拱线标高 • 基础底面标高
• 4、根据跨径、拱顶、拱脚标高确定矢跨比（f/l)
13-2 拱轴线型的选择和拱上建筑物的布置
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：
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：

Id
[1 (1 n) ]cos
• 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；【f/l 较小，上述的n取较小】
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。