桥梁工程0602 拱桥设计
拱桥课程设计
等截面悬链线圬工拱桥设计计算书专业：道路与桥梁工程课程：《桥梁工程》课程设计学号：学生姓名：指导教师：日期：桥梁工程课程设计任务书一、设计内容及要求1、制定各部分尺寸及所用资料2、选定拱轴系数3、拱圈弹性中心及弹性压缩系数4、永远荷载内力计算（结构自重、混凝土缩短）二、设计原始资料跨径50 米等截面悬链线圬工拱桥计算桥面净空：净---7+2×。
设计荷载：公路I 级荷载，人群。
三、设计达成后提交的文件和图表1、设计说明书2、图纸：桥梁整体部署图，平、纵、横。
四、主要参照资料1．《公路桥涵设计通用规范》（ JIJ021一89）人民交通第一版社北京2．《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》（ JIJ023一 85）人民交通第一版社3．《桥梁工程概论》李亚东，西南交通大学第一版社；4．《桥梁工程》姚玲森，人民交通第一版社；5．《混凝土简支梁（板）桥》易建国，人民交通第一版社；6.《桥梁计算示例集》易建国，人民交通第一版社。
五、课程设计成就装订次序1．封面2．设计任务书3．目录4．正文5．设计总结及改良建议6.参照文件7.图纸或附表目录1、设计资料 (4)1.2 资料及其数据 (4)2、主拱圈计算 (5)2.1 确立拱轴系数 (5)2.2 拱轴弹性中心及弹性压缩系数 (11)2.3 主拱圈截面内力计算 (11)2.4 主拱圈正截面强度验算 (14)2.5 主拱圈稳固性验算 (16)2.6 主拱圈裸拱强度和稳固性验算 (17)2.6.1.弹性中心的弯矩和推力 (17)2.6.2 截面内力 (17)1、设计资料1.1 设计标准1.设计荷载公路 I 级，人群3.0 kN m2。
2.跨径及桥宽净跨径 l050m ，净矢高 f 0f 01。
10m ，净矢跨比5l 0桥面净空为净， B 8.5m 。
1.2 资料及其数据1. 拱上建筑拱顶填料厚度，h d0.5m ，包含桥面系的计算厚度为0.736m ，均匀重力密度120 kN m3。
拱桥拱轴线设计超详细图文解析
了解拱桥拱桥－以拱为承重结构的桥梁反力－在竖向荷载作用下，拱的两端支承处除有竖向反力外，还有水平推力受力性能－拱主要承受压力，而弯矩、剪力较小建造材料－圬工拱桥、钢筋混凝土拱桥，钢管混凝土拱桥和钢拱桥施工方法－拱架施工法，缆索吊装施工、无支架施工、转体施工以及劲性骨架施工等技术。
拱桥特点：拱桥与梁桥外形不同，拱桥在竖向荷载作用下在支承处除了竖向力外，还有水平力的产生，使得拱内的弯矩大大减小。
拱肋中主要是受压的轴力。
拱肋截面受压，可以充分发挥全截面材料的性能，从而能较大地高跨越能力。
相对于梁式和索式结构，拱桥的变形较小，行车条件好。
水平推力的存在使得拱桥对基础条件的要求较高。
实腹拱桥组成空腹拱桥组成拱桥分类拱桥的设计计算流程拱桥的总体布置总体布置－确定桥梁长度、分跨、桥面标高、主拱矢跨比和墩台尺寸等。
桥面高程－由线路设计与总体布置及设计综合研究决定。
拱顶底面高程－满足拱顶最小填料厚度和主拱拱顶截面高度的要求。
起拱线高程－根据拱顶底面标高和桥下净空要求（通航泄洪等）拟定。
基础底面高程－根据地基情况决定。
矢跨比的确定矢跨比：矢高与跨度的比值。
拱桥的最重要设计控制参数。
满足泄洪和通航要求，还应从经济、结构受力、施工等方面综合分析比较确定。
拱的水平推力同矢跨比成反比。
连拱体系中的分跨等跨分孔和不等跨分孔。
不平衡水平推力的处理：拱肋的横向布置拱轴线的选择拱轴线选择－形状直接影响主拱截面内力的分布与大小，选择拱轴线的原则，也就是尽可能降低由于荷载产生的弯矩值。
理想拱轴线－仅承受压力，无弯矩和剪力作用。
合理拱轴线－荷载压力线尽量接近理想拱轴线。
“五点重合法”－采用悬链线时，设计拱轴线与恒载压力线在拱顶、1/4跨和拱脚5处重合。
混凝土拱圈断面的设计选择混凝土拱圈板拱的截面及尺寸板拱是指主拱（圈）采用整体实心矩形截面的拱。
按照主拱所采用的材料，可分为石板拱、混凝土板拱和钢筋混凝土板拱等。
A.宽度考虑板拱宽度即为拱圈的宽度；板宽略小于桥面宽度（便于排水）；考虑人行道外挑等因素来减小板宽设置。
拱桥设计经验分享
拱桥设计经验分享
作为一名资深的拱桥设计师，我想分享一些我在这个领域的经验和技巧。
首先，拱桥设计需要综合考虑多个因素，包括桥梁跨度、荷载、地形地貌等等。
因此，在设计之前，一定要充分了解项目的具体情况，进行全面细致的勘测和分析。
其次，拱桥的设计需要关注桥梁的结构和材料。
设计师需要根据桥梁的跨度和荷载，选择合适的材料，并进行结构优化，以确保桥梁的强度和稳定性。
此外，在拱桥的设计中，美学因素也是非常重要的考虑因素。
设计师需要考虑桥梁的美观度和与周围环境的协调性，以创造出一个美观、实用、稳定的拱桥。
最后，拱桥的施工和维护也是设计师需要考虑的因素。
设计师需要考虑桥梁的施工难度和成本，并提供详细的施工方案。
同时，在设计中也需要考虑桥梁的维护成本和维护周期。
总的来说，拱桥设计需要综合考虑多个因素，设计师需要具备全面的技术和美学知识，并在设计中注重实用性、稳定性和美观性，以创造出高品质的拱桥作品。
- 1 -。
桥梁工程拱桥施工 规划拱桥施工方案与施工技术
根据桥梁跨度、荷载等要求选择合适的拱圈形式，如空腹式、
实腹式等。
拱架施工
02
根据设计要求搭建拱架，作为浇筑混凝土的支撑结构，确保拱
架的稳定性和安全性。
混凝土浇筑
03
在拱架上浇筑混凝土，控制好混凝土的配合比、浇筑速度等参
数，确保主拱圈的施工质量。
03
施工质量控制与安全保障措 施
施工质量控制措施
施工材料质量控制
预制拱肋拼装施工法
将预制好的拱肋分段运输至桥位，利用吊装设备进行拼装，适用于跨 度较大、施工条件受限的情况。
施工流程设计
施工准备
包括场地平整、临时设施建设、材料采购等 。
基础工程
根据设计图纸进行基础施工，包括桩基、扩基 等。
拱架施工
根据选择的施工方法，进行拱架的拼装或浇筑。
拱肋安装
将拱肋分段运输至桥位，利用吊装设备进行安装。
施工工艺控制
确保所有施工材料符合设计要求和相关标 准，对进场材料进行严格检验，防止不合 格材料进入施工现场。
根据工程实际情况，选择合适的施工工艺 ，并严格按照工艺流程进行施工，确保施 工质量。
施工过程监控
质量验收
对施工过程进行实时监控，及时发现并处 理施工中的质量问题，确保施工质量符合 要求。
在每个施工阶段完成后，进行质量验收， 确保施工质量符合设计要求和相关标准。
拱上建筑施工
在拱肋安装完成后，进行拱上建筑的施工，如桥 面铺装、栏杆安装等。
施工监控与检测
在施工过程中进行监控与检测，确保施工质量和安全。
施工组织设计
施工队伍选择
根据工程规模和要求，选择具有相应资质和 经验的施工队伍。
施工进度计划
制定详细的施工进度计划，确保工程按期完 成。
桥梁工程中的拱桥设计与施工
桥梁工程中的拱桥设计与施工桥梁作为人类交通建设中不可或缺的一部分，承载着人们的出行和交流需求。
而在众多桥梁类型中，拱桥作为一种古老而又经典的设计形式，不仅为桥梁增添了艺术的魅力，更为其结构提供了强大的力学支撑。
本文将探讨桥梁工程中的拱桥设计与施工，以及该设计形式的一些特点和应用。
一、拱桥设计的特点与原理拱桥作为一种弯曲的结构，其特点在于以拱脚为支点，由石、砖、钢筋等材料构成一段段拱形结构，并通过拱顶受力，将桥墩间的力传递至地基上。
拱形结构的设计使其能够承受巨大的压力，其本质原理是“压力传递”。
拱桥设计中的一个关键问题是拱的几何形状。
根据不同情况，设计师可以选择不同的拱形，如圆拱、平拱、等高拱等。
圆拱是最简单的形式，使用广泛并被认为是最稳固的形状。
而平拱则更多用于短跨度的桥梁，其外形可更好地适应地貌。
此外，拱桥设计中重要的问题之一是荷载计算及结构设计。
设计师需要考虑桥梁承受的标准荷载，如车辆、行人等的重量，以及各种自然灾害带来的荷载压力。
基于这些数据，设计师需要进行强度计算和建模，确保桥梁能够安全稳定地承受荷载。
二、拱桥施工的关键步骤拱桥的施工是一个复杂而精确的过程，需要严格遵守一系列规范和工程要求。
下面将介绍拱桥施工的关键步骤。
1. 地基处理：地基是桥梁稳定性的基础，需要进行适当的地基处理。
包括地质勘测、地基基坑开挖和地基加固等过程，确保地基承载能力满足设计要求。
2. 模板制作：拱桥施工过程中需要用到模板，用于支撑混凝土的硬化过程。
这些模板需要根据设计图纸制作，并进行严密的质量控制。
3. 混凝土浇筑：拱桥主体结构一般采用预制钢筋混凝土构件进行施工。
在施工过程中，需要对混凝土进行精确的浇注和振捣，以确保其密实度和强度。
4. 拱顶施工：拱桥的最高点是拱顶，需要特别关注其施工过程。
在拱顶的浇筑中，需要采用特殊的构造方式和模板支撑，以确保其形状和强度。
5. 桥面铺装：拱桥的最后一步是进行桥面铺装。
根据实际情况，可以选择使用沥青、水泥或其他材料进行桥面铺装，以提供良好的交通条件。
桥梁工程0602 拱桥设计PPT17页
1
0
、
倚
南
窗
以
寄
傲
，
审
容
膝
之
易
安
。
21、要知道对好事的称颂过于夸大，也会招来人们的反感轻蔑和嫉妒。——培根 22、业精于勤，荒于嬉；行成于思，毁于随。——韩愈
23、一切节省，归根到底都归结为时间的节省。——马克思 24、意志命运往往背道而驰，决心到最后会全部推倒。——莎士比亚
25、学习是劳动，是充满思想的劳动。——乌申斯基
谢谢！
文 家 。汉 族 ，东 晋 浔阳 柴桑 人 （今 江西 九江 ） 。曾 做过 几 年小 官， 后辞 官 回家 ，从 此 隐居 ，田 园生 活 是陶 渊明 诗 的主 要题 材， 相 关作 品有 《饮 酒 》 、 《 归 园 田 居 》 、 《 桃花 源 记 》 、 《 五 柳先 生 传 》 、 《 归 去来 兮 辞 》 等 。
桥梁工程0602 拱桥设计
6
、
露
凝
无
游
氛
，
天
高
风
景
澈
。
7、翩翩新 来燕，双双入我庐 ，先巢故尚在，相 将还旧居。
8
、
吁
嗟
身
后
名
，
于
我
若
浮
烟
。
9、 陶渊 明（ 约 365年 —427年 ），字 元亮， （又 一说名 潜，字 渊明 ）号五 柳先生 ，私 谥“靖 节”， 东晋 末期南 朝宋初 期诗 人、文 学家、 辞赋 家、散
拱桥设计与施工技巧
拱桥设计与施工技巧拱桥作为一种古老而经典的桥梁结构，具有独特的美学价值和工程实用性。
在建筑设计与施工中，拱桥设计与施工技巧至关重要。
本文将从设计和施工两个方面探讨拱桥的相关技巧与要点。
一、设计技巧1. 段数的选择：拱桥的段数对于桥梁的负荷承受能力和分布具有重要影响。
按照桥梁的跨度和河道宽度可以选择适当的段数，一般情况下，6到8个段数较为理想。
2. 拱身线型的确定：拱桥的线型决定了其美感和承力性能。
对于大跨度拱桥，通常选择平曲线或簇直线，在平面和立面上使得拱桥呈现出流畅的曲线美感。
3. 拱桥高度的计算：拱桥的高度直接影响着该桥的通航能力和通风能力。
需要根据航道图和风压等因素进行合理计算，确保拱桥的设计高度符合要求。
4. 拱桥的开间选择：拱桥的开间选择要根据河道的宽度和水流情况进行合理判断。
在水流较大的地区，需要选择较大的开间，以保证水流通畅和桥梁安全。
二、施工技巧1. 基础施工：拱桥的基础施工是保证拱桥稳定性的关键。
需要根据设计要求选取适当的基础形式，如钢筋混凝土桩基或承台基础。
同时，地质勘测不可忽视，确保基础牢固。
2. 同步施工：拱桥的同步施工技巧是确保拱体平衡性的重要手段。
为了保证整个拱桥的结构刚性和稳定性，在建造过程中需要保持各个部位的施工进度同步，以防止出现不均匀沉降。
3. 拱体施工：拱体施工是拱桥建造最重要的环节之一。
当采用预制拱片时，需要注意合理的预应力张拉、固定顺序和位置选择，确保每一片预制拱片的质量和相互之间的连接性。
4. 拱桥调整与修整：拱桥建造完工后，常常需要进行调整和修整。
通过对拱桥的结构进行检测和分析，如位移观测和应力测量等，可以及时发现拱桥的不稳定因素，并采取相应的修补措施。
在拱桥的设计与施工中，需要充分考虑材料的选择与计算、桥梁的承重能力和阻力、地质与水文条件等多方面因素。
只有在综合考虑这些因素的情况下，才能确保拱桥的质量与安全。
总结起来，拱桥设计与施工涉及到多个方面的技巧与要点。
桥梁拱桥课程设计
桥梁拱桥课程设计一、课程目标知识目标：1. 学生能理解桥梁的基本概念，特别是拱桥的结构特点及其在桥梁工程中的应用。
2. 学生能掌握拱桥的基本力学原理，包括受力分析、压力和推力的概念。
3. 学生能了解不同类型的拱桥及其在设计、施工中的特点。
技能目标：1. 学生能够运用所学的知识，分析并绘制简单的拱桥结构图，进行基础的受力分析。
2. 学生通过小组合作，设计并构建一个简单的拱桥模型，展示对拱桥原理的理解和应用。
3. 学生能够运用数学和物理知识解决拱桥设计中遇到的问题，培养实际问题解决能力。
情感态度价值观目标：1. 学生培养对桥梁工程及建筑科学的兴趣，增强对工程技术的尊重和认识。
2. 学生通过团队合作完成项目，提升合作意识和沟通能力，培养团队精神。
3. 学生在探索和实践中，发展创新思维和动手能力，体会科学探究的乐趣。
4. 学生通过对拱桥案例的学习，认识到科学技术与社会生活的紧密联系，增强社会责任感。
本课程目标针对初中年级学生设置，旨在结合学生好奇心强、动手能力逐渐增强的特点，以实际工程案例为背景，引导学生学习科学知识，培养其综合运用多学科知识解决实际问题的能力。
课程设计注重理论与实践相结合，鼓励学生主动探索与创造，从而提高学生的综合素养。
二、教学内容1. 桥梁基础知识：介绍桥梁的定义、分类和功能，重点讲解拱桥的结构组成和特点。
（对应教材第一章）- 桥梁的历史发展- 拱桥的结构类型- 拱桥的力学优势2. 拱桥力学原理：阐述拱桥的受力分析、压力与推力的关系，引入力学基本概念。
（对应教材第二章）- 拱桥的受力特点- 力学原理在拱桥中的应用- 压力与推力的计算方法3. 拱桥设计及施工：介绍拱桥设计的基本原则、方法，以及施工技术。
（对应教材第三章）- 拱桥设计流程- 桥梁材料的选择- 拱桥施工技术及注意事项4. 拱桥案例分析：分析国内外著名的拱桥案例，了解其设计、施工和运行情况。
（对应教材第四章）- 我国著名拱桥介绍- 国外典型拱桥案例分析- 案例中的技术创新和工程亮点5. 实践活动：组织学生进行小组合作，设计并制作一个简单的拱桥模型，锻炼学生的动手能力和团队协作能力。
拱桥设计计算内容及方法[精品文档首发]
![拱桥设计计算内容及方法[精品文档首发]](https://img.taocdn.com/s3/m/8ba40c10ba1aa8114431d98b.png)
拱桥设计计算内容及方法[精品文档首发]拱桥设计计算内容及方法拱桥实用计算计算内容需要计算的部位：主拱、拱上建筑；组合体系拱：主拱圈、系梁、吊杆；桁架拱：上下弦杆、斜杆；主要荷载：结构重力、预应力、活载、常年及日照温差、拱脚水平位移推力；计算项目：主拱强度设计、验算；拱上建筑强度设计、验算；系梁、吊杆强度设计、验算；横梁、桥面板强度设计、验算；主拱稳定性验算；主拱变形计算、预拱度计算；关键局部应力验算；主拱内力调整计算。
拱桥实用计算计算方法合理拱轴线：按照拱轴线的形状直接影响主拱截面内力大小、分布的原则选取拱轴线。
尽可能降低由于荷载产生的弯矩值，使拱轴线与拱上各种荷载的压力线相吻合，也就是合理拱轴线。
有推力主拱自重内力：无支架施工拱桥：按实际结构尺寸计算恒载集度，按施工方法确定各种荷载作用的体系与截面。
有支架施工拱桥：按一次落架计算，常采用弹性中心法。
有推力拱活载内力:利用弹性中心法公式查表计算，利用影响线加载计算。
多肋式主拱以及拱上建筑为排架的双曲拱必须考虑横向分布作用，箱形截面应作箱梁应力析。
有推力拱温差及拱脚水平位移内力：利用弹性中心法公式查表计算，或利用有限元结构计算程序进行。
拱上建筑计算：进行拱上建筑的计算时应该考虑联合作用的影响，否则是不安全的。
联合作用的计算必须与拱桥的施工程序相适应。
若是在拱合拢后即拆架，然后再建拱上建筑，则拱与拱上建筑的自重及混凝土收缩影响的大部分仍有拱单独承受，只有后加的那部分恒载和活载及温度变化影响才由拱与拱上建筑共同承担；如果拱架是在拱上建筑建成后才拆除，那么全部恒载和活载以及其它影响力可考虑都由拱与拱上建筑共同承受；拱与拱上建筑的联合作用计算是解高次超静定问题，可以应用平面杆件系统程序进行计算。
组合体系拱桥恒载内力：高次超静定结构必须采用有限元结构程序进行计算。
最优吊杆张拉力:通过吊杆张拉力和系梁内预应力大小的调整可以使主拱与系梁基本处于受压状态。
组合体系拱活载内力计算：采用影响线加载计算包络图，拱肋也必须用横向分布系数考虑车列的偏载。
拱桥课程设计任务书
《桥梁工程》课程设计任务书一、设计题目等截面悬链线空腹式圬工拱桥设计二、设计资料1、设计荷载：公路—Ⅰ级；人群3.0kN／m2。
2、桥面净空：净－7＋2×（0.25m栏杆+1.0m人行道）3、跨径：主拱净跨径:48m主拱净矢高:8m净矢跨比：1/6主拱顶填料厚度：0.3 m腹拱净跨径：3 m（圆弧拱）腹孔净矢跨比：1/5腹拱圈高度：0.35 m腹拱墩宽度：0.9 m（上、下等宽）拱圈材料重力密度γ1=24 kN／m3拱上建筑材料重力密度γ2=24 kN／m3路面及填料（包括路面、腹拱的护拱和填料）重力密度γ3=20 kN／m34、材料主拱圈M10号砂浆砌MU60号块石5、温度本设计中，设当地历年最高日平均温度为35℃，最低日平均温度为-3℃，封拱温度预计在10～15℃之间。
三、设计任务与内容1、构造尺寸拟定；2、确定拱轴系数；3、拱轴系数验算；4、拱圈截面内力计算；5、拱圈验算；6、绘出总体布置图。
四、设计依据与参考书1、《桥梁工程》（下册）(顾安邦主编)2、《公路桥涵设计手册》（拱桥上、下），人民交通出版社3、《公路圬工桥涵设计规范》（JTG D61-2005）4、《公路桥梁设计通用规范》(JTG D60—2004)，人民交通出版社．五、完成后应提交的文件和图表1、编制设计说明书(包括计算书)2、桥型一般布置图六、设计成绩评定按《教学大纲》要求，为独立1周的课程设计，单独考查课成绩。
五级分制：优秀良好中等及格不及格评分标准：出勤设计质量图纸质量答辩效果七、进度控制序号内容天数1 尺寸拟定及桥梁布置 12 确定拱轴系数 13 拱轴系数验算 14 拱圈截面内力计算 15 拱圈验算 16 计算书编制及绘图 1。
桥梁工程中的拱桥设计与施工
桥梁工程中的拱桥设计与施工桥梁是人类文明发展的标志之一，而拱桥作为其中的重要构造形式，在桥梁工程中扮演着重要的角色。
本文将对拱桥设计与施工进行详细的探讨，包括拱桥的基本原理、设计要点和施工过程等内容。
一、拱桥的基本原理拱桥是一种采用拱形结构的桥梁，其主要原理是通过桥墩或其他支撑结构将桥面上的荷载向两侧传递，形成一道拱形的受力体系。
这种结构具有极强的承载能力和稳定性，是一种被广泛应用于桥梁工程中的设计形式。
在拱桥的设计中，需要考虑以下几个基本原理：1. 受力传递原理：拱桥能够承受荷载的原因在于其特殊的受力传递方式。
桥面上的荷载会通过桥墩等支撑结构传递到拱顶，然后再沿拱腿向两侧传递，最终由桥墩将荷载传递到地基。
这种受力传递方式使得拱桥能够有效地抵抗外部荷载的作用。
2. 拱的形状选择：拱桥的形状对其承载能力和稳定性具有重要影响。
一般来说，拱顶处的曲率半径应该适当选择，太小的拱顶会导致荷载集中，太大的拱顶则会导致荷载分散，从而影响拱桥的稳定性。
此外，拱腿的倾斜角度也需要根据具体的工程条件来确定。
3. 材料选择：拱桥所需承受的荷载较大，对材料的要求也相对较高。
常见的拱桥材料包括混凝土、钢材和石材等，需要根据桥梁工程的具体情况选择合适的材料，以确保拱桥的安全性和稳定性。
二、拱桥设计要点拱桥设计是桥梁工程中的重要环节，需要考虑多种因素以确保设计的合理性和有效性。
以下是拱桥设计中的一些关键要点：1. 荷载计算：在拱桥设计中，荷载计算是一个重要的步骤。
需要准确估计桥面上的各种静态和动态荷载，并考虑到不同荷载的作用效果，以确保拱桥能够承受不同情况下的荷载。
2. 结构优化：在拱桥设计中，结构优化是提高桥梁工程质量的重要手段。
通过使用专业的设计软件和技术手段，可以对拱桥的结构进行优化，提高其承载能力和稳定性。
3. 施工可行性：在进行拱桥设计时，需要充分考虑施工的可行性。
需要根据实际情况确定合适的施工方法和工艺，以确保拱桥的施工顺利进行，并确保工程的质量和安全。
桥梁工程 第三篇_拱桥1 (3)
在横向将拱截面划分为多条箱形肋，在纵向将箱形肋分段，先 预制各箱肋段，然后安装各箱肋段成拱，最后现浇各箱肋间的填 缝混凝土形成箱形拱。
4）双曲拱桥
由拱肋、拱波、拱板和横向联系等几部分组成
双曲拱桥主拱圈横断面
双曲拱桥的主要特点是将主拱圈以“化整为零”的 方法按先后顺序进行施工，再以“集零为整”的组合 式整体结构承重。
➢ 通常，实腹段长度在计算跨径的0.3～0.5倍之间，实腹段跨中 截面高度（包括桥面板在内）与跨径、矢跨比、拱片数（或间 距）等有关，初拟时可取为净跨径的1/40～1/50。
节间大小
➢ 桁架拱片的节间大小与上弦杆局部受力有关。节间大，节点就 少，结构简化，但上弦杆需增大截面和自重，所以，节间长度 一般不大于计算跨径的1/8～1/12。
二、拱上建筑构造
按照拱上建筑采用的不同构造方式，分为： ➢ 实腹式拱上建筑 ➢ 空腹式拱上建筑
（一）实腹式拱上建筑
实腹式拱上建筑构造简单，施工方便，填料数量较多，恒 载较重。实腹式拱上建筑由拱腹填料、侧墙、护拱、变形缝、 防水层、泄水管以及桥面系组成。 ➢拱腹填料分为填充式和砌筑式两种。填充式拱腹填料应尽量 做到就地取材，通常采用透水性好、土侧压力小的砾石、碎 石、粗砂或卵石类粘土等材料，或其它轻质材料。 ➢侧墙是围护拱腹上的散粒填料，设置在拱圈两侧，通常采用 浆砌块、片石、料石、钢筋混凝土等。 ➢护拱设于拱脚段，以便加强拱脚段的拱圈，同时，便于在多 孔拱桥上设置防水层和泄水管，通常采用浆砌块、片石结构。
《桥梁工程》讲义第八章拱桥的设计与计算解析
25
第八章 拱桥的设计与计算
二、验算要点 1. 后期强度验算 无铰拱桥，拱脚和拱顶是控制截面。 中、小跨径的无铰拱桥，只验算拱顶、拱脚就行了。 大、中跨径无铰拱桥，常验算拱顶、拱脚和拱跨1/4
等三个截面，采用无支架施工的大跨径拱桥，必要 时需加算1/8和3/8截面。
y
H
x
l
H
竖直均布荷载作用下 拱的合理拱
8
第八章 拱桥的设计与计算
1. 二次抛物线拱轴线方程 对于竖直均布荷载，由材料力学可知
M
0 x
ql 2
x
q 2
x2
M
0 l
2
ql2 8
令 Mx 0 可得
(ql x q x2) ql2 y 0
22
8f
求得
y 4 f (x2 lx) l2
y
H
x
l/ 2
上式为二阶非齐次常系数线性微分方程。 解此方程，则得拱轴线方程为：
y1 f
gd y
gx=gd+γy1 gj
l/2
y1
f (chk
m 1
1)
13
第八章 拱桥的设计与计算
求拱轴线的水平倾角
tg 2 fk shk shk
l(m 1)
可见，拱轴水平倾角与拱轴系数m有关。拱轴线
上各点的水平倾角tg ，可直接由《拱桥》（参考文
钢管混凝土拱桥拱肋截面的高、宽尺寸的拟定，应充分考虑主拱跨径 及拱肋片数的影响。对于采用单圆管的小跨度桥，肋高（管径）一般 为0.6～0.8m。
20
第八章 拱桥的设计与计算
五、拱桥的造型
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
I
Id
[1 (1 n) ]cos
【模块编号】MU-06-02
◎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】
14
3.2 截面尺寸拟定
【模块编号】MU-06-02
——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。
10
2.4 常用的拱轴线型（能表达为拱轴线方程）
【模块编号】MU-06-02
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：
x y
4
f
2
2
l —的拱轴线型（续）
【模块编号】MU-06-02
③悬链线
实腹拱桥的合理拱轴线----
9
2.3（续）
——压力线作为拱轴线？
【模块编号】MU-06-02
• 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
– 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；
6
二、 拱轴线型的选择
【模块编号】MU-06-02
• 2.1 选择的总原则 尽可能降低由于荷载产生的弯矩值。
7
2.2 拱轴线选择应满足的条件
【模块编号】MU-06-02
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
15
12
【模块编号】MU-06-02
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。
13
3.1（续）
◎对大跨或很陡的圬工拱桥，根据 拱厚系数确定：
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；
8
2.3 合理拱轴线与压力线
【模块编号】MU-06-02
◎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；
【模块编号】MU-06-02
Modular Unit-0602
拱桥的设计
1
【模块编号】MU-06-02
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
2
【模块编号】MU-06-02
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；
3
1-3、确定桥梁的设计标高和矢跨比
【模块编号】MU-06-02
◎标高：
– 桥面标高 – 拱顶底面标高 – 起拱线标高 – 基础底面标高
4
◎矢跨比
【模块编号】MU-06-02
※根据跨径、拱顶、拱脚标高确定矢跨比（f/l)
5
【模块编号】MU-06-02
◎不等跨的处理 多跨拱桥的“不等跨”问题，可以采用的措施有：
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；