上承式拱桥设计构造施工及计算

双曲拱桥的特点
构造特点：
化整为零，集零为整
使用性能：
接缝较多，截面受力复杂，整体性差， 几乎不再修建
2 整体型上承式拱桥的构造与尺寸拟定
整
（1）普通桁架拱桥
体 1、桁架拱桥
型 上
（2）桁式组合拱桥
承
式 2、刚架拱桥
拱
桥
1 )普通桁架拱桥 (a) 组成：桁架拱片、横向联系、桥面
(b) 一般特点：桁架拱片是主要承重结构， 由上下玄杆、腹杆和实腹段组成整体，共同受 力，各杆件主要承受轴力；桁架拱片在荷载作 用下有水平推力，跨中实腹段受压为主；桁拱 片外部为两铰结构，温变及变位引起的结构附 加内力较小。
4）顶底板及腹板尺寸：顶底板15-22cm，外 腹板12-15cm，内腹板4-8cm，上安装缝20厘米， 下安装缝4厘米。200米以上特大桥有例外。
（4）横隔板和横向联结 1）除了在段端部、吊扣点及拱上立柱处必设 外，其余每隔3－5米设置一道，横隔板厚6－8厘 米，中部常常挖空，便于施工行走。 2）肋间横向联接与拱肋形式有关，在横隔 板处采用钢筋及钢板焊接等方法联接。
(c) 缺点：杆件纤细、模板复杂、浇筑及吊 运要求高，节点是薄弱环节，常常有开裂。
（d）桁杆布置的三种形式： 斜杆式、竖杆式和桁肋式
（e）桁架拱结构主要尺寸 实腹段长度为计算跨径的0.3—0.5之间； 节间长度不宜大于计算跨径的1/10左右； 斜杆与上玄杆夹角应在30—50度之间； 实腹段跨中截面高度大约为跨径的1/40左右； 下玄杆常采用等截面形式，高度约为跨径的1/80； 桁架拱片数和间距与桥宽、跨径及桥面板等有关；
石板拱的构造
（5）混凝土板拱的构造
（a）素混凝土板拱 现浇素混凝土板拱：收缩应力大，加强养护。 预制块件砌筑板拱：简单预制块板拱；分肋合拢， 横向填镶砌筑板拱；卡砌空心板拱； （b）钢筋混凝土板拱 钢筋混凝土板拱构造简单、外表整齐、可以 设计成最小的板厚，轻巧美观。配筋按计算需要 与构造要求进行。
箱形拱截面组合方式
万县长江大桥
（3）拱圈截面尺寸拟定：
1）拱圈高度：主要取决于跨径，试算确定， 初拟经验公式： h l0 /100
2）拱圈宽度：一般为桥宽的0.6-1.0倍，不小 于跨径的1/20
3）箱肋宽度：取决于吊装重量，目前国内吊 装重量在 100吨内，箱宽一般为1.2-1.7m
上承式拱桥
第一节 上承式拱桥的设计与构造 第二节 上承式拱桥的施工 第三节 拱桥的计算
第一节 上承式拱桥的设计与构造
普通型上承式 拱桥
整体型上承式 拱桥
第一节 上承式拱桥的设计与构造
一、 主拱圈的构造与尺寸拟定 二、 拱铰 三、 拱上建筑构造
2.1.1 主拱圈的构造与ห้องสมุดไป่ตู้寸拟定
1 普通型上承式拱桥 1 ) 板拱（带肋板拱） 2 ) 肋拱 3) 箱形拱（箱板拱和箱肋拱） 4 ) 双曲拱
无铰拱、两铰拱和三铰拱的弯矩图
1、惯矩拱顶向拱脚增大的无铰拱 2、惯矩拱顶向拱脚减小的无铰拱 3、两铰拱 4、三铰拱
（4）石板拱的构造
（a）材料规格要求：石质均匀、不易风化、 无裂纹，形状为长方形或楔形，不小于30号强度， 砌筑的砂浆标号不低于7.5号。
（b）错缝：对料石拱，拱石受压面与拱轴线 垂直，可不错缝，横向必须错缝10厘米以上；对 块石拱，择较大平面与拱轴线垂直，大头在上， 错缝大于8厘米。
（1）箱形拱的主要特点： ①截面挖空率大； ②抵抗正负弯矩能力大致相同； ③抗弯抗扭刚度大，整体稳定性好，可单肋成拱； ④制作要求高，吊装设备多。
（2）箱形拱截面组合方式： ①多条U形肋截面（整体性、单肋合拢稳定性差） ②多条工形肋截面（横向联接刚度、焊接条件差） ③多条闭合箱形肋截面 ④单箱多室截面，用于不能采用预制吊装的特大 桥。
横隔板和横向联结
（5）拱箱接头
（6）肋间横系梁
要求具有一定刚度，使拱肋形成牢固的整体。 其截面形式有工形、箱形及桁片等。在横系梁处 箱内设横隔板，对于箱形系梁，应设双横隔板， 并在相应位置伸出预留钢筋。对于桁片系梁则只 需在上下玄杆位置有钢筋联接。
4 ) 双曲拱
1965年前后我国江苏省创造的桥型，由于主 拱圈在纵横向均呈拱形而得名。拱圈由四部分组成： 拱肋、拱波、拱板和横向联系。实践证明，该桥型 存在问题，受力部位严重开裂，存在安全隐患，目 前很少采用。
素混凝土板拱构造
钢筋混凝土板拱构造
2) 肋拱
由两条或多条分离的平行窄拱圈所组成的拱桥。 有混凝土肋拱、钢管肋拱、钢肋拱和石肋拱等 。
肋拱拱肋截面型式
钢管混凝土肋拱截面
3) 箱形拱
（1）箱形拱的主要特点 （2）箱形拱截面组合方式 （3）拱圈截面尺寸拟定 （4）横隔板和横向联接 （5）拱箱接头 （6）钢筋布置
h k 3 l0
l0 30m, h 104 cm;l0 60m, h 130 cm;
变厚小跨径石拱桥 hd (1 l0 )
（ =0.13~0.17的系数）
（3）拱圈截面变化(较少采用)
工程中常采用等截面的板拱设计。 变截面板拱有变宽，不变高和变高，不变宽 （与内力变化趋势相同）两类。 变宽：可有效提高拱圈的横向稳定性，对大跨 径拱肋或窄拱圈有主要意义，但增大了墩台宽度， 增加造价。多用于中承式拱桥。 变高（镰刀形拱）：由于减小拱脚截面可有效 降低拱脚弯矩，使得弯矩在全跨均匀分布，较经济 合理，但该种形式适用于100m左右，较少采用 。
石板拱的构造
（c）限制砌缝宽度：因砂浆强度小于拱石强 度，通常规定缝宽料石拱小于2厘米，块石拱小于 3厘米，片石拱小于4厘米；
（d）设置五角石：在拱圈与腹拱墩及墩台连 接处，设置特殊的五角石改善受力状况，目前也 常采用现浇混凝土拱座。
（e）拱石编号：为便于拱石加工和确保 施工砌筑要求，需对每块拱石进行编号。对 等截面悬链线拱可采用多心圆代替悬链线放 样。
1 ) 板拱（带肋板拱）
（1）拱圈宽度确定 板拱宽度一般由桥面宽度确定，人行
道可放置或悬挑在拱圈上。桥规规定：当 拱圈宽跨比B/L＜1/20时，应验算拱圈的 横向稳定性。
（2）拱圈厚度
根据跨径、矢高、荷载大小及材料等试算确 定。
等厚小跨径石拱桥
（β=4.5~6.0的系数，k是荷载系数，汽车-
20取1.2）