拱桥的构造和特点
拱桥的基本组成与类型
三、拱桥的总体布置
确定桥梁长度及分孔
桥面标高，拱定底面标高，
总
起拱线标高，基础标高
体 布
确定桥梁的设计标高和矢跨比
置
混凝土拱桥矢跨比1/4～1/8
箱型拱桥矢跨比1/6～1/10
正确处理不等分孔问题
采用不同的矢跨比 采用不同的拱脚标高 调整拱上建筑的重力
采用不同的拱跨结构
无铰拱：三次超静定结构。拱的内力分布较均匀，材料用 量较三铰拱省；构造简单，施工方便，整体刚度大，实际 中使用广泛。但超静定次数高，会产生附加内力，一般希 望修建在地基良好处。跨径增大，附加力影响变小，故钢 筋混凝土无铰拱仍是大跨径桥梁的主要型式之一。
两铰拱：一次超静定结构，介于三铰拱和无铰拱之间。
L0 - 净跨径 L -计算跨径 f0 - 净矢高 f -计算矢高 f/L - 矢跨比
二、拱桥的主要类型及其特点
建桥材料 圬工拱桥，钢筋混凝土拱桥，钢拱桥 结构体系分 简单体系拱桥：三铰拱，两铰拱，无铰拱组
合体系拱桥：无推力拱桥，有推力拱桥
拱 主拱圈截面形式 板拱桥，肋拱桥，双曲拱桥，箱形拱桥 桥
（2)、组合体系拱桥
拱式组合桥的行车系与拱组合，共同受力。同样，组合拱可 以做成上承式、中承式和下承式。常用的有以下几种形式：
其中a） 无推力拱（使用b） 较广泛）：拱c）的推力由系杆承受， 墩台不受水平推力。
d）
e）
f）
g）
h）
4-1-2
i）
j）
k）
(3)、上承式整体拱桥
（二）按照主拱的截面型式分类 (1)、板拱桥：
主拱圈采用矩形实体截面。构 造简单、施工方便。自重较大， 不经济。在地基较好的中小跨 径圬工拱桥中采用。
中国古代拱桥介绍
中国古代拱桥介绍一、什么是拱桥拱桥是指由拱形结构构成的桥梁，它是中国古代建筑中的重要形式之一。
拱桥利用石材或木材等材料建造，在中国的古代建筑史上占据着重要的地位。
拱桥因其独特的结构和美观的外观而受到广泛的赞誉和喜爱。
二、中国古代拱桥的特点1. 结构稳固：拱桥采用拱形结构，能够有效地抵抗自身重量和外力的作用，使桥梁更加稳固耐用。
2. 美观大气：拱桥在设计上注重线条的流畅和比例的协调，外观华丽典雅，给人一种庄重大气的感觉。
3. 工艺精湛：中国古代建筑工匠善于利用石材和木材进行建筑，拱桥的制作工艺非常精湛，每一块石头或木材都经过精心雕琢和拼接，使得拱桥更加精美。
4. 历史底蕴：中国古代拱桥有着悠久的历史，代表了古代建筑的独特风格和技术水平，承载了丰富的历史文化内涵。
三、中国古代著名的拱桥1. 赵州桥：位于河北省赵县，是中国现存最古老的石拱桥之一。
赵州桥建于公元605年，至今已有1400多年的历史。
它是由20个石拱构成，每个石拱都经过精心雕刻，形成了独具特色的桥梁风格。
2. 雁塔桥：位于陕西省西安市，是中国古代建筑中的一颗明珠。
雁塔桥以其精湛的工艺和独特的设计而闻名，是中国古代拱桥的代表之一。
它建于公元652年，距今已有1300多年的历史。
3. 平遥古城墙上的拱桥：平遥古城位于山西省平遥县，城墙上的拱桥是其重要景观之一。
这些拱桥建于明清时期，以其独特的风格和精湛的工艺而闻名。
这些拱桥不仅起到了交通的作用，同时也成为了平遥古城的标志性建筑。
4. 乌鲁木齐吐鲁番河大桥：位于新疆乌鲁木齐吐鲁番河上，是中国最长的拱桥之一。
这座桥梁建于公元1907年，全长约206米，采用石砌结构。
它的建造不仅充分展示了当时的技术水平，同时也提升了乌鲁木齐市的交通便利性。
四、拱桥的文化意义拱桥在中国古代被广泛应用于建筑中，不仅仅是为了满足交通和通行的需求，更是具有重要的文化意义。
拱桥代表了古代建筑的精华，是中国古代建筑文化的重要组成部分。
拱桥的应用原理讲解
拱桥的应用原理讲解1. 什么是拱桥拱桥是一种常见的桥梁结构，其特点是能够承受跨度较大的荷载而不需要中间支撑。
拱桥由一系列连续的拱石构成，通过受力的分布承担桥面上的荷载，并将荷载传递到桥墩或桥台上。
拱桥利用了拱石固有的强大承载能力和压缩力的传导特性，使得整个桥梁结构变得稳定可靠。
2. 拱桥的应用原理拱桥的应用原理基于力学和结构力学的知识。
通过合理的设计，拱桥能够将荷载均匀分散到每个拱石上，从而实现整个桥梁结构的平衡和稳定。
以下是拱桥应用原理的具体解释：2.1 拱的形状拱桥的主要特点是其几何形状。
拱的形状是根据桥梁跨度和荷载大小来确定的，一般采用弧形或者近似弧形的形状。
拱的形状能够将荷载均匀分散到桥墩或桥台上，并通过桥墩或桥台将荷载传递出去。
2.2 拱石的作用拱桥的重要组成部分是拱石。
拱石具有强大的承载能力和压缩力的传导特性。
当荷载施加在拱桥上时，拱石受到压缩力的作用，通过内力的平衡将荷载传递到桥墩或桥台上。
这种传导过程使得整个桥梁结构能够抵抗荷载的影响，保持稳定。
2.3 桥墩和桥台拱桥中的桥墩和桥台是支撑拱石和传递荷载的关键部分。
桥墩和桥台通过受力分布的方式将荷载传递到地基上，从而保证整个拱桥的稳定性。
桥墩和桥台的位置和数量需要根据具体情况进行设计，一般会考虑到桥梁跨度、荷载大小以及地基条件等因素。
3. 拱桥的优势和应用领域拱桥作为一种常见的桥梁结构，在工程中有着广泛的应用。
其具有以下优势：•承载能力强：拱石通过压缩力的传导可以将荷载均匀分散到整个桥梁结构上，使其具有较强的承载能力。
•稳定可靠：拱桥采用了合理的设计和结构布置，能够抵抗各种外力作用，保持稳定可靠。
•施工简便：相比于其他桥梁结构，拱桥的施工相对简便，有利于加快工程进度。
•美观大气：拱桥的弧形形状和工艺搭配，给人一种美观大气的感觉。
拱桥广泛应用于以下领域：•城市道路桥梁：拱桥作为城市道路桥梁的常见形式，能够连接两侧的道路，承载来往车辆和行人的交通。
拱桥科普介绍
拱桥科普介绍
拱桥是一种常见的建筑结构，具有经典美感和优良的承载性能。
下面是对拱桥的科普介绍：
1.定义：拱桥是一种建筑形式，由一系列连续的拱构成，可用
于横跨河流、道路或山谷等地形。
2.结构特点：拱桥最显著的特点是由一系列拱构成的主要承重
结构。
拱是一种曲线形状，其构造使得施加在拱上的力能够传递到桥的两端或支撑结构上。
这种结构使得拱桥能够抵抗外部载荷并分散荷载，从而保持稳定和承重能力。
3.拱的类型：拱桥可分为多种类型，常见的包括圆拱、椭圆拱、
扁拱、等腰三角拱等。
每种类型的拱都有不同的特点和适用范围。
4.石拱桥：在早期的建筑中，石材常用于拱桥的建造。
石拱桥
因材质坚固耐久，在许多历史古城和文化遗址中仍有保存。
例如，意大利的斯佩拉桥、中国的洛阳桥等都是著名的石拱桥。
5.钢筋混凝土拱桥：随着工程技术的进步，钢筋混凝土成为常
用的材料用于拱桥的建造。
钢筋混凝土拱桥具有较好的强度和耐久性，适用于大跨度和大荷载的情况。
6.历史意义：拱桥的建造历史悠久，可以追溯到古代文明。
拱
桥的设计和建造技术也代表着当时社会和工程技术的发展水平。
许多古代拱桥成为文化遗产和建筑的典范。
拱桥作为一种建筑结构，以其优雅的曲线形状和良好的载荷分布而闻名。
拱桥的设计和建造需要深厚的工程知识和计算能力。
通过科学的设计和建造，拱桥具有强大的承重能力，并成为人类建筑工程的重要成就之一。
物理拱桥知识点总结
物理拱桥知识点总结一、介绍拱桥是由一系列弓形或拱形结构组成的桥梁，其主要作用是支撑和传递桥梁上的荷载。
拱桥是古代桥梁工程中常见的一种桥梁形式，其设计和施工需要考虑许多物理和工程原理。
本文将介绍拱桥的物理知识点，包括其结构特点、力学原理、设计参数等内容。
二、结构特点1. 弧线结构：拱桥的主要特点是采用弧线结构，弯曲的形状可以有效地承受来自上部结构和地基的荷载。
弧线结构还能将荷载通过拱脚传递到桥台和地基上。
2. 三力平衡：拱桥的力学特点主要是三力平衡。
即桥梁上的荷载通过拱脚传递到桥台和地基上，使得整个桥梁系统处于平衡状态。
3. 拱脚特点：拱脚是拱桥的主要支撑部分，其承受高弯度力和大荷载，需要具有足够的强度和稳定性。
三、力学原理1. 拱桥受力分析：拱桥的受力分析主要包括内力分析和外力分析两个方面。
内力分析是通过分析拱桥结构中的各个部分，求解各个部分的内力分布规律；外力分析是通过分析外部荷载对拱桥的影响，求解拱桥整体受力情况。
2. 拱桥结构受力特点：拱桥的结构受力特点主要有以下几个方面：① 拱脚受力规律：拱脚受力主要是受到桥梁上的压力，需要具有足够的抗压能力。
② 拱顶受力规律：拱顶受力主要是受到桥梁上的拉力，需要具有足够的抗拉能力。
③ 拱脚和拱顶受力的相互作用：拱脚和拱顶的受力相互作用使得整个拱桥结构处于平衡状态。
3. 拱桥受力分析方法：拱桥的受力分析主要包括定力分析、曲线割线法、直线割线法和有限元分析等方法。
四、设计参数1. 拱桥的设计参数主要包括以下几个方面：① 拱度：拱度是指拱脚到拱顶的垂直距离，其大小直接影响着拱桥的承载能力和稳定性。
② 跨径：跨径是指拱桥两个拱脚之间的距离，其大小直接影响着拱桥的通行能力和荷载承载能力。
③ 拱脚高度：拱脚高度是指拱脚的垂直高度，其大小直接影响着拱桥的受力分布和荷载承载能力。
2. 拱桥的设计原则：拱桥的设计原则主要包括荷载合理分配、结构稳定可靠、材料选用合理等方面。
7 拱桥构造设计
拱波 作用：主拱圈的组成部分，拱板混凝土浇筑时的模板 要求：一般用混凝土预制成圆弧形（不低于C20）， 单波：矢跨比：1/3～1/6，净跨：3～5m
箱型拱-也称箱型板拱
特点：抗弯惯性距和抗扭惯
性矩均较大，能抵抗
正负M，施工复杂 箱型拱截面组成方式 U形肋：吊装重量轻，现浇量大
工字形肋：无现浇、单肋稳定性差（少用）
先合龙一箱，在 拼顶、底、腹板
箱形肋：质量可靠（卧式预制），吊装稳定性好（目前主要采用的形式）
单箱多室截面：用于不能吊装的特大桥（施工方法：转体、悬臂浇筑、悬臂拼 装）
7.2.2 拱上建筑构造-根据拱上建筑的不同，分为实腹式和空腹式
实腹式拱上建筑 ➢组成：侧墙、拱腹填料、护拱、变形缝、防水层、泄水管及桥面等 ➢特点：构造简单，施工方便，恒载重 ➢适用：小跨径拱桥
➢拱腹填料的做法 填充式 拱腹填料：砾石、碎石、粗砂或卵类粘土，亦可用轻质材料
侧墙：设于两侧，围护填料，按挡土墙设计，采用浆砌块、片石，也可 采用钢筋混凝土护壁式侧墙。
多肋多波：矢跨比：1/3～1/5；净跨：1.3～2.0m；厚6～8cm ；宽0.3～0.5m 拱板
作用：“集零为整”，加强拱圈整体 要求：现浇混凝土不低于C20 性 横向联系构件
作用：使拱肋变形在横桥 向均匀，避免拱波顶纵裂， 保证横向稳定
形式：横系梁和横隔板
布置：拱顶、腹孔墩下、 接头处，间距3—5米
a、将腹拱的拱脚直接支承在墩（台）上； b、跨越墩顶，使两侧腹拱圈相连
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。
拱桥的概述,构造与设计
第三节 拱桥的其它细部构造
一、拱上建筑、桥面和人行道 拱上建筑中的填料，一方面能起扩大车辆荷载分 布面积的作用，同时还能减小车辆的冲击作用。 在大跨径钢筋混凝土拱桥或地基条件很差的情况 下，为了进一步减轻拱上建筑重量，可以减薄填料 厚度，甚至可以不用填料，直接在拱顶上修建混凝 土路面。这时应注意采取措施保证主拱圈的横向整 体性能，计算时还应计入汽车荷载的冲击力。
在砌筑料石拱圈时，根据受力的需要，构造上 应满足以下几点要求： （1）拱石受压面的砌缝应是辐射方向，即与拱轴线 相垂直。此缝一般可做成通缝，不必错缝。 （2）当拱圈厚度不大时，可采用单层拱石砌筑，否 则采用多层拱石砌筑，要求垂直受压面的顺桥向砌 缝错开，错缝间距不少于10cm。E:\photos\桥梁工程插图\ql 116.jpg （3）在拱圈的横截面内，拱石的竖向砌缝应当错开， 其错开宽度至少10cm。 （4）砌缝的宽度不应大于2cm。 （5）拱圈与墩台、空腹式拱上建筑与拱圈连接处， 应采用特制的五角石，以改善连接处的受力状况。
E:\photos\桥梁工程插图\ql 129.jpg E:\photos\桥梁工程插图\ql 130.jpg 桥梁工程插图\ql 131.jpg
第二节 拱上建筑的构造
一、实腹式拱上建筑 实腹式拱上建筑由侧墙、拱腹填料、护拱以及 变形缝、防水层、泄水管和桥面部分组成。 二、空腹式拱上建筑 空腹式拱上建筑除具有实腹式拱上建筑相同的 构造外，还具有腹孔和腹孔墩。
根据行车道的位置，拱桥可以分成：上承 式、下承式和中承式三种类型如下图所示：
拱桥的基本图示
一般上承式拱桥，桥跨结构是由主拱圈、 拱上建筑等组成。
拱桥
3、按照结构受力图式分类 （1）简单体系的拱 桥（按主拱静力体系）
三铰拱
两铰拱
无铰拱
三铰拱
• 外部静定结构。因温度变化、支座沉陷等不会再拱内产 生附加应力，故适于地基条件很差的地区。但由于铰的 存在而使整体刚度下降，且对行车不利，故很少采用。
两铰拱
• 外部一次超静定。刚度较三铰拱大，由于铰的存在，较 之无铰拱可以减小基础位移，温度变化，混凝土收缩和 徐变等引起的附加应力。在地基条件较差或坦拱中采用。 • 外部三次超静定。拱内弯矩分布均匀，整体刚度大。但 在拱脚处易产生较大的附加内力，故多用于地基良好的 条件。
扬州二十四桥
谢谢！
昭华嘉陵江大桥
大桥主拱肋采用钢管 劲性骨架外包混凝土等截 面悬链线无铰拱，拱圈采 用两肋肋间以横撑连接， 每肋拱为单箱双室截面， 主拱肋钢管劲型骨架采用 无支架缆索吊装两肋同时 安装合龙。
赵州桥
位于河北赵县的河上，是一 座单孔石拱桥，该桥在隋大 业初年（公元605年左 右） 为李春所创建，是一座空腹 式的圆弧形石拱桥，桥长 50.82米，中间略窄，宽9米。 净跨37m, 宽9m，拱矢高度 7.24m，在拱圈两肩各设有 二个跨度不等的腹 拱，这样 既能减轻桥身自重，节省材 料，又便于排洪、增加美观。 因桥两端肩部各有二个小孔， 不是实的，故称敞肩型，这 是世界造桥史的一个创造 （没有小拱的称为满肩或实 肩型）。
第七章 拱桥
一、拱桥的基本特点
二、拱桥的基本组成 三、拱桥的主要类型 四、拱桥欣赏
一、拱桥的基本特点
拱结构和梁式结构在受力方面的区别：
梁式结构：在竖向荷载作用下仅在支承处产生竖向支承反 力。
拱结构：在竖向荷载作用下，两端除了竖向反力外还有水 平推力。
拱桥的概述和构造
第一章 概述
第一节 拱桥的基本特点及其适用范围
1、拱桥的发展
十八世纪 国外：石拱，木拱 十九世纪 铸铁拱 钢拱 钢筋混凝土拱
拱桥 1964年 石拱，木拱 国内： 80年代中 刚架拱 桁式组合拱 钢管拱 新型组合体系拱 70年代 80年代 钢筋混 双曲拱 桁架拱 凝土拱
古代拱桥：拱轴曲线造型的千变万化，其中最具有代表意义的 是建于公元 595-605年的赵州桥（如图1所示，跨径L=37m）
主要缺点： 1）是有推力的结构，而且自重较大，因而水平推力也较大， 增加了下部结构的工程量，对地基要求也高； 2）施工方面的缺点多； 3）由于水平推力较大，在连续多孔的大、中桥中，为防止一 孔破坏而影响全桥的安全，需要采取较复杂的措施，或设置单 向推力墩，增加了造价； 4）上承式拱桥的建筑高度较高。 拱桥的缺点正在逐步得到改善和克服：200~600m范围内，拱 桥仍然是悬索桥和斜拉桥的竞争对手。
拱桥按受力图式的分类
两铰拱：一次超静定结构，介于三铰拱和无铰拱之间。
2、组合体系拱桥
组合体系拱桥：在拱式桥跨中，行车系与拱组合，共 同受力。常用的有以下几种形式： 无推力拱（使用较广泛）：拱的推力由系杆承受， 墩台不受水平推力。
有推力拱：此种组合体系拱没有系杆，有单独的梁和拱共 同受力，拱的水平推力任由墩台承受。
4、横系梁的设置 位置： 三铰拱、双铰拱设铰处，拱上建筑的立柱下方。 尺寸：高度取0.8~1.0倍拱肋高，
宽度取0.6~0.8倍拱肋高
钢筋混凝土肋拱桥与板拱桥相比，优点在于： 能较多节省混凝土用量，减轻拱体重量 减少桥墩、桥台的工程量 同时恒载对拱肋内力的影响减小，活载影响增大，可以充 分发挥钢筋的抗拉性能。
拱桥的构造和特点
第五章拱桥的构造和特点•5.1 拱桥的基本特点及其适用范围力学特点，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；•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；5.2 拱桥的组成及主要类型•一、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二、拱桥分类•按材料•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•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拱桥分类•按行车道位置上承式拱桥中承式拱桥下承式拱桥•按拱轴线型式：圆弧拱桥抛物线拱桥选链线拱桥•按拱上结构形式：实腹式拱桥空腹式拱桥按截面板拱桥箱型拱桥肋拱桥双曲拱桥按结构受力图式：•简单体系：无铰拱二铰拱三铰拱组合体系（有无推力）：刚架拱桥桁架拱桥桁式组合拱梁拱组合桥系杆拱桥-按拱肋及系杆的尺寸，柔性、刚性三、拱桥的选择与布置•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1/5~1/10；•4、根据环境选择结构的造型及注意全桥的美观；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。
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。
物理拱桥知识点总结高中
物理拱桥知识点总结高中拱桥是一种古老的建筑结构，它以拱形为主要结构形式，能够承受跨度较大的桥梁结构，因此被广泛应用于桥梁工程中。
在物理学中，拱桥的设计和施工涉及了许多物理学原理和知识，包括受力分析、结构力学、材料力学等方面的知识。
本文将从物理学的角度，对拱桥的知识点进行总结。
一、拱桥的基本结构和受力特点1. 拱桥的基本结构拱桥是由拱身、桥面和桥墩等部分组成的，其中拱身是拱桥的主要受力构件，它承受着桥面上的荷载，并将荷载通过拱脚传递到桥墩上。
拱桥的结构特点是中间凸出，两边支撑，能够有效地承受桥面上的压力，从而使得桥梁能够跨越较大的跨度。
2. 拱桥的受力特点拱桥的受力特点包括了内力分析、支座反力分析、桥墩受力分析等方面。
在设计和施工拱桥时，需要考虑到拱桥的受力分布情况，以确保拱桥的稳定性和安全性。
在荷载作用下，拱桥内部会产生各种受力，如压力、张力、剪力等，这些受力需要通过受力分析的方法来确定，从而确保拱桥的受力合理。
二、拱桥的结构力学分析1. 拱桥的受力分析拱桥的受力分析是拱桥设计中的重要环节，它涉及了结构力学、材料力学等方面的知识。
在进行受力分析时，需要考虑到拱桥的整体结构，包括拱身的受力、桥墩的受力、支座的反力等。
通过受力分析的方法，可以确定拱桥各个部分的受力情况，从而确保拱桥的结构安全。
2. 拱桥的变形分析在荷载作用下，拱桥会产生一定的变形，这种变形会影响拱桥的结构安全和使用性能。
因此，在拱桥设计中，需要进行变形分析，以确定拱桥的变形情况。
通过变形分析，可以了解拱桥在荷载作用下的变形情况，从而确定拱桥的变形控制措施，确保拱桥的稳定性和安全性。
三、拱桥的材料力学分析1. 拱桥的材料选择拱桥的材料选择是拱桥设计中的关键环节，它涉及了材料力学、材料性能等方面的知识。
在拱桥设计中，通常采用混凝土、钢材等材料作为拱桥的主要构造材料，这些材料具有较高的强度和刚度，能够满足拱桥对材料强度和耐久性的要求。
2. 拱桥的材料性能分析在拱桥设计中，需要对所选用的材料进行性能分析，以确定材料的强度、刚度、耐久性等指标。
拱 桥
四川万县长江大桥，主跨420m，建于1997年，为世界第一
南斯拉夫KRK桥：1980年建成，跨径390m
五、拱桥的缺点
（1）支承拱的墩台和地基必须承受拱端的强大推力，必 须有良好的地基。
（2）多孔连续拱桥，为防止一孔破坏，需设单向推力墩。 （3）平原区修建拱桥，桥的两头接线工程量增大，桥面
ห้องสมุดไป่ตู้国
1、赵州桥 2、延安延河桥：用堆土做拱模 3、双曲拱：60年代，黑龙江 4、组合拱： （1〕无推力： （2）砼桁架组合拱：贵州江界河大桥 （3）系杆拱：浙江义乌市宾至大桥
（4）异形拱：西班牙巴塞罗纳
四、拱桥今后的发展情况
修建大跨径拱桥的关键是施工问题。 1、施工方法发展：搭架(拱架)施工法→无支架施工技术 2、无支架施工技术的发展，钢筋混凝土拱桥与斜拉桥相比，
称主拱及拱上建筑(又称拱上结构)所构成。
1、主拱圈(肋、箱)是主要承载构件，承受桥上的全部荷 载，并通过它把荷载传递给墩台及基础。
2、由于主拱圈是曲线形，一般情况下车辆无法直接在弧 面上行驶，所以在行车道系与主拱圈之间需要有传递荷载 的构件和填充物统称为拱上建筑。
拱上建筑可做成实腹式或空腹式
3、拱桥的下部结构包括桥墩、桥台和基础，用以支承桥 跨结构，将桥跨结构的全部荷载传至地基。桥台还起与两 岸路堤相连接的作用，使路桥形成一个协调的整体。
注意：中、下承以后再介绍。
二、拱桥的分类
1、按照主拱圈(肋、箱)所使用的建筑材料可以分为 圬工拱桥、钢筋混凝土拱桥及钢拱桥、钢管混凝土拱 桥。（已介绍）
2、按照拱上建筑的形式可以分为实腹式拱桥及空腹 式拱桥。（已介绍）
3、按照拱轴线的形式，可将拱桥分为圆弧拱桥、抛 物线拱桥、悬链线拱桥等；
各类桥梁工程拱桥构造概述
二、主要类型
1）主拱圈的材料分为：圬工拱桥、钢筋混凝土拱桥、钢拱桥、钢管混 凝土拱桥；
2）拱上建筑的形式分为：实腹式拱桥和空腹式拱桥；
3）主拱圈线形分为：圆弧线拱桥、抛物线拱桥和悬链线拱桥；
4）桥面的位置分为：上承式拱桥、中承式拱桥和下承式拱桥 5）有无水平推力分为：有推力拱桥和无推力拱桥；
二、拱上建筑构造 （一）实腹式拱上建筑 1、适用：小跨径 2、组成：拱腹填料、侧墙、护拱、变形缝、防水层、泄水管、桥面系
3、填料：填充式、砌筑式 （1）填充式
①填料：就地取材，透水性好、土侧压力小 ——砾石、碎石、粗砂或卵石类粘土 轻质材料 ——炉渣与粘土的混合物、陶粒混凝土
②施工：分层夯实 （2）砌筑式： 散粒料不易取得——干砌圬工 4、侧墙 （1）材料：浆砌块、片石、钢筋混凝土，为美观，可用料石镶面。 （2）作用：承受填料土侧压力和汽车作用下的土侧压力 （3）设计图式：挡土墙
钢管混凝土柱在抵抗方向不确定的地震力作用时，由于其各个 方向的强度相同，显示出其有效性。
结构的优势：
（1）与钢结构相比，钢管混凝土结构可节省钢材约50%，并减少大 量的焊接工作，提高结构的耐火性、动力性及稳定性。
（2）与普通钢筋混凝土结构相比，施工用钢相应减少，混凝土用量 和构件自重减少约50%，构件截面面积减少约一半。
劲性骨架混凝土拱（内填外包型 ）——大跨度拱桥施工的“自架设问 题”。
一、砖石拱桥
主拱圈 拱上建筑构造
பைடு நூலகம்
一、主拱圈的构造
（一）板拱 1、石板拱
构造要求： 垂直 错缝（纵、横） 限制砌缝宽度 设五角石
（二）肋拱 1、组成：两条或多条分离的拱肋、横系梁、立柱、行车道部分 2、优点：轻、恒载内力小、充分发挥材料性能、经济 3、适用：大、中
拱桥简介
3.拱轴线的选择和拱上建筑的布置 理想的拱轴线：与拱上各种荷载的压力线相吻合。 以结构自重压力线作为设计拱轴线。 拱轴线选择的要求 拱桥常用的拱轴线形：
（1）圆弧线 均匀径向荷载分布 （2）悬链线 拱顶到拱脚均匀增加的荷载 （3）抛物线 竖向匀布荷载
桥梁工程
• 拱上建筑的形式及布置，对于合理选择拱轴线 形具有密切关系。 小跨径：实腹式圆弧拱或实腹式悬链线拱； 大、中跨径：空腹式悬链线拱； 轻型、全透空的大跨径：抛物线拱。
桥梁工程
• 单悬臂组合式桥梁 只适用于上承式，采用转体施工特方便。
此类桥是将实腹梁挖空，用立柱代替梁腹板，原腹 板剪力主要由拱肋竖向力及加劲梁剪力平衡。
桥梁工程
二、基本组成和构造
• 拱式组合体系桥一般由拱肋、系杆、吊杆（或）立柱、 行车道梁（板）及桥面系组成。
系杆
系杆的设置在系杆拱设计中是个关键问题，一方面要考 虑系杆与拱肋的连接，保证系杆与拱肋的共同受力， 另一方面又要考虑与行车道之间的相互作用，避免桥 面行车道因阻碍系杆的受拉而遭到破坏。
桥梁工程--拱桥简介
第九章 拱桥简介
• 第一节 概述 • 第二节 拱桥的组成及主要类型 • 第三节 拱桥设计简介 • 第四节 拱式组合体系桥的设计与构造 • 第五节 拱桥施工简介
桥梁工程
第一节 概述
• 拱桥的主要特点： 与梁桥区别：外形不同，受力特点不同
拱桥的受力特点： 竖向荷载下，两端产生水平推力，减小了拱圈的截面 弯矩，截面应力分布较为均匀。
桥梁工程
• 劲性骨架混凝土拱桥：采用钢管作劲性骨架 的混凝土拱。又称为内填外包型钢管混凝土 拱。主要用于大跨度拱桥中，解决了大跨度 拱桥施工中的“自架设问题”。
桥梁工程
拱桥构造与设计
第五章 拱桥构造与设计5.1 概述一、拱桥的发展概况二、拱桥的特点 主要受力特点：支承处不仅产生竖 向反力，还产生水平推力，从而使拱主要受压。
·主要优点：跨越能力大；能充分做到就地取材；耐久性好，养护、维修费用小；外形美观；构造较简单，有利于广泛采用。
·主要缺点：1）是有推力的结构，而且自重较大，因而水平推力也较大，增加了下部结构的工程量，对地基要求也高；2）随跨径的增大和桥高的提高，增大了拱桥的施工难度，提高了拱桥的总造价。
拱桥施工工序多，需要的劳动力多，施工工期长。
3）由于水平推力较大，在连续多孔的大、中桥中，为防止一孔破坏而影响全桥的安全，需要采取较复杂的措施，或设置单向推力墩，增加了造价；4）上承式拱桥的建筑高度较高。
拱桥的缺点正在逐步得到改善和克服：200~600m 范围内，拱桥仍然是悬索桥和斜拉桁架拱 双曲拱 拱桥国外： 石拱，木拱 十八世纪铸铁拱 十九世纪 钢拱 钢筋混凝土拱国内： 石拱，木拱钢筋混凝土拱 刚架拱桁式组合拱 钢管拱新型组合体系拱1964年70年代 80年代 80年代中桥的竞争对手。
三拱桥的组成及主要类型（一）、拱桥的主要组成一般上承式拱桥，桥跨结构是由主拱圈、拱上建筑等组成。
主拱圈是拱桥的主要承重结构。
拱上结构或拱上建筑：在桥面与主拱圈之间需要有传递压力的构件或填充物，以使车辆能在平顺的桥道上行驶。
桥面系和这些传力构件或填充物统称为拱上结构或拱上建筑。
拱桥的下部结构：由桥墩、桥台及基础等组成，用以支承桥跨结构的荷载传至地基。
技术名称．．．．：拱顶：拱圈最高点。
拱脚（起拱面）：拱圈和墩台连接处。
拱轴线：拱圈各横向截面（或换算截面）的形心连线。
拱背：拱圈的上曲面。
拱腹：拱圈的下曲面。
起拱线：起拱面与拱腹相交的直线。
净跨径：每孔桥跨两个起拱线之间的水平距离；计算跨径：相邻两拱脚截面形心点之间的的水平距离，也就是拱轴线两端点之间的水平距离。
净矢高：拱顶截面下缘至起拱线连线的垂直距离；计算矢高：拱顶截面形心至相邻两拱脚截面形心之连线的垂直距离；矢跨比：拱圈或（拱肋）的净矢高与净跨径之比，或计算矢高与计算跨径之比。
拱桥的结构形式
拱桥的结构形式拱桥是一种具有优美曲线形状的桥梁结构，它以拱形来承载桥面的重量，将桥上的荷载转移到桥墩上，再通过桥墩传递到地基上。
拱桥的结构形式独特，既能满足桥梁的功能需求，又具有独特的美学价值。
一、古代拱桥的结构形式古代的拱桥多采用石材或砖石结构，因其坚固耐用而广泛应用。
这些拱桥常常呈现出优美的弧线形状，不仅仅是一座通行工具，更是一种艺术品。
悬索桥、拱桥、斜拉桥是三种主要的桥梁结构形式。
古代拱桥的设计者们通过巧妙的构思，创造出了许多令人惊叹的建筑奇迹。
二、现代拱桥的结构形式随着科学技术的进步，现代拱桥的结构形式也发生了巨大的变化。
现代拱桥常常采用钢材和混凝土等材料，这些材料具有高强度和抗压性能，能够承受更大的荷载。
同时，现代拱桥的设计也注重环保和可持续性发展，追求更高的安全性和经济性。
三、拱桥的特点和优势拱桥作为一种独特的桥梁结构形式，具有许多特点和优势。
首先，拱桥的结构稳定，能够分散荷载，承受更大的压力。
其次，拱桥的造型美观，可以成为城市的地标建筑，提升城市的形象和吸引力。
此外，拱桥还能够适应各种地形和环境条件，具有较好的适应性和灵活性。
四、拱桥的应用领域拱桥的应用领域非常广泛，包括城市道路、高速公路、铁路、水利工程等。
在城市道路中，拱桥常常用于跨越河流、湖泊或山谷等地形，连接两个不同的地区。
在高速公路和铁路中，拱桥能够承受大的荷载，保证交通的安全和畅通。
在水利工程中，拱桥常常用于引水渠、水闸等建筑物的建设，起到连接和支撑的作用。
五、拱桥的发展趋势随着城市化进程的加快和人们对生活质量的要求提高，拱桥的发展趋势也在不断变化。
未来的拱桥可能会更加注重环保和可持续性发展，采用更加先进的材料和技术。
同时，拱桥的设计也会更加注重人性化和美学价值，使桥梁不仅仅是一座通行工具，更是一种艺术品。
六、总结拱桥作为一种独特的桥梁结构形式，具有许多特点和优势。
古代的拱桥以其优美的弧线形状和坚固耐用的特性令人叹为观止。
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第五章拱桥的构造和特点
5.1 拱桥的基本特点及其适用范围
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；
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；
5.2 拱桥的组成及主要类型
•一、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
二、拱桥分类
•按材料
•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
•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
拱桥分类
•按行车道位置
上承式拱桥
中承式拱桥
下承式拱桥
•按拱轴线型式：
圆弧拱桥
抛物线拱桥
选链线拱桥
•按拱上结构形式：
实腹式拱桥
空腹式拱桥
按截面
板拱桥
箱型拱桥
肋拱桥
双曲拱桥
按结构受力图式：
•简单体系：
无铰拱
二铰拱
三铰拱
组合体系（有无推力）：
刚架拱桥
桁架拱桥
桁式组合拱
梁拱组合桥
系杆拱桥-按拱肋及系杆的尺寸，柔性、刚性
三、拱桥的选择与布置
•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1/5~1/10；
•4、根据环境选择结构的造型及注意全桥的美观；
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。
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。
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
5.3 主拱的构造
• 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1/60~1/70；拱脚厚度可按下式： • 拱顶厚度 • 拱脚处拱轴线的倾角
2、肋拱
--（矩形、工字型、箱型）
• 矩形截面：肋高为跨径的1/40~1/60，肋宽为肋高的0.5~2.0倍；
• 工字型及箱型：肋高为跨径的1/25~1/35，肋宽为肋高的0.4~0.5倍；腹板、翼板厚度按构造及抗剪最小尺寸要求0.25~~0.5m;
• 肋拱间必须设横梁、横撑；
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ϕj d j d d cos /=
性好，抗扭刚度大，稳定性好；便于预制施工拼装；
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
箱形拱构造尺寸
• 拱圈高度一般为跨径的1/50~1/70；可采用经验公式：
• 拱圈宽度满足跨度的1/20；保证横向稳定；
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
5.4 拱上建筑的构造
6 上承式拱桥桥面系与主拱圈间的结构—传递荷载
7 小跨径拱桥采用实腹式，恒载较重
• 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孔墩；
布置腹孔应结合主拱的类型、构造、施工方法等综合考虑
• 1、腹孔分拱型腹孔及梁板式腹孔；
• 2、腹孔一般等跨对称布置在主拱圈两侧，腹拱跨径选用2.5~5.5m,矢跨比1/2~1/6，不宜大于主拱圈跨径的1/8~1/15；
• 3、采用梁板式腹孔，减轻重量；
• 4、无拱顶实腹段的做法；
8
.0~6.0)(100
0=∆∆+=m H L
•5、腹孔墩可采用立墙式及立柱式；
•6、避免腹孔墩柱节点产生裂缝，可将腹孔墩的上下端设铰、设置变形缝；
5.5拱桥的其它细部构造
•1、拱上填料（﹥0.3m)、桥面及人行道
•2、伸缩缝与变形缝,保证结构的安全性与耐久性，相对变形较大的位置设伸缩缝、相对变形较小处设变形缝；使拱上建筑适应主拱圈的变形；
3、铰的设置
•拱桥需设铰的情况：
•1）主拱圈按两铰或三铰拱设计；
•2）空腹式腹拱圈按构造设铰、腹孔墩上下端；
•3）施工过程中的临时铰；
•采用形式有：弧形铰、平铰及假铰
4、排水及防水层
•除桥面排水外，应对渗入到拱腹内的积水排除；防水层的质量影响桥梁的耐久性；
5.6 其他常用类型拱桥的构造简介
1、桁架拱桥
2、组合桁架拱桥
3、刚架拱桥
4、系杆拱桥
1、桁架拱桥
•主要构造：
•桁架拱片—主要承重结构，由上、下弦杆、腹杆、拱顶实腹段组成；
•横向联结系—拉杆、横系梁、横隔板、剪刀撑
•桥面系
桥型特点：
•1）、拱与桁架组合，共同受力，整体性好，发挥全截面材料的作用；
h b l h )21~5.11()80
1~501(==下• 2）、桁架部分的构件主要承受轴力；
• 3）、拱的水平推力使跨中弯距减少，恒载下主要承受轴力，活载下承受弯距，为偏心受压构件；
• 4）、节点为刚性连接，易开裂，影响整体刚度及耐久性；
• 5）整体自重轻，构件可预制，适合软土地基；
桁架拱片主要类型
• 斜腹杆桁架拱
• 竖腹杆桁架拱
• 桁架肋桁架拱
构造特点
• 节点构造保证足够的强度，防止开裂，影响耐久性及结构刚度；
• 加强横向刚度，保证横向稳定，一般在跨径端部及L/4处设竖向、平面撑架；
构造尺寸
• 1、矢跨比一般采用较小
• f/l=1/6~1/10;
• 2、下弦杆轴线选择尽可能按恒载压力曲线确定，实腹段的拱轴线曲率较大对附加内力有利；
• 3、下弦杆通常采用矩形截面高度 : • 宽度：
• 4、为充分利用下弦杆的受压特性，下弦杆刚度一般大于上弦杆，上弦杆截面宽度与下弦同，高度：
• 5、跨中实腹段总高与跨径、矢跨比、荷载等级、砼标号等有关可取用： • 6、上弦杆节间长度不宜过大，一般取：
构造尺寸
• 7、腹杆截面高度与杆件长度有关，宽度≤上、下弦杆；斜杆与上弦杆的夹角控制在30°~50°；
• 8、拱顶实腹段长度取用： （0.3~0.5)l ;
• 9、保证各节点处轴线相交一点；
h h 下上)7.0~6.0(=l H 0)501~351(=l )121~81(=λ
局部构造处理
•节点构造保证足够的强度，防止开裂，影响耐久性及结构刚度；
•加强横向刚度，保证横向稳定，一般在跨径端部及L/4处设竖向、平面撑架；
与墩台的联结
•下弦一般铰接
•上弦有悬臂式、过梁式、伸入式
2、组合桁架拱桥
•跨中部分桁架拱桥支撑在两边悬臂桁架上的组合结构体系；
1）结构特点
•是桁架拱和桁架梁的继承与发展，受力特性介于拱桥和梁桥之间；
•在悬臂桁架梁端部的下弦杆上支承中间部分的桁架拱；
•悬臂桁架的长度一般为主孔跨径的0.2~0.25;
•悬臂梁与桁架拱间设断缝；
•横向设系梁与隔板；
•边跨通常采用连续刚构活桁架结构；
•易于无支架悬臂拼装；
•推力较大，适合于山谷较深，基岩脉深较浅的山区
2）构造特点
•合理的断缝位置设在第2~3节间；
•节间长度一般在跨径的1/8~1/12，近拱脚处可大些，向跨中方向节间长度逐渐减小；
•跨径小于160米，矢跨比取1/8；跨径﹥160米，矢跨比取1/6为益；
•主拱圈的截面高度一般为跨径的1/100~1/120；
•合理的上弦杆、下弦杆、实腹段跨中刚度比为1:1.8:3.0左右；可充分发挥上弦杆的轴向力；
3、刚架拱桥
•是在刚架、斜腿刚架等基础上发展而来
1）结构组成
•刚架拱片—主要承重结构，由跨中实腹段的主梁、空腹段的次梁、主拱腿、次拱腿构成；
•横向联系及桥面系
2）特点及适用性
•构件小，自重小，适用于软土地基；
•结构变形小，整体结构刚度大；
•施工方便，造价较底；
4、系杆拱桥
•带吊杆的拱梁结构，外部为静定结构，而内部为多次超静定；
1）结构组成
•主拱圈—主要承重结构；
•吊杆（刚性、柔性）---传力结构；
•系梁（纵梁）--承重结构；
•横向联系----横梁、行车道板—传力结构,
横撑---主拱圈稳定作用
2）构造
•矢跨比一般为1/5~1/7；
•主拱圈高度一般为跨径的1/25~1/50；宽度为(0.4~0.5)拱肋高；
•预应力系梁高度应与横梁、桥面板等配合，一般为1.5~2.5m;拱脚端部加高；•吊杆大多采用墩头锚具；单侧张拉；
•横梁按简支梁与固结梁偏安全考虑，高度底于系梁；间距为跨径的1/10~1/16；3）力学特点---自平衡体系
4）局部构造
5）连续拱梁组合桥
梁与拱组合，集中了梁桥与拱桥的优点。