拱桥简介

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”。
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二、拱桥的主要类型
• 按主拱圈所使用的材料：圬工拱桥、钢筋混凝土拱桥、 钢拱桥、钢筋-混凝土组合拱桥
• 按照拱上建筑的形式可分为：实腹式拱桥、空腹式拱 桥 • 按照主拱圈线形可分为：圆弧线拱桥、抛物线拱桥、 悬链线拱桥
• 按照桥面的位臵可分为：上承式拱桥、中承式拱桥、 下承式拱桥
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• 按照结构受力图式可分为：简单体系拱桥、组合体系 拱桥和拱片桥。 • 按有无水平推力分：有水平推力和无水平推力拱桥。 • 按拱圈截面形式分：板拱桥、板肋拱桥、肋拱桥、双 曲拱桥、箱形拱桥、钢管混凝土拱桥、劲性骨架混凝 土拱桥
• 此种组合体系拱没有系杆，由单独的梁和拱共 同受力，拱的推力仍由墩台承受。 • 有刚性梁柔性拱（倒蓝格尔拱）、刚性梁刚性 拱（倒洛泽拱）。
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③拱片桥

上边缘与桥面平行，下边缘是拱形的有推力结构，称为拱片。
行车道系与拱肋刚性连成一整体，共同受载。
拱片立面挖空成桁架。
可由两片以上 拱片组成，用横 向连结系将其连 成整体。
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（2）组合体系拱桥
一般由拱肋、系杆、吊杆（或立柱）、行车道 梁（板）及桥面系组成。 梁和拱组合，共同承担桥面荷载和水平推力， 发挥梁受弯，拱受压的结构特性，节省材料。 • 分为有推力和无推力。

吊杆
拱肋
系杆
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① 无推力的组合体系拱桥
• 两大特点：较大跨越能力（拱桥）；对地基
适应力强（简支梁桥）。 • 拱的推力由系杆承受。
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上承式
下承式
中承式
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1.按结构受力图示分类
（1）简单体系拱桥 均为有推力拱桥；可做成上承 式、中承式和下承式 按主拱的静力体系分为三种 ① 三铰拱（很少采用） 属外部静定结构。 优点：无需考虑体系变形对内力的 影响；对地基要求不高。 缺点：构造复杂；结构刚度小；对 行车不利。

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2.按主拱圈截面形式分类
• 拱桥的主拱圈沿拱轴线可以做成等截面或变截 面形式。
等截面
变截面
• 等截面构造简单，施工方便，使用普遍。
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• 主拱圈使用的建筑材料主要有：圬工、钢筋混 凝土、钢材、钢-混凝土组合结构等。 • 圬工——小跨 钢拱——大跨 • 钢筋混凝土是最具有竞争性的桥型之一。

拱桥的主要优点： 跨越能力较大；能充分就地取材；耐久性好，维修、 养护费用少；外形美观；构造简单。
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• 拱桥的主要缺点： （1）自重较大，对地基要求较高； （2）连续多孔拱桥，需设臵复杂的措施防止一孔破坏而 影响全桥的安全；
（3）上承式拱桥因建筑高度较高，使两岸接线长度增长
或者使桥面纵坡增大。

系杆——将两拱脚相互联系在一起的水平构 件。
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• 根据拱肋和系杆相对刚度的大小及吊杆的布臵可
分为：
系杆拱——竖直吊杆的柔性系杆刚性拱； 蓝格尔拱——竖直吊杆的刚性系杆柔性拱； 洛泽拱——竖直吊杆的刚性系杆刚性拱。

当用斜吊杆代替竖直吊杆时，称为尼尔森拱。
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系杆拱：系杆和吊杆均为柔 性杆件，只承受轴向力，基 本不承受弯矩。
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• 双曲拱桥：主拱圈的纵向和横向均呈曲线形。 特点：抵抗矩较相同材料的板拱大，节省材料； 施工可采用预制拼装；但施工工序多，组合截 面整体性差和易开裂，一般适用于中、小跨径 拱桥。
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• 箱形拱桥：外形与板拱相似，截面挖空，截面 抵抗矩较相同材料用量的板拱大很多；节省材 料，减轻自重；闭口箱形截面，截面抗扭刚度 大，横向整体性和结构稳定性均较双曲拱好， 特别适合无支架施工。但箱形截面施工制作复 杂，适合大跨径拱桥。
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第二节 拱桥的组成及主要类型
一、拱的主要组成
由主拱圈和拱上建筑组成。 • 主拱圈是主要承重结构。 • 桥面系和传力构件或用来传力的填充物称为拱 上建筑。
拱桥的下部结构： 由桥墩、桥台及基础组成。
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拱桥的几个主要技术名称
• • • • •
净跨径 计算跨径 净矢高 计算矢高 矢跨比、陡拱、坦拱
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
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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。
蓝格尔拱：拱肋刚度远小于系杆 （1/80），刚性系杆不仅承受拱 的推力，还要承受弯矩，成为拉 弯结合的梁式构件。 洛泽拱：拱肋与系杆都有一定的 抗弯刚度，荷载引起的内力在拱 肋和系杆之间按刚度分配。 尼尔森拱：这种体系与桁架相似， 与竖吊杆相比，内力分配更均匀， 整体刚度更大。
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②
有推力的组合体系拱桥
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②
双铰拱
• 属一次超静定结构， 介于三铰拱和无铰拱 之间。 • 取消了拱顶铰； • 相较三铰拱刚度大； • 相较无铰拱，结构体 系变形引起的内力变 化较小。
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③
无铰拱
• 三次超静定结构 • 结构整体刚度大； • 拱内弯矩分布较两铰 拱均匀； • 施工方便； • 受结构体系变形影响 大； • 对地基要求高。
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•
钢管混凝土拱桥：用于受压为主的结构。借 助内填混凝土增强钢管壁的稳定性，利用钢 管对核心混凝土的套箍作用，使核心混凝土 处于三向受压状态，从而使其具有更高的抗 压强度和抗变形能力。 优点：（1）总体性能方面； （2）施工方面。 缺点：容易产生脱空现象； 钢管先受力，应力偏高， 混凝土不能发挥作用。
• 钢-混凝土组合结构主要有钢管混凝土拱桥和 劲性骨架混凝土拱桥。
桥梁工程
• 板拱桥：采用矩形实体截面的拱桥。特点是： 构造简单、施工方便，但截面抗弯矩不大，适 用于地基条件较好的中、小跨径圬工桥。 • 板肋拱：在较薄的拱板上增加几条纵向肋，以 提高拱圈的抗弯刚度。
板拱
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板肋拱
• 混凝土肋拱桥：肋拱桥是在板拱桥的基础上形 成的，将板拱划分成两条或多条分离的、高度 较大的拱肋，肋与肋之间用横系梁连接。 特点：节省材料，减轻自重，多用于大、中跨 径的拱桥。