圬工和钢筋混凝土拱桥
圬工和钢筋混凝土拱桥设计 拱桥构造
钢筋混凝土板拱
n据桥宽需要可采用整体式 板拱或分割成若干板块
第二节 拱桥构造 一、主拱圈的构造 2、肋拱
纵梁
横梁
立柱
横系梁
拱肋
拱肋
第二节 拱桥构造 一、主拱圈的构造 2、肋拱 （1）材料
筋混凝土
混凝土
混凝土
普通钢筋
钢管
混凝土
管混凝土
混凝混土凝混凝土土
普通钢筋
型钢
拱肋的材 料形式
普通钢筋
混混凝凝土土
梁式拱上 建筑
第二节 拱桥构造 2、空腹式拱上建筑 1）腹孔
第二节 拱桥构造 二、拱上建筑的构造
2、空腹式拱上建筑 1）腹孔
（1）拱式拱上建筑
特点：构造简单，外形美观，重量较大。 布置：一般对称布置在靠近拱脚侧的一定区段内（1/3~1/4跨径 范围），一般3~6跨，也有采用全空腹型式。 跨径：根据主拱的受力条件确定，中小跨径2,5~5.5m，大跨径 （1/8~1/15）l。
2、伸缩缝与变形缝（※）
作用：使结构的计算图式尽量与实际的受力情况相符合；避免 拱上建筑不规则的开裂，以保证结构的安全使用和耐久性。 伸缩缝与变形缝的做法区别： 伸缩缝0.02—0.03m，施工时将木屑与沥青按1：1的比例配合压制 而成的预制板嵌入砌体或埋入现浇混凝土中即可。 变形缝:不留缝宽，可干砌、用油毛毡隔开或用低标号砂浆砌 筑。 设置位置区别：通常在相对变形（位移或转角）较大的位置 设置伸缩缝，在相对变形较小处设置变形缝。
第二节 拱桥构造 三、拱桥的其他细部构造
4、拱中铰的设置
（2）平铰
平铰接缝间可用低标号的砂浆填塞，也可用垫衬油毛毡或者 直接干。 中小跨径钢筋混凝土整体式拱桥。
第二节 拱桥构造 三、拱桥的其他细部构造
圬工拱桥加固方案
圬工拱桥加固方案1. 引言圬工拱桥作为古代建筑中的一种重要形式，具有独特的结构和美学价值。
然而，由于年代久远和环境变化等原因，许多圬工拱桥在历史长河中受到了各种程度的损坏和衰退。
为了保护和修复这些文化遗产，需要制定一套科学的加固方案。
本文将介绍一种圬工拱桥的加固方案，旨在通过合理的措施提高其结构稳定性和使用寿命。
2. 问题分析在进行圬工拱桥加固之前，需要对桥梁目前的问题进行仔细分析。
主要问题可能包括但不限于以下几个方面：2.1 结构破损由于时间的摧残和外界环境的冲击，拱桥可能存在砖石脱落、墙体开裂以及拱脚下陷等问题，需要进行修复以确保结构完整性。
2.2 荷载承载力不足圬工拱桥的设计荷载可能无法满足现代交通要求，因此需要增加其承重能力以适应当今社会对交通的需求。
2.3 土壤沉降在桥梁使用的过程中，可能会出现土壤沉降现象，导致桥墩不稳定甚至倾斜。
因此，需要采取措施加固桥墩，防止其进一步下沉。
3. 加固方案基于对问题的分析，我们提出以下加固方案，旨在解决圬工拱桥的结构破损和承载能力问题。
3.1 结构修复3.1.1 砖石修补：对于存在砖石脱落和墙体开裂的部分，可以采用砖石修补的方式进行修复。
首先，清理裂缝和损坏的砖石，然后使用适当的水泥砂浆填充，使其恢复原有的结构强度。
3.1.2 拱脚加固：对于拱脚下陷的情况，可以采取加固支撑的方式进行修复。
在拱脚下方加入合适的支撑材料，如钢梁或混凝土柱，以增加拱脚的承载能力。
同时，还可以进行局部加固，使用钢筋混凝土捆束拱脚和墙体，增加整体的抗震能力。
3.2 承载能力提升3.2.1 加固拱顶：对于承受车辆荷载的拱顶部分，可以在拱顶上加固一层加厚的钢筋混凝土。
通过加固拱顶，可以提升整个桥梁的承载能力，并保证其结构的稳定性。
3.2.2 加固桥墩：针对土壤沉降导致的桥墩不稳定问题，可以采取以下措施进行加固。
首先，对桥墩进行深挖加固，增加桥墩的基础面积，以提高承重能力。
其次，可以在桥墩周围设置合适的地下水位监测系统，及时监测土壤沉降情况，并及时采取措施进行补充加固。
桥梁工程第三篇第1章 拱桥的构造
• 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；
• 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；
云南长虹桥，上部结构为空腹式石拱桥，拱上建筑 为横向排架支承腹拱，拱圈采用变截面悬链线，粗 料石拱圈。1961
洛阳龙门桥，石拱桥，主拱圈为等截面悬链线，拱
。 圈厚1.1m，两端各有6m石拱作为桥下立交通道
万县长江大桥，万县长江大桥是劲性骨架钢筋混凝 土箱形拱桥，主跨420m。转体施工法 ，1997
埠东桥跨越沂蒙山区的沂河，净跨92m，矢度为1/10， 主拱肋为工字形双肋，变截面悬链线，拱上建筑立 柱纵向间距为4.63m，一排立柱两根。
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。
兰河桥为一孔53m预应力混凝土系杆拱桥，拱肋轴线 采用二次抛物线，拱矢度1/5。系杆与拱肋均为等宽 的工字形断面，拱脚结合段变为矩形，系杆与拱肋 的刚度比为2.05，属刚性系杆刚性拱。
稳定不利；
1-2 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
• 圬工拱桥是使用圬工
•
圬工拱桥
材料修建的的拱桥，
•
钢拱桥
如：石拱桥以及拱圈
•
钢筋Байду номын сангаас凝土拱桥 不配钢筋的混凝土拱
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。
圬工与钢筋混凝土拱桥
圬工与钢筋混凝土拱桥拱桥不仅可以利用钢、钢筋混凝土等材料来修建，而且可以根据拱的受力特点，充分利用抗压性能较好而抗拉性能较差的圬工材料（石、混凝土、砖等）来修建。
4.1 拱桥概述4.1.1 拱桥的受力特点拱桥是公路上使用很广泛的一种桥梁体系。
拱桥与梁桥的区别，不仅在于外形不同，更重要的是两者受力性能有差别。
梁式结构在竖向荷载作用下，支撑处仅产生竖向支承反力，而拱式结构在竖向荷载作用下，支撑处不仅产生竖向反力，而且产生水平推力。
由于这个水平推力的存在，拱的弯矩比相同跨径的梁的弯矩小很多，而使整个拱主要承受压力。
1.拱桥的主要优点（1）跨越能力较强。
（2）能充分做到就地取材，与钢桥和钢筋混凝土梁桥相比，可以节省大量的钢材和水泥。
（3）耐久性好，而且养护、维修费用少。
（4）外形美观。
（5）构造较简单，尤其是圬工拱桥，技术容易掌握，有利于广泛采用。
2.拱桥的主要缺点（1）自重较大，相应的水平推力也较大，增加了下部结构施工的工程量，当采用无铰拱时，对地基要求高。
（2）拱桥（尤其是圬工拱桥）一般采用在支架上施工的方法修建，随着跨径和桥高的增大，支架或其他辅助设备的费用大大增加，提高了拱桥的总造价，也增大了拱桥的施工难度。
另外，拱桥的施工工序较多，在圬工拱桥建设中，目前还未能采用高度机械化和工业化的施工方法，因而需要的劳动力较多，建桥时间也较长。
（3）由于拱桥水平推力较大，在连续多孔的大、中型桥梁中，为防止一孔破坏而影响全桥的安全，需要设置单向推力墩，增加了造价。
（4）与梁桥相比，上承式拱桥的建筑高度较高，当用于城市立体交叉及平原区的桥梁时，因桥面标高提高，两岸接线的工程量增大，或桥面纵坡增大，既增加造价，又对行车不利。
拱桥虽然存在这些缺点，但由于它的优点突出，在条件许可的情况下，修建拱桥往往仍然是经济合理的。
4.1.2 拱桥的构造和主要类型1.拱桥的构造拱桥也是由上部结构和下部结构两大部分组成的。
拱桥的上部结构由拱圈及其上面的拱上结构（建筑）所构成。
圬工与钢筋混凝土拱桥
板拱构造简单，施工方便，主要用于中、小跨径的拱桥。一般采用钢筋混凝土或圬工材料建造。 板拱的石料规格一般采用料石、块石、片石等各种类型。 根据受力特点，石砌板拱主拱的构造应满足下列要求: ①拱石的受压面应选择较大的平整面，并使拱石的大头向上，小头向下，受压面的砌缝应在辐射方向上。 ②当拱厚较大时，宜采用2～4 层砌筑，并应纵、横错缝，错缝间距不小于100mm。 ③砂浆砌缝宽度不应大于20～30mm。 ④拱圈与墩台及空腹式腹拱墩连接处，应采用特制的五角石，以改善连接处的受力状况。 板拱的宽度由桥宽确定，但其宽跨比不应小于1/20； 板厚由跨径、矢跨比和荷载等级等因素综合确定。
2
小跨径拱桥可采用实腹式圆弧拱或实腹式悬链线拱,大、中跨拱桥可采用空腹式悬链线拱,轻型拱桥或矢跨比较小的空腹式拱桥可采用抛物线拱。
3
3.拱轴线型的选择-2
4.2.2 简单体系拱桥的构造
1.主拱构造 主拱构造根据其截面形式可分为如下几类： 1)板拱；2)肋拱；3)箱形拱；4)双曲拱 2.拱上建筑构造 拱上建筑按其采用的构造方式，可分为实腹式和空腹式两种。 1)实腹式拱上建筑；2)空腹式拱上建筑 3.细部构造 1)伸缩缝与变形缝 2)拱铰
圆弧线。线型简单,施工方便,易于制作。常用于20m以下的小跨径拱桥。
3.拱轴线型的选择-1
抛物线 对于恒载分布比较均匀的拱桥,如矢跨比较小的空腹式拱桥和轻型拱桥等,可以采用二次抛物线作为拱轴线。
1
悬链线 实腹式拱桥的恒载强度是由拱顶向拱脚连续分布逐渐增大的,这种荷载作用下,主拱的恒载压力线是一条悬链线。部分空腹式拱桥的恒载从拱顶到拱脚不是均匀增加的,其相应的恒载压力不是一条悬链线，为了设计和施工方便,一般仍采用悬链线作拱轴线,并合理布置拱上建筑,使拱轴线在拱顶、拱脚和拱跨四分点处与恒载压力线重合,其它点则有所偏离。这种偏离可以减小拱顶、拱脚截面的控制弯矩。悬链线是我国大、中跨径空腹式拱桥采用最普遍的拱轴线型。
拱桥病害处治措施
拱桥病害处治措施1.1 一般规定1、拱桥按照拱圈（肋）结构的材料类型大致可分为：圬工拱桥、钢拱桥、钢筋混凝土拱桥等。
按照静力图式可分为：无铰拱、双铰拱、三铰拱等。
按照结构分类可分为：上承式、中承式、下承式拱桥。
2、本次对钢管混凝土拱桥、混凝土拱桥、圬工拱桥主拱圈、桥台、桥墩的裂缝、砌缝脱落及风化现象进行病害识别及处治。
3、典型病害主要为：1）钢管混凝土空隙、空鼓。
2）钢管锈蚀。
3）钢管混凝土拱桥吊杆护套污垢、破损等（可参照斜拉桥执行）。
4）混凝土拱桥主拱圈裂缝（非结构性裂缝）。
5）圬工拱桥主拱圈、墩台的砌体局部裂缝病害（非结构性裂缝）。
6）圬工砌体的风化现象等。
1.2 钢管混凝土空隙、空鼓1、病害识别钢管混凝土拱肋为钢管混凝土结构，管内灌注混凝土。
可用榔头轻敲（敲击法）判断是否存在空隙、空鼓。
2、病害成因导致钢管混凝土拱肋空隙、空鼓的主要原因有：1）钢管拱内混凝土收缩徐变。
2）浇筑时为便于施工，增加了混凝土的和易性，水灰比较大。
3）在日照作用下引起的内外温差和季节温差造成管内混凝土的不均匀收缩。
3、处治措施一般采用二次灌浆法，在脱空处对钢管钻孔，压入高强度水泥浆或改性环氧砂浆填充空隙处。
适用于钢管混凝土空隙、空鼓范围较小的情况。
其余情况应开展专项检测评估和勘察设计。
1.3 钢管锈蚀1、病害识别钢管混凝土拱桥中钢管或其它钢构件锈蚀较普遍，主要为钢构件涂层脱落、锈蚀。
2、病害成因拱肋钢管的锈蚀主要为原涂层施工时基层处理不佳，导致脱落后锈蚀；桥位处气候特性等。
3、处治措施及时对钢管拱进行涂刷油漆养护。
在涂刷前应对锈蚀部位进行除锈防护，对锈点、锈迹彻底擦除后，涂抹防锈漆及面漆等。
1.4 混凝土拱桥主拱圈裂缝1、病害识别混凝土拱桥主拱圈常见裂缝为具有规律性的横向、纵向裂缝或无规律性裂缝。
1）横向裂缝拱顶开裂，在底面出现横向发展的裂缝，而在拱圈侧部出现自下而上的垂直裂缝；而在拱脚结构的上部出现横向裂缝，在结构侧面出现自上而下的裂缝。
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。
拱桥概述
3
缺点
自重较大，相应的水平推力大； 支架施工多、施工工序多、不便于 机械化施工、施工周期长；
多孔拱桥需设单向推力墩； 上承式拱桥建筑高度高。
拱桥的缺点正在逐步得到改善和克服：
1）从结构体系、构造形式上采取措施； 2）用轻质材料减轻自重； 3）设法提高地基的承载能力； 4）提高预制构件所占的比重,大块件制造与运输方法 200~600m范围内，拱桥仍然是悬索桥和斜拉桥的竞争对手 4
。
17
箱拱与桥台形成无铰拱
18
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。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：
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
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柔性系杆刚性拱(简称系杆拱，图a) 刚性系杆柔性拱(即蓝格尔拱，图b) 刚性系杆刚性拱(图c)。 对于有斜吊杆的柔性系杆刚性拱桥，又可称为尼尔森拱(图 d)。
19、长寿长江大桥
30、巫山长江大桥
20、渝怀铁路长寿大桥 31、巴东长江大桥
21、涪陵长江大桥
32、西陵长江大桥
22、涪陵李渡长江大桥 33、夷陵长江大桥
9
第二节 拱桥的组成及主要类型
一、拱桥的主要组成
拱桥的组成
拱圈
桥跨结构
拱上建筑
桥墩
下部结构 桥台
基础
10
1-主拱圈 2-拱顶 3-拱脚
4-拱轴线 5-拱腹 6-拱背
上承式拱桥，中承式拱桥，下承式拱桥
实腹式拱桥，空腹式拱桥
13
（一）按照结构体系分类
1、简单体系拱桥和组合体系拱桥
简单体系拱桥：主要承重结
构是裸拱，桥面系结构不参与 主拱受力
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；
桥梁材料
1.道路中连接线路、跨越障碍物的人工构造物，称为桥梁。
2. 桥梁分类按桥梁建筑规模（总桥长）或技术难度分为:特大桥、大桥、中桥、小桥涵洞。
按上部结构的行车道位置分为:上承式桥、下承式桥和中承式桥。
按桥梁的结构体系分（梁-拱-索）：梁式桥；拱式桥；刚架桥；组合体系；悬索桥按主要承重结构所用材料划分：圬工桥（包括石、混凝土拱桥），钢筋混凝土桥，预应力混凝土桥，钢桥，钢-混凝土组合桥。
按桥梁用途来划分公路桥、铁路桥、公路铁路两用桥、农桥、人行桥、运水桥(渡槽)。
其它专用桥梁(如通过管路、电缆等)按跨越方式：固定式的桥梁开启桥、浮桥、漫水桥.按施工方法整体施工桥梁——上部结构一次浇筑而成；节段施工桥梁——上部结构分节段组拼而成桥梁涵洞分类桥梁分类多孔桥全长（m）单孔跨径（m）特殊大桥L≥1000 Lk≥150 大桥100≤L＜1000 40≤Lk ＜150中桥30≤L＜100 20≤Lk ＜40小桥8≤L＜30 5≤Lk ＜20涵洞----- Lk ＜5注：1.多孔桥总长是指梁式桥、板式桥为多孔标准跨径总和；拱桥为两岸桥台起拱线之间的距离；其他形式桥梁为桥面系行车道长度。
2.管涵、箱涵不论跨径或孔数均为涵洞。
3．桥梁的组成从传递荷载功能划分：（1）桥跨结构（上部结构）：主梁以上部分称为上部结构（拱桥以拱脚截面以上）——直接承担使用荷载（2）桥墩、桥台、支座（下部结构）：支座以下部分称为下部结构；主梁和墩台之间的传力装置称为支座。
——将上部结构的荷载传递到基础中去，挡住路堤的土，保证桥梁的温差伸缩（3）基础——将桥梁结构的反力传递到地基（4）附属结构1.2 桥梁各部分名称——正确的描述桥梁结构各部分的名称是桥梁施工检测的基础，记录整理归档的必要条件1 桥跨结构1）净跨径——对于梁式桥是设计洪水位上相邻两个桥墩(或桥台)之间的净间距，用表示；对于拱式桥是每孔拱跨两个拱脚截面最低点之间的水平距离。
2）总跨径——是多孔桥梁中各孔净路径的总和，也称桥梁孔径，它反映了桥下宣泄洪沥水的能力。
第三章拱桥
第三章拱桥内容提要：在本章内主要介绍圬工及钢筋混凝土拱桥。
除了介绍拱桥的基本特点适用范围外，重点放在肋拱桥的构造和结构细节上，对其它类型拱桥（如桁架拱桥、刚架拱桥等），只介绍些构造特点学习的基本要求：1、了解拱桥的基本特点及其适用范围2、掌握拱桥的组成及主要类型3、掌握拱桥的构造4、了解拱桥的发展趋势——轻型化第一节概述拱式桥——一种既古老又年轻的桥梁型式。
说拱桥是一种既古老又年轻的桥梁型式是非常名副其实的。
古代人类在拱桥的修建就已经达到很高的造诣。
保留至今的古代桥梁多半是拱桥。
伴随着科学技术的进步，拱桥作为六大桥型之一，至今仍然充满旺盛的活力。
虽然在已经达到的跨度上，拱桥不及悬索桥与斜拉桥，但作为通行现代交通工具的桥梁型式之一，当选择大跨度桥梁的桥型时，在目前比较常遇的200～600跨度范围内，拱桥仍然是悬索桥与斜拉桥的竞争对手。
而在中、小跨度领域，则只要是有民间工匠的地方，就有条件修建拱桥。
因此古往今来，拱桥一直遍布世界各国大小城镇和乡村僻野。
在世界各地人们所见到的数不清的大小拱桥中，有的历史印迹斑斓，有的民族与地方乡土特色浓重，有的充满现代气息。
特别在中国，公路桥梁中60%为拱桥，以赵州桥等为代表的古代拱桥在世界上更享有很高的评价。
中国拱桥历史之久，式样之多，数量之大，形态之美与发展之快，均为当今世界所瞩目。
一、拱桥的基本特点及其适用范围1、拱桥的基本特点拱桥在竖向荷载作用下，支承处不仅产生竖向反力，而且还产生水平推力。
由于这个水平推力的存在，拱的弯矩将比相同跨径的梁的弯矩小很多，而使整个拱主要承受压力。
这样，拱桥可充分利用抗压性能较好而抗拉性能较差的圬工材料（石料、混凝土、砖等）来修建。
又称为圬工拱桥。
2、拱桥的适用范围拱桥的跨越能力由几十米发展到几百米。
钢筋混凝土拱桥的最大跨径为420m，钢管砼拱桥的最大跨径为360m，石拱桥的最大跨径为155m，钢拱桥的最大跨径为518m。
二、拱桥的组成及主要类型1、拱桥的主要组成拱桥的上部结构包括拱圈（主要承重结构）和拱上建筑（桥面系、传力构件或填充物）。
第一章拱桥概述
拱的矢跨比一般为1/6~1/10。一般将矢跨比大于或等
于1/5的拱称为陡拱，矢跨比小于1/5的称为坦拱。
（6）如何处理拱桥不等跨分孔的问题 多孔拱桥最好选用等跨分孔的方案。 在受地形、地质、通航等条件的限制，或引 桥很长，考虑与桥面纵坡协调一致时，可以考虑 不等跨分孔办法处理。 不等跨拱桥， 由于相邻孔的恒载推力不相 等，使桥墩和基础增加了恒载的不平衡推力。为 了减小不平衡推力，改善桥墩基础受力状况，可 采用的措施有：
桥可减少圬工用料与自重，适用于大跨度拱桥。
截面抗扭刚度大，横向整体性和稳定性好，特别
适用于无支架施工。
三、拱桥的总体布置
总体布置需要考虑的主要问题： 总体布置所需设计资料 确定结构体系及结构形式 确定桥梁长度和孔数 确定设计标高、矢跨比、拱圈宽度与 高度 确定墩台尺寸、基础形式与埋置深度
5、施工技术
（1）拱架法 （2）移动托架悬浇法
（3）预制节段吊装悬拼法
（4）转体施工法
（5）劲性骨架法
（6）大跨拱桥施工的缆索吊装悬拼法。
（1）转体施工法
（2）拱架法
（3）大跨拱桥施工的缆索吊装悬拼法。
（4）劲性骨架法
（5）预制节段吊装悬拼法
6、拱桥主要缺点：
（1）有推力的结构，自重较大，水平推力大，增加 了下部结构的工程量，对地基要求高；
本篇教学目的：
1、掌握常用的圬工及钢筋混凝土拱式桥 的结构体系、构造原理、计算理论和主 要施工方法；
2 、了解现代大跨度混凝土拱桥的构造、 计算和施工特点。
修建公路 以人为本
第一章
概 述
第一节 拱桥的发展与现状
1、拱桥的特点 2、拱桥的发展历史概述 3、增大拱桥跨度的途径及现状 4、理论跨度 5、施工技术 6、拱桥缺点 7、桥梁的耐久性问题
钢筋混凝土拱桥施工—钢筋混凝土拱桥的分类
4.按照主拱的形式
（3）双曲拱桥
❖ 主拱圈横截面由一个或数个小拱组成，其主拱圈在纵向和横向均呈曲 线形。通常有拱肋、拱波、拱板和横向联系等几部分。
❖ 公路双曲拱桥采用最多的是多肋波的截面形式；对于跨径和荷载较小 的单车道桥可采用单波的形式。
❖ 双曲拱桥施工工序多，组合截面的整体性差，易开裂，因此，只宜在 中小跨径桥梁中采用。
拱肋
吊杆
桥面
中承式 拱桥
下承式拱桥
上承式拱桥
4.按照主拱的形式
（1）板拱桥 主拱圈采用矩形实体截面。构造简单、施工方便，使用广泛。自重较大， 不经济，通常在地基较好的中小跨径圬工拱桥中采用。
4.按照主拱的形式
（2）肋拱桥 肋拱桥由两条或两条以上分离式拱肋组成承重结构的拱桥，拱肋之间靠 横向联系梁连接成整体而共同受力.这种桥横截面面积较小，节省材料, 自重轻,跨越能力大，多用于较大跨径的拱桥。可以用圬工、钢筋混凝 土、钢材建造。
（4）折线拱桥
2.按照拱轴线的形式
（5）异形拱桥
3.按照桥面的位置
桥面与受力结构（拱）的位置关系
上承式
中承式
下承式
➢上承拱－构造简单， 行车视野开阔，广为 采用。
桥面
立柱
拱肋
➢中承拱－需要布置吊杆 和立柱，在桥梁建筑高度 受到限制时采用，只能用 肋拱。
桥
立柱
拱
面
吊杆
肋
➢必须布置吊杆，形成 悬吊结构，车辆在拱 肋之间行驶。
）
6 克尔克1号桥（KRK－1） 390 混凝土箱形拱 南斯拉夫
7
益阳茅草街大桥
368
钢管混凝土 中国湖南
8
昭化嘉陵江大桥
362
混凝土箱拱 中国四川
圬工拱桥加固方法
圬工拱桥加固方法圬工拱桥作为早期建设的主要桥梁，在经历长期的使用后出现不同程度的损坏，为保证桥梁的继续使用，需要对其进行加固维修，采用套箍方式加固拱圈的加固方法是较常用的加固方法，本文结合实例对该加固方法进行了结构分析，使用的软件是大型的有限元分析软件Marc。
标签：桥梁加固；套拱；圬工拱桥；结构分析1、套拱加固方法计算理论在原主拱圈外面外包一层钢筋混凝土套箍，与原拱圈共同形成新的拱圈，这种加固方式称为钢筋混凝土套拱加固，此法增大了主拱圈承载力，通过原主拱圈与外包层的协调变形、共同承担荷载，提高了桥梁承载力。
套箍加固法主要运用了三个基本原理，原理一：断裂力学机理；原理二：增大受力面理论；原理三：套箍效应。
原理一：断裂力学机理①加固后，使得裂纹尖端应力强度因子减小很多，仅为原来的一半，这是因为钢筋混凝土外包层使得原主拱圈表面裂缝变为内部裂缝。
减弱了裂缝的开裂效果，从而有效地抑制了裂缝的扩展。
②由于套箍层的约束作用，钢筋套箍产生强大的握裹力有效的阻碍了构件的横向变形，减弱了裂纹的开展。
原理二：增大受力面理论由于设置了钢筋混凝土套箍，使得拱圈的截面面积增大，且混凝土强度高于圬工材料强度，再加上配有足够的纵向及横向钢筋，与原主拱圈共同工作，从而有效地增大了拱圈对于弯矩等外力的承载能力。
原理三：套箍效应原主拱圈处于单向受压状态，无侧压约束，设置套箍层后，使原拱圈受到三向压力，约束各向裂缝的发展，提高了原主拱圈抗压承载能力。
2、钢筋混凝土套箍加固圬工拱桥的受力机理钢筋混凝土套箍加固圬工拱桥由钢筋、混凝土和圬工材料三种材料构成。
圬工材料抗压能力强，但抗拉能力弱，需要通过其他材料来补足抗拉强度。
砌体材料通过植筋的方式与套箍有效地粘接在一起，共同受力，从而提高原构件的承载力。
但此时应考虑原结构由于损坏而产生的截面损失。
由于结构在加固前后，加固后的组合结构与原拱圈所承受的荷载各有不同：原拱桥自重由原拱圈单独承担（对于桥面及拱上建筑破损严重的，可予以清除，在荷载计算时则不予考虑）；加固后的所有结构的重力（包括重做的新桥面系）、可变活载则由原拱圈与混凝土套拱组合结构共同承担。
圬工和钢筋混凝土拱桥
第三篇圬工和钢筋混凝土拱桥第3篇第1 章拱桥概述1.1 拱桥的基本特点拱桥与梁桥的区别拱桥的基本特点⏹跨越能力大⏹就地取材，节约钢材水泥⏹耐久性能好，维护费用低⏹外形美观、构造简单同时：⏹自重大，采用无铰拱时，对地基条件要求较高⏹圬工拱桥随着跨径和桥高的增加，总造价增加较多⏹连续多跨拱桥推力平衡、建筑高度较高1.2 拱桥的基本组成拱桥Arch Bridge上部结构Superstructure下部结构Substructure附属设施Accessory主拱圈Superstructure拱上建筑Superstructure桥墩Pier桥台Abutment基础Foundation1.3 拱桥的主要类型⏹按主拱圈所使用建筑材料分：圬工拱桥、钢筋混凝土拱桥、钢拱桥、钢-混凝土组合拱桥⏹按拱上建筑形式分：⏹按主拱圈所使用建筑材料分：圬工拱桥、钢筋混凝土拱桥、钢拱桥、钢-混凝土组合拱桥⏹按拱上建筑形式分：实腹式拱桥、空腹式拱桥⏹按主拱圈线形分：圆弧线、悬链线、抛物线⏹按主拱圈所使用建筑材料分：圬工拱桥、钢筋混凝土拱桥、钢拱桥、钢-混凝土组合拱桥⏹按拱上建筑形式分：实腹式拱桥、空腹式拱桥⏹按主拱圈线形分：圆弧线、悬链线、抛物线⏹按桥面的位置分：上承式拱桥、中承式拱桥、下承式拱桥1.3.1 按照结构受力图示分类：●简单体系拱桥●组合体系拱桥●拱片桥简单体系拱桥⏹三铰拱⏹两铰拱⏹无铰拱组合体系拱桥由拱肋、系杆、吊杆（或立柱）、行车道梁（板）及桥面系等组成1.3.2 按照主拱圈截面形式分类：●板拱桥●板肋拱桥●肋拱桥●双曲拱桥●箱形拱桥第3篇第2章拱桥的构造2.1 主拱圈的构造2.1.1 板拱⏹材料: 天然石材（30号），砂浆Mu5.0~7.5 号⏹形式：等截面圆弧拱、等截面或变截面悬链线拱。
⏹细部构造：编号和砌筑方法2.1.2 肋拱⏹肋拱桥的组成:⏹拱肋布置：⏹拱肋形式：拱肋形式：矩形截面：肋高h = (1/40~1/60)l ；肋宽b=(0.5~2.0)h工字形截面：肋高h = (1/25~1/35)l ；肋宽b=(0.4~0.5)h腹板厚b’=30~50 cm钢管混凝土肋拱：肋高h = (1/45~1/65)l箱形截面：肋高h = (1/40~1/55)l2.1.3 箱形拱特点：⏹截面抗弯、抗扭刚度大，拱圈整体性好；⏹单条箱肋稳定性好，能单箱肋成拱，便于无支架施工；⏹箱形截面能适应主拱圈各截面抵抗正负弯矩的需要；⏹自重相对较轻；⏹制作要求较高，吊装设备较多，主要适用于大跨径拱桥。
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二、拱桥的组成及主要类型
(3)双曲拱桥(图5-2c)
特点：这种拱桥的主拱圈横截面是由一个或数个小拱组成的，主拱圈在纵 向及横向均呈曲线形。由于这种截面的截面抵抗矩较相同材料用量的板拱大、因 而可以节省材料。加之在施工等方面比板拱有较多的优越性，可以预制装配。故 在全国公路上得到广泛推广，并在铁路、渠道等工程结构中也被采用。
二、拱桥的组成及主要类型
（5）钢管混凝土拱桥（图5-3） 钢管混凝土拱桥是指以内灌混凝土的钢管作为拱肋的拱桥。 特点：管内混凝土由于受到钢管的约束，在承受轴向压力时发生的
侧向膨胀受到限制而处于三向受力状态，从而具有比普通钢筋混凝土大得 多的承载能力和变形能力。
图5-3 钢管混凝土拱肋形式
二、拱桥的组成及主要类型
1.拱桥与梁桥的区别 不仅在于外形不同，而且在受力性能上两者也有本质差别。梁式结
构在竖向荷载作用下，支承处仅仅产生竖向支承反力，而拱结构在竖向 荷载作用下，支承处不仅产生竖向反力，而且还产生水平推力。 2.拱桥的主要优点 （1)跨越能力较大； （2)能充分做到就地取材，与钢桥和钢筋混凝土梁式桥相比可以节省 大量的钢材和水泥； （3)能耐久，而且养护、维修费用少，承载潜力大； （4)外型美观； （5)构造较简单，尤其是圬工拱桥，技术容易被掌握，有利于广泛采 用。
(图5-2)：
图5-2 主拱圈横截面形式
二、拱桥的组成及主要类型
(1)板拱桥(图5-2a) 特点：主拱圈采用矩形实体截面是圬工拱桥的基本型式，由于它的构
造简单、施工方便，因而使用广泛。但由于在相同截面积的条件下，实 体矩形截面比其它型式截面的截面抵抗矩小，如果为了获得较大的截面 抵抗矩，必须增大截面尺寸，这就相应地增加了材料用量和结构自重， 从而更进一步地加重了下部结构的负担，这是不经济的，所以通常只在 地基条件较好的中、小跨径பைடு நூலகம்工拱桥中采用板拱型式。
2.按结构受力图式分类 按照主拱圈与行车系结构之间相互作用的性质和影响程度，可
以把拱桥分成简单体系拱桥及组合体系拱桥两大类。 在简单体系拱桥中，行车系结构（拱上结构或拱下悬吊结构）
不与主拱一起受力，主拱以裸拱的型式作为主要承重结构。按照静 力图式，可以作成三种类型(图5-4)。 （1）三铰拱(图5-4a)
二、拱桥的组成及主要类型
图5-1 拱桥的主要组成部分 1—主拱圈 2—拱顶 3—拱脚 4—拱轴线 5—拱腹 6—拱背 7—栏杆 8—人行道块石 9—伸缩
缝 10—侧墙11—防水层 12—填料 13—桥面 14—桥台 15—基础 16—盲沟 17—锥坡
二、拱桥的组成及主要类型
(二)拱桥的主要类型
按照主拱圈(板、肋、箱)所使用的材料可以分为圬工拱桥、钢筋混凝 土拱桥及钢拱桥等；
按照拱上建筑的型式可以分为实腹式拱桥及空腹式拱桥； 按照拱圈所用的拱轴线型式，可将拱桥分别称为圆弧拱桥、抛物线拱
桥或悬链线拱桥等； 按照桥面的位置可分为上承式拱桥、下承式拱桥和中承式拱桥； 按照有无水平推力，可分为有推力拱桥和无推力拱桥等。
二、拱桥的组成及主要类型
1．按主拱圈截面型式分类 拱桥的主拱圈横截面型式是多种多样的，可分为下面几种类型
现在，随着双曲拱桥的大量修建，无论在设计计算理论、结构型式和施工方 法等方面都得到了不断的发展和提高，另一方面，人们在实践中也认识了它所存 在的缺点，如施工程序多，组合截面的整体性较差，易开裂等。因此，双曲拱只 宜在中、小跨径桥梁中采用。
(4)箱形拱(图5-2d)
特点：箱形截面拱圈的拱桥，外形与板拱和肋拱相似，由于截面挖空，使箱 形拱的截面抵抗矩较相同材料用量的实心截面大很多，所以能节省材料，对于大 跨径桥则效果更为显著。又由于它是闭口箱形截面，截面抗扭刚度大，横向整体 性和结构稳定性均较双曲拱好，所以特别适用于无支架施工。但箱形截面施工制 作较复杂，一般情况下，跨径在50m以上的拱桥采用箱形截面才是合适的。它是 国内外大跨径钢筋混凝土拱桥主拱圈截面的基本型式。
特点：属静定结构：温度变化、混凝土收缩、支座沉陷等原因 引起的变形不会在拱圈内产生附加内力。当地质条件不良，又需要 采用拱式桥梁时，可以采用三铰拱。但是，由于铰的存在，使其构 造复杂，施工困难，维护费用高，而且减小了整体刚度，尤其是降 低了抗震的能力。由于拱的挠度曲线在顶铰上面有转折，致使拱顶 铰处的桥面下沉，当车辆通过时，会发生大的冲击，对行车不利。 因此，三铰拱一般仅在小跨度公路桥中采用。
二、拱桥的组成及主要类型
（一）拱桥的主要组成
拱桥同其他桥梁一样，也是由桥跨结构(上部结构)及下部结构 两大部分组成。图5-1表示拱桥各主要组成部分的名称。
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。桥 面系包括行车道、人行道及两侧栏杆或砌筑的矮墙等构造。
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，将桥跨结构的荷载传至地基，并与两岸路堤联结。
一、拱桥的基本特点及其适用范围
3.拱桥的主要缺点 （1)自重大，相应的水平推力也较大，增加了下部结构的工程量，
当采用无铰拱时，对地基条件要求高； （2)由于拱桥水平推力较大，在连续多孔的大、中桥梁中，为防止
一孔破坏而影响全桥的安全，需要采用较复杂的措施，或设置单向推 力墩，增加了造价； （3)与梁式桥相比，上承式拱桥的建筑高度较高，当用于城市立体 交叉及平原区的桥梁时，因桥面标高提高，而使两岸接线的工程量增 大，或使桥面纵坡增大，既增大造价又对行车不利； （4)圬工拱桥施工需要劳动力较多，建桥时间较长等。因此也使拱 桥的使用范围受到一定的限制。
第五章 圬工和钢筋混凝土拱桥
本章主要介绍拱桥的基本特点、适用范围、主要 组成及主要类型；拱桥的主拱圈构造、拱上建筑及其细 部构造；有支架施工方法、转体施工法、缆索吊装施工 法、劲性骨架施工法及悬臂施工法等内容。
第一节 概 述
➢拱桥的组成及主要类型 ➢拱桥的组成及主要类型
一、拱桥的基本特点及其适用范围
(2)肋拱桥(图5-2b) 特点:为了节省材料，减轻结构自重、必须充分利用材料的强度，以
较小的截面积能获得较大的截面抵抗矩，在板拱桥的基础上，将板拱划 分成两条(或多条)，形成分离的、高度较大的拱肋，肋与肋之间由横系 梁相联。这种由几条肋组成的拱桥，称为肋拱桥。肋拱桥材料用量一般 比板拱桥少，但构造复杂，大大减轻了拱桥的自重，因此多用于较大跨 径的拱桥。