拱桥的受力特点、施工和养护
拱桥的受力特征
拱桥的受力特征
拱桥是建筑工程中常见的一种结构形式，其特点是拱形。
在受力特征方面，拱桥具有以下几个方面：
一、受力分布均匀
拱桥的拱形结构使得桥面承受的荷载能够分散到桥墩和桥拱上，从而使得桥面受力分布均匀。
这种受力方式可以有效地减小桥墩的受力，从而减小桥墩的尺寸和数量，降低建造成本，同时也能够减小桥面的变形，提高桥梁的承重能力。
二、受力方向确定
拱桥的受力方向主要集中在拱脚和拱顶处，这种受力分布方式可以使得拱桥具有较好的稳定性和抗震能力。
受力方向的确定还可以使得拱桥的设计和施工更加简单方便，同时也可以降低桥梁的维护成本。
三、受力压缩特性
拱桥在承受荷载的过程中，主要是通过拱顶和拱脚之间的压缩力来支撑桥面上的荷载。
这种受力方式使得拱桥能够承受较大的荷载，并且具有较好的抗震性能。
另外，在拱桥的建造过程中，也需要考虑到压缩力的作用，以确保拱桥的稳定性和安全性。
四、受力转移特性
拱桥的拱形结构可以使得桥面上的荷载通过拱脚和拱顶的转移作用，从而达到平衡的状态。
这种受力转移特性可以使得拱桥具有较好的承重能力和稳定性，同时也可以减小桥墩的数量和尺寸，降低建造成本。
拱桥的受力特征主要表现为受力分布均匀、受力方向确定、受力压缩特性和受力转移特性等方面。
这些特征使得拱桥具有较好的承重能力、稳定性和抗震能力，同时也能够降低建造成本和维护成本，是一种常见的高效桥梁结构形式。
拱桥复习资料
结构受力图式：简单体系拱桥：上承式，中承式，下承式均为有推力拱
组合体系拱桥：拱肋，系杆，吊杆，行车道板，桥系无推力和有推力
5普通型上承式拱桥
板拱石板拱：错缝，限制砌缝宽度，没五角石
混凝土板拱
助拱上下游拱助最外缘间距不宜小于跨径的1/20保证助拱横面整体稳定
箱形拱1截面挖空率大，节省材料，减轻自重
梁式拱上建筑：简支腹孔、连续腹孔、框架腹孔
腹孔墩：横墙式、排架式
拱上填料厚度不满足要求计冲击力
相对变形较大的位置，设伸缩缝，相对变形小的位置，设变形缝。
拱桥中铰的设置
1.按两铰拱或3铰拱设计的主拱圈
2.按构造要求需要采用两铰拱或3铰拱的腹拱圈
3.需设置铰的矮小腹孔墩，即将铰设在墩上端与顶梁和下端底梁连接处
7.加大拱助宽度
8.柔性吊杆非保向力作用
中承式拱桥横梁
固定横梁普通横梁钢架横梁
9.拱式组合体系桥
将梁和拱两种基本结构组合起来，共同承受荷载，充分发挥梁受弯、拱受压的结构特性及其组合，节省材料。根据拱助和行车道梁的连结方式分为有推力和无推力。
1.简支梁拱组合式梁桥：只用于下承式
根据拱助和系杆（梁）相对刚度大小无推力拱式组合体系分为1。柔性系杆刚性拱2。刚性系杆柔性拱3பைடு நூலகம்刚性系杆刚性拱2次抛物线
2中性轴大致居中，抵抗正负弯矩能力几乎相等
3闭合空心截面，抗弯，扭刚度大，应力分布较均匀
4单条箱助刚度大，稳定好，便于天支架吊装
5制作要求高，吊装设备多
双曲拱桥拱助，拱波，拱板横向联系组成：拱顶，腹孔墩下面，分段吊装
整体型上承式拱桥木行架拱桥（拱形木行架桥）木行架拱片，横向联结系，桥面系
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
中国采用缆索吊装施工、跨径最大的钢筋混凝土箱形拱。主拱圈箱高2.0m，箱宽7.60m，矢跨比1/7，全拱圈横向分5个箱室；纵
向分5段预制，缆索吊装就位后再组合成整体箱。
44
1989四 川涪陵乌江大桥 （L=200m）
桥高84m，矢跨比1/4，主拱圈采用3室箱。 涪陵乌江大
桥采用转体法施工，先在两岸上、下游组成3m宽的边
箱形拱闭合箱的构造
34
1997四川万县长江大桥 L=420m)
劲性骨架钢筋混凝土箱形 拱桥
35
拱式桥
四、拱桥实例介绍 1）圬工拱桥（石拱桥以及拱圈不配钢筋的混凝土拱桥，跨越能力较小）
我国公路桥中70%为拱桥。我国多山，石料资源丰富，拱桥取材以 石料为主。
1965广西南宁都安红渡桥（L: 100m ) 主拱圈为等截面悬链线。拱矢度为1/5，拱圈厚1.7m，拱上建筑对称布 置5个空腹拱，两边设岸孔37m，拱圈厚1.1m。下部结构为重力式石砌 墩台。该桥施工在主孔范围内设3个临时墩，上立钢支架、拱架等，其 上砌筑主拱圈。
6
当代拱桥：结构型式与施工方法的丰富多彩如，97年 建成的重 庆万县长江大桥（图2所示，L=420m）， 广州丫髻沙特大 桥（L＝360m）， 1932建成的澳大利亚悉尼钢拱桥（L＝ 503m ）及卢浦大桥（L=550m）。
一建考试-拱桥的详细考点
北京宛平卢沟桥在北京广安门外30里，跨永定河桥全长212.2m,共11孔，净跨不 等，自11.4m至13.45，桥宽9.3m。墩宽自6.5m至7.9m。拱圈接近半圆形。桥墩 迎水面有尖端镶有三角铁柱的分水尖，背水面为削角方形。桥面上石栏杆共269 个，各个柱头上，雕刻有石狮。
L0 - 净跨径 L -计算跨径 f0 - 净矢高 f -计算矢高 f/L - 矢跨比
图12-1 上承式拱桥的基本组成
二、拱桥的主要类型
（一）按拱圈横截面形式分类
1、板拱桥
板拱桥主拱圈采用矩形实体截面，它的构造简单、 施工方便，因而使用广泛。但其截面形式比其他形式截 面抵抗矩小，若获得较大截面抵抗矩必须增加截面尺寸， 相应增加了材料用量和结构自重，增加下部负担，通常 在地基条件较好的中、小跨径圬工拱桥中采用板拱形式。 如图12-2 a）所示。
2、肋板拱
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，肋与肋间用横系梁想连。减小截面尺寸， 减小自重，多用于较大跨径的拱桥。如图12-2 b）所示。
3、双曲拱桥
主拱圈横截面由一个或数个小拱组成，由于主拱圈在纵向及 横向均呈曲线形，故称之为双曲拱桥。双曲拱桥截面抵抗矩大， 可节省材料，而且具有装配式梁桥的特点，适合于工业化生产， 具有加快施工进度，缩短工期，施工工艺简单等优点，得到广泛 推广。如图12-2 c）所示。
第二节 拱桥的组成和主要类型
一、拱桥的主要组成
拱桥的受力特征
拱桥的受力特征
拱桥的受力特征
拱桥是一种常见的桥梁结构，其特点是中部拱起，在中部承受最大的受力，因而常被用做河流或其他沟渠的横跨，是中国长久以来最常见的桥梁形式之一。
因此，研究拱桥受力特征是桥梁结构工程设计者非常重要的课题，下文将就拱桥的受力特征进行简要介绍。
一般拱桥的受力特征是：（1）拱桥的最大受力集中于中心，这是由拱桥中部拱起产生的；（2）拱桥的受力分布不平均，拱桥的内侧受力会比外侧受力大，因此拱桥结构的形状和设计要求对拱桥的耐久性有很大的影响；（3）拱桥的自重受力和载荷受力在拱桥的外端和内端分布不同，拱尖处受力相比较内端较小；（4）拱桥受力的角度变化情况十分复杂，从拱中部到拱尖处，受力状态和角度均发生变化，因此设计要求较高，且要定义准确的受力曲线；（5）拱桥的受力特征不受拱桥的尺寸影响，但拱桥的高度、宽度和拱腹的开口角等事项要考虑在内，因为这些因素会影响拱桥抗压强度、抗扭强度以及抗组合作用力的能力。
本文就拱桥的受力特征作了简要介绍，了解拱桥受力特征，有利于恰当设计拱桥，达到最佳的抗力效果，保障拱桥的安全使用。
- 1 -。
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”。
桥梁工程
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
桥梁工程
• 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）。
桥梁工程
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。
桥梁工程
（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
桥梁工程
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。
大跨度拱桥的结构形式及施工控制要点
大跨度拱桥的结构形式及施工控制要点【摘要】文章简单分析了拱桥的受力特点及类型，结合自身实践，提出了大跨度钢管混凝土拱桥施工和大跨度钢桁架拱桥的施工方法及控制要点，最后阐述了桥梁施工控制的重要性。
【关键词】：大跨度；施工控制；施工控制Abstract: the article analyzed the simple arch bridge mechanical characteristics and types, combined with their own practice, this paper puts forward long-span concrete-filled steel tube arch bridge construction and big span steel truss arch bridge construction method and control points, finally expounds the importance of bridge construction control.Keywords: big span; Construction control; Construction control引言近年来，随着我国交通事业的快速发展，需要修建更多的大跨度桥梁跨过江河海峡等。
桥梁跨度越大，其施工难度也越大。
对大跨桥梁实施施工过程控制，是确保施工质量和安全的重要环节，是确保成桥状态符含设计要求的重要措施。
1拱桥的受力特点及类型拱桥在竖向荷载作用下，两端支撑处产生的水平推力使拱内产生轴向压力，并大大减小了跨中弯矩，其主截面材料强度得以充分发挥，跨越能力越大。
拱桥的型式多种多样，构造各有差异，可以按照不同的方式来进行分类。
按照主拱圈所使用的材料可分为钢筋混凝土拱桥和钢拱桥等；按照拱上建筑的形式，可以分为实腹式拱桥及空腹式拱桥；按照拱轴线的形式，可分为圆弧拱桥、抛物线拱桥以及悬链线拱桥等；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。
桥梁工程 第一章 拱桥
第一节
1、拱桥受力特征
受力特征
拱桥的现状和发展
性能
在荷载作用下，两端支承处除 了竖向反力外，还产生水平推 力，使拱内产生轴向压力，并 减小跨中弯矩，主拱截面主要 承受轴向压力，同时截面上的 应力分布比受弯梁均匀。
主拱截面的材料强 度得到充分发挥， 跨越能力增大。
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。
第一章 拱桥概述
3.起拱线高程 （1）一般宜选择低拱脚方案； （2）对于有铰拱，拱脚需高出设计水位以上0.25m; （3）有铰或无铰拱均应高出最高流冰面0.25m； （4）防止漂浮物对立柱的撞击或挂留； （5）考虑美观，应避免就地起拱。 4.基础底面高程 主要根据冲刷深度、地基承载能力等因素确定。
拱桥高程及桥下净空图
第一章 拱桥概述
1.桥面高程 （1）山区河流拱桥，桥面高程由两岸线路纵面设计所控制； （2）平原河流拱桥，桥面最小高度由桥下净空要求确定； （3）对于淤积河床，桥下净空尚应增高； （4）通航河流，通航孔的最小高度，满足以上要求外，还应 满足对不同通航等级所规定桥下净空要求。 2.拱顶底面高程 拱顶底面高程=桥面高程-拱顶处建筑高度
1.进行通航净空论证和防洪论证；
2.避开深水区和不良地质地段； 桥梁分孔 3.技术经济性比较； 4.考虑施工方便和可能，平战结合。 5.多孔桥中，连孔数量≥4时，设置单向 推力墩，防止一孔坍跨而引起全桥坍。 6.造型和美观。
第一章 拱桥概述
（二）确定桥梁的设计高程和矢跨比
拱桥的高程主要由四个：桥面高程、拱顶底面高程、起 拱线高程、基础底面高程。
③抛物线 适用：适用于钢桁架拱和刚架拱等轻型拱桥，矢跨比比较 小的空腹式钢筋混凝土拱桥。
国开电大-本科桥梁工程-1至6章节满分解答
国开电大-本科桥梁工程-1至6章节满分解答第一章：桥梁工程概述1.1 桥梁的定义与分类桥梁是一种跨越障碍物（如河流、道路、铁路、峡谷等）的建筑物，主要用于交通和运输。
桥梁按照其主要承重结构的形式和材料，可以分为梁桥、拱桥、悬索桥、组合桥等。
1.2 桥梁的主要组成部分桥梁主要由以下几个部分组成：1. 承重结构：承受车辆、行人和货物等活载的作用，并将活载传至地基。
2. 桥面系：包括桥面铺装、排水系统、防水系统、栏杆等，用于保证车辆和行人的正常使用。
3. 支座系统：支承承重结构，并允许承重结构在荷载作用下产生一定的变形。
4. 基础：将桥梁的荷载传递至地基，承受地基反力的结构。
5. 附属设施：包括照明、监控、救援等设施，用于保证桥梁的安全运行。
1.3 桥梁工程的施工技术桥梁工程的施工技术包括：1. 施工准备：包括施工现场勘察、施工方案制定、施工组织设计等。
2. 基础施工：包括桩基、沉井、地下连续墙等基础形式的施工。
3. 承重结构施工：包括梁、拱、悬索等承重结构的施工。
4. 桥面系施工：包括桥面铺装、排水系统、栏杆等施工。
5. 支座系统施工：包括支座安装、调整等施工。
6. 施工质量控制：通过质量检测、验收等环节，保证桥梁工程的施工质量。
第二章：梁桥工程2.1 梁桥的受力特点梁桥的受力特点如下：1. 主要承受弯矩和剪力，轴力相对较小。
2. 弯矩和剪力的大小与梁的截面形状、材料性能、荷载类型及作用位置有关。
3. 支座反力的大小与梁的长度、刚度及荷载作用有关。
2.2 梁桥的设计要点梁桥的设计要点包括：1. 确定梁的截面形状和尺寸：根据荷载、材料性能、经济性等因素，选择合适的截面形状和尺寸。
2. 计算梁的强度：包括抗弯强度、抗剪强度、抗压强度等。
3. 确定支座形式和尺寸：根据桥梁的长度、荷载及施工条件等，选择合适的支座形式和尺寸。
4. 计算稳定性：包括梁的抗倾覆稳定性、抗侧翻稳定性等。
5. 考虑耐久性：包括材料选择、防腐防蚀措施等。
第七章 拱桥
（3）排水与防水层
图7-49 拱桥桥面排水装置
图7-50 防水层与拱腹泄水管的设置
防水层在全桥范围内不宜断开。 （4）拱桥中铰的设置
1）按两铰拱或三铰拱设计的主拱圈。 2）按构造要求需采用两铰拱或三铰拱的腹拱圈。 3）需设置铰的矮小腹孔墩。
图7-51 拱桥中铰的设置
图7-13 有推力的组合体系拱
（2）按主拱圈截面形式分类
图7-14 主拱圈截面变化形式
1）板拱 3）双曲拱
2）肋拱 4）箱形拱
图7-15 主拱圈截面形式
跨径为116m，建成时是世界上跨径最大的石拱桥
图7-16 四川九溪沟桥
图7-17 流溪桥
图7-18 兰江桥
图7-19 红旗桥横截面
（3）拱桥的其它分类
图7-41 梁式腹孔拱上建筑
②连续腹孔
③框架腹孔
图7-41 梁式腹孔拱上建筑
图7-42 梁式腹孔拱桥
2）腹孔墩 ①横墙式
②立柱式
图7-43 腹孔墩
宝图7珠-44寺桥宝珠寺桥
7.4.3 其它细部构造
(1)拱上填料、桥面及人行道
一般情况下，主拱圈 及腹拱圈的拱顶填料厚度 （包括桥面厚度）不宜小 于30cm。
（7）拱桥一般都采用有支架施工的方法修建，随 着跨径和桥高的增大，支架或其它辅助设备的费用 也大大增加，从而增加了拱桥的总造价。
（8）由于拱桥水平推力大，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，也会增加造价。
（9）与梁式桥相比，上承式拱桥的建筑高度较高， 易造成增大造价或对行车不利的影响。
图7-4 重庆巫山长江大桥
2009年，主跨552m，世界上跨径最大的系杆拱桥 。
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
19
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
钢筋混凝土拱桥的主要优点有1截面石家庄铁路职业技术学院
拱桥100余座，200米以上跨径的19座；建造钢管混凝土劲
性骨架拱桥11座。
桥
4）钢拱桥，卢浦大桥550米为世界最大跨度，多项技术
梁 工
首创。
程
二、拱桥的组成与分类
拱 （一）拱桥的组成
桥 概 述
1拱圈；2拱顶； 3拱脚；4拱轴线； 5拱腹；6拱背； 7栏杆；8路缘石； 9变形缝；
10拱上侧墙； 11防水层；
1124拱桥腔墩填；料15；基础13；桥面16防侧水墙层；；桥梁
17盲沟；18锥坡
工
程
二、拱桥的组成与分类
拱 （一）拱桥的组成
桥
如上图所示，拱桥由桥跨结构（上部结构）和下部结
概 构组成。桥跨结构是由主拱圈(肋、箱)及拱上建筑(又称拱
述 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。
1)截面的拉应力主要由受拉钢筋承受； 2)钢筋混凝土拱桥在建筑艺术上也容易处理。 缺点有：
1)由活载弯矩引起的截面应力相对较小，故一般都是混 凝土压应力控制设计。
2)拱内钢筋的配置，主要根据拱在无支架施工时的要求 进行，一旦拱桥建成，这些钢筋并没有充分发挥作用。
桥 梁 工 程
二、拱桥的组成与分类
拱 桥 概 述
桥
梁
工
程
一、拱桥的基本情况
拱 (一) 拱桥的主要优缺点
桥 概
3、补救措施
述
1）利用轻质材料来减轻结构自重；
2）或采取措施提高地基承载能力；
3）为了节约劳动力、加快施工进度，可采用预制装配及 无支架施工。
桥 梁 工 程
一、拱桥的基本情况
拱 （二）拱桥的理论跨度
拱桥构
拱桥构造与设计第2页共14页第五章 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。
桁双拱国石拱，十八铸十九 国石拱，钢 刚架拱桁式组合拱 钢管196708080年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。
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．．．．：第3页共14页拱顶：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。
第十一章 拱桥简介
① ②
外部静定结构 兼有拱桥的较大跨越能力和梁桥对地基的适应能 力强两大特点。
桥梁工程
2008-4-6
拱式组合体系桥的基本形式： • 简支梁拱组合体系桥
只用于下承式，均为无推力的组合体系桥。拱肋一般为 钢管混凝土和钢筋混凝土，桥面常设风撑；
2008-4-6
桥梁工程
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。
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。
或者使桥面纵坡增大。
2008-4-6
桥梁工程
第二节 拱桥的组成及主要类型
一、拱的主要组成
2008-4-6
桥梁工程
拱桥的上部结构：
• 主要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。
2008-4-6
2008-4-6
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
系杆的设臵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。
第七章_拱桥施工
（四）卸拱架 • • 拱架拆除应待拱圈混凝土达到一定强度后（70％以 上）方可拆除。为保证拱架均匀受力，按照一定程序进 行，即由挠度较大部位向较小部位分级、对称卸架。 • 卸架方法： • （1）砂筒法 • （2）千斤顶法
（五）拱上建筑浇注 • 大跨径拱桥的拱上建筑施工，应对称均衡施工。
二、劲性骨架施工法
1990湖南凤凰县的乌巢河桥 （ L=120m） 1965广西南宁都安红渡桥（L: 100m )
。
2）双曲拱桥（中国首创的一种拱桥型式）
1969 1969 江苏无锡民主桥 江苏无锡卫东桥 1968河南嵩县前河桥 （L=150m） 构思独特，充分发挥双曲拱桥构造特点，组合拼装成三叉形的双曲拱桥。 结构纤细轻盈，适宜于软土地基上建造。
• 4.按有无水平推力分类 • 有水平推力拱桥、无水平推力拱桥
二、拱桥施工方法综述
拱桥的施工方法与拱桥的构造形式密切相关，随 着拱桥的发展阶段施工技术、施工水平不断发展。 石拱桥阶段—有支架施工
双曲拱桥阶段—预制拱肋作为支架的一部分，减 少支架用量，促进了拱桥施工技术的发展 钢筋混凝土箱形拱桥、肋拱桥、桁式组合拱桥、 钢管混凝土拱桥—可采用无支架施工（缆索吊装、 转体施工、劲性骨架、悬臂浇注、悬臂安装）
§7—2 支架就地砌筑、浇注施工方法
拱桥砌筑施工 ——圬工拱桥 就地浇注施工——大跨度拱桥 （1）钢桁架拱架，有支架就地浇注施工 （2）采用型钢或钢管混凝土劲性骨架，无支架 就地浇注施工 （3）采用塔架斜拉索法和斜吊式悬浇，无支架 就地浇注施工
一、拱架类型及预拱度设置 （一）拱架（上承式拱桥） 支柱式、撑架式、扇形、钢木组合、土牛拱胎以 及钢桁架拱架，一般采用钢桁架拱架，包括标准节、拱
第七章
拱桥特点：
31第三章-拱桥上部结构-拱桥受力特点、组成与分类、各类常见拱桥的构造特点
第三章 拱桥上部结构-1
45
➢ 拱圈与墩台、空腹式拱上建筑的腹孔墩与拱圈 相连接处，应采用特制的五角石，以改善连接 处的受力状况。
➢ 五角石不得带有锐角，以免施工时易破坏和被 压碎。
➢ 为了简化施工，也常采用现浇混凝土拱座及腹 孔墩底梁来代替制作复杂的五角石。
第三章 拱桥上部结构-1
33
刚架系杆拱示意图
单跨下承式
多跨下承式
带悬臂中承式
第三章 拱桥上部结构-1
34
3.2.3 按照主拱的截面形式分类
§3.3 常见拱桥的构造特点
3.3.1 石板拱 一、总体布置 ✓ 石拱桥的主拱圈以石料建造。 ✓ 跨径小于20m，拱上建筑常做成实腹式 ✓ 跨径大于20m，拱上建筑一般为空腹式
第三章 拱桥上部结构-1
36
实腹式拱桥构造图
空腹式拱桥构造图
二、主拱圈 ➢ 料石拱(粗料石)： 不小于30号石料、不小于
7.5号砂浆 （大中桥） 不小于5号砂浆（小桥） ➢ 块石拱： ➢ 片石拱： 7.5号砂浆（中小桥） ➢ 石拱圈：等截面圆弧拱，等截面或变截面悬链
线拱
第三章 拱桥上部结构-1
40
✓ 粗料石砌筑拱时，拱石需要随拱轴线和截面形 式不同而分别进行编号，以便于拱石的加工。
43
石拱圈构造上的要求：
➢ 受压面的砌缝应是辐射方向，即与拱轴线相垂 直。一般可做成通缝，不必错缝
➢ 拱圈厚度不大时，可采用单层拱石砌筑，拱厚 较大时可采用多层拱石砌筑
➢ 要求垂直于受压面的顺桥向砌缝错开，其错缝 间距不小于0.10m
第三章 拱桥上部结构-1
44
➢ 拱圈横截面内，拱石的竖向砌缝应当错 开，其错开宽度至少0.10m，在纵向或横 向剪力作用下，可避免剪力单纯由砌缝 内的砂浆承担，增大砌体的抗剪强度和 整体性。
拱桥的构造和特点
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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；
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；
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；
? 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
3）力学特点 --- 自平衡体系 4）局部构造
成功是必须的
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5）连续拱梁组合桥 梁与拱组合，集中了梁桥与拱桥的优点
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4、无支架施工之转体施工法
无平衡重平面转体一般构造 1-轴向尾索；2-轴平撑；3-锚梁；4-上转轴；5-墩上立柱；6-扣索；
7-拱肋；8-扣点；9-锚锭：10-斜尾索；11-轴心；12-环道； 13-下转盘；14-缆风索
4、无支架施工之转体施工法
无平衡重转体施工示例：
涪陵乌江大桥位于四川省涪陵市。桥址为V型河谷，水深流急，大桥 全长351.83m，桥高84m，主跨为1跨200m钢筋混凝土箱形拱（此跨度为当时 国内拱桥跨度的第一），矢跨比1/4，拱上建筑为13孔15.8m钢筋混凝土简 支板，双柱式柔性排架，桥台基础置于岩石上，主拱圈采用3室箱，全宽9m 。
有平衡重转体施工受到转动体系重量的限制。过大的平衡重增大了转动 的难度且不经济，一般适用于跨径l00m以内的拱桥。
4、无支架施工之转体施工法
有平衡重平面转体 一般构造
1-尾铰；2-平衡重； 3-轴心；4-锚梁； 5-绞车；6-滑轮组； 7-支点2；8-扣索； 9-支点1；10-拱肋； 11-上盘；12-上下环道； 13-底盘；14-背墙； 15-平衡重； 16-球面铰轴心； 17-竖向预应力筋； 18-舡槽梁； 19-拉杆；20-斜腿； 21-滚轮；22-轨道板
3、无支架施工之缆索吊装法
缆索吊装布置示例 (1-主索张紧绳；2-2号起重索；3-后浪风；4-塔架；5-I号起重索；6-扣索；7-平滚； 8-主索；9-塔架；10-塔顶索鞍；11-地垄；12-手摇绞车；13-扣塔；14-待吊肋段； 15-单排立柱浪风；16-法兰螺丝；17-牵引索；18-侧向浪风；19-浪风)
3、无支架施工之缆索吊装法
（4）扣索； 当拱箱(肋)分段吊装时，需用扣索悬挂端段箱(肋)及中段箱( 肋)，并可利用扣索调整端、中段箱(肋)接头处标高。扣索的一端系在拱箱 (肋)接头附近的扣环上，另一端通过扣索排架或塔架固定于地锚上。 （5）缆风索： 亦称浪风索。用来保证塔架的纵横向稳定及拱肋安装就位 后的横向稳定 （6）塔架及索鞍： 塔架是用来提高主索的临空高度及支承各种受力钢索 的结构物。塔架的形式是多种多样的，按材料可分为木塔架和钢塔架两类 。
合龙的方式有单肋合拢和双肋合拢。
单肋合龙是一片中段拱肋与已安装就位的两边段拱肋在中部合龙，其 横向稳定主要依靠拱肋接头处设置的缆风索来加强。
3、无支架施工之缆索吊装法
无支架施工中的单肋合拢与双肋合拢
1-缆风索；2-横夹木
3、无支架施工之缆索吊装法
每片拱箱吊装顺序 1-端段；2-中段；3-中间段；4-中墩；5-运输天线
4、钢筋混凝土拱桥
目前全世界300米以上的钢筋混凝土拱桥 共5座，我国有3座；200米以上的钢筋混凝土 拱桥共34座，我国有6座。
1、拱桥的受力特点
拱桥的受力特点主要为在竖向荷载的作用下，支承处不 仅有竖向反力，还有水平推力，因为这个推力的存在，使得 拱体内的弯矩大大减小。这个与梁式桥的受力有着本质的区 别。梁式桥在竖向荷载作用下，支承处仅产生竖向反力，没 有水平推力，相应的，梁体内的弯矩比较大。
3、无支架施工之缆索吊装法
3）缆索吊装施工工艺
（1）准备工作 在吊装前应对构件、墩台拱座进行全面质量检查和对起吊设备系统的
试吊工作。对缆索设备的检查主要包括地锚试拉、扣索对拉、主索系统试 吊(分行车空载运行、静载试吊和吊重运行三个步骤)等工作。 （2）吊装方法
采用缆索吊装施工的拱桥，其吊装方法应根据桥的跨径、桥的总长及桥 的宽度等情况而定。
变形产生裂缝，分段长度6—15米。 c、箱型板拱或肋拱浇筑：一般采用分环、分段进行浇筑；
4）拱上建筑
a、钢筋与模板：拱上结构宜将钢筋形成骨架，模板形成整体，吊装到 位进行浇筑，简化拱圈上的作业。
b、混凝土浇筑：必须对称进行浇筑；
2、有支架施工
3、无支架施工之缆索吊装法
桥墩两侧安装索塔，拱桥构件通过主索起重设备吊装、运输，依次拼 装，利用扣索斜拉构件，直至合龙。
4、无支架施工之转体施工法
无平衡重转体施工是把有平衡重转体施工中的拱圈扣索拉力锚在两岸 岩体中，由此来锚固半跨桥梁悬臂状态时产生的拉力，并在立柱的上端设 转轴，下端设转盘，通过转动体系进行平面转体。由于节省了庞大的平衡 重，减轻转动体系的重量。故可用在大跨度桥梁中。无平衡重转体施工需 要有一个强大牢固的锚锭，因此宜在山区地质条件好或跨越深谷急流处建 造大跨桥梁时选用。
2、拱桥的基本组成
2、拱桥的基本组成
2、拱桥的基本组成
3、拱桥的分类
3、拱桥的分类
空腹式拱桥
实腹式拱桥
3、拱桥的分类
上承式拱桥 下承式拱桥
中承式拱桥
3、拱桥的分类
3、拱桥的分类
3、拱桥的分类
4、钢筋混凝土拱桥
顾名思义，由钢筋混凝土建造的拱形桥称之为钢筋混 凝土拱桥。
1911年福建省泉州建成中国第1座钢筋混凝土肋拱桥， 跨径为2×7m，1921年改为公路桥。
2、有支架施工
1）支架类型
（3）常备式钢支架（拱架） b、桁架拱式拱架
2、有支架施工
2）浇筑程序 a、浇筑拱圈及拱上立柱垫墙； b、拱上立柱、联结系及横墙等； c、桥面系等；
3）拱部浇筑 a、连续浇筑：15米跨径以内砼拱桥，从拱脚至拱顶对称连续浇筑； b、分段浇筑：适用于大于15米的拱圈，为减少砼收缩应力和避免拱架
为了方便让大家有个直观印象，下面以荷载、跨径都相 同的简支梁与三铰拱作个受力分析，比较下对应截面位置的 内力区别。
1、拱桥的受力特点
a、简支梁的反力和内力 YA=P（l-a）/l YB=Pa/l Ma=Pa （l-a）/l Qa=P Na=0
b、三铰拱的反力和内力 YA=P（l-a）/l YB=Pa/l Ma=Pa （l-a）/l-XAY Qa=XA sinψ-Pcos ψ Na=XA cosψ+Psinψ
1）支架类型
2、有支架施工
1）支架类型
（1）满布式支架（拱架）
2、有支架施工
1）支架类型
（2）墩架式支架（拱架）
2、有支架施工
1）支架类型
（2）墩架式支架（拱架）
2、有支架施工
1）支架类型
（3）常备式钢支架（拱架） a、工字梁拱式拱架
2、有支架施工
1）支架类型
（3）常备式钢支架（拱架） b、桁架拱式拱架
1923年，天津建成杨村双龙桥，系首座下承式钢筋混 凝土系杆拱桥，跨径为3×20m。
1923年，北京三家店建成首座上承式钢筋混凝土拱桥 ，跨径为3×30m。
1961年，河南省平顶山建成首座现浇混凝土拱桥，跨 径为1-50m。
1961年，湖南省湘潭建成上承式钢筋混凝土肋拱桥， 跨径为8×60m。同类桥还有1963年青海省玉树通天河桥，跨 径为3×50m;1965年江西省赣州东河大桥，跨径为9×60m。
拱肋间的横夹木构造 1-拱肋；2-螺栓；3-横夹木；4-砍口
凹槽
3、无支架施工之缆索吊装法
3、无支架施工之缆索吊装法
3、无支架施工之缆索吊装法
4、无支架施工之转体施工法
拱桥转体施工方法，是将拱圈分成两个半跨，分别在两岸利用地形作 简单支架(或土牛拱胎)将半拱预制完成．之后以桥梁结构本身为转动体， 使用一些机具设备，分别将两个半拱转体到桥位轴线位置合龙成拱。
由于拱具有上述受力特点，所以拱桥可以利用钢、钢 筋混凝土、混凝土、石、砖等材料修建，用砖石、混凝土 等圬工材料修建的叫圬工拱桥；为了减少主拱圈的截面尺 寸及其重量，在混凝土中设置受力钢筋就成为了钢筋混凝 土拱桥。
2、钢筋混凝土拱桥的受力特点
钢筋混凝土拱桥除具备一般拱桥的受力特点外，还 具备下述特点：
1）平面转体
按照桥梁的设计标高先在两岸边预制半跨，当预制件达到设计强度后， 借助转动设备在水平面内转动至桥位中线处合龙成桥。
平面转体可分为有平衡重转体和无平衡重转体。
4、无支架施工之转体施工法
有平衡重转体一般以桥台背墙作为平衡重，并作为桥体上部结构转体 用拉杆(或拉索)的锚锭反力墙，用以稳定转动体系和调整重心位置。为此 ，平衡重部分不仅在桥体转动时作为平衡重量，而且也要承受桥梁转体重 量的锚固力。
1960～1961年，山东省临清、河北省宁河、江苏省扬 州、陕西省略阳相继建成跨径50m钢筋混凝土系杆拱桥。
4、钢筋混凝土拱桥
杨村双龙桥复原图
玉树通天河桥
4、钢筋混凝土拱桥
1969年河南省建成前河双曲拱桥，跨径150m。建成时 是亚洲第一大跨双曲拱桥。
4、钢筋混凝土拱桥
4、钢筋混凝土拱桥
20世纪70年代，钢筋混凝土箱型拱桥出现。1979年， 四川省宜宾马鸣溪桥，上承式钢筋混凝土箱型拱桥，主孔 150m。
3、无支架施工之缆索吊装法
起重索的布置图
1-卷扬机滚筒;2-转向滑轮组;3-起重索; 4-行车;5-主索;6-滑轮组;7-地锚;8-吊重
3、无支架施工之缆索吊装法
扣索的布置图
1-拱肋;2-扣索;3-扣索排架;4-张紧 索;5-绞车;6-地锚
3、无支架施工之缆索吊装法
索鞍构造图
1-主索；2-滑轮；3-垫板；4-联结螺栓（固定于塔架上）； 5-支撑板
3、无支架施工之缆索吊装法
（3）加强稳定性的措施 a、横向稳定缆风索
拱肋稳定缆风索在吊装过程的不同施工阶段具有不同的作用。在边 段拱肋就位时，用以调整和控制拱肋中线；在拱肋合龙时，可以约束 接头的横向偏移；在拱肋成拱以后，相当于一个弹性支承，从而减少 拱肋自由长度，增大拱肋的横向稳定；在拱肋受外力作用时，约束拱 肋的位移。 b、拱肋纵向稳定措施
3、无支架施工之缆索吊装法
（1）主索： 主索亦称为承重索或运输天线。它横跨桥墩，支承在两侧塔 架的索鞍上，两端锚固于地锚。吊运构件的行车支承于主索上。 （2）起重索： 主要用于控制吊物的升降(即垂直运输)，一端与卷扬机滚 筒相连，另一端固定于对岸的地锚上。 （3）牵引索： 用于拉动行车沿桥跨方向在主索上移动(即水平运输)，故 需一对牵引索。既可分别连接在两台卷扬机上，也可合栓在一台双滚筒卷 扬机上，便于操作。