第三篇圬工和钢筋混凝土拱桥第一章概述【要点】拱桥作为桥梁结构的

【要点】 拱桥设计的核心问题是正确认识拱脚水平推力对拱桥受力状态 影响的问题。 第一， 应明确影响拱脚水平推力的因素 （荷载和矢跨比） ， 以确定桥梁设计中参数的取值。第二，应明确水平推力对主拱圈的受 力是有力的（水平推力使主拱圈以受压为主） ，对桥梁墩台的受力是 不利的（它使桥梁墩台处于偏心受压状态） ，极易导致连续拱桥多米 诺骨牌倒塌问题的出现。 因此， 桥梁设计标高的确定、 矢跨比的确定、 拱轴线的选择、 及拱圈截面变化规律的确定是拱桥设计中非常重要的 问题。
第三篇 圬工和钢筋混凝土拱桥 第一章 ห้องสมุดไป่ตู้述
教学内容： 了解拱桥的基本组成和分类。 教学目的： 了解拱桥的特点。 教学方法： 结合教学模型讲授。
【要点】 拱桥作为桥梁结构的一个重要桥型， 在桥梁发展史中起到了重要 的作用。此种桥梁结构体系在现代桥梁建设中仍是不可或缺的。拱桥 的力学性能与梁式桥有本质的区别， 拱脚支承处的支座水平推力的存 在，使得拱桥各截面以受压为主，弯剪为辅的受力特点。
第二章 拱桥的构造
教学内容：
1．主拱圈的构造方式。 2．拱上建筑的构造方式。 教学目的： 掌握拱桥的构造原理。 教学方法： 结合教学模型讲授。
本章的教学过程以学生预习，课上讲解构造特点。
第三章 拱桥的设计
教学内容： 1．确定拱桥的设计标高和矢跨比。 2．不等跨拱桥的处理方法。
3．拱轴系数的选择和拱上建筑的布置 4．拱圈截面变化规律和截面尺寸的拟定 教学目的： 掌握拱桥的总体设计内容。 教学方法： 课上讲授。
桥面系、传力构件和填充物统称拱上建筑。详见 P256 页 图 3-1-1 拱桥的主要 组成部分。 其中：1—主拱圈。2—拱顶。3—拱脚。4—拱轴线。5—拱腹。6—拱背。7—栏 杆。8—缘石。9—伸缩缝。10—侧墙。11—防水层。12—拱腹填料。13— 路面。 14—桥台台身。15— 桥台基础。16—桥台侧墙。17—盲沟。18—锥坡。19—护 拱。 三、拱桥的分类 1．按主拱圈的建筑材料分 圬工拱桥，钢筋混凝土拱桥，钢拱桥。 2．按拱轴线的形式分 圆弧拱、抛物线拱、悬链线拱。 3．按拱上建筑的形式分 实腹式拱桥、空腹式拱桥。 4．按桥面位置分 上承式、中承式、下承式。 5．按有无水平推力分 有推力拱、无推力拱。 6．按主拱圈截面形式分 板拱、肋拱、双曲拱、箱形拱。 7．按力学性能分 三铰拱、两铰拱、无铰拱。 8．组合体系拱桥 （无推力拱桥：拱的水平推力由系杆承受） a、具有竖直吊杆的柔性系杆刚性拱--- 系杆拱。 b、具有竖直吊杆的刚性系杆柔性拱--- 蓝格尔拱。 c、具有竖直吊杆的刚性系杆刚性拱--- 洛泽拱。
轴线。 拱桥常采用的拱轴线线形有：圆弧拱、抛物线拱、悬链线拱。 五、拱轴系数的选择和拱上建筑的布置 1．拱轴系数：确定拱轴线线形的一个参数。另一个参数是矢跨比。 2．拱轴系数的选择和拱上建筑的布置：根据前面介绍的合理拱轴线的定义，在 拱桥设计时一般选择合理拱轴线作为设计拱轴线。 而恒载压力线与拱桥拱上建筑 的布置方式密切相关， 有什么形式的拱上建筑则会有什么形式的拱轴线线形。而 当拱桥的矢跨比确定之后， 拱轴系数则是确定拱轴线线形唯一的参数。因此拱轴 系数的选择和拱上建筑的布置是一致的。 六、拱圈截面的变化规律 拱桥的主拱圈截面尺寸的确定是由截面上所受的内力大小来决定的。 根据结 构受力分析，拱圈截面上作用着轴向力、剪力、弯矩。而轴向力 N = H/cos Ψ。 此处 H：水平推力。Ψ：任意截面处拱轴线切线与水平的夹角。从上式可以判断 出，轴向力 N 沿拱圈的变化规律是从拱脚到拱顶由大到小。根据这一受力特点 截面尺寸从拱脚到拱顶应由大到小。 截面的变化规律有两种： 1、桥宽尺寸不变，拱圈厚度从拱脚到拱顶应由大到小。 2、拱圈厚度尺寸不变，桥宽从拱脚到拱顶应由大到小。 七、拱圈截面尺寸的拟定 参考《桥梁工程》P289-P293 学生自学。
大胆度：L2/f 为大胆度，一般大胆度在 1000 以上的拱桥水平较高。
三、不等跨连续拱桥的处理方法 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。 这个不平衡水平推力对桥墩和基础产生不利的影响， 会增加材料的用量。 为改善这种受力状况，可采用一定的构造措施。 1．采用不同的矢跨比 利用在跨径一定时矢跨比与推力大小成反比的关系， 大跨径用矢跨比较大的 拱， 小跨径用矢跨比较小的拱， 使两相邻孔在恒载作用下的不平衡推力尽量减小。 2．采用不同的拱脚标高 由于采用了相同的矢跨比， 致使两相邻孔的拱脚标高不在同一水平线上。因 大跨径孔的矢跨比大，拱脚降低，减小了拱脚的水平推力对基底的力臂，这样就 可以使大跨与小跨的恒载水平推力对基底所产生的弯矩得到平衡， 但因拱脚不在 同一水平线上，桥梁外形欠美观，构造也稍复杂。 3．调整拱上建筑的恒载重量 当相邻孔的拱脚必须放在同一水平线上时， 可通过调整拱上建筑的恒载重量， 来改善拱脚的不平衡水平推力。 大跨径拱桥采用轻质拱腹填料，小跨径拱桥采用 重质的拱腹填料。 四、拱桥的四条线形 拱轴线：主拱圈各截面形心的连线。 压力线：主拱圈各截面合力作用点的连线。 合理拱轴线： 当拱桥设计时采用的拱轴线与恒载压力线重合， 此时的拱轴线。 理想拱轴线：当拱桥设计时采用的拱轴线与全部荷载压力线重合，此时的拱
二、确定拱桥的矢跨比 拱桥的矢跨比是拱桥设计的主要参数之一。它不仅影响拱圈内力的大小，而 且也影响到拱桥的构造型式和施工方法的选择。计算表明恒载的水平推力 Hg 与 垂直反力 Vg 之比例与矢跨比成反比例。当矢跨比减小时，拱的推力增大，反之
推力减小。矢跨比对拱桥受力的影响在前面的章节中已经论述过。 《桥规》中对各种类型的拱桥的矢跨比作了规定： 砖、石、混凝土板拱和双曲拱桥：1/4—1/6，但不超过 1/8。 箱形拱：1/6—1/8，但不超过 1/10。 钢筋混凝土桁架拱、刚架拱：1/6—1/10，但不超过 1/12。
一、拱桥的基本特点 1．拱桥与梁桥在受力上有什么不同点 拱桥在承受荷载时在水平方向存在水平推力，而梁桥没有。这个水平推力的 存在使拱桥的受力以受压为主， 因此在选择建桥材料时，可以选用抗压强度高的 材料，可以大大提高其跨越能力。但这个水平推力对下部结构不利，桥墩作为轴 心受压构件时强度高，但当墩顶存在水平推力时，桥墩是偏心受压构件，降低了 桥墩的承载力。 2．拱桥的特点和适用范围 优点：⑴ 跨越能力较大。⑵ 就地取材。⑶ 耐久性好、可减少养护维修费 用。⑷ 外型美观。⑸ 构造较简单。 缺点：⑴ 自重大。⑵ 支架用量大，造价提高。⑶ 多孔连续拱桥不平衡水 平推力的存在增加了下部结构的造价。⑷ 建筑高度高，不适用于城市桥梁。 二、拱桥的组成 拱桥的桥跨结构是由拱圈和拱上建筑组成。拱圈是拱桥的主要承重结构，
一、 确定桥梁的设计标高
拱桥的标高：桥面标高，拱顶底面标高，起拱线标高，基础底面标高。 1、 2、 3、 4、 桥面标高：根据拱桥两侧线路的纵断面设计和桥下净空高度来确定。 拱顶底面标高：桥面标高减去拱顶填料的厚度和主拱圈厚度。 起拱线标高：拱顶底面标高减去拱桥的净矢高。 基础底面标高：根据桥位的地质勘察资料的基础承载力确定。