大跨度桥梁设计(大跨度拱桥)
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拱脚在中墩处固结，拱、梁通过立柱和拱顶实体段连接 共同承受荷载。应用交广泛。 在恒载作用下，通过张拉系杆来平衡主拱的水平力； 成桥后，由于拱脚固结，水平位移被约束，在活载及其他荷 载作用下，拱脚产生水平推力，形成部分有推力拱桥体系。
§ 7.2 拱桥的结构体系
7.2.2 组合体系拱桥
有推力组合体系拱桥
§ 7.3 拱桥的总体思路与构造
7.3.1 拱桥的总体构思 1）上承式拱桥的总体构思
（3）跨径布置
三跨拱桥，理想的边中跨比值应使中墩在恒载作用下的水 平推力平衡。则边中跨比为：
§ 7.3 拱桥的总体思路与构造
7.3.1 拱桥的总体构思 1）上承式拱桥的总体构思
（4）拱轴线的选择
圆弧线：线形简单，施工方便。主要用于20m以下的拱桥。 抛物线：可采用二次抛物线；为使拱轴线与恒载压力线吻
大跨度桥梁设计
大跨度拱桥
本章的主要内容
7.1 拱桥的基本组成和受力特点 7.2 拱桥的结构体系 7.3 拱桥的总体构思与构造 7.4 拱桥的计算 7.5 拱桥的施工 7.6 工程实例
§ 7.1 拱桥的基本组成和受力特点
7.1.1 拱桥的基本组成
上部结构： （1）主拱圈：主要承重构件 （2）拱上建筑：桥面系和传力构件或填充物 下部结构：桥墩、桥台、基础
荷载一部分由纵梁承担，一部 分通过吊杆传递给主拱肋承担。 ➢柔性系杆刚性拱（系杆拱） ➢刚性系杆柔性拱（蓝格尔拱） ➢刚性系杆刚性拱（洛泽拱） ➢用斜吊杆时称为尼尔森拱
§ 7.2 拱桥的结构体系
7.2.2 组合体系拱桥
多跨无推力组合体系拱桥
§ 7.2 拱桥的结构体系
7.2.2 组合体系拱桥
部分有推力组合体系拱桥
§ 7.1 拱桥的基本组成和受力特点
7.1.1 拱桥的基本组成
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。
拱桥的基本图示
上承式拱桥
上承式拱桥
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，待转 体合拢后吊装中箱顶、底板，最后组成
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 桥 主拱圈截面形式 板拱桥，肋拱桥，双曲拱桥，箱形拱桥 分 类 拱轴线型式 圆弧拱桥，抛物线拱桥，悬链线桥
桥面位置 上承式拱桥，中承式拱桥，下承式拱桥 拱上建筑形式 实腹式拱桥，空腹式拱桥
7.2.2 组合体系拱桥——拱肋与纵梁连接方式
下承式梁拱组合体系
拱梁固结； 拱梁铰接； 梁以体外索的形 式锚固在拱的两端， 桥面系通过横梁与 吊杆连接，将桥面 荷载传递给拱肋。
§ 7.3 拱桥的总体思路与构造
7.3.1 拱桥的总体构思
1）上承式拱桥的总体构思
有推力拱桥； 拱圈是主要受力构件； 桥面系不参与拱圈的整体受力，而作为局部受力构件设计。
3室箱。
1997四川万县长江大桥 L=420m) 劲性骨架钢筋混凝土箱形拱桥
巫山巫峡长江大桥
中承式拱桥
丫髻沙大桥
上海卢浦大桥
2003.6 建成，主桥长750m，为全钢结构，其中主跨直径达 550m，居世界同类桥梁之首，被誉为“世界第一钢拱桥”。
下承式拱桥
武汉江汉三桥 桥长989.75米，主跨302.93米， 为跨径为280米的下承式钢管混 凝土系杆拱桥。
净矢高（f0） 拱顶截面下缘至起拱线连线之间的垂距
计算矢高（f）拱顶截面形心至相邻两拱脚截面形心之 连线的垂距
矢跨比（D 或 D0）又称矢度，计算矢高与计算跨径之
坦拱:D＜1/5
比（D=f/l）或净矢高与净跨径之比
陡拱:D≥1/5
（D0=f0 / l0）
§ 7.1 拱桥的基本组成和受力特点
7.1.1 拱桥的基本组成
拱
桥
的
主
要
组
l0 - 净跨径 l -计算跨径
成
f0 - 净矢高
部
分 f -计算矢高
f/l - 矢跨比
§ 7.1 拱桥的基本组成和受力特点
7.1.1 拱桥的基本组成
拱桥的主要技术名词
净跨径（l0） 每孔拱跨两个起拱线之间的平距
计算跨径（l）相邻ຫໍສະໝຸດ Baidu拱脚截面形心之间的平距 （即拱轴线两端点之间的平距）
简单体系拱桥构造简单、受力明确，全部荷载由拱肋承受。 按照拱圈的静力体系分为： 三铰拱：静定，无附加应力，铰构造复杂，少用。 无铰拱：三次超静定，刚度大，构造简单，附加应力大，混
凝土拱多采用无铰拱。 两铰拱：介于二者之间，钢拱采用较多。
§ 7.2 拱桥的结构体系
7.2.2 组合体系拱桥
无推力组合体系拱桥
浙江省嵊州大桥 主桥采用下承式钢管混泥土单杆拱桥。
两跨，跨径长136米。
§ 7.1 拱桥的基本组成和受力特点
7.1.2 拱桥的受力特点
支座处存在水 平推力 拱内 产生轴向压力 弯矩减少 偏心受压应力 较均匀。 300~800m范 围内，可以与斜 拉桥竞争。
§ 7.2 拱桥的结构体系
7.2.1 简单体系拱桥
7.3.1 拱桥的总体构思 1）上承式拱桥的总体构思
（2）桥梁设计高程
桥面高程：由总体路线设计确定。 拱顶高程：桥面高程-拱顶处的建筑高度。 起拱线高程：为减轻墩底偏心弯矩，宜采用较低的起拱
线高程。 ✓ 有铰拱桥：起拱线一般高于设计洪水位0.25m；严寒地区
桥梁，起拱线不应低于流冰水位0.25m； ✓ 无铰拱桥：防止漂浮物撞击，拱圈不宜淹没太多； ✓ 美观角度，拱座一般露出地面一定高度。 基础底面高程：根据冲刷深度、地基承载力等计算确定。
➢梁和拱共同受力，拱的推力完全由墩台承担。 ➢梁分担一部分荷载，拱脚推力小于简单体系拱桥。
§ 7.2 拱桥的结构体系
7.2.2 组合体系拱桥——拱肋与纵梁连接方式
中承式梁拱组合体系
中边跨纵梁在拱 肋连接处断开； 边跨梁与拱肋固 结，中跨梁与拱肋 连接处断开； 拱梁完全刚性连 接，共同承担荷载。
§ 7.2 拱桥的结构体系
§ 7.3 拱桥的总体思路与构造
7.3.1 拱桥的总体构思 1）上承式拱桥的总体构思
（1）桥长及分孔
按照水文计算、通航要求以及技术经济指标确定，可采用 单跨拱桥或多跨拱桥形式；
为避开深水区或不良地质地段，可采用不等跨布置； 一般采用单跨拱桥来跨越高山峡谷、水流急的河道。
§ 7.3 拱桥的总体思路与构造
§ 7.2 拱桥的结构体系
7.2.2 组合体系拱桥
有推力组合体系拱桥
§ 7.3 拱桥的总体思路与构造
7.3.1 拱桥的总体构思 1）上承式拱桥的总体构思
（3）跨径布置
三跨拱桥，理想的边中跨比值应使中墩在恒载作用下的水 平推力平衡。则边中跨比为：
§ 7.3 拱桥的总体思路与构造
7.3.1 拱桥的总体构思 1）上承式拱桥的总体构思
（4）拱轴线的选择
圆弧线：线形简单，施工方便。主要用于20m以下的拱桥。 抛物线：可采用二次抛物线；为使拱轴线与恒载压力线吻
大跨度桥梁设计
大跨度拱桥
本章的主要内容
7.1 拱桥的基本组成和受力特点 7.2 拱桥的结构体系 7.3 拱桥的总体构思与构造 7.4 拱桥的计算 7.5 拱桥的施工 7.6 工程实例
§ 7.1 拱桥的基本组成和受力特点
7.1.1 拱桥的基本组成
上部结构： （1）主拱圈：主要承重构件 （2）拱上建筑：桥面系和传力构件或填充物 下部结构：桥墩、桥台、基础
荷载一部分由纵梁承担，一部 分通过吊杆传递给主拱肋承担。 ➢柔性系杆刚性拱（系杆拱） ➢刚性系杆柔性拱（蓝格尔拱） ➢刚性系杆刚性拱（洛泽拱） ➢用斜吊杆时称为尼尔森拱
§ 7.2 拱桥的结构体系
7.2.2 组合体系拱桥
多跨无推力组合体系拱桥
§ 7.2 拱桥的结构体系
7.2.2 组合体系拱桥
部分有推力组合体系拱桥
§ 7.1 拱桥的基本组成和受力特点
7.1.1 拱桥的基本组成
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。
拱桥的基本图示
上承式拱桥
上承式拱桥
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，待转 体合拢后吊装中箱顶、底板，最后组成
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 桥 主拱圈截面形式 板拱桥，肋拱桥，双曲拱桥，箱形拱桥 分 类 拱轴线型式 圆弧拱桥，抛物线拱桥，悬链线桥
桥面位置 上承式拱桥，中承式拱桥，下承式拱桥 拱上建筑形式 实腹式拱桥，空腹式拱桥
7.2.2 组合体系拱桥——拱肋与纵梁连接方式
下承式梁拱组合体系
拱梁固结； 拱梁铰接； 梁以体外索的形 式锚固在拱的两端， 桥面系通过横梁与 吊杆连接，将桥面 荷载传递给拱肋。
§ 7.3 拱桥的总体思路与构造
7.3.1 拱桥的总体构思
1）上承式拱桥的总体构思
有推力拱桥； 拱圈是主要受力构件； 桥面系不参与拱圈的整体受力，而作为局部受力构件设计。
3室箱。
1997四川万县长江大桥 L=420m) 劲性骨架钢筋混凝土箱形拱桥
巫山巫峡长江大桥
中承式拱桥
丫髻沙大桥
上海卢浦大桥
2003.6 建成，主桥长750m，为全钢结构，其中主跨直径达 550m，居世界同类桥梁之首，被誉为“世界第一钢拱桥”。
下承式拱桥
武汉江汉三桥 桥长989.75米，主跨302.93米， 为跨径为280米的下承式钢管混 凝土系杆拱桥。
净矢高（f0） 拱顶截面下缘至起拱线连线之间的垂距
计算矢高（f）拱顶截面形心至相邻两拱脚截面形心之 连线的垂距
矢跨比（D 或 D0）又称矢度，计算矢高与计算跨径之
坦拱:D＜1/5
比（D=f/l）或净矢高与净跨径之比
陡拱:D≥1/5
（D0=f0 / l0）
§ 7.1 拱桥的基本组成和受力特点
7.1.1 拱桥的基本组成
拱
桥
的
主
要
组
l0 - 净跨径 l -计算跨径
成
f0 - 净矢高
部
分 f -计算矢高
f/l - 矢跨比
§ 7.1 拱桥的基本组成和受力特点
7.1.1 拱桥的基本组成
拱桥的主要技术名词
净跨径（l0） 每孔拱跨两个起拱线之间的平距
计算跨径（l）相邻ຫໍສະໝຸດ Baidu拱脚截面形心之间的平距 （即拱轴线两端点之间的平距）
简单体系拱桥构造简单、受力明确，全部荷载由拱肋承受。 按照拱圈的静力体系分为： 三铰拱：静定，无附加应力，铰构造复杂，少用。 无铰拱：三次超静定，刚度大，构造简单，附加应力大，混
凝土拱多采用无铰拱。 两铰拱：介于二者之间，钢拱采用较多。
§ 7.2 拱桥的结构体系
7.2.2 组合体系拱桥
无推力组合体系拱桥
浙江省嵊州大桥 主桥采用下承式钢管混泥土单杆拱桥。
两跨，跨径长136米。
§ 7.1 拱桥的基本组成和受力特点
7.1.2 拱桥的受力特点
支座处存在水 平推力 拱内 产生轴向压力 弯矩减少 偏心受压应力 较均匀。 300~800m范 围内，可以与斜 拉桥竞争。
§ 7.2 拱桥的结构体系
7.2.1 简单体系拱桥
7.3.1 拱桥的总体构思 1）上承式拱桥的总体构思
（2）桥梁设计高程
桥面高程：由总体路线设计确定。 拱顶高程：桥面高程-拱顶处的建筑高度。 起拱线高程：为减轻墩底偏心弯矩，宜采用较低的起拱
线高程。 ✓ 有铰拱桥：起拱线一般高于设计洪水位0.25m；严寒地区
桥梁，起拱线不应低于流冰水位0.25m； ✓ 无铰拱桥：防止漂浮物撞击，拱圈不宜淹没太多； ✓ 美观角度，拱座一般露出地面一定高度。 基础底面高程：根据冲刷深度、地基承载力等计算确定。
➢梁和拱共同受力，拱的推力完全由墩台承担。 ➢梁分担一部分荷载，拱脚推力小于简单体系拱桥。
§ 7.2 拱桥的结构体系
7.2.2 组合体系拱桥——拱肋与纵梁连接方式
中承式梁拱组合体系
中边跨纵梁在拱 肋连接处断开； 边跨梁与拱肋固 结，中跨梁与拱肋 连接处断开； 拱梁完全刚性连 接，共同承担荷载。
§ 7.2 拱桥的结构体系
§ 7.3 拱桥的总体思路与构造
7.3.1 拱桥的总体构思 1）上承式拱桥的总体构思
（1）桥长及分孔
按照水文计算、通航要求以及技术经济指标确定，可采用 单跨拱桥或多跨拱桥形式；
为避开深水区或不良地质地段，可采用不等跨布置； 一般采用单跨拱桥来跨越高山峡谷、水流急的河道。
§ 7.3 拱桥的总体思路与构造