桥梁工程拱桥设计与构造
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第一章 拱桥的设计与构造
第一节 普通型污工及钢筋混凝土上承式拱桥设 计与构造
上承式拱桥可分为普通型上承式拱桥和整体上承式拱桥。
普通式上承式拱桥：由主拱 圈、拱上传载构件或填充物 、桥面系组成，主拱圈是主 要承重构件。
整体式上承式拱桥：这类拱
桥是由主拱片（指由拱圈与
拱上传载构件组成的整体结
构）、桥面系组成，主拱片
顶梁和下端与底梁的连接处； ➢（4）在施工过程中，为消除或减小主拱圈的部分附加
内力，以及对主拱圈内力作适当调整时，需要在拱脚处 设置临时铰。
桥梁工程拱桥设计与构造
第一章 拱桥的设计与构造
拱桥中铰的设置
三铰拱
两铰拱
矮小腹孔墩设铰
腹拱 临时铰 构造要求：两铰或三铰腹拱桥梁工程拱桥设计与构造
临时铰 无铰拱
设置厚度 ➢6~8cm
桥梁工程拱桥设计与构造
第一章 拱桥的设计与构造
箱拱间的横向 连接细节
➢横向接头的作用： 保障各预制箱形拱 肋形成拱圈的整体 受力能力。
桥梁工程拱桥设计与构造
第一章 拱桥的设计与构造
二、拱铰
➢（1）当拱桥主拱圈按两铰拱或三铰拱设计主拱圈； ➢（2）按构造要求需要采用两铰拱或三铰拱的腹拱圈； ➢（3）需设置铰的矮小腹孔墩，即将铰设置在墩上端与
1.肋拱截面形式的选择
矩形截面
拱肋自重大小
工字截面 箱型界面 管状截面
截面特性压、弯、扭
施工方便性
轮廓美观性
桥梁工程拱桥设计与构造
钢管混凝土拱桥
第一章 拱桥的设计与构造
2.肋拱的轮廓尺寸
矩形截面
钢筋混凝 土拱肋
工字性截面
肋高
h=(1/40~ 1/60)L
h=(1/25~ 1/35)L
肋宽
b=(0.5-2.0)h b=(0.4-0.5)h
顶底板和腹板 ➢两外腹板一般为12cm~15cm
➢内外腹板一般为4cm~5cm ➢为保证安全，应进行压溃及局部
应力验算
桥梁工程拱桥设计与构造
第一章 拱桥的设计与构造
箱拱内横隔 板设置考虑
箱拱横 格板
作用 设置位置
➢提高抗扭能力，保证箱壁的局部稳定性； ➢帮助集中力在箱内的扩散。
➢箱肋段端部、吊点、拱上立柱处 ➢其余部为每隔3m-5m设一道
第一章 拱桥的设计与构造
拱铰的主要类型有：弧形铰、铅垫铰和平铰等。
桥梁工程拱桥设计与构造
第一章 拱桥的设计与构造
桥梁工程拱桥设计与构造
第一章 拱桥的设计与构造
3、混凝土板拱 混凝土板拱采用整体现浇和预制砌筑。 整体浇注板拱混凝土等级不低于C25；预制块混凝土的强度 等级不得低于C30，砌筑砌块所用砂浆不得低于M10。 4、钢筋混凝土板拱
桥梁工程拱桥设计与构造
第一章 拱桥的设计与构造
宽度不宜小于跨径的1/20。
（2）拱圈的厚度
等厚度的小跨径石板拱，初拟厚度时可按下列经验公式：
h 45mk3 l0
对变厚度的小跨径石板拱桥，拱顶厚度可按下式估算：
hd a(1 l0)
桥梁工程拱桥设计与构造
第一章 拱桥的设计与构造
钢筋混凝土拱：
拱顶厚度 h d 一般采用跨径的1/60~1/70。
配筋
纵向受力钢筋：最小配筋率0.2%~0.4%，上下 翼缘通常布置。
箍筋：应将上下主筋连接起来。
（二）板肋拱 板肋拱是由板和肋组成整体拱圈截面的拱。
桥梁工程拱桥设计与构造
图 板肋拱横截面
第一章 拱桥的设计与构造
（三）肋拱
肋拱是指用两条或多条平行窄拱桥 —即拱肋作为主拱圈的拱。 肋拱具有自重轻，恒载内力小的优 点，可以充分发挥钢筋混凝土等材料 的性能，大中型拱桥中得到广泛应用 。
拱所采用的材料不同，可分
为石板拱、混凝土板拱、钢
筋混凝土板拱等。
1、板拱主拱的截面宽度、厚
度和变化规律
（1）板拱的宽度
桥梁工程拱桥设计与构造
第一章 拱桥的设计与构造
拱圈宽度小于桥面宽度的拱圈，称为窄拱圈。 拟定拱圈宽度时，要使桥面悬出长度适当；一般悬出
1.0~2.5m。 考虑采用窄拱圈时，为使拱圈横向稳定性满足要求，拱圈
拱脚厚度 hj hd /cosj估算 ，j 2tan1(2f /l)，对于
中小跨径无铰拱，h j 可取为（1.2~1.5）h d 。
（3）拱圈的截面变化规律
截面变 化规律
等截面 （常用）
变截面 （构造复杂）
桥梁工程拱桥设计与构造
第一章 拱桥的设计与构造
拱截面正应力
N My
AI
其中N自拱顶向拱脚逐渐增大；但M变化复杂与结构体系和截 面惯性矩I有关，下图为结构体系和截面惯性矩对弯矩的影响
桥梁工程拱桥设计与构造
第一章 拱桥的设计与构造
无铰拱通常采用的一种惯性矩变化是从拱脚向拱脚逐渐增 大，计算公式可采用Ritter公式：
I
Id
[1(1n)]cos
式中：I拱圈任意截面的惯性矩；
I d 拱顶截面惯性矩；
拱圈任意截面的拱轴水平倾角；
n 拱厚变化系数，可用拱脚处 =1求得；
n Id I j cos j
是主要承重构件。
桥梁工程拱桥设计与构造
Hale Waihona Puke Baidu
第一章 拱桥的设计与构造
普通上承式拱桥
整体型上承式拱桥 万县长江公路大桥
桥梁工程拱桥设计与构桁造 式组合拱桥
江界河桥
第一章 拱桥的设计与构造
一、主拱圈 根据截面形式分为板拱、板肋拱、肋拱、箱形拱、双曲拱等。
（一）板拱
板拱是指主拱（圈）采用整
体实心矩形截面的拱。按主
第一章 拱桥的设计与构造
钢筋混凝 土箱板拱
拱圈截面 尺寸拟定
拱圈高度 拱圈宽度 箱肋宽度
h
l0 100
x
h:拱圈高度（m) l 0 :拱圈净跨径（m) x :常数，0.7~0.9m
➢一般取桥宽的1.0~0.6倍 ➢一般不小于跨径的1/20
➢与吊装能力有关，一般1.2~1.7m
➢顶底板厚度一般为15cm~22cm
桥梁工程拱桥设计与构造
第一章 拱桥的设计与构造
1、石板拱 按照砌筑主拱圈的石料规格不同，分为料石板拱、块石板 拱、片石板拱以及乱石板拱等。 石板拱对石料质量、强度等级、形体尺寸、砂浆与砌筑工 艺有要求。
（1）错缝
拱圈砌筑构造要求 （2）限制砌缝宽度
桥梁工程拱桥设计与构造
第一章 拱桥的设计与构造
拱石编号
箱型截面
➢参考工字形断面 ➢参考箱拱截面设计，考虑箱拱数量少
的因数后计算确定
桥梁工程拱桥设计与构造
第一章 拱桥的设计与构造
（三）箱拱 ➢箱拱：主拱圈由多箱室构成的拱，箱形拱通常采用预制
拼装施工。 截面挖空率大
钢筋混凝 土箱形拱
主要特点
中性轴居中 抗弯和抗扭刚度大，整体性好
制作要求高，吊装设备多
桥梁工程拱桥设计与构造
第一节 普通型污工及钢筋混凝土上承式拱桥设 计与构造
上承式拱桥可分为普通型上承式拱桥和整体上承式拱桥。
普通式上承式拱桥：由主拱 圈、拱上传载构件或填充物 、桥面系组成，主拱圈是主 要承重构件。
整体式上承式拱桥：这类拱
桥是由主拱片（指由拱圈与
拱上传载构件组成的整体结
构）、桥面系组成，主拱片
顶梁和下端与底梁的连接处； ➢（4）在施工过程中，为消除或减小主拱圈的部分附加
内力，以及对主拱圈内力作适当调整时，需要在拱脚处 设置临时铰。
桥梁工程拱桥设计与构造
第一章 拱桥的设计与构造
拱桥中铰的设置
三铰拱
两铰拱
矮小腹孔墩设铰
腹拱 临时铰 构造要求：两铰或三铰腹拱桥梁工程拱桥设计与构造
临时铰 无铰拱
设置厚度 ➢6~8cm
桥梁工程拱桥设计与构造
第一章 拱桥的设计与构造
箱拱间的横向 连接细节
➢横向接头的作用： 保障各预制箱形拱 肋形成拱圈的整体 受力能力。
桥梁工程拱桥设计与构造
第一章 拱桥的设计与构造
二、拱铰
➢（1）当拱桥主拱圈按两铰拱或三铰拱设计主拱圈； ➢（2）按构造要求需要采用两铰拱或三铰拱的腹拱圈； ➢（3）需设置铰的矮小腹孔墩，即将铰设置在墩上端与
1.肋拱截面形式的选择
矩形截面
拱肋自重大小
工字截面 箱型界面 管状截面
截面特性压、弯、扭
施工方便性
轮廓美观性
桥梁工程拱桥设计与构造
钢管混凝土拱桥
第一章 拱桥的设计与构造
2.肋拱的轮廓尺寸
矩形截面
钢筋混凝 土拱肋
工字性截面
肋高
h=(1/40~ 1/60)L
h=(1/25~ 1/35)L
肋宽
b=(0.5-2.0)h b=(0.4-0.5)h
顶底板和腹板 ➢两外腹板一般为12cm~15cm
➢内外腹板一般为4cm~5cm ➢为保证安全，应进行压溃及局部
应力验算
桥梁工程拱桥设计与构造
第一章 拱桥的设计与构造
箱拱内横隔 板设置考虑
箱拱横 格板
作用 设置位置
➢提高抗扭能力，保证箱壁的局部稳定性； ➢帮助集中力在箱内的扩散。
➢箱肋段端部、吊点、拱上立柱处 ➢其余部为每隔3m-5m设一道
第一章 拱桥的设计与构造
拱铰的主要类型有：弧形铰、铅垫铰和平铰等。
桥梁工程拱桥设计与构造
第一章 拱桥的设计与构造
桥梁工程拱桥设计与构造
第一章 拱桥的设计与构造
3、混凝土板拱 混凝土板拱采用整体现浇和预制砌筑。 整体浇注板拱混凝土等级不低于C25；预制块混凝土的强度 等级不得低于C30，砌筑砌块所用砂浆不得低于M10。 4、钢筋混凝土板拱
桥梁工程拱桥设计与构造
第一章 拱桥的设计与构造
宽度不宜小于跨径的1/20。
（2）拱圈的厚度
等厚度的小跨径石板拱，初拟厚度时可按下列经验公式：
h 45mk3 l0
对变厚度的小跨径石板拱桥，拱顶厚度可按下式估算：
hd a(1 l0)
桥梁工程拱桥设计与构造
第一章 拱桥的设计与构造
钢筋混凝土拱：
拱顶厚度 h d 一般采用跨径的1/60~1/70。
配筋
纵向受力钢筋：最小配筋率0.2%~0.4%，上下 翼缘通常布置。
箍筋：应将上下主筋连接起来。
（二）板肋拱 板肋拱是由板和肋组成整体拱圈截面的拱。
桥梁工程拱桥设计与构造
图 板肋拱横截面
第一章 拱桥的设计与构造
（三）肋拱
肋拱是指用两条或多条平行窄拱桥 —即拱肋作为主拱圈的拱。 肋拱具有自重轻，恒载内力小的优 点，可以充分发挥钢筋混凝土等材料 的性能，大中型拱桥中得到广泛应用 。
拱所采用的材料不同，可分
为石板拱、混凝土板拱、钢
筋混凝土板拱等。
1、板拱主拱的截面宽度、厚
度和变化规律
（1）板拱的宽度
桥梁工程拱桥设计与构造
第一章 拱桥的设计与构造
拱圈宽度小于桥面宽度的拱圈，称为窄拱圈。 拟定拱圈宽度时，要使桥面悬出长度适当；一般悬出
1.0~2.5m。 考虑采用窄拱圈时，为使拱圈横向稳定性满足要求，拱圈
拱脚厚度 hj hd /cosj估算 ，j 2tan1(2f /l)，对于
中小跨径无铰拱，h j 可取为（1.2~1.5）h d 。
（3）拱圈的截面变化规律
截面变 化规律
等截面 （常用）
变截面 （构造复杂）
桥梁工程拱桥设计与构造
第一章 拱桥的设计与构造
拱截面正应力
N My
AI
其中N自拱顶向拱脚逐渐增大；但M变化复杂与结构体系和截 面惯性矩I有关，下图为结构体系和截面惯性矩对弯矩的影响
桥梁工程拱桥设计与构造
第一章 拱桥的设计与构造
无铰拱通常采用的一种惯性矩变化是从拱脚向拱脚逐渐增 大，计算公式可采用Ritter公式：
I
Id
[1(1n)]cos
式中：I拱圈任意截面的惯性矩；
I d 拱顶截面惯性矩；
拱圈任意截面的拱轴水平倾角；
n 拱厚变化系数，可用拱脚处 =1求得；
n Id I j cos j
是主要承重构件。
桥梁工程拱桥设计与构造
Hale Waihona Puke Baidu
第一章 拱桥的设计与构造
普通上承式拱桥
整体型上承式拱桥 万县长江公路大桥
桥梁工程拱桥设计与构桁造 式组合拱桥
江界河桥
第一章 拱桥的设计与构造
一、主拱圈 根据截面形式分为板拱、板肋拱、肋拱、箱形拱、双曲拱等。
（一）板拱
板拱是指主拱（圈）采用整
体实心矩形截面的拱。按主
第一章 拱桥的设计与构造
钢筋混凝 土箱板拱
拱圈截面 尺寸拟定
拱圈高度 拱圈宽度 箱肋宽度
h
l0 100
x
h:拱圈高度（m) l 0 :拱圈净跨径（m) x :常数，0.7~0.9m
➢一般取桥宽的1.0~0.6倍 ➢一般不小于跨径的1/20
➢与吊装能力有关，一般1.2~1.7m
➢顶底板厚度一般为15cm~22cm
桥梁工程拱桥设计与构造
第一章 拱桥的设计与构造
1、石板拱 按照砌筑主拱圈的石料规格不同，分为料石板拱、块石板 拱、片石板拱以及乱石板拱等。 石板拱对石料质量、强度等级、形体尺寸、砂浆与砌筑工 艺有要求。
（1）错缝
拱圈砌筑构造要求 （2）限制砌缝宽度
桥梁工程拱桥设计与构造
第一章 拱桥的设计与构造
拱石编号
箱型截面
➢参考工字形断面 ➢参考箱拱截面设计，考虑箱拱数量少
的因数后计算确定
桥梁工程拱桥设计与构造
第一章 拱桥的设计与构造
（三）箱拱 ➢箱拱：主拱圈由多箱室构成的拱，箱形拱通常采用预制
拼装施工。 截面挖空率大
钢筋混凝 土箱形拱
主要特点
中性轴居中 抗弯和抗扭刚度大，整体性好
制作要求高，吊装设备多
桥梁工程拱桥设计与构造