拱桥构造
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9.2拱桥构造
5．横梁 分为： 固定横梁：桥面系与拱肋相交处，应尽量避免 普通横梁：通过吊杆悬挂在拱肋下，截面形式常用矩 形、工字形或土字形或箱形。一般为钢筋混凝土构件， 跨度较大时，也可采用预应力混凝土构件。 刚架横梁：通过立柱支承在拱肋上
§9.2 拱桥的构造 9.2.1 上承式拱桥构造 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)是主要承重结构。
1.主拱构造 根据主拱(圈)截面型式不同主要分为板拱、肋拱、箱形 拱、双曲拱等 （1）板拱 拱轴型式：圆弧拱、等截面或变截面悬链线拱等。无铰 拱、双铰拱和三铰拱。按主拱材料不同分为石板拱、混 凝土板拱和钢筋混凝土板拱等。
其他细部构造
3、拱顶填料、桥面 铺装 （1）填料的作用： 扩大车辆荷载作用面 积；减小车辆荷载冲 击作用 （2）厚度：不宜小 于0.3m，大于0.5m时 不计冲击
4. 伸缩缝与变形缝 （1）为什么要设伸缩缝和变形缝？
实际的受力情况符合计算图式，避免拱上建筑不 规则开裂 （2）伸缩缝和变形缝有什么区别？ ������ 伸缩缝：宽度2cm~3cm，缝内填入用锯末沥青按1： 1的质量比制成预制板，也可用沥青砂等其他材料填 缝； ������ 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。
拱肋
立柱 横系梁
1）材料： 混凝土、钢筋混凝土或钢管混凝土，也可选
用石材 2）拱肋数目和间距
主要根据跨径、宽度、肋型、材料性能、荷 载等级、施工条件、拱上结构与经济性等综合选 定。
为保横向稳定，两外侧拱肋外缘间距≥L/20
一般在吊装能力满足要求的情况下，宜采用 少肋型式。通常，桥宽在20m以内时可采用双肋 式，当桥宽在20m以上时，可采用三肋(多肋)拱 或分离的双肋拱。
桥梁工程课件-422拱桥的构造
1.2 拱腹填料 主要为透水性好的砂石为填料。在地质条件差的地方，为
减轻拱的自重，常用一些轻质填料（如炉渣、石灰土等）， 当填料少时，也可用干砌圬工或素砼。 1.3 护拱（P321，图4-2-29）
护拱的主要作用为便于排水，同时也加强了主拱圈在拱脚 处的抗力。
通常为浆砌片石。
(二) 空腹（式）拱上建筑
§2-2-2 拱上建筑的构造
拱桥按拱上建筑形式分为：
实腹拱：构造简单，施工方便，填料多，适用于小跨径拱桥；
空腹拱： 减小恒载
适用于大中跨径拱桥。
(一) 实腹式拱上建筑 由侧墙、拱腹填料、护拱及变形缝、防水层、泄水管、桥
面组成。 1.1 侧墙
用块石或片石砌筑，有时也用粗料石或 精料石镶面。墙体，一般按挡土墙进行设计。
② 保证拱上建筑不能产生不规则的没有控制的裂缝。安全、 耐久。
2.2 敷设位置
① 一般原则：在外界因素作用下，拱上建筑沿纵桥向产 生变形大的地方一定要设置伸缩缝；变形小的地方可设置变 形缝。
② 通常的设置位置
ⅰ 实腹拱：桥墩（台）处与拱脚毗邻的位置设伸缩缝。一般不 设变形缝。
ⅱ 空腹拱：a) 拱式腹孔的空腹拱；
② 水泥混凝土； ③ 泥结碎石。 1.1.3 厚度：可参考梁式桥的构造
1.2 拱腔填料 侧墙、桥面、拱圈四周环围所形成空间叫做拱腔。
1.2.1 作用 ：① 扩散荷载作用面积； ② 减小车辆荷载的冲击作用； *③ 增加了拱桥的恒载。
1.2.2 材料类型：① 粗颗粒透水性材料； ② 灰,渣,土等轻质材料；
2.2 腹孔桥跨结构的构造
腹孔的桥跨结构是腹孔受荷的主体，因此也常将其简称之 为腹孔。
腹孔有两种类型：①板(梁)式腹孔；②拱式腹孔。由于拱型 腹拱曲线优美,节省钢材，所以常见的为拱式腹孔——也叫腹 拱。
减轻拱的自重，常用一些轻质填料（如炉渣、石灰土等）， 当填料少时，也可用干砌圬工或素砼。 1.3 护拱（P321，图4-2-29）
护拱的主要作用为便于排水，同时也加强了主拱圈在拱脚 处的抗力。
通常为浆砌片石。
(二) 空腹（式）拱上建筑
§2-2-2 拱上建筑的构造
拱桥按拱上建筑形式分为：
实腹拱：构造简单，施工方便，填料多，适用于小跨径拱桥；
空腹拱： 减小恒载
适用于大中跨径拱桥。
(一) 实腹式拱上建筑 由侧墙、拱腹填料、护拱及变形缝、防水层、泄水管、桥
面组成。 1.1 侧墙
用块石或片石砌筑，有时也用粗料石或 精料石镶面。墙体，一般按挡土墙进行设计。
② 保证拱上建筑不能产生不规则的没有控制的裂缝。安全、 耐久。
2.2 敷设位置
① 一般原则：在外界因素作用下，拱上建筑沿纵桥向产 生变形大的地方一定要设置伸缩缝；变形小的地方可设置变 形缝。
② 通常的设置位置
ⅰ 实腹拱：桥墩（台）处与拱脚毗邻的位置设伸缩缝。一般不 设变形缝。
ⅱ 空腹拱：a) 拱式腹孔的空腹拱；
② 水泥混凝土； ③ 泥结碎石。 1.1.3 厚度：可参考梁式桥的构造
1.2 拱腔填料 侧墙、桥面、拱圈四周环围所形成空间叫做拱腔。
1.2.1 作用 ：① 扩散荷载作用面积； ② 减小车辆荷载的冲击作用； *③ 增加了拱桥的恒载。
1.2.2 材料类型：① 粗颗粒透水性材料； ② 灰,渣,土等轻质材料；
2.2 腹孔桥跨结构的构造
腹孔的桥跨结构是腹孔受荷的主体，因此也常将其简称之 为腹孔。
腹孔有两种类型：①板(梁)式腹孔；②拱式腹孔。由于拱型 腹拱曲线优美,节省钢材，所以常见的为拱式腹孔——也叫腹 拱。
4.2 拱桥的构造
主梁和主拱腿的交接处称为主节点。 次梁和次拱腿的交接处称为次节点。
节点构造按固结设计，并配置钢筋。
主拱腿和次拱腿的支座分别称为主支座和次支座。 主梁和次梁、斜撑等分别预制，用现浇混凝土接头连接。 当跨径较大时，次梁还可分段预制。
2. 横向联系
横向联系是为使刚架拱片联成整体共同受力、并保证其横 向稳定而设置的。 为了简化构造，横向联系可采用预制装配式的横系梁或横 隔板形式，其间距根据跨径的大小布置。
三、拱桥的其他细部构造
1. 拱顶填料与桥面铺装
拱顶填料
作用：扩散轮载，减小冲击（厚≥50cm时，不计冲击）。 厚度：一般h≥0.3m。 桥面铺装 材料、构造：大体与梁相同。
2. 伸缩缝、变形缝
构造 • 伸缩缝 宽：δ=2～3cm ； 填料：锯末沥青（1：1）预制板； • 变形缝 不留缝宽，干砌、用油毛毡隔开或用低标号砂浆砌筑。
桥梁工程
土木与水利工程学院桥
普通型上承式拱桥 整体型上承式拱桥
普通型上承式拱桥
整体型上承式拱桥
一、主拱圈的构造
（一）普通型上承式拱桥 根据主拱圈截面形式可分为：
板拱，肋拱，双曲拱，箱形拱等。
1、板拱
指主拱（圈）采用整体 实心矩形截面的拱。按 主拱所用材料，分为石 板拱、混凝土板拱和钢 筋混凝土板拱。
① 石板拱的构造
拱石：满足施工规范要求（尺寸、标号)
构造要求：
错缝
限制缝宽
砂浆强度比拱石低得多，限制缝宽（与材料有关）
设五角石或混凝土拱座和底梁—改善受力条件
② 混凝土板拱的构造
施工方法 整体现浇—少用（收缩应力大、工期长） 预制砌筑—常用（下述几种方法） 简单预制砌块板拱 预制块代替料石施工、构造要求同料石拱。 分肋合龙，横向填镶砌筑板拱。 适于：中、小跨。
桥梁工程第三篇第1章 拱桥的构造
结构，由上、下弦杆、 腹杆、拱顶实腹段组 成；
• 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
• 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
第二章-拱桥的构造及设计
桁 架 拱 桥： 结 构 构 造 (桥面系) 桁架拱桥桥面板既承受局部荷载，又与桁架拱片形成整体，共 同受力。桥面结构形式很多，有横向微弯板、纵向微弯板和预 应力混凝土空心板等。
第三篇 混凝土拱桥 第二章 拱桥的构造及设计 第一节 上承式拱桥的构造与设计 30
桁 架 拱 桥： 结 构 构 造 (桁架拱片与墩台的连接)
第三篇 混凝土拱桥 第二章 拱桥的构造及设计 第一节 上承式拱桥的构造与设计 27
桁 架 拱 桥： 结 构 构 造 (桁架拱片)
主要尺 寸
a、桁架拱片的节间间距一般小于跨度的1/8－1/12；
b、桁架拱片实腹段长度一般为跨度的0.3－0.5倍；
c、下弦杆常采用等截面（一般为矩形），高为跨度的 1/80-1/100;
第三篇 混凝土拱桥 第二章 拱桥的构造及设计 第一节 上承式拱桥的构造与设计 25
桁 架 拱 桥： 结 构 优 缺 点 1. 优点：利用拱上建筑与拱圈共同作用原理，预制桁式拱片， 装配程度高、整体性好，自重轻、用料省，适用于软土地基的 中、小跨度桥梁。
2. 缺点： 节点开裂问题。 大跨度桁架组合拱桥的适用性。
下弦杆与墩（台）的连接一般
悬臂方式
是 在 墩 （ 台 ） 帽 上 预 留 深 10cm 左右（或与肋高相同）的槽孔，
将下弦杆插入并封以砂浆。在
过梁式 受力明确
跨径较大时，由于墩（台）位 移等原因，往往造成支承面局
部承压，引起反力偏心和结构
伸入式
内力变化，故宜采用较完善的 铰接。
第三篇 混凝土拱桥 第二章 拱桥的构造及设计 第一节 上承式拱桥的构造与设计 31
第三篇 混凝土拱桥 第二章 拱桥的构造及设计 第一节 上承式拱桥的构造与设计 38
第三篇 混凝土拱桥 第二章 拱桥的构造及设计 第一节 上承式拱桥的构造与设计 30
桁 架 拱 桥： 结 构 构 造 (桁架拱片与墩台的连接)
第三篇 混凝土拱桥 第二章 拱桥的构造及设计 第一节 上承式拱桥的构造与设计 27
桁 架 拱 桥： 结 构 构 造 (桁架拱片)
主要尺 寸
a、桁架拱片的节间间距一般小于跨度的1/8－1/12；
b、桁架拱片实腹段长度一般为跨度的0.3－0.5倍；
c、下弦杆常采用等截面（一般为矩形），高为跨度的 1/80-1/100;
第三篇 混凝土拱桥 第二章 拱桥的构造及设计 第一节 上承式拱桥的构造与设计 25
桁 架 拱 桥： 结 构 优 缺 点 1. 优点：利用拱上建筑与拱圈共同作用原理，预制桁式拱片， 装配程度高、整体性好，自重轻、用料省，适用于软土地基的 中、小跨度桥梁。
2. 缺点： 节点开裂问题。 大跨度桁架组合拱桥的适用性。
下弦杆与墩（台）的连接一般
悬臂方式
是 在 墩 （ 台 ） 帽 上 预 留 深 10cm 左右（或与肋高相同）的槽孔，
将下弦杆插入并封以砂浆。在
过梁式 受力明确
跨径较大时，由于墩（台）位 移等原因，往往造成支承面局
部承压，引起反力偏心和结构
伸入式
内力变化，故宜采用较完善的 铰接。
第三篇 混凝土拱桥 第二章 拱桥的构造及设计 第一节 上承式拱桥的构造与设计 31
第三篇 混凝土拱桥 第二章 拱桥的构造及设计 第一节 上承式拱桥的构造与设计 38
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解析ppt课件
✓ 三铰拱在竖直荷载作用下的水平反力引 起拱内力中出现了轴力，同时降低了弯 矩与剪力。
第三章 拱桥上部结构-1
21
§3.2 拱桥的分类
3.2.1 按主拱圈的建筑材料分类 ✓ 圬工拱桥 ✓ 钢筋混凝土拱桥 ✓ 钢拱桥 ✓ 钢管混凝土拱桥
第三章 拱桥上部结构-1
22
3.2.2 按行车道位置分类
上承式
第三章 拱桥上部结构-1
29
3.2.2.2 拱梁组合桥 （1）无推力的拱梁组合桥 ➢ 柔性系杆刚性拱—系杆拱 ➢ 刚性系杆柔性拱—朗格尔拱 ➢ 刚性系杆刚性拱—洛泽拱 ❖ 用斜吊杆来代替竖直吊杆时 称为尼尔森拱。
（2）有推力的组合体系拱桥 ➢ 刚性梁柔性拱（倒朗格尔拱） ➢ 刚性梁刚性拱（倒洛泽拱）
已塌，尚存残孔8孔）。
第三章 拱桥上部结构-1
6
薄拱的拱厚最小者仅及拱跨的1／66.7， 而 一 般 拱 厚 则 为 1 ／ 20 左 右 。 现 存 枫 桥 （清代建）也是薄拱。
薄墩之薄，相邻两拱圈拱石相接，特别 是三孔连拱薄墩桥，中孔大、边孔小， 两岸以踏步上桥。桥成驼峰形，造型美 观。
第三章 拱桥上部结构-1
分离的拱肋间须设置横系梁 肋拱适合大中跨径拱桥。
第三章 拱桥上部结构-1
54
肋拱桥桥型图
第三章 拱桥上部结构-1
55
肋拱桥的拱肋截面形式
第三章 拱桥上部结构-1
56
二、箱拱的主拱圈
箱拱或箱形拱的主拱圈全宽采用一个箱 （通常为单箱多室），主拱圈为整体薄 壁箱形结构。
适用于大跨径，挖空率可达50~70%。自 重轻。抗弯抗扭刚度大，横向整体性好， 稳定性好。吊装要求高，一般在跨径50m 以上。
第三章 拱桥上部结构-1
第三章 拱桥上部结构-1
21
§3.2 拱桥的分类
3.2.1 按主拱圈的建筑材料分类 ✓ 圬工拱桥 ✓ 钢筋混凝土拱桥 ✓ 钢拱桥 ✓ 钢管混凝土拱桥
第三章 拱桥上部结构-1
22
3.2.2 按行车道位置分类
上承式
第三章 拱桥上部结构-1
29
3.2.2.2 拱梁组合桥 （1）无推力的拱梁组合桥 ➢ 柔性系杆刚性拱—系杆拱 ➢ 刚性系杆柔性拱—朗格尔拱 ➢ 刚性系杆刚性拱—洛泽拱 ❖ 用斜吊杆来代替竖直吊杆时 称为尼尔森拱。
（2）有推力的组合体系拱桥 ➢ 刚性梁柔性拱（倒朗格尔拱） ➢ 刚性梁刚性拱（倒洛泽拱）
已塌，尚存残孔8孔）。
第三章 拱桥上部结构-1
6
薄拱的拱厚最小者仅及拱跨的1／66.7， 而 一 般 拱 厚 则 为 1 ／ 20 左 右 。 现 存 枫 桥 （清代建）也是薄拱。
薄墩之薄，相邻两拱圈拱石相接，特别 是三孔连拱薄墩桥，中孔大、边孔小， 两岸以踏步上桥。桥成驼峰形，造型美 观。
第三章 拱桥上部结构-1
分离的拱肋间须设置横系梁 肋拱适合大中跨径拱桥。
第三章 拱桥上部结构-1
54
肋拱桥桥型图
第三章 拱桥上部结构-1
55
肋拱桥的拱肋截面形式
第三章 拱桥上部结构-1
56
二、箱拱的主拱圈
箱拱或箱形拱的主拱圈全宽采用一个箱 （通常为单箱多室），主拱圈为整体薄 壁箱形结构。
适用于大跨径，挖空率可达50~70%。自 重轻。抗弯抗扭刚度大，横向整体性好， 稳定性好。吊装要求高，一般在跨径50m 以上。
第三章 拱桥上部结构-1
拱桥——概述和构造课件
锈蚀
对金属部件进行防锈处理，定期涂漆 保护。
拱桥的加固方法与案例
01
增大截面加固法
02
外包钢加固法
03
粘贴碳纤维加固法
04
案例
05
拱桥的应用与发展趋势
拱桥在交通工程中的应用
跨越峡谷、河流、道路等 景观与旅游价值 历史与文化意义
新型拱桥的设计与建造技术
新型计
未来拱桥的发展趋势与挑战
创新设计理念
未来拱桥的设计将更加注重创新 和个性化，以满足多样化的交通
需求和审美需求。
高性能材料的研发
随着高性能材料的不断研发，未 来拱桥的承载能力和耐久性将得
到进一步提升。
安全与耐久性挑战
随着服役时间的增加，拱桥的安 全与耐久性问题将日益突出，需 要加强监测和维护，确保桥梁安
全运行。
THANK YOU
拱桥的施工方法
预制桥梁段拼装 浇筑施工
03
拱桥的设计与计算
拱桥的设计原则与流程
拱桥的受力分析
拱桥的稳定性计算
04
拱桥的维护与加固
拱桥的日常维护
01
02
定期检查
清洁保养
03 排水系统维护
拱桥的常见病害与处理
裂缝
沉降
发现裂缝应及时进行修补，防止裂缝 扩大。
对不均匀沉降的桥墩进行加固处理， 提高稳定性。
拱——概述和构造件
• 拱桥的设计与计算 • 拱桥的维护与加固 • 拱桥的应用与发展趋势
01
拱桥的概述
拱桥的定义与特点
定义
。
特点
优势 应用
拱桥的历史与发展
古代
中世纪
现代
未来
拱桥的分类与比较
拱桥构造
5．横梁 分为： 固定横梁：桥面系与拱肋相交处，应尽量避免 普通横梁：通过吊杆悬挂在拱肋下，截面形式常用矩 形、工字形或土字形或箱形。一般为钢筋混凝土构件， 跨度较大时，也可采用预应力混凝土构件。 刚架横梁：通过立柱支承在拱肋上
2. 拱上建筑的构造 —据构造方式不同，分为实腹式和空腹式 （1）实腹式拱上建筑 1、组成：侧墙、拱腹填料、护拱、变形缝、防水层、泄 水管及桥面等 2、特点：构造简单，施工方便，恒载重 3、适用：小跨径拱桥
拱腹填料的做法： （1）填充式：拱腹填料：砾石、碎石、粗砂或卵类粘土， 亦可用轻质材料侧墙：设于两侧，围护填料，按挡土墙设 计，采用浆砌块、片石，也可采用钢筋混凝土护壁式侧墙。 （2）砌筑式拱腹填料：干砌圬工或浇筑素混凝土侧墙：用 素混凝土浇筑时，可不设侧墙而用砂浆饰面或设镶面
③梁式或板式腹孔：通常是在桥台和墩顶立柱处设 置标准伸缩缝，而在其余立柱处采用桥面连续。
5. 拱铰 （1）拱桥中哪些情况应设铰？ 1）按两铰拱或三铰拱设计的主拱圈 2）按构造要求需采用铰的腹拱圈 3）需设置铰的矮小腹孔墩 4）施工中，设置临时铰 （2）铰的分类：永久性铰，临时性铰
（3）常用的铰的型式： 1）弧形铰 材料：石、砼、钢筋砼 构造：R2(凹）：R1(凸）=1.2~1.5 宽：等于构件宽 长：（1.15~1.2）倍拱厚 适用：主要用于主拱圈
4、拱板 （1）作用：“集零为整”，加 强拱圈整体性 （2）现浇混凝土（不低于C20）
折线形
平板形 波形
5、横向联系构件 （1）作用：使拱肋变形在横桥 向均匀，避免拱波顶纵裂，保证 横向稳定 （2）形式：横系梁和横隔板 （3）布置：拱顶、腹孔墩下、 接头处，间距3~5m。
（4）箱形拱 箱形拱包括箱形板拱和箱形肋拱 ������ 箱形截面拱的主要特点：
拱桥——概述和构造课件
拱桥的墩台构造
01 02
墩台类型
根据地形、地质条件和桥梁跨度等因素，可选择重力式墩台、轻型墩台 等。重力式墩台依靠自身重力抵抗水平力，轻型墩台则通过桩基础等分 散荷载。
墩台材料
可采用混凝土、钢筋混凝土、钢材等。混凝土墩台具有较高的抗压性能 ，钢筋混凝土墩台可提高抗裂性能，钢墩台适用于特殊地质条件。
著名现代拱桥
如法国的米洛高架桥，采 用钢混结构，造型独特， 是世界上最高的拱桥之一 。
拱桥在桥梁工程中的地位与前景
地位：拱桥作为桥梁的一种重要类型， 在交通工程中占有重要地位，其独特的 结构和美学价值受到广泛认可。
国际合作与交流：加强国际间的合作与 交流，共同推动拱桥技术的发展，促进 拱桥在世界范围内的普及与应用。
可分为单曲拱桥、双曲拱桥、多曲拱桥等。不同的造型不仅影响拱桥的美感，也会影响其 结构和受力特性。
02
拱桥的构造
拱桥的基本组成
01
拱圈
拱桥的主要承载部分，承受桥 上的荷载并将其传递给墩台。
02
墩台
支撑拱圈并分散荷载至地基， 稳定桥梁结构。
03
桥面系
包括桥面铺装、护栏、排水系 统等，确保行车安全舒适。
绿色环保：随着环保意识的提高，拱桥 建设将更加注重生态环保，推动绿色建 桥技术的发展。
前景展望
技术创新：未来拱桥建设将继续推动技 术创新，如新材料、新工艺、智能化建 造等方面的应用。
06
拱桥案例分析与讨论
案例一：古代经典拱桥分析
赵州桥
作为中国历史上最著名的拱桥之一，赵州桥展现了古代拱桥 的典型特点与卓越工艺。其巧妙的结构设计和独特的建筑材 料，使其经受住了千年岁月的考验，至今仍然屹立不倒。
第二章拱桥构造
拱肋的截面形式，根据跨度大小和载重等级， 可以选用实体矩形、工字形、箱形、管形等，如 图所示。
肋拱拱肋截面形式
管形肋拱是指采用钢管混凝土结构作为拱肋 的拱桥，一般有单管式、双管式（哑铃形）和四 管式（梯形、矩形），如下图所示。
钢管混凝土具有强度高、重量小、塑性好、 耐疲劳和抗冲击等优点，已广泛使用在中、下承 式拱桥中。目前，在上承式肋拱中也开始使用。
第二章 拱 桥 构 造
一、主拱圈构造 （一）板拱
1．相关规范要求
石砌拱桥的主拱圈通常都是做成实体的矩形 截面，按照砌筑拱圈的石料规格不同，又可以分 为料石板拱、块石板拱及片石板拱等各种类型。
用于拱圈砌筑的石料要求石质均匀，不易风 化，无裂纹，标号不得低于30号；砌筑用的砂浆，
对于大、中跨径拱桥强度等级不得小于M7.5，小 跨径拱桥不得小于M5。
筋，待拱箱合龙后，
将分布钢筋弯起交
叉勾住，再现浇混
拱箱的横向连接
凝土（右图b）。a）开口箱的横向联系 b）闭口箱的横向联系
3. 箱肋的分段及接头形式
无支架吊装箱肋，其纵向分段视跨径大小 及吊装能力来确定。分段多，接头工作量大， 而且也增加了箱肋稳定性控制和拱轴线调整的 困难。在吊装能力许可时，分段宜少，但接头 必须可靠并满足以下要求：
拱圈与墩台及腹孔墩连接
（二）肋拱
用两条或多条分离的平行窄拱圈--即拱肋作 为主拱圈的拱称为肋拱（如下图）。在分离的肋 拱之间，需设置足够数量和刚度的横系梁，以保 证各拱肋的横向稳定性和整体性。
肋拱桥
拱肋是肋拱桥的主要承重结构，其肋数和间 距以及拱肋的截面形式主要根据桥梁宽度、所用 材料、施工方法与经济性等方面综合考虑决定。
如下图所示，拱肋断面分为倒T形、L形、工 字形、槽形以及开口箱等。
肋拱拱肋截面形式
管形肋拱是指采用钢管混凝土结构作为拱肋 的拱桥，一般有单管式、双管式（哑铃形）和四 管式（梯形、矩形），如下图所示。
钢管混凝土具有强度高、重量小、塑性好、 耐疲劳和抗冲击等优点，已广泛使用在中、下承 式拱桥中。目前，在上承式肋拱中也开始使用。
第二章 拱 桥 构 造
一、主拱圈构造 （一）板拱
1．相关规范要求
石砌拱桥的主拱圈通常都是做成实体的矩形 截面，按照砌筑拱圈的石料规格不同，又可以分 为料石板拱、块石板拱及片石板拱等各种类型。
用于拱圈砌筑的石料要求石质均匀，不易风 化，无裂纹，标号不得低于30号；砌筑用的砂浆，
对于大、中跨径拱桥强度等级不得小于M7.5，小 跨径拱桥不得小于M5。
筋，待拱箱合龙后，
将分布钢筋弯起交
叉勾住，再现浇混
拱箱的横向连接
凝土（右图b）。a）开口箱的横向联系 b）闭口箱的横向联系
3. 箱肋的分段及接头形式
无支架吊装箱肋，其纵向分段视跨径大小 及吊装能力来确定。分段多，接头工作量大， 而且也增加了箱肋稳定性控制和拱轴线调整的 困难。在吊装能力许可时，分段宜少，但接头 必须可靠并满足以下要求：
拱圈与墩台及腹孔墩连接
（二）肋拱
用两条或多条分离的平行窄拱圈--即拱肋作 为主拱圈的拱称为肋拱（如下图）。在分离的肋 拱之间，需设置足够数量和刚度的横系梁，以保 证各拱肋的横向稳定性和整体性。
肋拱桥
拱肋是肋拱桥的主要承重结构，其肋数和间 距以及拱肋的截面形式主要根据桥梁宽度、所用 材料、施工方法与经济性等方面综合考虑决定。
如下图所示，拱肋断面分为倒T形、L形、工 字形、槽形以及开口箱等。
桥梁工程3-2拱桥的构造
组成：拱腹填料、侧墙、护拱、变形缝、防水层、泄水管及桥面系等
半立面图
半纵断面图
路面 拱腹填料
泄水管 防水层
护拱
第二章 拱桥的构造
2.2 拱上建筑的构造
2.2.2 空腹式拱上建筑构造 空腹式拱除了具有实腹式拱上建筑相同的构造外，还具有腹孔 和腹孔敦。
腹孔
腹孔构造
拱式拱上建筑
梁式拱上建筑
第二章 拱桥的构造
拱桥中铰的设置 按两铰拱或三铰拱设计的主拱圈 腹拱圈因构造需要而设置 腹空墩上下因构造需要而设置 施工中为消除部分附加内力而设置的临时铰
铰的种类 弧形铰 铅垫铰 平铰 不完全铰 钢铰
•弧形铰
•铅垫铰 •平铰
•不完全铰及钢铰
第二章 拱桥的构造
2.4 其它类型拱桥的构造
2.4.1. 桁架拱桥
第二章 拱桥的构造
2.1 主拱圈的构造
2.1.3 箱形拱 箱形拱的组成方式：
由多条U形肋组成多室箱形截面； 由多条工字形肋组成多室箱形截面； 由多条闭合单箱肋肋组成多室箱形截面； 单箱多室截面。
第二章 拱桥的构造
2.1 主拱圈的构造
2.1.3 箱形拱
箱形拱的高度和宽度 高 h = (1/55~1/75)l 或h = l 0 /100+(0.6~0.8)m 宽 b=(0.5~1.0)x桥宽
2.1 主拱圈的构造
板拱、肋拱、箱拱、双曲拱桥
2.2 拱上建筑构造
实腹式拱上建筑 空腹式拱上建筑
2.3 其它细部构造
拱上填料、桥面及人行道 伸缩缝与变形缝 排水与防水层 拱桥中铰的设置
2.4 其它类型拱桥构造
桁架拱桥 刚架拱桥
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）
半立面图
半纵断面图
路面 拱腹填料
泄水管 防水层
护拱
第二章 拱桥的构造
2.2 拱上建筑的构造
2.2.2 空腹式拱上建筑构造 空腹式拱除了具有实腹式拱上建筑相同的构造外，还具有腹孔 和腹孔敦。
腹孔
腹孔构造
拱式拱上建筑
梁式拱上建筑
第二章 拱桥的构造
拱桥中铰的设置 按两铰拱或三铰拱设计的主拱圈 腹拱圈因构造需要而设置 腹空墩上下因构造需要而设置 施工中为消除部分附加内力而设置的临时铰
铰的种类 弧形铰 铅垫铰 平铰 不完全铰 钢铰
•弧形铰
•铅垫铰 •平铰
•不完全铰及钢铰
第二章 拱桥的构造
2.4 其它类型拱桥的构造
2.4.1. 桁架拱桥
第二章 拱桥的构造
2.1 主拱圈的构造
2.1.3 箱形拱 箱形拱的组成方式：
由多条U形肋组成多室箱形截面； 由多条工字形肋组成多室箱形截面； 由多条闭合单箱肋肋组成多室箱形截面； 单箱多室截面。
第二章 拱桥的构造
2.1 主拱圈的构造
2.1.3 箱形拱
箱形拱的高度和宽度 高 h = (1/55~1/75)l 或h = l 0 /100+(0.6~0.8)m 宽 b=(0.5~1.0)x桥宽
2.1 主拱圈的构造
板拱、肋拱、箱拱、双曲拱桥
2.2 拱上建筑构造
实腹式拱上建筑 空腹式拱上建筑
2.3 其它细部构造
拱上填料、桥面及人行道 伸缩缝与变形缝 排水与防水层 拱桥中铰的设置
2.4 其它类型拱桥构造
桁架拱桥 刚架拱桥
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）
第十九讲：第四篇.拱桥的构造
(5)预制拱箱的宽度较大，施工操作安全， (5)预制拱箱的宽度较大，施工操作安全，易 预制拱箱的宽度较大 保证施工质量。 保证施工质量。 (6)制作要求较高 起吊设备较多， 制作要求较高， (6)制作要求较高，起吊设备较多，主要用于 大跨径拱桥。 大跨径拱桥。
2.主拱圈箱形截面的组成方式 2.主拱圈箱形截面的组成方式 (1)由多条U形肋组成的多室箱形截面。 (1)由多条U形肋组成的多室箱形截面。目前 由多条 组成的多室箱形截面 已较少采用。 已较少采用。 (2)多条I形肋组成的多室箱形截面。 (2)多条I形肋组成的多室箱形截面。一般较 多条 组成的多室箱形截面 少采用。 少采用。 (3)由多条闭合箱肋组成的多室箱形截面。 (3)由多条闭合箱肋组成的多室箱形截面。 由多条闭合箱肋组成的多室箱形截面 (4)单箱多室截面。 (4)单箱多室截面。这种截面形式主要用于 单箱多室截面 大跨径混凝土拱桥中。 (特)大跨径混凝土拱桥中。
、实腹式拱上建筑构造 实腹式拱上建筑由侧墙 拱肩填料、 侧墙、 实腹式拱上建筑由侧墙、拱肩填料、护 以及变形缝 防水层、泄水管和桥面等 变形缝、 拱以及变形缝、防水层、泄水管和桥面等 部分组成。 部分组成。
+ 拱肩填料的做法，可分为填充和砌筑两 拱肩填料的做法，可分为填充 砌筑两 填充和
种方式。 种方式。
1
1
1
1
1
11
5 2
5 4 3 1 5 2 4 3 2 4 1 1 3
（a）等截面单层 拱石砌筑
（b）等截面多层 拱石砌筑
19 20 17 18 15 16 13 14 2 1 2 3 1 2 3 1 2 3 1
21 22 23 2 3 1
24 25 3 1
26 27 3 1
拱桥的结构
拱桥的结构
拱桥的结构由以下几个部分组成：
1.拱顶：拱桥最高点的顶部
2.拱脚：拱桥两端支撑拱的点
3.拱臂：拱脚和拱顶之间的曲线部分
4.桥墩：支撑拱桥的立柱，一般建在水中或两岸
5.拱坡：拱桥两侧坡面的曲线
6.桥面：连接拱桥两端的平面部分，作为行车通道或行人通道使用
拱桥的结构是由一系列排列良好的弧形构成。
拱的负重特性能够将桥面上的荷载分散到立柱上，并将桥面的压力均匀分布，因此拱桥是最受青睐的桥型，被广泛应用于公路、铁路和步行道等交通建设中。
拱桥采用了逐渐变化的厚度和交叉部分的力。
这使得拱桥非常牢固，能够承受大量荷载。
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无推力拱
有推力拱
无粘结预应力系杆拱
强梁弱拱 （倒蓝格尔拱）
拱桥的主要类型
(1）无推力的组合体系拱
无推力拱式组合体系桥（也称系杆拱桥）是外部静定结构， 兼有拱桥的较大跨越能力和简支梁桥对地基适应能力强的两 大特点。拱的推力由系杆承受，系杆的含义就是一个将两拱 脚相互联系在一起的水平构件，因而墩台不承受水平推力。
两铰拱：一次超静定结构。结构整体刚度较相应三铰拱大。由 基础位移、温变、混凝土收缩徐变引起的附加内力比无铰拱的 影响要小，可在地基条件较差时或坦拱中采用。（施工体系转 换过程中使用）
无铰拱：三次超静定结构。拱的内力分布较均匀，材料用量较 三铰拱省；构造简单，施工方便，整体刚度大，实际中使用广 泛。但超静定次数高，会产生附加内力，一般希望修建在地基 良好处。跨径增大，附加内力影响变小，故钢筋混凝土无铰拱 仍是大跨径桥梁的主要型式之一。
第四篇 混凝土拱桥
1 概论 2 拱桥的设计与构造 3 拱桥的计算 4 拱桥的施工
1 概论
§1-1 拱桥的基本特点及其适用范围
拱桥是我国公路上使用较广泛的一种桥型。拱式结构 在竖向荷载作用下，两端将产生水平推力。正是这个水平 推力，使拱内产生轴向压力，从而大大减小了拱圈的截面 弯矩，使之成为偏心受压构件，截面上的应力分布与受弯 梁的应力相比，较为均匀。因此，可以充分利用主拱截面 材料强度，使跨越能力增大。
拱桥的主要类型
二、拱桥的主要类型
拱桥的主要类型
建筑材料
圬工拱桥，钢筋混凝土拱桥， 钢拱桥，钢-混组合拱桥
拱上建筑形式 实腹式拱桥，空腹式拱桥
拱
主拱圈拱轴线形 圆弧拱桥，抛物线拱桥，悬链线桥，折线拱，异形拱
桥
桥面位置
上承式拱桥，中承式拱桥，下承式拱桥
结构受力图示
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 拱片桥
三铰拱， 两铰拱，无铰拱
拱式组合体系桥将梁和拱两种基本 结构组合起来，共同承受桥面荷载 和水平推力，充分发挥梁受弯、拱 受压的结构特性及其组合作用，达
到节省材料的目的。 拱式组合体系桥一般可划分为有推
力的和无推力的两种类型。
拱桥的主要类型
简单体系拱桥
三铰拱：静定结构，在地基差的地区小桥可采用。但构造复杂， 施工困难，整体刚度小，主拱圈一般不采用。
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，例如设置单向推力墩，也会增加造价；
3）与梁式桥相比，上承式拱桥的建筑高度较高，当用 于城市立交及平原地区时，因桥面标高提高，使两岸接线 长度增长，或者使桥面纵坡增大，既增加了造价又对行车 不利。
拱桥的主要类型
组 合 体 系 拱 桥：无推力拱
图3-1-4 组合体系拱
拱桥的主要类型
组 合 体 系 拱 桥：无推力拱
2 拱桥的设计与构造
一、拱桥的主要组成
拱桥的主要组成
桥面系 主拱圈
上部结构 主拱圈，拱上填料， 桥面系
北京 卢沟桥
（上承式 实腹拱桥）
拱上填料
主拱圈 拱上 填料
桥墩
桥墩
桥面系
桥墩 下部结构
桥墩， 桥台， 基础
北京宛平卢沟桥在北京广安门外30里，跨永定河。桥始建于金·大定二十八年 （公元1188年），完工于金·明昌三年（公元1192年）。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。拱券接 近半圆形。
拱桥的主要类型
组合体系拱桥
拱式组合体系桥一般由拱肋、系杆、吊杆（或立柱）、行车道 梁（板）及桥面系等组成。
吊杆
拱肋 风撑
拱桥的主要类型
拱式组合体系桥将梁和拱两种基本结构组合起来，共同承受桥面 荷载和水平推力，充分发挥梁受弯、拱受压的结构特性及其组合 作用，达到节省材料的目的。拱式组合体系桥一般可划分为无推 力的和有推力的两种类型。
拱桥的基本特点及其适用范围
拱桥的优点
1）跨越能力较大； ★2）能充分就地取材，与混凝土梁式桥相比， 可以节省大量的钢材和水泥； ★3）耐久性能好，维修、养护费用少； ★4）外型美观； ★5）构造较简单。
拱桥的基本特点及其适用范围
拱桥的缺点
1）自重较大，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；
据拱肋和系杆（梁）相对刚度的大小及吊杆的布置型式可 以分为：具有竖直吊杆的柔性系杆刚性拱——称系杆拱（图 3-1-4a)；具有竖直吊杆的刚性系杆柔性拱——称蓝格尔拱 （图3-1-4b)；具有竖直吊杆的刚性系杆刚性拱——称洛泽 拱（图3-1-4c）。以上三种拱，当用斜吊杆来代替竖直吊杆 时，称为尼尔森拱（图3-1-4d、e、f)。
拱桥的基本特点及其适用范围
各种桥型的受力特性
简支梁桥
拱桥
斜拉桥
Simple supported beam bridge
受弯为主
主梁抗弯能力
Arch bridge 受压为主 主拱抗压能力
压杆稳定
Cable-stayed bridge
受拉 压弯扭
斜拉索：拉 主塔： 压 主梁： 弯，扭
拱桥的基本特点及其适用范围
q
受弯梁: 跨中正弯矩 跨中轴力
L
1 qL
1 qL
2
2
Basic Beam Bridge
q
M 1 qL2 8
N 0
无2 8
M
j
H
d
NH
d
H
L
H
1 qL 2
Mj
Mj
1 qL 2
Hingeless arch bridge
M Md
拱内弯矩大大减小 承 压 结 构 有水平推力结构
主拱圈截面形式 板拱桥，肋拱桥，双曲拱桥，箱形拱桥， 钢管混凝土拱桥
拱桥的主要类型
圬工拱 桥
钢筋混凝土 箱形拱
成昆线一线天桥石拱桥
钢拱桥： 全焊结构
巫山龙门桥，中国第一座采用无平 衡重转体法施工的拱桥
钢管混凝土拱
武汉江汉五桥
拱桥的主要类型
实腹式拱桥 空腹式拱桥
拱桥的主要类型
等截面 圆弧 空腹石拱桥
m=1.543悬链线空腹石拱桥
湖南省：黄虎港桥
三次抛物线 钢筋混凝土箱形拱桥
乌巢河桥
KRK-I 桥 铁托桥
折线拱桥
异形拱桥
拱桥的主要类型
上承式拱桥 中承式拱桥 下承式拱桥
拱桥的主要类型
1.按照结构受力图式分类
简单体系拱桥
组合体系拱桥
可做成上承式，中承式，下承式 均为有推力拱。
按照主拱的静力体系，简单体 系拱桥又可以分成：