第三篇混凝土拱桥第三篇混凝土拱桥 第一章第一章 概概 述述石拱桥赵州桥建于隋大业（公元605618）年间，是著名匠师李春所建造。桥长64.4m，跨径37.02m，是世界上建造最早的单孔敞肩型石拱桥。混凝土拱桥长沙湘江一桥1971年9月6日正式开工，1972年10月1日建成通车。该桥为大型钢筋混凝土双曲拱公路桥，全长1250米，主桥21跨，最大跨径76米，桥面净宽20米，其中车行道14米，两边人行道各3米。混凝土拱桥黑石铺大桥（湘江五桥）大桥桥型为三跨中承式钢管拱桥。全长3068米，其中主桥长1815米，桥面宽29米至34米，设计双向6车道。第一节第一节 拱桥的主要特点拱桥的主要特点拱桥与梁桥的区别：由力学知，拱式结构在竖向荷载作用下，两端将产生水平推力，使拱内产生轴向压力，从而大大减小了拱圈的截面弯矩。拱桥的主要特点拱桥的主要特点拱桥的主要优缺点拱桥的主要优点是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。缺点主要是：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2）由于拱桥水平推力较大，要设置推力墩，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，增加了造价又对行车不利。第二节第二节 拱桥的组成及主要类型拱桥的组成及主要类型一、拱桥的主要组成一、拱桥的主要组成拱桥的几个主要技术名称拱桥的几个主要技术名称净跨径，计算跨径，净矢高，计算矢高，矢跨比净跨径，计算跨径，净矢高，计算矢高，矢跨比拱桥的组成及主要类型拱桥的组成及主要类型拱桥的几个主要技术名称。净跨径每孔拱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（或）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。一般将矢跨比大于或等于1/5的拱称为陡拱；矢跨比小于1/5的拱称为坦拱。拱桥的组成及主要类型拱桥的组成及主要类型二、拱桥的主要类型二、拱桥的主要类型拱桥的型式可以按照以下几种不同的方式进行分类1.建筑材料：圬工拱桥、钢筋混凝土拱桥、钢拱桥和钢混凝土组合拱桥等。2.建筑的型式：实腹式拱桥和空腹式拱桥。3.主拱圈线型：圆弧线拱桥、抛物线拱桥和悬链线拱桥。4.桥面的位置：上承式拱桥、中承式拱桥和下承式拱桥5.有无水平推力：有推力拱桥和无推力拱桥。6.结构受力图式：简单体系拱桥，组合体系拱桥和拱片桥。7.拱圈截面型式：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。拱桥的主要类型拱桥的主要类型（一）按照结构受力图式分类1、简单体系拱桥均为有推力拱，可以做成上承式、中承式和下承式拱桥的主要类型拱桥的主要类型中承式拱桥（益阳茅草街大桥）拱桥的主要类型拱桥的主要类型按照主拱的静力体系，简单体系拱桥又可以分成三种：1.三铰拱属外部静定结构。适合于在地基条件很差的地区修建。构造复杂，施工困难，维护费用增高。减小了结构的整体刚度，降低了抗震能力。行车不利。三铰拱一般较少采用。拱桥的主要类型拱桥的主要类型2.两铰拱属外部一次超静定结构。结构整体刚度较相应三铰拱大。附加内力比对无铰拱的影响要小，故可在地基条件较差时或坦拱中采用。拱桥的主要类型拱桥的主要类型3.无铰拱属外部三次超静定结构。拱内的弯矩分布比两铰拱均匀，材料用量省。结构的整体刚度大。构造简单，施工方便，维护费用少。在拱内产生较大的附加内力，所以无铰拱一般修建在地基良好的条件下。实际中使用最广泛。拱桥的主要类型拱桥的主要类型2、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。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。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。分为系杆拱、蓝格尔拱、洛泽拱。当用斜吊杆来代替竖直吊杆时，称为尼尔森拱。系杆拱桥云阳桥位于江苏省丹阳市云阳镇东门，跨越京杭大运河。主跨为70m无粘结预应力系杆拱，全长162.5m，4车道，2x2m人行道，全宽24.5m，系杆拱有3根拱肋，矢度1/5。系杆拱桥旺苍东河桥位于四川省旺苍县，为净跨115m下承式钢管混凝土预应力系杆拱桥，矢度1/6，桥面总宽15m，主桥长248m，它是我国目前最大跨径的预应力钢管混凝土拱桥。于1990年建成拱桥的主要类型拱桥的主要类型2）有推力的组合体系拱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。分为倒蓝格尔拱、倒洛泽拱。拱桥的主要类型拱桥的主要类型3、拱片桥上边缘与桥面纵向平行，下边缘是拱形的有推力结构，称为拱片。在拱片中，行车道系与拱肋刚性联成一整体，共同承受荷载。拱片桥里仁桥位于浙江省余杭县塘栖镇，是首座单跨50m的钢筋混凝土斜拉式桁架拱桥。拱圈矢跨比为1/8，桥面净空为净7+2x0.75m人行道。全桥布置4片拱片，在上弦杆覆盖微弯板混凝土桥面。拱片桥三门上叶桥位于浙江省三门县三门至天台、临海的公路上，是一座双孔44m的钢筋混凝土桁架拱桥。桥面净宽7.5m，不设人行道。首次取用比较坦的矢跨比（1/10）。该桥每孔布置4片斜拉杆式拱片。拱桥的主要类型拱桥的主要类型（二）按主拱圈截面形式分类1、板拱桥主拱圈采用矩形实体截面的拱桥称为板拱桥。它的构造简单、施工方便。通常只在地基条件较好的中、小跨径圬工拱桥中才采用这种形式。如果在较薄的拱板上增加几条纵向肋，就构成板拱的另外一种形式，即板肋拱。板拱桥德国跨越Hinterrhine河的一座桥拱桥的主要类型拱桥的主要类型2、混凝土肋拱桥肋拱桥是在板拱桥的基础上发展形成的，它是将板拱划分成两条或多条分离的、高度较大的拱肋，肋与肋间用横系梁相联。这样就可以用较小的截面面积获得较大的截面抵抗矩，从而节省材料，减轻拱桥的自重，因此多用于大、中跨径的拱桥。肋拱桥流溪桥为广东省广州市从化县流溪河的大桥，主跨为90m钢筋混凝土箱肋中承式拱，全长235.13m，桥宽9+2x1.75(m)，拱矢度1/4.5，肋拱桥湘潭湘江桥位于湖南省湘潭市107国道线上，跨湘江，为8孔60m上承式钢筋混凝土拱肋，全605.22m。桥面总宽21m。于1961年建成。拱桥的主要类型拱桥的主要类型3、双曲拱桥其主拱圈横截面由一个或数个横向小拱单元组成，由于主拱圈的纵向及横向均呈曲线形，故称之为双曲拱桥。施工中可采用预制拼装，化整为零，集零为整。但施工工序多、组合截面整体性较差和易开裂等缺点，一般用于中、小跨径拱桥。双曲拱桥长沙湘江一桥双曲拱公路桥，全长1250米，主桥21跨，其中正桥17跨、最大跨径76米，桥面净宽20米，其中车行道14米，两边人行道各3米。1971年动工,1972年建成。双曲拱桥卫东桥双曲拱桥最早是建造在江苏省无锡县境内、无锡桥梁工程队首创的一种新型拱合。主要构件有拱肋、拱波、横梁或拉条以及拱上建筑的各种部件。双曲拱桥红星桥位于湖南省酃县至郴县上。该桥跨越深谷，桥高达65m，主拱跨径108.45m，副拱跨径分别为24.5m、9m及7m，全长155.8m，桥宽8.2m。于1967年竣工。拱桥的主要类型拱桥的主要类型4、箱形拱桥这类拱桥外形与板拱相似，由于截面挖空，所以能节省材料，减轻自重，相应地也减少下部结构材料用量。因它是闭口箱形截面，截面抗扭刚度大，横向整体性和结构稳定性均较双曲拱好，故特别适用于无支架施工。但箱形截面施工制作较复杂。大跨径拱桥采用箱形截面才是合适的。箱形拱桥马鸣溪金沙江大桥位于四川省宜宾市，跨越金沙江，该桥是中国采用缆索吊装施工、跨径最大的钢筋混凝土箱形拱。主孔150m，全245m。桥面为7+2x1.5(m)人行道。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。于1979年3月建成。箱形拱桥宝珠寺桥位于四川省广元市三堆区白龙江上，它是川甘公路上一座重要的大桥。该桥为3孔净跨各120、矢跨比1/6的钢筋混凝土箱形拱，全长411.219m，桥宽9+2x1.0(m)人行道。拱桥的主要类型拱桥的主要类型5、钢管混凝土拱桥钢管混凝土属于钢混凝土组合结构中的一种，优点：1）总体性能方面钢管混凝土承载能力大。可以减小桥面上由承重结构所占的宽度，提高了中、下承式拱的桥面宽度的使用效率。2）施工方面具有强度高，重量轻，易于吊装或转体的特点，大大降低了大跨径拱桥施工的难度，省去了支模、拆模等工序。钢管混凝土拱桥高明桥位于广东省高明县城南，是一座跨越西江的大型公路桥，全长1116m。主通航孔为2x100m，桥型采用中承式钢管混凝土拱，引桥共11孔，系跨径为70m的钢筋混凝土拱肋，桥面宽12m。钢管混凝土拱桥旺苍东河桥位于四川省旺苍县，为净跨115m下承式钢管混凝土预应力系杆拱桥，矢度1/6，桥面总宽15m，主桥长248m。每根拱肋用两根直径为800mm、壁厚10mm的钢管组成，其间用分列的钢板连接成截面高200cm的“哑铃形”拱肋断面，钢管中距120cm。拱桥的主要类型拱桥的主要类型缺点：1）容易造成钢管与内填混凝土之间出现脱空现象；2）由于钢管先于管内混凝土受力，往往造成钢管应力偏高而混凝土不能发挥应有的作用。拱桥的主要类型拱桥的主要类型6、劲性骨架混凝土拱桥与普通钢筋混凝土拱桥的区别：以钢骨拱桁架作为受力筋，它可以是型钢，也可以是钢管，采用钢管作劲性骨架的混凝土拱又可称为内填外包型钢管混凝土拱。施工方法：架钢管压注混凝土浇注外包混凝土劲性骨架混凝土拱桥万县长江大桥是劲性骨架钢筋混凝土箱形拱桥，主跨420m。于1997年建成。