一跨1-18米钢筋混凝土空腹式无铰拱桥设计图及计算报告.ppt

桥 梁 工 程（道路专业） 第十九讲 第四篇 第二章拱桥的设计与构造 一、简单体系拱桥的构造 二、组合体系拱桥的构造 三、拱桥的设计方法 一、简单体系拱桥的构造 （一）板拱 主拱圈采用矩形板状截面的拱称为板拱。 ※拱圈宽度和桥宽大体相当，截面高度由受力计算确定，通常要比其宽度小很多，中、小跨径板拱通常为实心截面。 ※根据拱轴线形，板拱可以是等截面圆弧拱，等截面或变截面悬链线拱以及其他拱轴形式。 ※按照静力图式可分为无铰拱、两铰拱、三铰拱。 ※按照主拱所用的建筑材料划分，板拱又可分为石板拱、混凝土板拱和钢筋砼板拱等。 板拱主要用于中、小跨径拱桥 1.石板拱 ※砌筑石板拱主拱圈的石料主要有料石、块石、片石和砖石等。 ※石料强度等级不得低于MU50 ※等截面圆弧拱的拱石规格少，编号比较简单；变截面拱圈的拱石类型较多，编号较复杂，施工不便。有的石拱桥也采用等截面或变截面的悬链线作为拱轴线，此时拱石的编号更为复杂，因此，目前大多采用等截面石拱桥。 （a）等截面单层 （b）等截面多层 拱石砌筑 拱石砌筑 在砌筑料石拱圈时，根据受力的需要，构造上应满足以下几点要求： （1）拱石受压面的砌缝应是辐射方向，即与拱轴线相垂直。这种辐向砌缝一般可做成通缝，不必错缝。 （2）当拱圈厚度不大时，可采用单层拱石砌筑，当拱厚较大时可采用多层拱石砌筑，对此要求垂直于受压面的顺桥向砌缝错开，其错缝间距≥10cm。 （3）在拱圈的横截面内，拱石的竖向砌缝应当错开，其错开宽度≥10cm，见下图中的Ⅰ-Ⅰ截面及Ⅱ-Ⅱ截面。这样，在纵向或横向剪力作用下，可以避免剪力单纯由砌缝内的砂浆承担，从而可以增大砌体的抗剪强度和整体性。 （4）砌缝的缝宽不应大于2cm。——因为砂浆强度较低 （5）拱圈与墩台、空腹式拱上建筑的腹孔墩与拱圈相连接处，应采用特制的五角石，以改善连接处的受力状况。五角石不得带有锐角，以免施工时易破坏和被压碎。为了简化施工，也常采用现浇混凝土拱座及腹孔墩底梁来代替制作复杂的五角石。 2.混凝土板拱 (1)素混凝土板拱 主要用于缺乏合格天然石料的地区，可以采用整体现浇，也可以预制砌筑。 (2)钢筋混凝土板拱 钢筋混凝土板拱根据桥宽需要可做成单条整体拱圈或多条平行板(肋)拱圈(拱圈之间可不设横向联系)，拱圈纵向配置拱形的受力钢筋(主筋)，最小配筋率为0.5％，且上、下缘对称通长布置，以适应沿拱圈各截面弯矩的变化。 （二）箱形拱 主拱圈截面由单室箱或多室箱构成的拱称为箱形拱，又由于箱形拱主拱截面外观如同板拱，所以也称箱板拱。 1、箱形拱的主要特点 (1)截面挖空率大。挖空率可达全截面的50％～70％，与板拱相比，可大量节省圬工体积减轻重量。 (2)箱形截面的中性轴大致居中，对抵抗正、负弯矩具有几乎相等的能力，能较好地适应各截面正、负弯矩变化的情况。 (3)由于是闭合空心截面，抗弯、抗扭刚度大，拱圈的整体性好，应力分布比较均匀。 (4)单根箱肋的刚度较大，稳定性较好，能单片成拱，便于无支架吊装。 (5)预制拱箱的宽度较大，施工操作安全，易保证施工质量。 (6)制作要求较高，起吊设备较多，主要用于大跨径拱桥。 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。目前已较少采用。 (2)多条I形肋组成的多室箱形截面。一般较少采用。 (3)由多条闭合箱肋组成的多室箱形截面。 (4)单箱多室截面。这种截面形式主要用于(特)大跨径混凝土拱桥中。 矩形 I形 箱形 (L≤40m) (40m＜L≤90m) (L＞100m) （三）肋拱 拱圈由两条或多条分离的拱肋组成的拱桥叫肋拱桥。 其每条拱肋相对来说窄而高，抗弯惯矩大。 上承式肋拱桥包括横隔梁、立柱和有横梁支撑的行车道部分；下承式肋拱桥则将吊杆锚固在肋拱背上。 肋拱质量轻，恒载内力减小，相应活载内力的比重增大，可充分发挥钢筋等材料的性能，具有较好的经济性，现已在大、中型拱桥中广泛使用，并逐渐取代板拱。 拱肋材料：砼、钢筋砼、钢管砼、劲型骨架砼 拱肋的肋数： 桥宽≤20m时，可采用双肋式， 桥宽＞20m时，可采用分离的双幅双肋拱 拱肋的间距： 上、下游拱肋最外缘的间距一般不宜小于跨径的l／20，以保证拱肋的横向整体稳定性。 拱肋的截面形式： 矩形、I形、箱形、管形和劲性骨架砼箱形 矩形截面：一般仅用于中、小跨径的肋拱 箱形截面：用于跨径大、桥面宽时 （四）双曲拱 双曲拱桥主拱圈通常由拱肋、拱波、拱板和横向联系等几部分组成。由于拱圈在纵、横向均呈曲线形而得名。 1、双曲拱主拱圈的截面形式 2、拱肋截面形式