大跨度拱桥汇.doc

大跨度拱桥 以承受轴向压力为主的HYPERLINK /view/139203.htm拱圈或HYPERLINK /view/139215.htm拱肋作为主要承重构件的桥梁,拱结构由拱圈(拱肋)及其支座组成。拱桥可用砖、石、HYPERLINK /view/23579.htm混凝土等抗压性能良好的材料建造;大跨度拱桥则用钢筋混凝土或HYPERLINK /view/71353.htm钢材建造,以承受发生的力矩。按拱圈的静力体系分为HYPERLINK /view/708412.htm无铰拱、双铰拱、三铰拱。前二者为超静定结构,后者为静定结构。无铰拱的拱圈两端固结于HYPERLINK /view/139223.htm桥台,结构最为刚劲,变形小,比有铰拱经济，结构简单,施工方便,是普遍采用的形式，但修建HYPERLINK /view/137465.htm无铰拱桥要求有坚实的地基基础。双铰拱是在拱圈两端设置可转动的铰支承,结构虽不如无铰拱刚劲,但可减弱桥台位移等因素的不利影响,在地基条件较差和不宜修建无铰拱的地方,可采用双铰拱桥。三铰拱则是在双铰拱的拱顶再增设一铰,结构的刚度更差些,拱顶铰的构造和维护也较复杂,一般不宜作主拱圈。拱桥按结构形式可分为板拱、肋拱、双曲拱、箱形拱、桁架拱。拱桥为桥梁基本体系之一,一直是大跨径桥梁的主要形式。拱桥建筑历史悠久,20世纪得到迅速发展,50年代以前达到全盛时期。古今中外名桥遍布各地,在桥梁建筑中占有重要地位,适用于大、中、小跨径的公路桥和HYPERLINK /view/19293.htm铁路桥,更因其造型优美,常用于城市及HYPERLINK /view/60769.htm风景区的桥梁建筑。其中按照规范跨度大于四十米的拱桥就称为大跨度拱桥，按照目前技术水平，跨度大于100米的拱桥才称得上大跨度拱桥。在大跨度拱桥中按照拱轴线的型式可分为：圆弧拱桥、抛物线拱桥、悬链线拱桥。 圆弧拱桥：拱圈轴线按部分圆弧线设置的拱桥。优点构造简单，石料规格最少，备料、放样、施工都很简便；缺点是受荷时拱内压力线偏离拱轴线较大，受力不均匀。 如图所示，有一座拱桥圆弧形，它的跨度为60米，拱高为18米，当洪水泛滥到跨度只有30米时，就要采取紧急措施，若拱顶离水面只有4米，即PN=4米时，是否采取紧急措施? 解：不采取紧急措施。其理由如下：设半径OA= ∵AB=60 PM=18∴AM=30 OM=18∴在Rt△AOM中，由勾股定理，得：解得：=34 即：OA=34OM=16 连接OA，则：OA=34ON=(PM―PN)+OM=(18―4)+16=30 ∴在Rt△AON中，由勾股定理得：解得：AN=16 则：3230 所以不采取紧急措施。 抛物线拱桥：拱圈轴线按抛物线设置的拱桥，是悬链线拱桥的一种特例。优点是弯矩小，材料省，跨越能力较大；缺点是构造较复杂，如果是石拱桥则料石的规格较多，施工较不方便。 如图，有一座抛物线形的拱桥，桥下面处在目前的水位时，水面宽 AB=10m，如果水位上升2m，就将达到警戒线CD，这时水面的宽为8m.若洪水到来，水位以每小时0.1m速度上升，经过多少小时会达到拱顶? 解： 以AB所在的直线为x轴,AB中点为原点，建立直角坐标系，则抛物线的 顶点E在y轴上,且B 、D两点的坐标分别为（5，0）、（4，2） 设抛物线为y=ax2+k.???????????????????? 由B、D两点在抛物线上，有 ???? 解这个方程组，得? 所以，????????? 顶点的坐标为（0，） 则OE= ÷0.1=（h）? 所以，若洪水到来，水位以每小时0.1m速度上升，经过小时会达到拱顶. 悬链线拱桥：拱圈轴线按悬链线设置的拱桥。优点是受力均匀，弯矩不大，节省材料。多适用于实腹拱桥，大跨度的空腹拱桥中也常常采用这种线形布置。 除了按拱轴线形不同外，它还可以按材料分，石拱桥，钢，钢管混凝土，劲性混凝土。按拱圈（肋）的静力图式分：有无铰拱、双铰拱、三铰拱（见HYPERLINK /view/256830.htm拱）。三铰拱：在拱冠与拱端处均设铰的拱桥，属于静定结构。优点是对混凝土收缩、徐变、温度变化，以及墩台位移不受影响，适用于地质条件差而要求修建大跨度桥的场合。缺点是结构复杂，施工麻烦，维护费用高，整体刚度差，由因三处设置铰，故对应的桥面处亦需设置构造缝；拱圈挠曲在铰处急剧变化，因而对行车不利。所以，我国仅在一些较小跨径的桥上采用。两铰拱：拱圈中间无铰而两端设铰与墩台铰接的拱桥，属于外部一次超静定结构。其优点是，拱脚处不承受弯矩，较无铰拱桥可