桥梁工程第四章拱桥.pptx

第四章拱桥拱桥是一种古老而优雅的结构形式，其独特的拱形结构可以有效地将荷载传递到支撑点。kh作者：

4.1拱桥概述定义拱桥是一种利用拱形结构来承受荷载的桥梁类型，其主要特点是通过拱的推力来传递荷载，并依靠桥台的约束来平衡拱的推力。特点拱桥结构的突出特点是其良好的受力性能，拱桥的拱肋能够将荷载传递到桥台，从而有效地抵抗弯矩和剪力。应用拱桥广泛应用于各种工程领域，包括公路桥、铁路桥、人行桥等，在跨越河流、峡谷和山脉等地形时具有独特的优势。

4.1.1拱桥的定义和特点拱桥的定义拱桥是一种利用拱形结构承重的桥梁，其主要特点是通过拱形结构将荷载传递到桥墩上。拱桥的特点拱桥的特点包括：良好的承载能力，可以承受较大的荷载；结构稳定性高，抗震性能良好；美观性强，可以融入周围环境。拱桥的应用拱桥广泛应用于公路、铁路、城市景观等工程，在现代工程建设中发挥着重要的作用。

4.1.2拱桥的历史发展1古代拱桥最早出现于公元前几世纪，古罗马人运用拱券技术建造了许多桥梁，例如罗马的凯旋门和水道桥。2中世纪中世纪时期，欧洲的拱桥技术得到了进一步发展，出现了许多著名的拱桥，如法国的巴黎圣母院和意大利的比萨斜塔。3现代现代拱桥技术更加成熟，运用现代材料和施工技术，建造了许多跨度更大的拱桥，如美国的金门大桥和法国的米约高架桥。

4.1.3拱桥的分类按拱圈材料分类砖拱桥石拱桥钢筋混凝土拱桥钢拱桥按拱轴线形状分类圆弧拱桥抛物线拱桥悬链线拱桥多心拱桥

4.2拱桥的结构形式拱桥结构形式多种多样，主要包括实心拱桥、空心拱桥和组合拱桥三种。

4.2.1实心拱桥实心拱桥是指拱肋为实体结构的拱桥。由于没有空腔，实心拱桥具有较高的承载能力和抗震性能，而且结构简单，施工方便。但实心拱桥的造价较高，对材料的需求量较大，而且由于自重较大，在跨度较大的情况下，对基础的要求也较高。实心拱桥常用于跨度较小、荷载较重的桥梁，例如城市道路桥、铁路桥、人行天桥等。实心拱桥的结构形式主要有：单拱、多拱、连续拱等。

4.2.2空心拱桥空心拱桥是指桥面和拱肋之间留有空隙的拱桥。这种结构形式能够减轻桥梁自重，提高其抗震性能，并便于施工维护。空心拱桥的空隙通常采用轻质材料填充，如混凝土、钢筋混凝土、砖石等。由于其结构特点，空心拱桥的造价相对较低，应用较为广泛。

4.2.3组合拱桥组合拱桥的定义组合拱桥是指由两种或两种以上不同类型的拱组成，可以是不同形状、不同材料或不同结构形式的拱桥组合在一起。组合拱桥的优点组合拱桥可以利用不同类型拱的优点，提高拱桥的整体强度、刚度和稳定性，并能创造出更具美感的桥梁。组合拱桥的应用组合拱桥常用于跨度较大、荷载较重的桥梁，例如高速公路桥、铁路桥和大型跨河桥等。

4.3拱桥的受力分析拱桥的受力分析是桥梁设计中重要的环节。分析拱桥的荷载、内力分布和应力状态，可以确保拱桥的安全性。

4.3.1拱桥的荷载拱桥的荷载主要包括永久荷载和活荷载。永久荷载是指拱桥自身重量、桥面铺装、护栏、排水设施等固定荷载。活荷载是指车辆、行人、风力、地震等可变荷载。拱桥的设计需要考虑各种荷载组合，确保结构安全和稳定。拱桥的荷载计算需要考虑荷载的分布、作用方向、荷载组合等因素。合理的荷载计算对于拱桥的设计和施工至关重要。

4.3.2拱桥的内力分布拱桥的内力分布受荷载类型、拱桥形状、拱桥材料等因素影响。拱桥的内力主要包括轴力、剪力和弯矩。拱桥的轴力是拱桥截面上的正向力，其大小和方向受荷载和拱桥形状的影响。拱桥的剪力是拱桥截面上的切向力，其大小和方向受荷载和拱桥形状的影响。拱桥的弯矩是拱桥截面上的弯曲力矩，其大小和方向受荷载和拱桥形状的影响。

4.3.3拱桥的应力分析拱桥的应力分析是设计和建造拱桥的重要组成部分，它决定了拱桥的安全性。应力分析主要包括拱桥的拉伸应力、压缩应力、剪切应力、弯曲应力等。拱桥的应力分布取决于拱桥的形状、材料、荷载和边界条件等因素。应力类型描述拉伸应力拉伸应力通常出现在拱桥的顶端和外侧。压缩应力压缩应力通常出现在拱桥的底部和内侧。剪切应力剪切应力通常出现在拱桥的横截面处。弯曲应力弯曲应力通常出现在拱桥的拱脚处。

4.4拱桥的设计拱桥的设计是桥梁工程的重要环节，需要综合考虑结构、构造、基础等因素，确保拱桥的安全性、耐久性和美观性。

4.4.1拱桥的结构设计11.拱轴线形状拱轴线形状决定了拱桥的受力特点，常见的形状包括圆弧形、抛物线形、悬链线形等。22.拱肋形式拱肋是拱桥的主要承重结构，常见的形式包括实心拱肋、空心拱肋、组合拱肋等。33.拱桥跨度拱桥的跨度是拱桥的重要参数，决定了拱桥的规模和施工难度。44.拱桥的支座拱桥的支座是拱桥的支撑结构，常见的形式包括砌体支座、钢筋混凝土支座、预应力支座等。

4.4.2拱桥的构造设计拱圈构造拱圈是拱桥的核心结构，其