拱桥的受力特点 承重结构:主拱 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,施工容易。 6)车辆通过时震动和噪音小。
主要缺点1)自重较大,水平推力大,下部工程量大,当采用无铰拱时,对地基条件要求高;
2)拱桥(尤其是圬工拱桥)采用有支架施工,随着跨径和桥高的增大,支架或其它辅助设备的费用大大增加,增加了总造价;
3)拱桥水平推力大,在连拱中,设置单向推力墩,增加造价;
4)与梁式桥相比,上承式拱桥的建筑高度较高,桥面标高提高,两岸接线增长,桥面纵坡增大,增加了造价,对行车不利。使用受限。
5)拱桥的缺点正在逐步得到改善和克服:200~600m范围内,拱桥仍然是悬索桥和斜拉桥的竞争对手。 1、拱圈最高处称为拱顶。
2、拱圈和墩台连接处称为拱脚(或起拱面)。
3、拱圈各横向截面(或换算截面)的形心连线称为拱轴线。
4、拱圈的上曲面称为拱背,下曲面称为拱腹。起拱面与拱腹相交的直线称为起拱线。
3、净矢高:拱顶截面下缘至起拱线连线的垂直距离; 4、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;
5、矢跨比: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,即
一般将矢跨比大于或等于1/5的拱称为陡拱,失跨比小于1/5的拱称为坦拱。
6、按建桥材料分:圬工拱桥,钢筋混凝土拱桥,钢拱桥
7、分类:按有无推力分:无推力拱桥,有推力拱桥 分为:简单体系拱桥,组合体系拱桥,板拱桥;简单体系拱桥:三铰拱,两铰拱,无铰拱 按主拱圈截面形式分:板拱桥,肋拱桥,双曲拱桥,箱形拱桥
拱上建筑的形式分为:实腹式拱桥和空腹式拱桥
8、钢管混凝土用在拱桥上有两种形式:一是直接用做主拱结构,即钢管混凝土拱桥,二是利用钢管混凝土
作为劲性骨架
劲性骨架是伴随着大跨度拱桥修建而出现的,即先用无支架方法架设拱形劲性骨架,然后围绕骨架浇注混凝土,把骨架作为混凝土的钢筋骨架,不再拆卸收回,因此又叫埋入式钢拱架
钢管混凝土特点:具有刚度大、承载能力大、质量轻等优点,这些优点与桥梁转体施工工艺相结合,可以解决转体质量大和转体结构的强度、刚度的矛盾。 9、实腹式拱桥组成:拱腹填料、侧墙、护拱、变形缝、防水层、泄水管以及桥面系组成。适用:小跨径的拱桥。
空腹式拱桥组成:拱腹填料、侧墙、护拱、变形缝、防水层、泄水管以及桥面系、腹孔和腹孔墩 腹孔墩分为:1)横墙式 适用条件:基础较好,河流有漂浮物。(2)排架式
10、伸缩缝与变形缝 作用:在活载作用、温度变化、混凝土收缩等影响下,主拱圈变形,拱上建筑也谁之变形,而且主拱圈的变形又起约束作用,在主拱圈和拱上建筑内均产生附加内力,为使结构计算图式与实际受力相符,避免不规则开裂。
规定:在相对变形(位移或转角)较大的位置设置伸缩缝,缝宽20~30mm。材料:锯木屑与沥青1:1预
制为板。在相对变形较小处设置变形缝,缝宽为0。材料:为干砌或油毛毡隔开。
11、拱铰 按作用:(1)按两铰拱或三铰拱设计的主拱圈;→永久性(2)按构造要求需要采用两铰拱或三铰拱的腹拱圈;→永久性(3)需设置铰的矮小腹孔墩;→永久性4)当在施工过程中为消除或减小主拱圈的部分附加内力时需设置临时的拱铰。
拱铰的类型主要有:弧形铰、铅垫铰、平铰、不完全铰及钢铰等。
12、拱桥的标高主要有四个。基础底面标高:满足承载力要求 ; 起拱线标高:尽量降低;拱顶底面标高: 桥面标高:
13、不等跨连续拱桥的处理方法:特点:墩台基础增加恒载不平衡推力。
减少措施:(1)采用不同的矢跨比:大跨径用陡拱,小跨径用坦拱。2)采用不同的拱脚标高:大跨径拱脚下降,小跨径拱脚抬高。(3)调整拱上建筑的恒载重量:大跨径用轻质或空腹,小跨径重质或实腹。(4)采用不同类型的拱跨结构:大跨径用分离式肋拱,小跨径用板拱。(5)加大墩身和基础尺寸或桥墩不对称形式。(6)大跨径用中承式,小跨径用上承式。 14、拱轴线的选择与确定 1、形状影响:拱圈内力
分布及截面应力大小; 结构耐久性;经济合理性;施工安全性。 2、理想的拱轴线:在各种荷载作用下拱圈截面只受轴向压力,而无弯矩作用,这就能充分利用圬工材料的抗压性能。 分为:圆弧线,抛物线拱,悬链线桥:最合理 3、选择拱轴线的原则要求:(1)要求尽量减小拱圈截面的弯矩,使主拱圈在计入弹性压缩、温升温降、混凝土收缩徐变等影响后,各主要截面的应力较为均匀,且最大限度减小截面拉应力,最好是不出现拉应力;(2)对于无支架施工的拱桥,尚应满足各施工阶段的要求,并尽可能少用或不用临时性施工措施,以便于施工。
15、拱桥的联合作用:定义:多次超静定空间结构,当活载作用桥跨结构时,拱上建筑共同承受的现象。影响因素:1、形式:拱式:作用大 梁式:作用小2、EI:大:例如腹拱圈腹拱对主拱圈相对刚度大,作用大。3、位置:拱脚l/4内,作用大。拱顶l/4外,作用小。4、轻型梁板式结构:忽略不计。
16、拱的横向分布:定义:在横桥方向,不论活载作用是否在桥面中心,在梁横向都会出现应力不均匀现象。影响因素:石拱、箱拱及拱上建筑为立墙式双曲拱,横向分布不明显。计算时按全宽均摊。同时不计联合作用。结构横向联结刚度愈大,横向发布作用愈
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