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2017-05-08 发布于河南

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《桥梁工程》第三篇圬工和钢筋混凝土拱桥

第三篇圬工和钢筋混凝土拱桥第一章概述 第一节拱桥的基本特点及其适用范围 第二节拱桥的组成及主要类型 第二章拱桥的设计与构造 第一节拱桥的总体布置 第二节主拱的构造 第三节拱圈截面变化规律和截面尺寸的拟定 第四节拱上建筑的构造 第五节拱桥的其他细部构造 第六节拱桥构造示例第三章拱桥计算 第一节拱轴线的选择与确定 第二节悬链线无铰拱的内力计算 第三节主拱的强度及稳定性验算 第四节主拱内力调整 第五节圆弧线无铰拱计算要点 第六节连拱计算  第四章桁架拱桥和刚架拱桥与刚管混凝土拱桥第一节桁架拱桥 第二节刚架拱桥 第三节钢管混凝土拱桥第一章概述第一节拱桥的基本特点及其适用范围拱桥是我国公路上使用广泛的一种桥梁结构型式。拱桥不仅可以利用钢、钢筋混凝土等材料来修建，而且还可以利用抗压性能较好而抗拉性能较差的圬工材料(石料、混凝土、砖等)来修建。这种由圬工材料修建的拱桥又称为圬工拱桥。在混凝土拱中，配置有受力钢筋的称之为钢筋混凝土拱桥。拱桥的主要优点是： 1)跨越能力较大。在全世界范围内，钢筋混凝土拱桥目前的最大跨径为420m，石拱桥为155m，钢拱桥达518m； 2)能充分做到就地取材，与钢桥和钢筋混凝土梁式桥相比，可以节省大量的钢材和水泥； 3)能耐久，而且养护、维修费用少，承载潜力大； 4)外型美观； 5)构造较简单，尤其是圬工拱桥，技术容易被掌握，有利于广泛采用。修建大跨径钢筋混凝土拱桥的关键是施工问题，随着施工技术的发展，扩大了拱桥的使用范围，提高了它在大跨径桥梁中的竞争能力。拱桥的主要缺点是： 1)自重大，相应的水平推力也较大，因此增加了下部结构的工程量，当采用无铰拱时，对地基条件要求高； 2)由于拱桥水平推力较大，在连续多孔的大、中桥梁中，为防止一孔破坏而影响全桥的安全，需要采取特殊的措施，或设置单向推力墩，因此增加了造价； 3)与梁式桥相比，上承式拱桥的建筑高度较高，当用于城市立体交叉及平原区的桥梁时，因桥面标高提高，而使两岸线的工程量增大，或使桥面纵坡增大，既增大造价又对行车不利； 4)圬工拱桥施工需要劳动力较多，建桥时间较长等。因此也使拱桥的使用范围受到一定的限制。拱桥虽然存在这些缺点，但由于它的优点突出，只要在条件许可的情况下，修建拱桥往往仍是经济合理的。第二节拱桥的组成及主要类型一、拱桥的主要组成 拱桥同其他桥梁一样，也是由桥跨结构(上部结构)及下部结构两大部分组成。图3-1-1表示拱桥各主要组成部分的名称。拱桥中常用的是上承式拱桥，它的桥跨结构是由主拱圈简称主拱及拱上建筑(又称拱上结构)所构成的。主拱圈(板、肋、箱)是主要承重构件。由于主拱圈是曲线形，一般情况下车辆都无法直接在弧面上行驶，所以在桥面系与主拱圈之间需要有传递压力的构件或填充物，以使车辆能在平顺的桥道上行驶，桥面系和这些传力构件或填充物统称为拱上结构或拱上建筑。桥面系包括行车道、人行道及两侧的栏杆或砌筑的矮墙(又称雉墙)等构造。 拱桥的下部结构由桥墩、桥台及基础等组成，用以支承桥跨结构，将桥跨结构的荷载传至地基，并与两岸路堤相联结。对于拱脚处设铰的有铰拱桥，主拱圈与墩(台)帽间还设置了能传递荷载，又允许结构变形的拱铰。二、拱桥的主要类型 (一)按结构体系分类 按照主拱与行车道系结构(拱上结构或拱下悬吊结构)之间相互作用的性质和影响程度，可以把拱桥分为三种类型。 1.简单体系的拱桥 在简单体系拱桥中，行车道系结构不与主拱一起受力，主拱以裸拱的型式作为主要承重结构。按照不同的静力图式，主拱圈又可以做成三铰拱、两铰拱或无铰拱(图3-1-2a、b和c)。三铰拱(图3-1-2a)属静定结构。三铰拱一般较少采用，只用来作为空腹式拱上建筑的腹拱。两铰拱(图3-1-2b)属一次超静定结构。在墩台基础可能发生位移的情况下或坦拱中采用两铰拱。无铰拱(图3-1-2c)属三次超静定结构。在自重及外荷载作用下，由于拱的内力分布比两铰拱均匀，所以它的材料用量省。又由于没有设铰，结构的整体刚度大，构造简单，施工方便，维护费用少，因此在实际使用中最广泛。 2.组合体系的拱桥 组合式体系拱桥是将行车道系结构与主拱按不同的构造方式构成一个整体，以共同承受荷载。根据不同的组合方式和受力特点，组合拱又分为无推力的(图3-1-3)和有推力的(图3-1-4)两类。无推力组合体系拱使用较广泛，其常用型式又根据拱肋和系杆的尺寸大小(吊杆仅受节点荷载，尺寸较小，只承受拉力)及吊杆布置型式可分为：柔性系杆刚性拱(简称系杆拱，图3-1

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