橋梁工程0803拱式組合體系ppt課件

1、【模塊編號(hào)】MU-07-03MU-07-03Modular Unit-0703 拱拱 式式 組組 合合 體體 系系【模塊編號(hào)】MU-07-03MU-07-03主主 要要 內(nèi)內(nèi) 容容1、拱式組合體系橋的普通特點(diǎn)、拱式組合體系橋的普通特點(diǎn) 2、主要類(lèi)型及其特點(diǎn)、主要類(lèi)型及其特點(diǎn)3、構(gòu)造特點(diǎn)、構(gòu)造特點(diǎn)4、*【附】其他常用類(lèi)型拱橋簡(jiǎn)介【附】其他常用類(lèi)型拱橋簡(jiǎn)介【模塊編號(hào)】MU-07-03MU-07-031、拱式組合體系橋的普通特點(diǎn)、拱式組合體系橋的普通特點(diǎn) 1-1、體系特點(diǎn)：、體系特點(diǎn)：以梁、拱共同作為主要承重構(gòu)造，具有梁、拱兩以梁、拱共同作為主要承重構(gòu)造，具有梁、拱兩種根本構(gòu)造體系的特點(diǎn)，能充分發(fā)揚(yáng)

2、梁受彎、拱種根本構(gòu)造體系的特點(diǎn)，能充分發(fā)揚(yáng)梁受彎、拱受壓的構(gòu)造特性及其組協(xié)作用。受壓的構(gòu)造特性及其組協(xié)作用。外形與拱橋一樣。外形與拱橋一樣。1-2、體系分類(lèi)：、體系分類(lèi)：按拱、梁的結(jié)合方式不同，普通分為：按拱、梁的結(jié)合方式不同，普通分為：有推力、無(wú)推力兩類(lèi)有推力、無(wú)推力兩類(lèi) 【模塊編號(hào)】MU-07-03MU-07-031-3、無(wú)推力拱式組合體系系桿拱橋特、無(wú)推力拱式組合體系系桿拱橋特點(diǎn)點(diǎn) ：外部靜定、內(nèi)部高次超靜定；外部靜定、內(nèi)部高次超靜定； 兼具拱橋的跨越才干強(qiáng)和簡(jiǎn)支梁的橋?qū)Φ丶婢吖皹虻目缭讲鸥蓮?qiáng)和簡(jiǎn)支梁的橋?qū)Φ鼗槕?yīng)才干強(qiáng)兩大特點(diǎn)，較為常用。基順應(yīng)才干強(qiáng)兩大特點(diǎn)，較為常用。 可劃分為：可劃

3、分為： 柔性系桿剛性拱、剛性系桿柔性拱、剛性系桿剛性柔性系桿剛性拱、剛性系桿柔性拱、剛性系桿剛性拱。拱。 【模塊編號(hào)】MU-07-03MU-07-031-4、尼爾森體系、尼爾森體系 特點(diǎn)特點(diǎn)柔性系桿剛性拱、剛性系桿柔性拱、剛性系桿剛?cè)嵝韵禇U剛性拱、剛性系桿柔性拱、剛性系桿剛性拱的豎吊桿，性拱的豎吊桿，-均可以用斜吊桿來(lái)替代均可以用斜吊桿來(lái)替代 ，即成尼爾森體系。，即成尼爾森體系。-由瑞典由瑞典 O.F.Nelson 首創(chuàng)，故稱(chēng)。首創(chuàng)，故稱(chēng)。【模塊編號(hào)】MU-07-03MU-07-031-5、有推力的拱式組合體系、有推力的拱式組合體系 無(wú)系桿；無(wú)系桿；梁和拱共同受力，梁和拱共同受力，推力仍由墩臺(tái)

4、接受。推力仍由墩臺(tái)接受。普通可做成剛性梁柔性拱普通可做成剛性梁柔性拱 或或 剛性梁剛性拱。剛性梁剛性拱。 【模塊編號(hào)】MU-07-03MU-07-03 2、主要類(lèi)型及其特點(diǎn)、主要類(lèi)型及其特點(diǎn)2-12-1柔性系桿剛性拱柔性系桿剛性拱假設(shè)系桿和吊桿均為柔性桿件，只受軸力而無(wú)壓力假設(shè)系桿和吊桿均為柔性桿件，只受軸力而無(wú)壓力和彎矩；和彎矩；拱肋視作普通拱橋的拱肋，為偏心受壓構(gòu)件。拱肋視作普通拱橋的拱肋，為偏心受壓構(gòu)件。系桿的剛度遠(yuǎn)小于拱肋的剛度【系桿的剛度遠(yuǎn)小于拱肋的剛度【EIEI系系/ /EIEI拱拱1/801/80】時(shí)，忽略系桿接受的彎矩是可行的?！繒r(shí)，忽略系桿接受的彎矩是可行的。此時(shí)以為彎矩均由

5、拱肋接受，系桿只受拉。此時(shí)以為彎矩均由拱肋接受，系桿只受拉。適用跨徑為適用跨徑為20m20m90m90m；矢跨比普通為；矢跨比普通為1/41/41/51/5；拱肋高度：拱肋高度：公路橋：普通為跨徑的公路橋：普通為跨徑的1/301/301/501/50；鐵路橋：普通為跨徑的鐵路橋：普通為跨徑的1/251/251/401/40。隨著跨徑和荷載的增大，拱肋截面尺寸增大較快，隨著跨徑和荷載的增大，拱肋截面尺寸增大較快，系桿和拱肋的結(jié)合部位更加復(fù)雜；系桿和拱肋的結(jié)合部位更加復(fù)雜；故在大跨、重載條件下較少采用。故在大跨、重載條件下較少采用?！灸K編號(hào)】MU-07-03MU-07-032-22-2剛性系桿柔

6、性拱剛性系桿柔性拱拱肋剛度遠(yuǎn)小于系桿的剛度【拱肋剛度遠(yuǎn)小于系桿的剛度【EIEI拱拱/ /EIEI系系1/801/80】，】，忽略拱肋中的彎矩。忽略拱肋中的彎矩。系桿受拉、彎，拱肋只受軸向力，故稱(chēng)柔性拱；系桿受拉、彎，拱肋只受軸向力，故稱(chēng)柔性拱；奧地利奧地利LangerLanger首創(chuàng)，故稱(chēng)朗格爾梁。首創(chuàng)，故稱(chēng)朗格爾梁。該體系相當(dāng)于把桁架弦桿與梁組合起來(lái)，以梁為受力主體，該體系相當(dāng)于把桁架弦桿與梁組合起來(lái)，以梁為受力主體，而曲線(xiàn)桁架對(duì)梁加勁，構(gòu)成具有剛性梁的曲線(xiàn)桁架，特點(diǎn)：而曲線(xiàn)桁架對(duì)梁加勁，構(gòu)成具有剛性梁的曲線(xiàn)桁架，特點(diǎn)：內(nèi)力分配均勻，剛性系桿與吊桿、橫撐可以組成剛度較大內(nèi)力分配均勻，剛性系桿

7、與吊桿、橫撐可以組成剛度較大的框架；的框架；在適用跨度內(nèi)，拱肋不會(huì)發(fā)生面內(nèi)在適用跨度內(nèi)，拱肋不會(huì)發(fā)生面內(nèi)S S狀變形，拱的穩(wěn)定性狀變形，拱的穩(wěn)定性有充分保證。有充分保證。剛性系桿柔性拱的適用跨徑可達(dá)剛性系桿柔性拱的適用跨徑可達(dá)100m100m，矢跨比通常為矢跨比通常為1/51/51/71/7，拱肋高度常取跨徑的，拱肋高度常取跨徑的1/1001/1001/1201/120，剛性系桿高度剛性系桿高度公路橋：普通為跨徑的公路橋：普通為跨徑的1/251/251/351/35，鐵路橋：普通為跨徑的鐵路橋：普通為跨徑的1/221/221/301/30?！灸K編號(hào)】MU-07-03MU-07-032-32-

8、3剛性系桿剛性拱剛性系桿剛性拱當(dāng)當(dāng)EIEI拱拱/ /EIEI系在系在1/801/808080之間，拱肋和系之間，拱肋和系桿都有一定的抗彎剛度，二者共同接受縱向力和桿都有一定的抗彎剛度，二者共同接受縱向力和彎矩，介于柔性系桿剛性拱和剛性系桿柔性拱之彎矩，介于柔性系桿剛性拱和剛性系桿柔性拱之間。間。該體系為德國(guó)該體系為德國(guó)H.RoseH.Rose首創(chuàng)，故稱(chēng)洛澤梁拱。首創(chuàng)，故稱(chēng)洛澤梁拱。體系剛度較大，適宜于設(shè)計(jì)荷載較大的橋梁。體系剛度較大，適宜于設(shè)計(jì)荷載較大的橋梁。拱肋和系桿受力較均勻；拱肋和系桿受力較均勻；該拱軸線(xiàn)常用二次拋物線(xiàn)；該拱軸線(xiàn)常用二次拋物線(xiàn)；拱肋高普通為跨徑的拱肋高普通為跨徑的1/50

9、1/501/801/80，拱肋寬普通為，拱肋寬普通為拱肋高拱肋高0.80.81.21.2倍。倍。【模塊編號(hào)】MU-07-03MU-07-033、構(gòu)造特點(diǎn)、構(gòu)造特點(diǎn)3-13-1拱肋拱肋3-1-13-1-1、柔性系桿剛性拱的拱肋、柔性系桿剛性拱的拱肋拱肋構(gòu)造根本可參考普通的下承式肋拱拱肋構(gòu)造根本可參考普通的下承式肋拱橋。橋。拱肋高度拱肋高度h h1/251/251/501/50l,l, 拱肋寬度拱肋寬度b b0.40.40.50.5h h。拱肋截面可根據(jù)跨徑的大小和荷載等級(jí)拱肋截面可根據(jù)跨徑的大小和荷載等級(jí)選用矩形、工字形或箱形。選用矩形、工字形或箱形。拱肋縱向受力鋼筋普通沿上下緣對(duì)稱(chēng)布拱肋縱向受

10、力鋼筋普通沿上下緣對(duì)稱(chēng)布置，鋼筋數(shù)量由計(jì)算確定。置，鋼筋數(shù)量由計(jì)算確定。 【模塊編號(hào)】MU-07-03MU-07-033-1-23-1-2、剛性系桿柔性拱的拱肋、剛性系桿柔性拱的拱肋高度高度h h常取常取1/1001/1001/1201/120l l。但因剛性系桿柔性拱以梁為受力主體，故拱肋高度還可進(jìn)一步但因剛性系桿柔性拱以梁為受力主體，故拱肋高度還可進(jìn)一步減小到減小到1/1401/1401/1601/160l l，使其保證一定的強(qiáng)度和穩(wěn)定性，使其保證一定的強(qiáng)度和穩(wěn)定性即可。即可。拱肋寬度普通采用拱肋寬度普通采用b b1.51.52.52.5h h。拱肋截面常采用寬矮實(shí)心矩形斷面。拱肋截面常采

11、用寬矮實(shí)心矩形斷面。假設(shè)采用剛性吊桿，那么橫向剛度較大的拱肋與吊桿、橫梁假設(shè)采用剛性吊桿，那么橫向剛度較大的拱肋與吊桿、橫梁組成半框架，此時(shí)拱肋間普通可不設(shè)橫撐而做成敞口橋，使組成半框架，此時(shí)拱肋間普通可不設(shè)橫撐而做成敞口橋，使視野開(kāi)闊些。視野開(kāi)闊些。拱軸線(xiàn)通常采用二次拋物線(xiàn)；拱軸線(xiàn)通常采用二次拋物線(xiàn)；為了方便施工，可用折線(xiàn)替代；為了方便施工，可用折線(xiàn)替代；拱肋截面內(nèi)的鋼筋可采用普通鋼筋、型鋼及鋼管，以減少拱拱肋截面內(nèi)的鋼筋可采用普通鋼筋、型鋼及鋼管，以減少拱肋面積。為加強(qiáng)混凝土的承壓才干，箍筋可采用螺旋筋。肋面積。為加強(qiáng)混凝土的承壓才干，箍筋可采用螺旋筋。【模塊編號(hào)】MU-07-03MU-0

12、7-033-1-33-1-3、剛性系桿剛性拱的拱肋、剛性系桿剛性拱的拱肋為便于支承節(jié)點(diǎn)處的構(gòu)造銜接，常將拱肋和系桿設(shè)計(jì)為便于支承節(jié)點(diǎn)處的構(gòu)造銜接，常將拱肋和系桿設(shè)計(jì)成一樣的截面方式；成一樣的截面方式；多采用工字形截面。多采用工字形截面?？鐝捷^大時(shí)常采用箱形截面；跨徑較大時(shí)常采用箱形截面； 拱肋高度拱肋高度h=h=1/501/501/801/80l l， 拱肋寬度拱肋寬度b b0.80.81.21.2h h。 為便于施工，拱肋可采用等高度截面。為便于施工，拱肋可采用等高度截面。 【模塊編號(hào)】MU-07-03MU-07-033-23-2系桿系桿思索系桿與拱肋的銜接，保證系桿能很好地與拱肋思索系桿與

13、拱肋的銜接，保證系桿能很好地與拱肋共同受力；共同受力；思索系桿與行車(chē)道之間的相互作用，防止行車(chē)道因思索系桿與行車(chē)道之間的相互作用，防止行車(chē)道因約束系桿變形而遭到破壞。約束系桿變形而遭到破壞。常用的構(gòu)造措施：常用的構(gòu)造措施：在行車(chē)道中設(shè)置橫向斷縫，行車(chē)道簡(jiǎn)支在橫梁上，在行車(chē)道中設(shè)置橫向斷縫，行車(chē)道簡(jiǎn)支在橫梁上，使行車(chē)道不參與系桿的受力。使行車(chē)道不參與系桿的受力。系桿采用型鋼或扁鋼制造，與行車(chē)道完全不接觸。系桿采用型鋼或扁鋼制造，與行車(chē)道完全不接觸。為了防止行車(chē)道與系桿受力，普通還要在行車(chē)道為了防止行車(chē)道與系桿受力，普通還要在行車(chē)道內(nèi)設(shè)置橫向斷縫。內(nèi)設(shè)置橫向斷縫?！灸K編號(hào)】MU-07-03MU-

14、07-033-23-2系桿續(xù)系桿續(xù)采用獨(dú)立的鋼筋混凝土系桿。每個(gè)系桿由兩部分組成，采用獨(dú)立的鋼筋混凝土系桿。每個(gè)系桿由兩部分組成，安放在吊桿兩側(cè)，自在地?cái)R置在橫梁上。安放在吊桿兩側(cè)，自在地?cái)R置在橫梁上。采用預(yù)應(yīng)力鋼筋混凝土系桿。采用預(yù)應(yīng)力鋼筋混凝土系桿。為了方便銜接，系桿截面方式與拱肋截面方式一致。為了方便銜接，系桿截面方式與拱肋截面方式一致。行車(chē)道內(nèi)可設(shè)橫向斷縫，亦可不設(shè)；行車(chē)道內(nèi)可設(shè)橫向斷縫，亦可不設(shè)；從行車(chē)條件思索以不設(shè)為宜從行車(chē)條件思索以不設(shè)為宜【模塊編號(hào)】MU-07-03MU-07-033、構(gòu)造特點(diǎn)系續(xù)、構(gòu)造特點(diǎn)系續(xù)3-33-3拱肋與系桿的銜接構(gòu)造拱肋與系桿的銜接構(gòu)造拱肋與系桿的銜接

15、構(gòu)造重要、復(fù)雜；拱肋與系桿的銜接構(gòu)造重要、復(fù)雜；其構(gòu)造方式隨拱助和系桿截面尺寸的不同而不其構(gòu)造方式隨拱助和系桿截面尺寸的不同而不同。同。3-43-4吊桿及其銜接構(gòu)造吊桿及其銜接構(gòu)造吊桿普通為長(zhǎng)細(xì)構(gòu)件，通常按軸向受力構(gòu)件設(shè)吊桿普通為長(zhǎng)細(xì)構(gòu)件，通常按軸向受力構(gòu)件設(shè)計(jì)。計(jì)。吊桿與拱肋的銜接通常方式：吊桿與拱肋的銜接通常方式： 當(dāng)采用鋼筋混凝土吊桿當(dāng)采用鋼筋混凝土吊桿 當(dāng)采用鋼吊桿時(shí)，當(dāng)采用鋼吊桿時(shí)， 當(dāng)采用高強(qiáng)鋼絲束時(shí)當(dāng)采用高強(qiáng)鋼絲束時(shí)【模塊編號(hào)】MU-07-03MU-07-033、構(gòu)造特點(diǎn)系續(xù)、構(gòu)造特點(diǎn)系續(xù)3-53-5橫向結(jié)合系橫向結(jié)合系主要是防止橫向失穩(wěn)。主要是防止橫向失穩(wěn)。截面可設(shè)計(jì)成矩形、截

16、面可設(shè)計(jì)成矩形、T T形或箱形。形或箱形。在平面上，可布置成在平面上，可布置成X X形、形、K K形，或做成簡(jiǎn)單的與形，或做成簡(jiǎn)單的與縱向垂直的縱向垂直的“一字形。一字形。在順橋向，可布置成單數(shù)或雙數(shù)單數(shù)居多在順橋向，可布置成單數(shù)或雙數(shù)單數(shù)居多 即拱頂布置一根，兩側(cè)對(duì)稱(chēng)布置。即拱頂布置一根，兩側(cè)對(duì)稱(chēng)布置。從受力上看，橫向結(jié)合以接受軸力和本身恒載為從受力上看，橫向結(jié)合以接受軸力和本身恒載為主，配筋可據(jù)此進(jìn)展。主，配筋可據(jù)此進(jìn)展?！灸K編號(hào)】MU-07-03MU-07-034、其他常用類(lèi)型拱橋簡(jiǎn)介、其他常用類(lèi)型拱橋簡(jiǎn)介4-14-1、鋼管混凝土拱橋、鋼管混凝土拱橋4-1-14-1-1、特點(diǎn)、特點(diǎn)內(nèi)填

17、混凝土能加強(qiáng)鋼管壁的穩(wěn)定性；而鋼管對(duì)中內(nèi)填混凝土能加強(qiáng)鋼管壁的穩(wěn)定性；而鋼管對(duì)中心混凝土又具有套箍作用，使中心混凝土處于三向心混凝土又具有套箍作用，使中心混凝土處于三向受壓形狀。受壓形狀。 鋼管混凝土剛度大、承載才干大、質(zhì)量輕，與橋鋼管混凝土剛度大、承載才干大、質(zhì)量輕，與橋梁轉(zhuǎn)體施工工藝相結(jié)合，可以處理轉(zhuǎn)體質(zhì)量大和轉(zhuǎn)梁轉(zhuǎn)體施工工藝相結(jié)合，可以處理轉(zhuǎn)體質(zhì)量大和轉(zhuǎn)體構(gòu)造的強(qiáng)度、剛度的矛盾。體構(gòu)造的強(qiáng)度、剛度的矛盾。鋼管混凝土運(yùn)用的方式：鋼管混凝土運(yùn)用的方式：直接用做主拱構(gòu)造直接用做主拱構(gòu)造-鋼管混凝土拱橋，鋼管混凝土拱橋，二是以鋼管混凝土作為勁性骨架二是以鋼管混凝土作為勁性骨架勁性骨架主要用于大跨

18、度拱橋。勁性骨架主要用于大跨度拱橋。先用無(wú)支架方法架設(shè)拱形勁性骨架，然后灌注管內(nèi)先用無(wú)支架方法架設(shè)拱形勁性骨架，然后灌注管內(nèi)混凝土?；炷痢Ｔ?lài)@骨架澆注外包混凝土；再?lài)@骨架澆注外包混凝土；-鋼管作為混凝土的鋼筋骨架，也稱(chēng)埋入式鋼拱鋼管作為混凝土的鋼筋骨架，也稱(chēng)埋入式鋼拱架。架?！灸K編號(hào)】MU-07-03MU-07-034-1-2、鋼管混凝土拱橋的橫截面型式、鋼管混凝土拱橋的橫截面型式按拱肋橫截面可分為：按拱肋橫截面可分為：?jiǎn)卫咝?、雙肢啞鈴型、四肢格構(gòu)型、單肋型、雙肢啞鈴型、四肢格構(gòu)型、三角形格構(gòu)型、集束型。三角形格構(gòu)型、集束型。 【模塊編號(hào)】MU-07-03MU-07-034-1-3、套

19、箍目的、套箍目的套箍目的：套箍目的：鋼管截面積和其抗拉強(qiáng)度設(shè)計(jì)值的乘積鋼管軸向力與鋼管截面積和其抗拉強(qiáng)度設(shè)計(jì)值的乘積鋼管軸向力與中心混凝土截面積和其抗壓強(qiáng)度設(shè)計(jì)值的乘積砼軸向力中心混凝土截面積和其抗壓強(qiáng)度設(shè)計(jì)值的乘積砼軸向力之比。之比。套箍目的是鋼管混凝土構(gòu)造的一個(gè)重要參數(shù)，宜控制在套箍目的是鋼管混凝土構(gòu)造的一個(gè)重要參數(shù)，宜控制在0.33.0之間，以確保鋼管混凝土構(gòu)件在運(yùn)用荷載作用下處于彈之間，以確保鋼管混凝土構(gòu)件在運(yùn)用荷載作用下處于彈性任務(wù)階段，且在破壞前具有足夠的延性。性任務(wù)階段，且在破壞前具有足夠的延性。 套箍目的小于套箍目的小于0.3：當(dāng)混凝土等級(jí)較高時(shí)，將因鋼管的套箍：當(dāng)混凝土等級(jí)較

20、高時(shí)，將因鋼管的套箍才干缺乏而引起脆性破壞；才干缺乏而引起脆性破壞； 套箍目的大于套箍目的大于3：當(dāng)混凝土等級(jí)過(guò)低時(shí)，構(gòu)造會(huì)在運(yùn)用荷載：當(dāng)混凝土等級(jí)過(guò)低時(shí)，構(gòu)造會(huì)在運(yùn)用荷載下產(chǎn)生塑性變形。下產(chǎn)生塑性變形?！灸K編號(hào)】MU-07-03MU-07-034-2、桁架拱橋、桁架拱橋主要構(gòu)造桁架拱片主要承重構(gòu)造，由上、下弦桿、腹桿、拱頂實(shí)腹段組成；橫向結(jié)合系拉桿、橫系梁、橫隔板、剪刀撐橋面系【模塊編號(hào)】MU-07-03MU-07-03【屬于【屬于4-2】桁架拱橋的特點(diǎn)】桁架拱橋的特點(diǎn)1拱與桁架組合，共同受力，整體性好，發(fā)揚(yáng)全截面資料拱與桁架組合，共同受力，整體性好，發(fā)揚(yáng)全截面資料的作用；的作用；2桁架部

21、分的構(gòu)件主要接受軸力；桁架部分的構(gòu)件主要接受軸力；3拱的程度推力使跨中彎距減少，恒載下主要接受軸力，拱的程度推力使跨中彎距減少，恒載下主要接受軸力，活載下接受彎距，為偏心受壓構(gòu)件；活載下接受彎距，為偏心受壓構(gòu)件；4節(jié)點(diǎn)為剛性銜接，易開(kāi)裂，影響整體剛度及耐久性；節(jié)點(diǎn)為剛性銜接，易開(kāi)裂，影響整體剛度及耐久性；5整體自重輕，構(gòu)件可預(yù)制，適宜軟土地基；整體自重輕，構(gòu)件可預(yù)制，適宜軟土地基；【模塊編號(hào)】MU-07-03MU-07-034-3、組合桁架拱橋、組合桁架拱橋跨中部分桁架拱橋支撐在兩邊懸臂桁架上的組合構(gòu)造體系；【模塊編號(hào)】MU-07-03MU-07-034-3-1、組合桁架拱橋的構(gòu)造特點(diǎn)、組合桁架拱橋的構(gòu)造特點(diǎn)是桁架拱和桁架梁的承繼與開(kāi)展，受力特性介于拱橋和是桁架拱和桁架梁的承繼與開(kāi)展，受力特性介于拱橋和梁橋之間；梁橋之間；在懸臂桁架梁端部的下弦桿上支承中間部分的桁架拱在懸臂桁架梁端部的下弦桿上支承中間部分的桁架拱 ；懸臂桁架的長(zhǎng)度普通為主孔跨徑的懸臂桁架的長(zhǎng)度普通為主孔跨徑的0.20.25;懸臂梁與桁架拱間設(shè)斷縫；懸臂梁與桁架拱間設(shè)斷縫；橫向設(shè)系梁與隔板；