拱橋施工-拱橋的類型與構(gòu)造（橋梁施工）

項(xiàng)目任務(wù)拱橋的類型；拱橋主拱圈的截面類型及適用范圍。一、拱橋的類型拱橋類型建筑材料圬工拱橋，鋼筋混凝土拱橋，鋼拱橋拱軸線型式圓弧拱橋，拋物線拱橋，懸鏈線橋橋面位置上承式拱橋，中承式拱橋，下承式拱橋結(jié)構(gòu)體系簡單體系拱橋：三鉸拱，兩鉸拱，無鉸拱組合體系拱橋：無推力拱橋，有推力拱橋主拱圈截面拱上建筑形式實(shí)腹式拱橋，空腹式拱橋板拱橋，肋拱橋，雙曲拱橋，箱形拱橋沋河公園實(shí)腹式拱橋一、拱橋的類型鋼筋混凝土箱肋中承式拱一、拱橋的類型下承式鋼管混凝土預(yù)應(yīng)力系桿拱橋一、拱橋的類型雙曲拱橋一、拱橋的類型拱橋的分類建筑材料圬工拱橋，鋼筋混凝土拱橋，鋼拱橋結(jié)構(gòu)體系簡單體系拱橋：三鉸拱，兩鉸拱，無鉸拱組合體系拱橋：無推力拱橋，有推力拱橋主拱圈截面板拱橋，肋拱橋，雙曲拱橋，箱形拱橋答案解析拱橋的分類拱軸線形式圓弧拱橋，拋物線拱橋，懸鏈線橋橋面位置上承式拱橋，中承式拱橋，下承式拱橋拱上建筑形式實(shí)腹式拱橋，空腹式拱橋答案解析1.簡單體系拱有何特點(diǎn)？2.組合體系拱有何特點(diǎn)？3.主拱圈截面各類型拱橋特點(diǎn)及適用范圍？任務(wù)二了解拱橋二、簡單體系拱三次超靜定，剛度大，構(gòu)造簡單，附加應(yīng)力大。廣泛用于石拱橋和鋼筋混凝土拱橋之中，尤其是基礎(chǔ)較好、跨徑較大時(shí)。一次超靜定結(jié)構(gòu)，拱頂無鉸，結(jié)構(gòu)整體剛度比三鉸拱大。由基礎(chǔ)位移、溫度變化、混凝土收縮徐變等引起的附加內(nèi)力比無鉸拱小，可用于地基條件較差或坦拱中。靜定，無附加應(yīng)力，鉸構(gòu)造復(fù)雜，橋面在鉸處需設(shè)置伸縮縫，橋面縱坡在伸縮縫處折角，不利行車與養(yǎng)護(hù)。三鉸拱兩鉸拱無鉸拱三、組合體系拱無推力的拱梁組合橋（a）柔性系桿剛性拱—系桿拱（b）剛性梁柔性拱—藍(lán)格爾拱（c）剛性系桿剛性拱—洛澤拱三、組合體系拱有推力的拱梁組合橋剛性梁剛性拱（倒洛澤拱）

（b）剛性梁柔性拱（倒藍(lán)格爾拱）（a）主拱圈截面各類型拱橋特點(diǎn)及適用范圍？板拱、肋拱、雙曲拱、箱形拱、鋼管混凝土拱、勁性骨架混凝土拱各有何特點(diǎn)？適用于什么情況？小組討論答案解析1.板拱橋：主拱圈采用矩形實(shí)體截面。構(gòu)造簡單、施工方便，使用廣泛。自重較大，不經(jīng)濟(jì)，通常在地基較好的中小跨徑圬工拱橋中采用。2.肋拱橋：肋拱橋由兩條或兩條以上分離式拱肋組成承重結(jié)構(gòu)的拱橋，拱肋之間靠橫向聯(lián)系梁連接成整體而共同受力.這種橋橫截面面積較小，節(jié)省材料,自重輕,跨越能力大，多用于較大跨徑的拱橋?？梢杂蜜毓?、鋼筋混凝土、鋼材建造。答案解析3.雙曲拱橋：主拱圈橫截面由一個(gè)或數(shù)個(gè)小拱組成，其主拱圈在縱向和橫向均呈曲線形。通常有拱肋、拱波、拱板和橫向聯(lián)系等幾部分。雙曲拱橋施工工序多，組合截面的整體性差，易開裂，只宜在中小跨徑橋梁中采用。（目前基本不用）答案解析4.箱形拱橋：拱圈橫截面由幾個(gè)箱室組成。截面挖空率大，可達(dá)全截面的50%-70%，較實(shí)體板拱橋可減少圬工用料與自重，適用于大跨度拱橋。截面抗扭剛度大，橫向整體性和穩(wěn)定性好，特別適用于無支架施工。1997四川萬縣長江大橋L=420m)勁性骨架鋼筋混凝土箱形拱橋作業(yè)卡片根據(jù)本節(jié)所學(xué)內(nèi)容，以小組為單位，完成以下作業(yè)：教材P267，6.1試述拱橋的主拱圈的類型。小組討論項(xiàng)目任務(wù)拱橋的分類；拱橋的構(gòu)造及傳力途徑；拱橋主拱圈的截面類型及適用范圍。了解拱橋的類型掌握拱橋的構(gòu)造掌握主拱圈截面類型及適用范圍目標(biāo)1目標(biāo)2目標(biāo)3目標(biāo)4能力目標(biāo)準(zhǔn)備施工1.拱橋與其他橋型相比有何優(yōu)點(diǎn)？2.拱橋有哪幾部分組成？3.拱橋有哪些類型？任務(wù)一認(rèn)識(shí)拱橋拱橋（archbridge）定義：指的是在豎直平面內(nèi)以拱作為上部結(jié)構(gòu)主要承重構(gòu)件的橋梁。圖1趙州橋當(dāng)代拱橋：結(jié)構(gòu)型式與施工方法的豐富多彩如，1997年建成的重慶萬縣長江大橋（圖2所示，L=420m），廣州丫髻沙特大橋（圖3，L＝360m），1932建成的澳大利亞悉尼鋼拱橋（圖4，L＝503m），2003年建成的上海盧浦大橋（圖5，L=550m），2009年建成的重慶朝天門鋼拱橋（圖6，L＝552m）。圖21997建成的四川萬縣長江大橋（L=420m)圖3360m廣州丫髻沙特大橋圖41932澳大利亞503m悉尼鋼拱橋拱橋的受力特點(diǎn)上承式拱橋拱橋的優(yōu)缺點(diǎn)跨越能力大；能充分做到就地取材；耐久性好，養(yǎng)護(hù)、維修費(fèi)用?。煌庑蚊烙^；構(gòu)造較簡單，有利于廣泛采用?！局饕獌?yōu)點(diǎn)】答案解析拱橋的優(yōu)缺點(diǎn)水平推力力，自重較大，對(duì)地基要求高；圬工拱橋不能采用機(jī)械化和工業(yè)化的施工，需要較多的勞動(dòng)力，施工工期長；連續(xù)多孔的大、中橋，需要采取較復(fù)雜的措施，或設(shè)置單向推力墩，工程造價(jià)高；上承式拱橋的建筑高度較高?！局饕秉c(diǎn)】答案解析拱橋的組成拱橋的主要組成部分拱橋的類型拱橋類型建筑材料圬工拱橋，鋼筋混凝土拱橋，鋼拱橋拱軸線型式圓弧拱橋，拋物線拱橋，懸鏈線橋橋面位置上承式拱橋，中承式拱橋，下承式拱橋結(jié)構(gòu)體系簡單體系拱橋：三鉸拱，兩鉸拱，無鉸拱組合體系拱橋：無推力拱橋，有推力拱橋主拱圈截面拱上建筑形式實(shí)腹式拱橋，空腹式拱橋板拱橋，肋拱橋，雙曲拱橋，箱形拱橋鋼筋混凝土箱肋中承式拱拱橋的組成主拱圈；拱頂、拱腳、拱軸線、拱腹、拱背、起拱線拱上建筑；拱上側(cè)墻、防水層、拱腔填料、橋面及附屬結(jié)構(gòu)欄桿、路緣石、橋面防水層、錐坡、盲溝、變形縫橋墩及基礎(chǔ)答案解析拱橋的分類建筑材料圬工拱橋，鋼筋混凝土拱橋，鋼拱橋結(jié)構(gòu)體系簡單體系拱橋：三鉸拱，兩鉸拱，無鉸拱組合體系拱橋：無推力拱橋，有推力拱橋主拱圈截面板拱橋，肋拱橋，雙曲拱橋，箱形拱橋拱軸線形式圓弧拱橋，拋物線拱橋，懸鏈線橋橋面位置上承式拱橋，中承式拱橋，下承式拱橋拱上建筑形式實(shí)腹式拱橋，空腹式拱橋答案解析1.簡單體系拱有何特點(diǎn)？2.組合體系拱有何特點(diǎn)？3.主拱圈截面各類型拱橋特點(diǎn)及適用范圍？任務(wù)二了解拱橋簡單體系拱三次超靜定，剛度大，構(gòu)造簡單，附加應(yīng)力大。廣泛用于石拱橋和鋼筋混凝土拱橋之中，尤其是基礎(chǔ)較好、跨徑較大時(shí)。一次超靜定結(jié)構(gòu)，拱頂無鉸，結(jié)構(gòu)整體剛度比三鉸拱大。由基礎(chǔ)位移、溫度變化、混凝土收縮徐變等引起的附加內(nèi)力比無鉸拱小，可用于地基條件較差或坦拱中。靜定，無附加應(yīng)力，鉸構(gòu)造復(fù)雜，橋面在鉸處需設(shè)置伸縮縫，橋面縱坡在伸縮縫處折角，不利行車與養(yǎng)護(hù)。三鉸拱兩鉸拱無鉸拱組合體系拱無推力的拱梁組合橋（a）柔性系桿剛性拱—系桿拱（b）剛性梁柔性拱—藍(lán)格爾拱（c）剛性系桿剛性拱—洛澤拱組合體系拱有推力的拱梁組合橋剛性梁剛性拱（倒洛澤拱）

（b）剛性梁柔性拱（倒藍(lán)格爾拱）（a）主拱圈截面類型板拱、肋拱、雙曲拱、箱形拱、鋼管混凝土拱、勁性骨架混凝土拱各有何特點(diǎn)？適用于什么情況？小組討論答案解析1.板拱橋：主拱圈采用矩形實(shí)體截面。構(gòu)造簡單、施工方便，使用廣泛。自重較大，不經(jīng)濟(jì)，通常在地基較好的中小跨徑圬工拱橋中采用。2.肋拱橋：肋拱橋由兩條或兩條以上分離式拱肋組成承重結(jié)構(gòu)的拱橋，拱肋之間靠橫向聯(lián)系梁連接成整體而共同受力.這種橋橫截面面積較小，節(jié)省材料,自重輕,跨越能力大，多用于較大跨徑的拱橋?？梢杂蜜毓?、鋼筋混凝土、鋼材建造。答案解析3.雙曲拱橋：主拱圈橫截面由一個(gè)或數(shù)個(gè)小拱組成，其主拱圈在縱向和橫向均呈曲線形。通常有拱肋、拱波、拱板和橫向聯(lián)系等幾部分。雙曲拱橋施工工序多，組合截面的整體性差，易開裂，只宜在中小跨徑橋梁中采用。（目前基本不用）答案解析4.箱形拱橋：拱圈橫截面由幾個(gè)箱室組成。截面挖空率大，可達(dá)全截面的50%-70%，較實(shí)體板拱橋可減少圬工用料與自重，適用于大跨度拱橋。截面抗扭剛度大，橫向整體性和穩(wěn)定性好，特別適用于無支架施工。1997四川萬縣長江大橋L=420m)勁性骨架鋼筋混凝土箱形拱橋1.主拱圈的構(gòu)造？2.拱上建筑的構(gòu)造？任務(wù)三掌握構(gòu)造主拱圈的構(gòu)造一、板拱二、肋拱三、箱形拱四、桁架拱五、剛架拱橋六、鋼管混凝土拱橋一、板拱構(gòu)造1.拱圈截面：實(shí)體的矩形截面；2.拱軸線的類型：圓弧拱和懸鏈線拱；3.石料規(guī)格：料石拱，塊石拱和片石拱；石料強(qiáng)度等級(jí)不得小于300MPa；4.砌筑要求：(1)砌縫應(yīng)是輻射方向，與拱軸線相垂直，且成通縫；(2)多層砌筑時(shí)要求垂直于受壓面的順橋向砌縫錯(cuò)開，間距不小于10cm；一、板拱構(gòu)造(3)橫截面內(nèi)，豎向砌縫應(yīng)當(dāng)錯(cuò)開，錯(cuò)開寬度至少10cm；增加砌體的抗剪強(qiáng)度和整體性。(4)砌縫的縫寬不應(yīng)大于2cm。一、板拱構(gòu)造(5)主拱圈與墩臺(tái)連接處，應(yīng)采用五角石，以改善連接處的受力狀況。一、板拱構(gòu)造二、肋拱構(gòu)造組成：拱肋，以及立柱、橫梁、行車道。適用：大、中跨徑的拱橋。三、箱形拱構(gòu)造在橫向?qū)⒐皣孛鎰澐殖梢恍┫淅?，在縱向箱肋分段，采用預(yù)制裝配施工方法，拼裝成拱后，再澆筑混凝土連成整體。主要特點(diǎn)：

(1)截面挖空率大，可達(dá)全截面的50%-70%，可大量節(jié)省圬工體積，減輕重量；

(2)中性軸大致居中，對(duì)于抵抗正負(fù)變矩具有幾乎相等的能力，能夠適應(yīng)各截面正負(fù)彎矩變化的情況；

(3)閉合空心截面，抗彎抗扭剛度大，拱圈的整體性好；

(4)單根箱肋的剛度大，穩(wěn)定性好，便于無支架吊裝；

(5)預(yù)制箱肋的寬度較大，施工操作方便，易于保證質(zhì)量；

(6)制作要求高，起吊設(shè)備多；四、桁架拱橋構(gòu)造20世紀(jì)80年代開始發(fā)展，在中小跨徑上運(yùn)用；90年代，路徑逐步增大，最大達(dá)到330m；特點(diǎn)：外形輕巧美觀，在結(jié)構(gòu)上兼有桁架和拱的特點(diǎn)，各部件截面尺寸較小，重力較輕，節(jié)省材料，整體性能好，裝配化程度高，施工程序少。組成：桁架拱片、橫向聯(lián)系和橋面系；其中：桁架拱片是主要承構(gòu)件；四、桁架拱橋構(gòu)造1.桁架拱片：上弦桿、下弦桿、腹桿(斜桿和豎桿)。四、桁架拱橋構(gòu)造2.橫向聯(lián)系：目的：為了將各桁架拱片連成整體，使之共同受力，并保證橫向的穩(wěn)定性，需要在桁架拱片之間設(shè)置橫向聯(lián)系；類型：橫系梁、橫隔板和剪力撐。3.橋面：橫向微彎板、縱向微彎板和預(yù)應(yīng)力混凝土空心板。4.桁架拱與墩臺(tái)的連接：懸臂式、過梁式、伸入式；四、桁架拱橋構(gòu)造五、剛架拱橋構(gòu)造特點(diǎn)：有推力的高次超靜定結(jié)構(gòu)，具有構(gòu)件少、自重輕、整體性好、剛度大、施工簡便、經(jīng)濟(jì)指標(biāo)較先進(jìn)，造型美觀等優(yōu)點(diǎn)。組成：剛架拱片、橫向聯(lián)系和橋面系等部分組成。剛架拱片：主要承重結(jié)構(gòu)。由實(shí)腹段主梁、空腹段的次梁、主拱腿、次拱腿等構(gòu)成。六、鋼管混凝土拱橋構(gòu)造1.優(yōu)點(diǎn)：一方面：提高了材料的強(qiáng)度；減輕了拱圈的自重；另一方面：主拱圈自成為自架設(shè)體系，勁性骨架便于無支架施工；2.主拱圈構(gòu)造：

(1)單管截面；

(2)啞鈴形斷面；

(3)桁架拱肋；

(4)箱形拱肋；3.橫向聯(lián)系：中承式拱橋，橋面下，采用剛度較大的K式或X式橫撐，以加強(qiáng)拱腳段的橫向剛度；橋面上，考慮行車高度后，設(shè)置鋼管焊接；4.橋面系：梁板式結(jié)構(gòu)；減輕自重，方便施工；5.立柱與吊桿：傳力結(jié)構(gòu)；立柱：用于上承式和中承式拱橋上承部分；吊桿：中、下承式拱橋；六、鋼管混凝土拱橋構(gòu)造一、實(shí)腹式拱上建筑；二、空腹式拱上建筑；三、其它細(xì)部構(gòu)造；拱上建筑的構(gòu)造一、實(shí)腹式拱上建筑的構(gòu)造實(shí)腹式拱上建筑構(gòu)造簡單，施工方便，但填料數(shù)量較多，恒載較重，小跨徑拱橋中多采用實(shí)腹式。大、中跨徑拱橋多采用空腹式?？崭故焦吧辖ㄖ啥嗫赘箍捉Y(jié)構(gòu)和橋面系主成：以利于減小恒載，并使橋梁顯得輕巧美觀。根據(jù)腹孔的結(jié)構(gòu)形式，空腹式拱上建筑又分為拱式和梁式兩種。二、空腹式拱橋1.拱形腹拱1.拱形腹拱二、空腹式拱橋2.梁式腹拱：二、空腹式拱橋3.腹孔墩：（1）橫墻（立墻）式：通常用石料或混凝土預(yù)制塊砌筑；（2）立柱式：由立柱和蓋梁組成的鋼筋混凝土排架結(jié)構(gòu)；8.1拱橋的構(gòu)造1.拱上填料、橋面及人行道：拱上填料作用：能起到擴(kuò)大車輛荷載分布面積的作用的同時(shí)，還能減少車輛荷載的沖擊作用；石拱橋：厚度不小于50cm；雙曲拱橋：厚度不小于30cm；當(dāng)填土厚度超過上述值時(shí)，可不計(jì)汽車荷載沖擊力的作用。拱橋的行車道和人行道的橋面鋪裝與梁橋的基本相同。