桥梁-同济大学3-优秀PPT.ppt
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1、第一篇 混凝土拱桥第一章 拱桥的现状和发展1、拱桥的发展 拱桥国外:石拱,木拱十八世纪铸铁拱十九世纪 钢拱钢筋混凝土拱国内:石拱,木拱双曲拱桁架拱钢筋混凝土拱 刚架拱桁式组合拱 钢管拱新型组合体系拱1964年70年代80年代80年代中古代拱桥古代拱桥:拱轴曲线造型的千变万化,其中最具有代表意义的是建于 公元 595-605年的赵州桥(如图1所示,跨径L=37m)图1 赵州桥当代拱桥当代拱桥:结构型式与施工方法的丰富多彩如,97年 建成的重 庆万县长江大桥(图2所示,L=420m),广州丫髻 沙特大桥(图3,L360m),1932建成的澳大利亚 悉尼钢拱桥(图4,L 503m)及正在建设的鲁浦大
2、 桥(L=550m)。图2 1997建成的四川万县长江大桥 (L=420m)图3 360m 广州丫髻沙特大桥。2、拱桥的受力特点图 4 1932澳大利亚503m悉尼钢拱桥承重结构:主拱拱桥的基本图示支承处不仅产生竖 向反力,还产生水平推力,从而使拱主要受压同济高校桥梁系桥梁与道路结构拱式桥3、主要优缺点:主要优点跨越实力大;能充分做到就地取材;耐久性好,养护、修理费用小;外形美观;构造较简洁,有利于广泛接受。主要缺点:1)是有推力的结构,而且自重较大,因而水平推力也较大,增加了下部结构的工程量,对地基 要求也高;3)由于水平推力较大,在连续多孔的大、中桥中,为防止一孔破坏而影响全桥的平安,须要
3、实行较困难的措施,或设置单向推力墩,增加了造价;4)上承式拱桥的建筑高度较高。拱桥的缺点正在逐步得到改善和克服:200600m范围内,拱桥仍旧是悬索桥和斜拉桥的竞争对手其次节 拱桥的结构体系及总体布置一、拱桥的基本组成 依据行车道的位置,拱桥可以分成:上承式、下承式和中承式三种类型如下图所示:一般上承式拱桥,桥跨结构是由主拱圈、拱上建筑等组成。拱桥的基本图示同济高校桥梁系桥梁与道路结构拱式桥上承式拱桥的基本组成1-主拱圈2-拱顶3-拱脚4-拱轴线5-拱腹6-拱背7-起拱线11-拱上建筑L0-净跨径L-计算跨径f0-净矢高f-计算矢高f/L-矢跨比同济高校桥梁系桥梁与道路结构拱式桥三、拱桥的主要
4、类型及其特点拱桥建桥材料圬工拱桥,钢筋混凝土拱桥,钢拱桥拱轴线型式圆弧拱桥,抛物线拱桥,悬链线桥桥面位置上承式拱桥,中承式拱桥,下承式拱桥结构体系分简单体系拱桥:三铰拱,两铰拱,无铰拱组合体系拱桥:无推力拱桥,有推力拱桥主拱圈截面形式形式拱上建筑形式实腹式拱桥,空腹式拱桥板拱桥,肋拱桥,双曲拱桥,箱形拱桥同济高校桥梁系 叶爱君 桥梁与道路结构拱式桥1、简洁体系拱桥和组合体系拱桥、简洁体系拱桥和组合体系拱桥拱桥按受力图式的分类简洁体系拱桥:可以做成上承式,简洁体系拱桥:可以做成上承式,中承式,下承式,均为有推力拱。中承式,下承式,均为有推力拱。三铰拱:静定结构,在地基差的地区可三铰拱:静定结构,
5、在地基差的地区可接受。但构造困难,施工困难,整体刚接受。但构造困难,施工困难,整体刚度小,主拱圈一般不接受。度小,主拱圈一般不接受。无铰拱:三次超静定结构。拱的内力分布无铰拱:三次超静定结构。拱的内力分布较匀整,材料用量较三铰拱省;构造简洁,较匀整,材料用量较三铰拱省;构造简洁,施工便利,整体刚度大,实际中运用广泛。施工便利,整体刚度大,实际中运用广泛。但超静定次数高,会产生附加内力,一般但超静定次数高,会产生附加内力,一般希望修建在地基良好处。跨径增大,附加希望修建在地基良好处。跨径增大,附加力影响变小,故钢筋混凝土无铰拱仍是大力影响变小,故钢筋混凝土无铰拱仍是大跨径桥梁的主要型式之一。跨径
6、桥梁的主要型式之一。两铰拱两铰拱:一次超静定结构,介于三铰拱和无铰拱之间。(一)依据结构体系分类(一)依据结构体系分类2、组合体系拱桥、组合体系拱桥组合体系拱桥:组合体系拱桥:在拱式桥跨中,行车系与拱组合,共同受力。同样,组合拱可以做成上承式、中承式和下承式。常用的有以下几种形式:无推力拱(运用较广泛):拱的推力由系杆承受,墩台不受水平推力有推力拱:此种组合体系拱没有系杆,有单独的梁和拱共同受力,拱的水平推力任由墩台承受。3、拱片桥同济高校桥梁系 叶爱君 桥梁与道路结构拱式桥1、板拱桥:主拱圈接受矩形实体截面。构造简洁、施工便利,运用广泛。自重较大,不经济,通常在地基较好的中小跨径圬工拱桥中接
7、受。2、肋拱桥:肋拱桥由两条或两条以上分别式拱肋组成承重结构的拱桥,拱肋之间靠横向联系梁连接成整体而共同受力.这种桥横截面面积较小,节约材料,自重轻,跨越实力大,多用于较大跨径的拱桥。可以用圬工、钢筋混凝土、钢材建立。(二)依据主拱的截面型式分类(二)依据主拱的截面型式分类同济高校桥梁系 叶爱君 桥梁与道路结构拱式桥3、双曲拱桥:主拱圈横截面由一个或数个小拱组成,其主拱圈在纵向和横向均呈曲线形。通常有拱肋、拱波、拱板和横向联系等几部分。马路双曲拱桥接受最多的是多肋波的截面形式;对于跨径和荷载较小的单车道桥可接受单波的形式。双曲拱桥施工工序多,组合截面的整体性差,易开裂,因此,只宜在中小跨径桥梁
8、中接受。同济高校桥梁系 叶爱君 桥梁与道路结构拱式桥4、箱形拱桥:箱形拱桥拱圈横截面由几个箱室组成。截面挖空率大,可达全截面的50%-70%,较实体板拱桥可削减圬工用料与自重,适用于大跨度拱桥。截面抗扭刚度大,横向整体性和稳定性好,特殊适用于无支架施工。箱形拱闭合箱的构造 三、拱桥的总体布置 总体布置确定桥梁长度及分孔确定桥梁的设计标高和矢跨比正确处理不等分孔问题桥面标高,拱定底面标高,起拱线标高,基础标高混凝土拱桥矢跨比1/41/8箱型拱桥矢跨比1/61/10接受不同的矢跨比接受不同的拱脚标高调整拱上建筑的重力接受不同的拱跨结构同济高校桥梁系 叶爱君 桥梁与道路结构拱式桥四、拱桥实例介绍我国
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