1、福州大學福州大學橋梁工程橋梁工程福建省精品課程福建省精品課程 http:/ 述述 .2.2拱橋的分類拱橋的分類 .3.3拱橋結構與構造拱橋結構與構造.4.4拱橋施工拱橋施工1福州大學福州大學橋梁工程橋梁工程福建省精品課程福建省精品課程 http:/ . 1. 1 概 概 述述 實腹石拱橋的主要構造實腹石拱橋的主要構造拱座拱腳起拱線拱座立柱凈跨徑計算跨徑拱腹拱軸線拱背拱上填料行車道（橋面）拱頂拱圈厚度對稱中心線行車道（橋面）凈矢高 (a) (b) （空腹式）鋼筋混凝土拱橋 圖7-1 拱橋的主要組成與名稱 （空腹式）鋼筋混凝土拱橋（空腹式）鋼筋混凝土拱橋 2福州大學福州大學橋梁工程橋梁工程福建省精

2、品課程福建省精品課程 http:/ 主拱圈（肋）是主要受力構件。它是曲線形，所以要有主拱圈（肋）是主要受力構件。它是曲線形，所以要有供行車的橋面系結構和聯結拱圈（肋）與橋面系的構造。供行車的橋面系結構和聯結拱圈（肋）與橋面系的構造。 拱橋的標準跨徑：凈跨徑拱橋的標準跨徑：凈跨徑 。凈跨徑是指每孔拱跨兩個。凈跨徑是指每孔拱跨兩個拱腳截面最低點之間的水平距離。拱腳截面最低點之間的水平距離。 拱為曲線形，因此除跨徑外，矢高（拱為曲線形，因此除跨徑外，矢高（rise） 也是重要的也是重要的技術指標之一。技術指標之一。 矢跨比矢跨比 （ratio of rise to span），是反映拱橋受力特），是

3、反映拱橋受力特性的一個重要指標。性的一個重要指標。0l00lff3福州大學福州大學橋梁工程橋梁工程福建省精品課程福建省精品課程 http:/ )cos1 (2sin00jjdffdll起拱面凈矢高拱石拱圈厚度主拱圈拱背拱座(五角石)拱腹拱腳計算矢高計算跨徑凈矢徑行車道（橋面）拱上建筑拱頂拱軸線4福州大學福州大學橋梁工程橋梁工程福建省精品課程福建省精品課程 http:/ x x x x x x x sincoscossinHQQHQNyHMMooo三鉸拱內力計算簡圖三鉸拱內力計算簡圖 5福州大學福州大學橋梁工程橋梁工程福建省精品課程福建省精品課程 http:/ 由于拱以受壓為主，可以充分利用抗拉

4、性能較差而抗壓性能較好的圬由于拱以受壓為主，可以充分利用抗拉性能較差而抗壓性能較好的圬工材料（石料、混凝土、磚等）來建造拱橋，這種由圬工材料建造的工材料（石料、混凝土、磚等）來建造拱橋，這種由圬工材料建造的拱橋，稱為圬工拱橋。拱橋，稱為圬工拱橋。6福州大學福州大學橋梁工程橋梁工程福建省精品課程福建省精品課程 http:/ http:/ 思考題：思考題：拱為什拱為什么在豎向荷載作么在豎向荷載作用下會產生水平用下會產生水平反力？反力？8福州大學福州大學橋梁工程橋梁工程福建省精品課程福建省精品課程 http:/ http:/ 鋼拱橋：鋼拱橋：鋼材強度高、自重輕，跨越能力鋼材強度高、自重輕，跨越能力更

5、強。鋼拱橋主要采用桁式或箱形拱肋。更強。鋼拱橋主要采用桁式或箱形拱肋。l 但但拱以受壓為主，穩定問題突出，高拱以受壓為主，穩定問題突出，高強材料得不到充分發揮，需耗料在剛度上。強材料得不到充分發揮，需耗料在剛度上。近期，國外鋼拱橋修建很少。近期，國外鋼拱橋修建很少。l 對于鐵路橋來說，要求剛度大，當需對于鐵路橋來說，要求剛度大，當需要較大跨度時，拱梁組合結構比索結構有要較大跨度時，拱梁組合結構比索結構有優勢。優勢。l 對于公路與市政橋梁來說，有時為了對于公路與市政橋梁來說，有時為了美觀或其它因素而修建鋼拱橋，但一般來美觀或其它因素而修建鋼拱橋，但一般來說大跨度鋼拱橋的經濟競爭力比較弱。說大跨度

6、鋼拱橋的經濟競爭力比較弱。 10福州大學福州大學橋梁工程橋梁工程福建省精品課程福建省精品課程 http:/ 鋼筋混凝土拱：鋼筋混凝土拱：以混凝土為主要材料來承壓、配以少量的以混凝土為主要材料來承壓、配以少量的鋼筋以承拉。因此，它是近現代最主要的拱橋結構，應用范鋼筋以承拉。因此，它是近現代最主要的拱橋結構，應用范圍也最廣。圍也最廣。l比比起鋼拱橋自重大，施工難度較大，特別是跨徑較大時。起鋼拱橋自重大，施工難度較大，特別是跨徑較大時。現代預應力連續梁、連續剛度等橋型在現代預應力連續梁、連續剛度等橋型在100200m的跨徑范的跨徑范圍內具有很強的競爭能力。當跨徑更大一些后，混凝土斜拉圍內具有很強的競

7、爭能力。當跨徑更大一些后，混凝土斜拉橋、橋、CFST拱橋競爭能力也很強。拱橋競爭能力也很強。l降低結構自重、改進施工方法，是鋼筋混凝土拱橋發展的降低結構自重、改進施工方法，是鋼筋混凝土拱橋發展的主要方向。主要方向。 11福州大學福州大學橋梁工程橋梁工程福建省精品課程福建省精品課程 http:/ filled steel tube，簡稱，簡稱CFST）：）：是是一種組合材料，將其應用于拱橋，提高了材料的強度與剛度，一種組合材料，將其應用于拱橋，提高了材料的強度與剛度，方便了施工。方便了施工。 l1990年以來年以來CFST 拱橋拱橋在我國的發展很快。已建成的橋梁有在我國的發展很快。已建成的橋梁有

8、300多座。多座。l應用過程中，發展出一些新的橋型，如剛架系桿拱，懸臂施應用過程中，發展出一些新的橋型，如剛架系桿拱，懸臂施工技術和轉體施工技術等也有很明顯的進步。工技術和轉體施工技術等也有很明顯的進步。l設計計算理論體系已基本建立，國家規范已經編寫完成。設計計算理論體系已基本建立，國家規范已經編寫完成。 12福州大學福州大學橋梁工程橋梁工程福建省精品課程福建省精品課程 http:/ http:/ 14福州大學福州大學橋梁工程橋梁工程福建省精品課程福建省精品課程 http:/ 無推力的下承式拱宜采用自重較輕的主無推力的下承式拱宜采用自重較輕的主拱和橋道系，以減小系桿的受力。拱和橋道系，以減小系

9、桿的受力。15福州大學福州大學橋梁工程橋梁工程福建省精品課程福建省精品課程 http:/ http:/ 靜定，無附加應力，鉸構造復雜，少用靜定，無附加應力，鉸構造復雜，少用l兩鉸拱兩鉸拱 介于二者之間，鋼拱采用較多介于二者之間，鋼拱采用較多l無鉸拱無鉸拱 三次超靜定，剛度大，構造簡單，附加應力大，三次超靜定，剛度大，構造簡單，附加應力大，石拱、混凝土拱多采用無鉸拱石拱、混凝土拱多采用無鉸拱（c）無鉸拱（b）雙鉸拱（a）三鉸拱17福州大學福州大學橋梁工程橋梁工程福建省精品課程福建省精品課程 http:/ 柔性系桿剛性拱（系桿拱）柔性系桿剛性拱（系桿拱） 剛性系桿柔性拱（朗格爾拱）剛性系桿柔性拱（

10、朗格爾拱） 剛性系桿剛性拱（洛澤拱）剛性系桿剛性拱（洛澤拱） 用斜吊桿時稱為尼爾森拱用斜吊桿時稱為尼爾森拱18福州大學福州大學橋梁工程橋梁工程福建省精品課程福建省精品課程 http:/ 無系桿，梁拱共同受力，推力由墩臺承受。無系桿，梁拱共同受力，推力由墩臺承受。剛梁柔拱（倒朗格爾拱）剛梁柔拱（倒朗格爾拱）19福州大學福州大學橋梁工程橋梁工程福建省精品課程福建省精品課程 http:/ http:/ http:/ 拱肋系桿橋墩橋墩拱肋系桿橋墩拱肋系桿橋墩橋墩拱肋系桿橋墩橋墩拱肋系桿橋墩橋墩拱肋系桿主跨邊拱墩邊拱墩邊跨邊跨主拱墩系 桿（3）、剛架系桿拱）、剛架系桿拱22福州大學福州大學橋梁工程橋梁工

11、程福建省精品課程福建省精品課程 http:/ 三、按截面形式分類三、按截面形式分類 1、板拱、板拱23二、按照主拱的截面形式分類二、按照主拱的截面形式分類福州大學福州大學橋梁工程橋梁工程福建省精品課程福建省精品課程 http:/ (a)矩形 (b)工字形 (c)箱形 鋼筋混凝土肋拱橋的拱肋截面形式鋼筋混凝土肋拱橋的拱肋截面形式 （1）實肋拱）實肋拱2、肋拱、肋拱24福州大學福州大學橋梁工程橋梁工程福建省精品課程福建省精品課程 http:/ 單圓管單圓管啞鈴形啞鈴形1001425001280025福州大學福州大學橋梁工程橋梁工程福建省精品課程福建省精品課程 http:/ 三肢桁式 (b) 橫啞鈴

12、形桁式 (c)混合式 (d)全桁式 鋼管混凝土鋼管混凝土 桁拱桁拱 的截面形式的截面形式 a)三肢桁式a)橫啞鈴型桁式a)混合式a)全桁式（2）桁肋拱）桁肋拱26福州大學福州大學橋梁工程橋梁工程福建省精品課程福建省精品課程 http:/ http:/ http:/ http:/ 3、雙曲拱、雙曲拱30福州大學福州大學橋梁工程橋梁工程福建省精品課程福建省精品課程 http:/ 鋼筋混凝土箱形拱鋼筋混凝土箱形拱 頂板底板橫隔板腹板4、箱拱、箱拱31福州大學福州大學橋梁工程橋梁工程福建省精品課程福建省精品課程 http:/ 按照主拱的橫向布置分類按照主拱的橫向布置分類 a) 平行拱平行拱 b) 單肋

13、拱單肋拱 c) 無風撐拱無風撐拱 d) 提籃拱提籃拱 拱按橫向布置分類拱按橫向布置分類 32福州大學福州大學橋梁工程橋梁工程福建省精品課程福建省精品課程 http:/ 組拼拱橫向失穩時的變形組拼拱橫向失穩時的變形 33福州大學福州大學橋梁工程橋梁工程福建省精品課程福建省精品課程 http:/ 拱的其他分類拱的其他分類 l矢跨比小于矢跨比小于1/5的稱為坦拱（的稱為坦拱（ flat arch ）l矢跨比大于或等于矢跨比大于或等于1/5的稱為陡拱（的稱為陡拱（ steep arch ）l圓弧線（圓弧線（ circle ）l二次拋物線（二次拋物線（ parabolic ）l懸鏈線（懸鏈線（ cate

14、nary ）與懸索橋相比，是倒過來的）與懸索橋相比，是倒過來的l單跨單跨l多跨拱橋多跨拱橋34福州大學福州大學橋梁工程橋梁工程福建省精品課程福建省精品課程 http:/ 實腹式拱橋立面構造圖實腹式拱橋立面構造圖 半立面圖鑲面石或粗石料半縱斷面圖拱上側墻防水層鋪至此處為止路面填料排水管防水層漿砌片石M12水泥砂漿砌細料石鑲面石或粗料石漿砌片石塊石或粗料石C20混凝土或C20片石混凝土或基座填料為砂礫時鋪40cm厚碎石盲溝黏土夯實最少25cm35福州大學福州大學橋梁工程橋梁工程福建省精品課程福建省精品課程 http:/ 460350800HH1100100B5-剖面-剖面36福州大學福州大學橋梁工

15、程橋梁工程福建省精品課程福建省精品課程 http:/ 37福州大學福州大學橋梁工程橋梁工程福建省精品課程福建省精品課程 http:/ 。n空腹式拱上建筑除具有實腹式拱上建筑相同的構造外，空腹式拱上建筑除具有實腹式拱上建筑相同的構造外，還具有腹孔和腹孔墩還具有腹孔和腹孔墩 38福州大學福州大學橋梁工程橋梁工程福建省精品課程福建省精品課程 http:/ 增大拱腹填料的含水量，降低承載能力，影響路增大拱腹填料的含水量，降低承載能力，影響路面層的強度，使路面更易開裂破壞；面層的強度，使路面更易開裂破壞； 使結構自重加大，并且滲水會沿著拱上結構的一使結構自重加大，并且滲水會沿著拱上結構的一些縫隙（如變形

16、縫或裂縫等）滲透，在冬季冰凍時些縫隙（如變形縫或裂縫等）滲透，在冬季冰凍時使結構產生凍脹損壞。使結構產生凍脹損壞。39福州大學福州大學橋梁工程橋梁工程福建省精品課程福建省精品課程 http:/ 肋拱橋橋型圖肋拱橋橋型圖 1. 肋拱肋拱 蓋梁立柱拱肋蓋梁縱梁行車道板（梁）柱腳立柱拱肋橫系梁II40福州大學福州大學橋梁工程橋梁工程福建省精品課程福建省精品課程 http:/ 41福州大學福州大學橋梁工程橋梁工程福建省精品課程福建省精品課程 http:/ 邕寧邕江大橋橋面系構造圖邕寧邕江大橋橋面系構造圖2581158253cm瀝青表處7cm混凝土鋪裝現澆C50混凝土橫梁行車道行車道縱板42福州大學福州

17、大學橋梁工程橋梁工程福建省精品課程福建省精品課程 http:/ 箱拱箱拱 箱拱預制施工構造示意圖箱拱預制施工構造示意圖 聯結鋼筋橫隔板鋼板定位角鋼定位角鋼預埋角鋼預埋排水管側板底板主筋43福州大學福州大學橋梁工程橋梁工程福建省精品課程福建省精品課程 http:/ Hb5b5b5/2B/2現澆混凝土鋼筋網預制頂板預制開口拱箱橫向聯結鋼筋44福州大學福州大學橋梁工程橋梁工程福建省精品課程福建省精品課程 http:/ 45福州大學福州大學橋梁工程橋梁工程福建省精品課程福建省精品課程 http:/ 10030021530010032030730/230700601600/254080801601603

18、80380萬州（縣）長江大橋主拱圈截面構造圖萬州（縣）長江大橋主拱圈截面構造圖 46福州大學福州大學橋梁工程橋梁工程福建省精品課程福建省精品課程 http:/ http:/ 剛架拱剛架拱 n高次超靜定結構高次超靜定結構 n構件少構件少n自重輕自重輕n整體性好整體性好n剛度大剛度大n施工方便施工方便n經濟指標較好經濟指標較好n造型美觀造型美觀剛架拱橋的基本圖式剛架拱橋的基本圖式 a)不設斜撐b)設置一根斜撐c)設置多根斜撐48福州大學福州大學橋梁工程橋梁工程福建省精品課程福建省精品課程 http:/ 49福州大學福州大學橋梁工程橋梁工程福建省精品課程福建省精品課程 http:/ http:/ 5

19、1福州大學福州大學橋梁工程橋梁工程福建省精品課程福建省精品課程 http:/ 拱拱 n鋼拱橋可分為無鉸拱（固定拱）、單鉸拱、二鉸拱鋼拱橋可分為無鉸拱（固定拱）、單鉸拱、二鉸拱和三鉸拱和三鉸拱 n鋼拱橋的拱肋斷面可分為鋼拱橋的拱肋斷面可分為 實肋拱（工字肋、管拱）：實肋拱（工字肋、管拱）：主要用于主要用于200米以下米以下 桁肋拱：桁肋拱：主要用于大于主要用于大于200米跨徑時。米跨徑時。 箱肋拱：箱肋拱：實體肋的一種，目前為簡潔美觀大跨徑實體肋的一種，目前為簡潔美觀大跨徑也有采用，如美國的弗里蒙特橋、上海盧浦大橋也有采用，如美國的弗里蒙特橋、上海盧浦大橋 1.概述概述 52福州大學福州大學橋梁

20、工程橋梁工程福建省精品課程福建省精品課程 http:/ 2. 有推力拱有推力拱53福州大學福州大學橋梁工程橋梁工程福建省精品課程福建省精品課程 http:/ http:/ n無推力拱主要應用于中下承式拱之中，主要由拱肋、懸吊結構和無推力拱主要應用于中下承式拱之中，主要由拱肋、懸吊結構和橫向聯結系三部分組成橫向聯結系三部分組成 3. 無推力拱無推力拱55福州大學福州大學橋梁工程橋梁工程福建省精品課程福建省精品課程 http:/ http:/ n鋼管混凝土桁式拱肋是由鋼管混凝土弦桿與腹桿、鋼管混凝土桁式拱肋是由鋼管混凝土弦桿與腹桿、平聯（一般為空鋼管）焊接而成的桁式結構。平聯（一般為空鋼管）焊接而

21、成的桁式結構。n設計的關鍵：管接頭的焊接質量與抗疲勞性能設計的關鍵：管接頭的焊接質量與抗疲勞性能n以車承形式劃分，可分為上承式、中承式和下承式。以車承形式劃分，可分為上承式、中承式和下承式。n以拱肋的截面形式分，可分為單圓管、啞鈴形和多以拱肋的截面形式分，可分為單圓管、啞鈴形和多管桁式。管桁式。n按拱肋的橫向構造可分為平行肋拱、提籃拱和無風按拱肋的橫向構造可分為平行肋拱、提籃拱和無風撐拱。撐拱。n按拱腳推力可分為有推力拱、無推力的剛架系桿拱按拱腳推力可分為有推力拱、無推力的剛架系桿拱和拱梁組合橋。和拱梁組合橋。 57福州大學福州大學橋梁工程橋梁工程福建省精品課程福建省精品課程 http:/ 有

22、推力拱有推力拱58福州大學福州大學橋梁工程橋梁工程福建省精品課程福建省精品課程 http:/ http:/ n中承式中承式 剛架系桿拱，即飛鳥式也稱飛燕式，它是剛架系桿拱，即飛鳥式也稱飛燕式，它是指兩邊跨為半跨懸臂上承式拱、主跨為中承式鋼管指兩邊跨為半跨懸臂上承式拱、主跨為中承式鋼管混凝土拱，通過錨固于兩邊跨端部的拉索來平衡主混凝土拱，通過錨固于兩邊跨端部的拉索來平衡主跨大部分水平推力的橋梁結構，也有稱自平衡式或跨大部分水平推力的橋梁結構，也有稱自平衡式或自錨式的自錨式的 2. 剛架系桿拱剛架系桿拱60福州大學福州大學橋梁工程橋梁工程福建省精品課程福建省精品課程 http:/ 廣州丫髻沙大橋主橋拱橋平、立面布置圖廣州丫髻沙大橋主橋拱橋平、立面布置圖 61福州大學福州大學橋梁工程橋梁工程福建省精品課程福建省精品課程 http:/ 62福州大學福州大學橋梁工程橋梁工程福建省精品課程福建省精品課程 http:/ 無推力拱梁組合體系拱橋無推力拱梁組合體系拱橋63福州大學福州大學橋梁工程橋梁工程福建省精品課程福建省精品課程 http:/ 64福州大學福州大學橋梁工程橋梁工程福建省精品課程福建省精品課程 http:/ http:/ n從抵御恒載水平力的能力來看，拱橋橋墩可以分為從抵御恒載水平力