理解拱橋拱橋－以拱為承重構(gòu)造的橋梁反力－在豎向荷載作用下，拱的兩端支承處除有豎向反力外，尚有水平推力受力性能－拱重要承受壓力，而彎矩、剪力較小建造材料－圬工拱橋、鋼筋混凝土拱橋，鋼管混凝土拱橋和鋼拱橋施工辦法－拱架施工法，纜索吊裝施工、無支架施工、轉(zhuǎn)體施工以及勁性骨架施工等技術(shù)。拱橋特點：拱橋與梁橋外形不同，拱橋在豎向荷載作用下在支承處除了豎向力外，尚有水平力的產(chǎn)生，使得拱內(nèi)的彎矩大大減小。拱肋中重要是受壓的軸力。拱肋截面受壓，能夠充足發(fā)揮全截面材料的性能，從而能較大地高跨越能力。相對于梁式和索式構(gòu)造，拱橋的變形較小，行車條件好。水平推力的存在使得拱橋?qū)A(chǔ)條件的規(guī)定較高。實腹拱橋構(gòu)成空腹拱橋構(gòu)成拱橋分類拱橋的設(shè)計計算流程拱橋的總體布置總體布置－擬定橋梁長度、分跨、橋面標(biāo)高、主拱矢跨比和墩臺尺寸等。橋面高程－由線路設(shè)計與總體布置及設(shè)計綜合研究決定。拱頂?shù)酌娓叱蹋瓭M足拱頂最小填料厚度和主拱拱頂截面高度的規(guī)定。起拱線高程－根據(jù)拱頂?shù)酌鏄?biāo)高和橋下凈空規(guī)定（通航泄洪等）擬定。基礎(chǔ)底面高程－根據(jù)地基狀況決定。矢跨比的擬定矢跨比：矢高與跨度的比值。拱橋的最重要設(shè)計控制參數(shù)。滿足泄洪和通航規(guī)定，還應(yīng)從經(jīng)濟、構(gòu)造受力、施

工等方面綜合分析比較擬定。拱的水平推力同矢跨比成反比。連拱體系中的分跨等跨分孔和不等跨分孔。不平衡水平推力的解決：拱肋的橫向布置拱軸線的選擇拱軸線選擇－形狀直接影響主拱截面內(nèi)力的分布與大小，選擇拱軸線的原則，也就是盡量減少由于荷載產(chǎn)生的彎矩值。抱負拱軸線－僅承受壓力，無彎矩和剪力作用。合理拱軸線－荷載壓力線盡量靠近抱負拱軸線。“五點重疊法”

－采用懸鏈線時，設(shè)計拱軸線與恒載壓力線在拱頂、1/4跨和拱腳5處重疊。混凝土拱圈斷面的設(shè)計選擇混凝土拱圈板拱的截面及尺寸板拱是指主拱（圈）采用整體實心矩形截面的拱。按照主拱所采用的材料，可分為石板拱、混凝土板拱和鋼筋混凝土板拱等。A.寬度考慮板拱寬度即為拱圈的寬度；板寬略不大于橋面寬度（便于排水）；考慮人行道外挑等因素來減小板寬設(shè)立。B.厚度考慮混凝土拱橋肋拱的截面及尺寸肋拱是指用兩條或多條分離的平行窄拱圈即拱肋作為主拱圈的拱；肋拱含有自重輕，恒載內(nèi)力小，的優(yōu)點，能夠充足發(fā)揮鋼筋混凝土等材料的性能，在大中型拱橋中得到廣泛應(yīng)用。A.（單一）拱肋的截面選擇B.（單一）拱肋的輪廓尺寸混凝土拱橋箱拱的截面及尺寸箱拱：主拱圈由多室箱構(gòu)成的拱，箱形拱普通采用箱式板拱預(yù)制拼裝施工。A.拱圈的截面尺寸B.箱拱內(nèi)橫隔板設(shè)立考慮C.拱箱間的橫向連接細節(jié)橫向接頭的作用：保障各預(yù)制箱形拱肋形成拱圈時的整體受力性能。D.拱箱的吊裝分段及縱向連接細節(jié)吊裝分段：拱肋肋的縱向分段（3～7段），減小吊裝重量；縱向接頭：確保拱肋縱向受力的整體性。計算分析內(nèi)容拱軸線的選擇與擬定；成橋狀態(tài)的內(nèi)力分析和強度、剛度、穩(wěn)定驗算；施工階段的內(nèi)力分析和穩(wěn)定性驗算驗算。有限元的分析辦法拱軸線的選擇與計算拱軸線線形拱軸線的形狀直接影響主截面的內(nèi)力分布與大小，選擇拱軸線的原則，是要盡量減少荷載產(chǎn)生的彎矩。最抱負的拱軸線是與拱上多種荷載作用下的壓力線相吻合。由于此時每一截面上都只有軸壓力而無彎矩與剪力，應(yīng)力最均勻，材料強度能夠得到充足運用。

實際工程中由于活載、主拱圈彈性壓縮以及溫度、收縮等因素的作用，事實上得不到抱負的拱軸線（壓力線與拱軸線不可能是吻合的）。根據(jù)混凝土拱橋恒載比重大的特點，在實用中普通采用恒載壓力線作為拱軸線，恒載作用愈大，這種選擇就愈顯得合理。對于活載較大的鐵路混凝土拱橋，則可考慮采用恒載加二分之一活載（全橋均布）的壓力線作為拱軸線。選擇拱軸線時，除了考慮主拱受力有利以外，還應(yīng)當(dāng)考慮外形美觀、施工簡便等因素（一）圓弧線拱：線形最簡樸，施工最方便。但圓弧拱軸線普通與恒載壓力線偏離較大，使拱圈各截面受力不夠均勻。慣用于15~20m下列的小跨徑拱橋。園弧線的拱軸方程為：只有當(dāng)圓弧形上作用滿布均布的徑向荷載時，其拱軸才與恒載壓力線重疊。當(dāng)f／l較小時，兩者出入還不算大，采用圓弧拱并不使恒載內(nèi)力增大過多；但當(dāng)f／l靠近1／2時，恒載壓力線的兩端將位于拱腳截面中心上相稱遠，為理解決這個問題，實踐中常在拱腳處設(shè)立護拱，以協(xié)助拱圈受力。

（二）拋物線拱在豎向均布荷載作用下，拱的合理拱軸線是二次拋物線。對于恒載集度比較靠近均布的拱橋（如矢跨比較小的空腹式鋼筋混凝土拱橋，或鋼筋混凝土桁架拱和剛架拱等輕型拱橋），往往能夠采用拋物線拱。其拱軸線方程為：為了使拱軸線盡量與恒載壓力線相吻合，也常采用高次拋物線（3次、4次拋物線）作為拱軸線的。（三）懸鏈線拱實腹式拱橋的恒載集度從拱頂?shù)焦澳_均勻增加，其壓力線是一條懸鏈線（以下圖）。普通采用恒載壓力線作為實腹式拱橋的拱軸線。空腹式拱橋的恒載從拱頂?shù)焦澳_不再是持續(xù)分布的（以下圖），其恒載壓力線是一條不光滑的曲線，難于用持續(xù)函數(shù)來體現(xiàn)。現(xiàn)在最普遍的還是采用懸連線作為空腹拱的拱軸線，僅需拱軸線在拱頂、跨徑的四分之一點和拱腳初與壓力線重疊。二、懸鏈線的拱軸方程1、拱軸方程的建立如果拱軸線為恒載壓力線，由對稱性原則，拱頂截面的內(nèi)力為：為了計算拱軸線（壓力線）的普通方程，需首先懂得恒載的分布規(guī)律。假定實腹式拱的恒載集度與拱軸坐標(biāo)成線性關(guān)系，其任意截面的恒載能夠用下式表達：由懸鏈線方程能夠看出，當(dāng)拱的跨度和矢高擬定后，拱軸線各點的坐標(biāo)取決于拱軸系數(shù)m。其線線形可用l/4點縱坐標(biāo)y1/4的大小表達：拱軸系數(shù)m值的擬定由上計算m值的公式能夠看出，除拱腳傾角φj為未知數(shù)外，其他均為已知；在具體計算m值時可采用試算法：（1）空腹式拱m值的擬定空腹式拱橋中，橋跨構(gòu)造的恒載由兩部分構(gòu)成，即主拱圈承受由實腹段自重的分布力和空腹部分通過腹孔墩傳下的集中力（如左圖）。由于集中力的存在，拱的壓力線為在集中力作用點處有轉(zhuǎn)