2012年造價工程師《技術(shù)與計量》(土建)-拱式橋

更新時間：2012-04-16 15:25:11 來源：|0

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　　拱式橋$lesson$

　　拱式橋的特點是其橋跨的承載結(jié)構(gòu)以拱圈或拱肋為主。

　　拱式橋在豎向荷載作用下。兩拱腳處不僅產(chǎn)生豎向反力，還產(chǎn)生水平反力(推力)

　　由于水平推力的作用使拱中的彎矩和剪力大大地降低。設(shè)計合理的拱主要承受拱軸壓力，拱截面內(nèi)彎矩和剪力均較小，因此可充分利用石料或混凝土等抗壓能力強而抗拉能力差的圬工材料。由此可見，拱式橋是鋼筋混凝土橋和圬工橋最合理的結(jié)構(gòu)形式之一。拱式橋是推力結(jié)構(gòu)，其墩臺基礎(chǔ)必須承受強大的拱腳推力。因此拱式橋?qū)Φ鼗蠛芨?，適建于地質(zhì)和地基條件良好的橋址。

　　拱橋按其結(jié)構(gòu)體系分為：

　　(1)簡單體系拱橋。在簡單體系拱橋中，拱橋的傳力結(jié)構(gòu)不與主拱形成整體共同承受荷載。橋上的全部荷載由主拱單獨承受，它們是橋跨結(jié)構(gòu)的主要承重構(gòu)件。拱的水平推力直接由墩臺或基礎(chǔ)承受。

　　①主拱構(gòu)造。石板拱寬跨比不應(yīng)小于1/20，石料規(guī)格一般采用料石、塊石、片石等各種類型。根據(jù)受力特點，主拱的構(gòu)造應(yīng)滿足下列要求：拱石受壓面應(yīng)選擇較大的平整面，并使拱石的大頭向上，小頭向下，受壓面的砌縫應(yīng)與拱軸線相垂直;當(dāng)拱厚較大時，宜采用2～4層砌筑，并應(yīng)縱橫錯縫，錯縫間距不小于100mm;砂漿砌縫寬度不應(yīng)大于20～30mm;拱圈與墩臺及寬腹式拱墩連接處，應(yīng)采用特制的五角石，以改善連接處的受力狀況。

　　②拱上建筑構(gòu)造。拱上建筑按其采用的構(gòu)造方式，可分為實腹式和空腹式兩種。

　　實腹式拱上建筑由拱腔填料、側(cè)墻、護拱和橋面系等部分組成，一般適用于小跨徑拱橋。

　　空腹式拱上建筑最大的特點在于具有腹孔和腹孔墩。腹孔有拱式腹孔、梁(板)式孔兩種形式。腹孔跨徑不宜過大，一般不大于主拱跨徑的1/8～1/15，同時腹孔的構(gòu)造應(yīng)統(tǒng)一。

　　③細部構(gòu)造。為了防止不規(guī)則裂縫的出現(xiàn)，需在相對變形較大的位置設(shè)置伸縮縫，相對變形較小的位置設(shè)置變形縫。橋面系均應(yīng)在相應(yīng)位置設(shè)置伸縮縫或變形縫，以適應(yīng)主拱的變形。

　　實腹式拱橋的伸縮縫通常設(shè)在兩拱腳的上方，并需在橫橋方向貫通全寬及側(cè)墻的全高。目前多將伸縮縫做成直線形，以使構(gòu)造簡單，施工方便。

　　對于空腹式拱橋，當(dāng)采用拱式腹孔時，一般將緊靠墩臺的第一個腹拱做成三鉸拱，并在靠墩臺側(cè)拱鉸上方的側(cè)墻內(nèi)設(shè)置伸縮縫，其余拱鉸上方可設(shè)變形縫。

　　(2)組合體系拱橋。組合體系拱橋一般由拱和梁、桁架或剛架等兩種以上的基本結(jié)構(gòu)體系組合而成，拱橋的傳力結(jié)構(gòu)與主拱按不同的構(gòu)造方式形成整體結(jié)構(gòu)，以共同承受荷載。根據(jù)構(gòu)造方式及受力特點，組合體系拱橋可分為桁架拱橋、剛架拱橋、桁式組合拱橋和拱式組合體系橋等四大類。

　　①桁架拱橋又稱拱形桁架橋，是由拱和桁架兩種結(jié)構(gòu)體系組合而成。

　　②剛架拱橋也是一種有推力的拱橋。其主結(jié)構(gòu)由拱肋構(gòu)成主拱，拱上建筑取斜腿剛構(gòu).的形式，并聯(lián)結(jié)成整體，故名剛架拱橋。剛架拱橋的外形與桁架拱橋相似，但構(gòu)造比桁架拱橋簡單，整個橋跨沒有豎桿，只有少量的斜桿(跨徑小于30m時，可不設(shè)斜桿)剛架拱橋的上部結(jié)構(gòu)由剛架拱片、橫向聯(lián)結(jié)系和橋面系等部分組成。

　　桁架拱橋和剛架拱橋均屬于整體型上承式拱橋。

　?、坭焓浇M合拱橋是由兩端的懸臂桁架梁和中段的桁架拱組成的拱梁組合體系，也是一種有推力結(jié)構(gòu)。主孔桁架一般采用斜桿式，可分為三角形式、斜壓桿式和斜拉桿式三種，其中斜拉桿式是大跨徑預(yù)應(yīng)力混凝土桁式組合拱橋常用的形式。

　　桁式組合拱橋主跨是由兩端的懸臂桁架、中段的桁架拱片、橫向聯(lián)結(jié)系和橋面系等部分組成，主孔下弦桿的曲線一般采用二次拋物線形，矢跨比一般在1/6～1/9。當(dāng)邊孔采用桁式拱時，應(yīng)根據(jù)主跨與邊跨水平推力接近的原則來確定矢跨比。桁式組合拱上下弦桿一般采用閉合的箱形截面，較為剛勁，所以拱片間距不宜過小，對于雙車道橋梁，一般采用兩片桁式拱片。

　?、芄笆浇M合體系橋是將拱肋和系桿組合起來，共同承受荷載，可充分發(fā)揮各構(gòu)件的材料強度。拱式組合體系橋可做成有推力和無推力兩種形式，也可以做成上承式、中承式或下承式三種形式。一般無推力中、下承式的拱式組合體系橋使用較多，無推力的拱式組合體系橋常稱為系桿拱橋，一般由拱肋、吊桿(或立柱)、系桿、橫向聯(lián)結(jié)系和橋面系等組成，根據(jù)拱肋和系桿(梁)相對剛度的大小，可劃分為柔性系桿剛性拱、剛性系桿柔性拱和剛性系桿剛性拱三種體系。目前出現(xiàn)的大跨徑系桿拱橋大多采用鋼筋混凝土或鋼管混凝土結(jié)構(gòu)，除單跨外，更多的是三跨飛燕式。