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1、第二章 拱桥的设计与构造,拱桥的组成包括上部、下部、基础和附属构造，其中上部包括主要承重结构 主拱圈及传力结构 拱上建筑两部分。 本节主要讲解：主拱圈、拱上建筑、其它细部构造,第二节 简单体系拱桥的构造,2-2-1 主拱圈的构造,在拱桥的分类方法中，有一个以主拱圈截面形式分类的方法，按这种方法划分，拱桥的种类有：板拱、肋拱、双曲拱和箱形拱,图4-2-9,图4-2-10,图4-2-11,图4-2-12,2 .肋拱 板拱主要用于实腹拱，也可用来建造空腹拱；而肋拱则主要是用于空腹拱，因此，其构造与拱上建筑有着密不可分的联系。 2.1 型式：无论是按材料分还是按主拱圈拱轴线划分，其型式均与板拱的类型相
2、同，唯有横断面上不再是连续一块板，而是纵桥向平行的2条或多条肋构成的主拱圈,2.2 肋拱桥的拱上部分主要组成（P312，图4-2-15,图4-2-15,2.3 特点：与板拱相比，优点在于 节省混凝土用量（50%以上）； 墩、台工程数量少； 配以钢筋，能充分发挥材料性能； 跨越能力大。 相应的缺点： 钢筋用量多； 施工较复杂,图4-2-16,3. 双曲拱 双曲拱是我国江苏省建桥工人的一项创举，是板拱、肋拱的完美结合。因主拱圈的纵横截面都呈曲线状而得名。 3.1 双曲拱的组成（主拱圈）（拱上建筑多为空腹式，同肋拱） 由拱肋、拱波、拱板和横系梁或横隔板组成。 3.2 主要构造形式 3.2.1 双肋单
3、波式：用于小跨径，单车道的拱桥。 3.2.2 多肋多波式： 直边形（小桥） 悬砌拱眉型（中、小桥） 悬半波型（大、中桥） 高低波组合型,图4-2-19,双曲拱,3.4 分段长度：以弯矩较小处为原则。 30m以内不分段； 80m 以内分三段，0.3l处，（0.3l，0.4l，0.3l）； 80m以上可以划分57段。 分段越多，接头多，受力不利，施工麻烦，工艺要求高。 3.5 拱波 用混凝土预制，常做成圆弧形。 拱波是参与主拱圈共同承受荷载的组成部分，在浇筑拱板混凝土时起到模板作用。 3.6 拱板 现浇混凝土拱板 加强拱圈整体性 3.7 横向联系 常用形式为横系梁和横隔板 布置位置：拱顶、腹孔墩下
4、面、分段吊装的拱肋接头处等，间距3-5m；拱顶部分（或整个拱顶实腹区段）可适当加密,4. 箱形拱 箱形拱可以由板拱直接演变而来。将板挖空成一定数量空洞，形似箱子。 4.1 箱拱的类型 整体 肋式箱拱：将拱肋制成箱形,4.2 箱形拱桥的特点 （1）截面挖空率大，挖空率可达全截面的50%-70%，与板拱相比，可节省大量圬工体积，减轻重量； （2）箱形截面的中性轴大致居中，对于抵抗正负弯矩具有几乎相等的能力，能较好地适应主拱圈各截面正负弯矩变化的需要； （3）由于是闭合空心截面，抗弯和抗扭刚度大，拱圈的整体性好，应力分布较均匀； （4）单条箱肋刚度较大，稳定性较好，能单箱肋成拱，便于无支架吊装； （
5、5）制作要求较高，吊装设备较多，主要用于大跨径拱桥,4.3 箱的组成 顶板； 底板； 侧板； 横隔板； 用于接头联结的钢板或角钢,2-2-2 拱上建筑的构造,拱桥按拱上建筑形式分为： 实腹拱：构造简单，施工方便，填料多，适用于小跨径拱桥； 空腹拱： 减小恒载 适用于大中跨径拱桥,一) 实腹式拱上建筑 由侧墙、拱腹填料、护拱及变形缝、防水层、泄水管、桥面组成。 1.1 侧墙 用块石或片石砌筑，有时也用粗料石或 精料石镶面。墙体，一般按挡土墙进行设计。 1.2 拱腹填料 主要为透水性好的砂石为填料。在地质条件差的地方，为减轻拱的自重，常用一些轻质填料（如炉渣、石灰土等），当填料少时，也可用干砌圬工
6、或素砼。 1.3 护拱（P321，图4-2-29） 护拱的主要作用为便于排水，同时也加强了主拱圈在拱脚处的抗力。 通常为浆砌片石,二) 空腹（式）拱上建筑 与实腹拱的拱上建筑构造相比，除了同样具有侧墙、拱腹填料（含实腹段）、桥面系等其它构造外，还多了腹孔构造。 腹孔：在实腹拱的两拱脚以上附近较高侧墙上挖空，以减轻拱桥的自重，挖空部分设置成与桥轴线平行小跨径的桥跨结构。形成“桥上桥”。 2.1 腹孔的构造： 包括,2.2 腹孔桥跨结构的构造 腹孔的桥跨结构是腹孔受荷的主体，因此也常将其简称之为腹孔。 腹孔有两种类型：板(梁)式腹孔；拱式腹孔。由于拱型腹拱曲线优美,节省钢材，所以常见的为拱式腹孔也
7、叫腹拱,图4-2-32,2.3 腹孔墩(台)构造 与普通的中小桥墩台一样，也包括：墩(台)帽(盖)梁、墩(台)身、基础(底座或底梁)三部分。 2.3.1 墙式墩(台)（P325，图4-2-35a） 2.3.2 柱式墩台（P325，图4-2-35b,图4-2-36,图4-2-37,2-2-3 拱桥的其它细部构造,1. 拱腔填料,桥面及人行道 1.1 桥面铺装 1.1.1 作用: 防止行车道板的磨耗； 保护承重结构,传力结构免受雨水侵蚀； 扩散荷载的作用面； * 增大自重。 1.1.2 材料类型： 沥青混凝土； 水泥混凝土； 泥结碎石。 1.1.3 厚度：可参考梁式桥的构造,1.2 拱腔填料 侧墙
8、、桥面、拱圈四周环围所形成空间叫做拱腔。 1.2.1 作用 ： 扩散荷载作用面积； 减小车辆荷载的冲击作用； * 增加了拱桥的恒载。 1.2.2 材料类型： 粗颗粒透水性材料； 灰,渣,土等轻质材料； 1.2.3 厚度：最小厚度：(主拱圈实腹段拱顶或腹拱圈拱顶)包括桥面铺装在内的最小厚度0.3m。当最小厚度0.5m时，不计汽车冲击力。 1.3 人行道 拱桥人行道与梁桥人行道相同,2. 伸缩缝和变形缝 2.1 伸缩缝和变形缝的作用 保证结构计算图式与实际受力情况相吻合； 分析拱桥的受力图式，通常均不考虑拱上建筑与主拱圈的共同受力。这就要求将主拱圈从构造上与拱上建筑分离出来即拱上建筑不得影响主拱圈
9、的变形。 保证拱上建筑不能产生不规则的没有控制的裂缝。安全、耐久,2.2 敷设位置 一般原则：在外界因素作用下，拱上建筑沿纵桥向产生变形大的地方一定要设置伸缩缝；变形小的地方可设置变形缝。 通常的设置位置 实腹拱：桥墩（台）处与拱脚毗邻的位置设伸缩缝。一般不设变形缝。 空腹拱：a) 拱式腹孔的空腹拱； 为什么第一孔设置成三铰拱？ b) 梁式腹孔的空腹拱：第一孔（腹孔）的端立柱，通常与拱的墩台分开，并在第一孔端部设伸缩缝,2.3 构造 伸缩缝：宽度0.020.03m，用锯木屑 + 沥青（11）填塞。 砌体：预留全桥横断通缝直缝。 预制件：预制板预留缝。 变形缝：宽度0.00m（无缝宽） 砌体：全
10、桥横断通缝直缝或错缝干砌。 预制件：全桥横断通缝用油毡隔开。 2.4 伸缩缝及变形缝设置的注意事项 主拱圈以上所有建筑横断面上全断面贯通。（人行道板、栏杆柱、栏杆扶手等,图4-2-45,图4-2-46,3. 排水及防水层 3.1 水对拱上建筑的危害 桥面雨水如不及时排出桥外，将影响交通，且加剧雨水向桥面、拱腔填料的渗流； 桥面及拱腔填料的含水量增加降低其承载能力。路面易开裂； 渗水会沿缝隙渗透。冬季冰冻会使结构产生冻胀损坏，缩短使用寿命,3.2 桥面排水设置 纵横坡设置：纵坡：34%；横坡（路拱）1.53.0%。 排水管设置：数量：（参见梁桥）； 位置：距路缘石20cm；或路缘石下，交错布设； 材质：（参见梁桥,图4-2-47,3.3 防水层设置 3.3.1 实腹拱：（注意单孔和多孔的区别）。 单孔时，无排水管； 桥台盲沟； 多孔时，排水管的位置应设在L/4处； 防水层，沿拱顶附近的拱背铺设，开在L/3附近，直铺与桥孔的L/4处相接，形成渗水沟，用排水管排出。 3.3.2 空腹拱：排水管要伸出主拱圈510cm,图4-2-48,3.4 防水层构造 类型: 粘贴式：三油二毡； 涂抹式：沥青或柏油涂抹；防水效果差 三合土式（厚15cm，水泥石灰砂 = 123）。防水效果差 在桥梁
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