橋梁工程拱橋的設(shè)計(jì)與構(gòu)造(編輯修改稿)
2025-02-03 21:00 本頁(yè)面
【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 （一）普通桁拱橋 普通桁架拱： 普通桁架拱橋由桁架片、橫向聯(lián)結(jié)系和橋面聯(lián)組成（如下圖）。 第二章 拱橋的設(shè)計(jì)與構(gòu)造 桁架拱橋上部構(gòu)造示意圖 第二章 拱橋的設(shè)計(jì)與構(gòu)造 受力特征： （ 1）桁架拱在荷載作用下具有水平推力，使跨間彎矩減小，跨中實(shí)腹段以壓為主，具有拱的受力特征。 （ 2）拱與拱上結(jié)構(gòu)共同受力，各桿件主要承受軸力，具有桁架受力特征。 優(yōu)點(diǎn)： （ 1）桁架拱橋可采用鋼筋混凝土和預(yù)應(yīng)力混凝土材料建造， 且結(jié)構(gòu)剛度大、質(zhì)量輕、節(jié)省材料，受力合理，結(jié)構(gòu)輕巧。 （ 2）通常采用兩鉸體系，基礎(chǔ)位移、溫度變化等產(chǎn)生的附 加內(nèi)力相對(duì)無(wú)鉸拱要小、適合于軟弱地基。 （ 3）主要采用預(yù)制裝配，工序少，工期短，橋梁重量輕。 缺點(diǎn)： 桿件纖細(xì)、模板復(fù)雜、澆注和吊裝要求高。若為鋼筋混凝土桁架，其受彎部位和剛結(jié)點(diǎn)常有開(kāi)裂。 第二章 拱橋的設(shè)計(jì)與構(gòu)造 普通桁架拱立面布置： 根據(jù)構(gòu)造不同，桁架拱可以分為 斜（腹）桿式、豎（腹）桿式、桁肋式 三種。 （ 1）斜（腹） 桿式 三角 形式 帶 豎桿 的 三角形式 斜壓桿式 斜拉桿式 第二章 拱橋的設(shè)計(jì)與構(gòu)造 （ 2）豎（腹）桿式 （ 3）桁肋式 第二章 拱橋的設(shè)計(jì)與構(gòu)造 普通桁架拱主要構(gòu)造及尺寸擬定 （ 1）矢跨比 ：其凈矢跨比一般在 1/6~1/10之間選用。 （ 2）合理拱軸線 ：下弦桿的合力拱軸線應(yīng)是在恒載作用下 使下伸斜桿的拉應(yīng)力為零或在容許范圍內(nèi)的軸線。 （ 3）桁架拱片的節(jié)間長(zhǎng)度 ：節(jié)間長(zhǎng)度一般不宜大于計(jì)算 跨徑的 1/8~1/12，且不超過(guò) 5m。 （ 4）桁架拱片的片數(shù)及間距 ： 20~50m的桁架拱橋，拱片 間距以 2~。采用微彎板橋面時(shí)，雙車道可采用 3~4 片，采用空心板橋面時(shí)，則可采用 2~3片。 （ 5）實(shí)腹段長(zhǎng)度 ： 實(shí)腹段長(zhǎng)度 l1在計(jì)算跨徑的 ~ 間選用。 第二章 拱橋的設(shè)計(jì)與構(gòu)造 （ 6）下弦桿截面面積 ，初擬時(shí)采用下列經(jīng)驗(yàn)公式估算： 00002 .2 akB lAf Rl?（ 7）實(shí)腹段中央截面高度， 初擬時(shí)可取凈跨徑的 1/40~1/50， 也可采用下列經(jīng)驗(yàn)公式估算： 0( 20 0 )70lhk??（ 8） 上弦桿與橋面板組合后的高度 h1由上弦桿最大節(jié)間長(zhǎng) 決定，一般為最大節(jié)間長(zhǎng)度的 1/6~1/8。 第二章 拱橋的設(shè)計(jì)與構(gòu)造 （ 9） 桁 拱片寬度 b在 25~50cm之間，跨徑較小，拱片較多時(shí)可取較小值。 （ 10）斜桿和豎桿 等腹桿常用矩形截面，寬度為 b3和 b4, 一般小于或等于拱片的寬度；高度分別為 h3和 h4,一般為下弦桿高度的 1/~1/2，通常取 20~40cm。 （ 11）桁架拱片中的節(jié)點(diǎn)構(gòu)造 在整個(gè)構(gòu)造占重要位置，其形式與腹桿有關(guān)。需特別注意的是： (a)各桿件應(yīng)在節(jié)點(diǎn)處交于一點(diǎn)，以免產(chǎn)生附加彎矩。 (b)相鄰桿件外緣交角應(yīng)以圓弧或者直線過(guò)度，過(guò)渡段不得出現(xiàn)銳角與直角，避免應(yīng)力集中。 (c)設(shè)置節(jié)點(diǎn)塊包絡(luò)筋，其伸入弦桿的錨固長(zhǎng)度應(yīng)滿足要求，節(jié)點(diǎn)塊范圍箍筋加密（間距不大于 10cm）。 (d)腹桿主筋應(yīng)伸過(guò)桿件軸線交點(diǎn)一定長(zhǎng)度，對(duì)拉桿應(yīng) ≥30d，并帶彎鉤，對(duì)壓桿應(yīng) ≥20d。 (e)采用預(yù)制裝配時(shí)，現(xiàn)澆節(jié)點(diǎn)塊應(yīng)將預(yù)制桿端面包入不小于 4cm。 第二章 拱橋的設(shè)計(jì)與構(gòu)造 （ 12）桁架拱片與墩臺(tái)的連接形式 懸臂方式 過(guò)梁式 伸入式 受力明確 下弦桿與墩 （ 臺(tái) ） 的連接一般是在墩 （ 臺(tái) ） 帽上預(yù)留深10cm左右 （ 或與肋高相同 ）的槽孔 ， 將下弦桿插入并封以砂漿 。 在跨徑較大時(shí) ， 由于 墩 （ 臺(tái) ） 位移 等原因 ， 往往造成支承面局部承壓 ， 引起反力偏心和結(jié)構(gòu)內(nèi)力變化， 故宜采用 較完善的鉸接 。 第二章 拱橋的設(shè)計(jì)與構(gòu)造 （ 13）桁架拱橫向 聯(lián)系的作用是把各桁拱片聯(lián)成整體，使之共同受力。根據(jù)設(shè)置部位不同分為 橫系梁、橫拉桿和剪力撐幾種形式。 （ 14）橋面板既承受局部荷載，又與桁架拱片形成整體，共同受力 。常采用的是預(yù)制微彎板加混凝土填平式形式；為加強(qiáng)結(jié)構(gòu)強(qiáng)度和整體性，避免板頂縱向裂縫，可采用上平下拱少筋板。 （二）桁式組合拱橋 第二章 拱橋的設(shè)計(jì)與構(gòu)造 桁式組合拱橋： 跨中部分桁架拱橋支撐在兩邊懸臂桁架上 的組合結(jié)構(gòu)體系。 桁式組合拱中跨與邊跨之比一般為 ~；主跨上弦桿斷點(diǎn)位置離拱腳的距離一般為跨徑 l的 ~。 第二章 拱橋的設(shè)計(jì)與構(gòu)造 ①將全橋明顯地分成 兩個(gè)受力區(qū)段 ，即斷縫至拱頂區(qū)段是拱式受力體系 ，上弦及實(shí)腹段均受壓；斷縫至橋墩是 梁式受力體 系，上弦受拉，下弦受壓。 ②桁式組合拱的上弦、斜桿、上弦的承載能力均得到充分發(fā)揮，全橋受力趨于均勻、合理。 ③上弦斷縫位置對(duì)全橋的內(nèi)力的分配起著重要作用。 受力特點(diǎn)： ①合理的斷縫位置設(shè)在第 2~3節(jié)間； ②節(jié)間長(zhǎng)度一般在跨徑的 1/8~1/12，近拱腳處可大些，向跨中方向節(jié)間長(zhǎng)度逐漸減??； ③跨徑小于 160米，矢跨比取 1/8；跨徑 ﹥160 米，矢跨比取 1/6為宜； ④主拱圈的截面高度一般為跨徑的 1/100~1/120； ⑤合理的上弦桿、下弦桿、實(shí)腹段跨中剛度比 1::左右；可充分發(fā)揮上弦桿的軸向力； 第二章 拱橋的設(shè)計(jì)與構(gòu)造 構(gòu)造特點(diǎn)： 第二章 拱橋的設(shè)計(jì)與構(gòu)造 二、剛架拱橋 剛架拱橋的上部結(jié)構(gòu)是由 剛架拱片、橫向聯(lián)結(jié)系和橋面系 等部分組成。 剛架拱片 橫 向
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