2012年造价工程师《技术与计量》(土建)-拱式桥

更新时间：2012-04-16 15:25:11 来源：|0

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　　拱式桥$lesson$

　　拱式桥的特点是其桥跨的承载结构以拱圈或拱肋为主。

　　拱式桥在竖向荷载作用下。两拱脚处不仅产生竖向反力，还产生水平反力(推力)

　　由于水平推力的作用使拱中的弯矩和剪力大大地降低。设计合理的拱主要承受拱轴压力，拱截面内弯矩和剪力均较小，因此可充分利用石料或混凝土等抗压能力强而抗拉能力差的圬工材料。由此可见，拱式桥是钢筋混凝土桥和圬工桥最合理的结构形式之一。拱式桥是推力结构，其墩台基础必须承受强大的拱脚推力。因此拱式桥对地基要求很高，适建于地质和地基条件良好的桥址。

　　拱桥按其结构体系分为：

　　(1)简单体系拱桥。在简单体系拱桥中，拱桥的传力结构不与主拱形成整体共同承受荷载。桥上的全部荷载由主拱单独承受，它们是桥跨结构的主要承重构件。拱的水平推力直接由墩台或基础承受。

　　①主拱构造。石板拱宽跨比不应小于1/20，石料规格一般采用料石、块石、片石等各种类型。根据受力特点，主拱的构造应满足下列要求：拱石受压面应选择较大的平整面，并使拱石的大头向上，小头向下，受压面的砌缝应与拱轴线相垂直;当拱厚较大时，宜采用2～4层砌筑，并应纵横错缝，错缝间距不小于100mm;砂浆砌缝宽度不应大于20～30mm;拱圈与墩台及宽腹式拱墩连接处，应采用特制的五角石，以改善连接处的受力状况。

　　②拱上建筑构造。拱上建筑按其采用的构造方式，可分为实腹式和空腹式两种。

　　实腹式拱上建筑由拱腔填料、侧墙、护拱和桥面系等部分组成，一般适用于小跨径拱桥。

　　空腹式拱上建筑最大的特点在于具有腹孔和腹孔墩。腹孔有拱式腹孔、梁(板)式孔两种形式。腹孔跨径不宜过大，一般不大于主拱跨径的1/8～1/15，同时腹孔的构造应统一。

　　③细部构造。为了防止不规则裂缝的出现，需在相对变形较大的位置设置伸缩缝，相对变形较小的位置设置变形缝。桥面系均应在相应位置设置伸缩缝或变形缝，以适应主拱的变形。

　　实腹式拱桥的伸缩缝通常设在两拱脚的上方，并需在横桥方向贯通全宽及侧墙的全高。目前多将伸缩缝做成直线形，以使构造简单，施工方便。

　　对于空腹式拱桥，当采用拱式腹孔时，一般将紧靠墩台的第一个腹拱做成三铰拱，并在靠墩台侧拱铰上方的侧墙内设置伸缩缝，其余拱铰上方可设变形缝。

　　(2)组合体系拱桥。组合体系拱桥一般由拱和梁、桁架或刚架等两种以上的基本结构体系组合而成，拱桥的传力结构与主拱按不同的构造方式形成整体结构，以共同承受荷载。根据构造方式及受力特点，组合体系拱桥可分为桁架拱桥、刚架拱桥、桁式组合拱桥和拱式组合体系桥等四大类。

　　①桁架拱桥又称拱形桁架桥，是由拱和桁架两种结构体系组合而成。

　　②刚架拱桥也是一种有推力的拱桥。其主结构由拱肋构成主拱，拱上建筑取斜腿刚构.的形式，并联结成整体，故名刚架拱桥。刚架拱桥的外形与桁架拱桥相似，但构造比桁架拱桥简单，整个桥跨没有竖杆，只有少量的斜杆(跨径小于30m时，可不设斜杆)刚架拱桥的上部结构由刚架拱片、横向联结系和桥面系等部分组成。

　　桁架拱桥和刚架拱桥均属于整体型上承式拱桥。

　　③桁式组合拱桥是由两端的悬臂桁架梁和中段的桁架拱组成的拱梁组合体系，也是一种有推力结构。主孔桁架一般采用斜杆式，可分为三角形式、斜压杆式和斜拉杆式三种，其中斜拉杆式是大跨径预应力混凝土桁式组合拱桥常用的形式。

　　桁式组合拱桥主跨是由两端的悬臂桁架、中段的桁架拱片、横向联结系和桥面系等部分组成，主孔下弦杆的曲线一般采用二次抛物线形，矢跨比一般在1/6～1/9。当边孔采用桁式拱时，应根据主跨与边跨水平推力接近的原则来确定矢跨比。桁式组合拱上下弦杆一般采用闭合的箱形截面，较为刚劲，所以拱片间距不宜过小，对于双车道桥梁，一般采用两片桁式拱片。

　　④拱式组合体系桥是将拱肋和系杆组合起来，共同承受荷载，可充分发挥各构件的材料强度。拱式组合体系桥可做成有推力和无推力两种形式，也可以做成上承式、中承式或下承式三种形式。一般无推力中、下承式的拱式组合体系桥使用较多，无推力的拱式组合体系桥常称为系杆拱桥，一般由拱肋、吊杆(或立柱)、系杆、横向联结系和桥面系等组成，根据拱肋和系杆(梁)相对刚度的大小，可划分为柔性系杆刚性拱、刚性系杆柔性拱和刚性系杆刚性拱三种体系。目前出现的大跨径系杆拱桥大多采用钢筋混凝土或钢管混凝土结构，除单跨外，更多的是三跨飞燕式。