2012年造價(jià)工程師《技術(shù)與計(jì)量》(土建)-拱式橋

更新時(shí)間：2012-04-16 15:25:11 來源：|0

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　　拱式橋$lesson$

　　拱式橋的特點(diǎn)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(jì)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(qiáng)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(tái)基礎(chǔ)必須承受強(qiáng)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(dú)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(tái)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(diǎn)，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(shí)，宜采用2～4層砌筑，并應(yīng)縱橫錯(cuò)縫，錯(cuò)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(tái)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。

　?、诠吧辖ㄖ?gòu)造。拱上建筑按其采用的構(gòu)造方式，可分為實(shí)腹式和空腹式兩種。

　　實(shí)腹式拱上建筑由拱腔填料、側(cè)墻、護(hù)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(diǎn)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(shí)腹孔的構(gòu)造應(yīng)統(tǒng)一。

　?、奂?xì)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(shí)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(shí)，一般將緊靠墩臺(tái)的第一個(gè)腹拱做成三鉸拱，并在靠墩臺(tái)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(diǎn)，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。

　?、勹旒芄皹蛴址Q拱形桁架橋，是由拱和桁架兩種結(jié)構(gòu)體系組合而成。

　?、趧偧芄皹蛞彩且环N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(gè)橋跨沒有豎桿，只有少量的斜桿(跨徑小于30m時(shí)，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(shí)，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(qiáng)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。