《拱桥的发展》由会员分享，可在线阅读，更多相关《拱桥的发展（42页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、汇报人：樊秋林,云桂铁路南盘江特大桥,技术交流汇报材料,YUN GUI TIE LU NAN PAN JIANG TE DA QIAO,拱桥的发展,中铁十八局集团有限公司,樊秋林,汇 报 人,拱桥的发展史,一,目录,拱桥的发展方向,二,第一部分 拱桥的发展史,拱桥作为桥梁基本形式之一，至今已有三千多年的历史。现存最早的拱桥，是古罗马法夫里西奥桥，建于公元前62年，我国最具代表性的石拱桥是建于公元606年的赵州桥。,拱桥的发展史,拱桥的发展史,赵州桥,古代拱桥所用的材料多为石材，结构形式以圆弧、实腹式拱桥为主。因其跨径、材料适应性强，在世界各地、各个时期得到大量的修建，其中有众多成为宝贵的文化遗
2、产和当地的象征。18世纪的工业革命以后，科学技术又了长足的进步，拱桥建设也逐步走上了科学的道路，数学和力学逐渐在设计中起主导作用，形式逐多样化，钢铁、混凝土材料开始应用。1874年世界第一座钢拱桥美国圣路易斯桥采用斜拉悬臂法施工建成，1875年，世界第一座混凝土人行拱桥建成，1899年世界第一座钢筋混凝土拱桥在法国建成；1909年第一座劲性骨架混凝土拱桥在德国建成。标志着拱桥发展进入新时代。,拱桥的发展史,拱桥的发展史,拱桥的发展史,拱桥的发展史,进入20世纪，一批有代表性的钢拱桥建成：例如1931年建成的美国贝永桥主跨503.6m和1932年建成的悉尼港大桥主跨503m，在建成后的几十年内都
3、是世界上最大跨。,贝永桥,悉尼港大桥,拱桥的发展史,拱桥的发展史,此后几十年，世界拱桥技术主要朝着多样化、拱上结构轻型化、施工方法去支架化的方向发展。特别是悬臂拼装和悬臂浇筑施工方法的采用，使得混凝土拱桥的施工技术得到了进一步发展。1979年，前南斯拉夫建成主跨390m的克尔克桥，为当时世界最大跨度钢筋混凝土拱桥。,拱桥的发展史,拱桥的发展史,我国的现代拱桥技术起步较晚，建国以后，因为物资条件的匮乏，在60、70年代的铁路建设中，主要以钢筋混凝土拱桥为主。为减轻自重、节约圬工和钢材、方便施工，我国桥梁工作者对拱桥技术进行了长期不懈的探索，双曲拱桥、桁架拱和刚架拱就是这一探索的结果。80年代后，
4、我国修建了许多大跨径的钢筋混凝土箱拱桥。跨径从1979年建成的四川马鸣溪大桥150m、跨越到1990年建成的四川宜宾小南门金沙江大桥240m。,小南门金沙江大桥,马鸣溪大桥,拱桥的发展史,拱桥的发展史,80年代改革开放以后，随着基础建设的大力发展，我国拱桥技术开始进入跨越式发展，从施工方法方面，形成了包括支架法、悬臂浇筑法、悬臂拼装法、缆索斜拉扣挂法、顶推法、转体法等一系列具备国际先进水平的工艺工法。目前各种材料拱桥的世界跨径记录均在中国。石拱桥：山西丹河新桥，主跨径146m；钢拱桥：钢桁架拱桥，重庆朝天门大桥2009年通车，主跨径552m；钢箱梁拱桥，上海卢浦大桥2003年建成，主跨径550
5、m；钢筋混凝土拱桥：万州长江大桥，1997年建成，主跨径420m。,拱桥的发展史,拱桥的发展史,世界大跨径钢拱桥统计表,拱桥的发展史,拱桥的发展史,世界大跨径混凝土拱桥（含劲性骨架）统计表,拱桥的发展史,拱桥的发展史,世界大跨径钢管混凝土拱桥统计表,拱桥的发展史,拱桥的发展史,钢管混凝土拱桥：合江长江一桥，2013年建成，主跨径530m，解决了超大跨径钢管混凝土拱桥建造核心技术问题，将该类桥型跨径突破到500m级。,南盘江特大桥,合江长江一桥,拱桥的发展史,拱桥的发展史,我国对世界拱桥技术进步最重要的贡献是钢管混凝土拱桥和钢管混凝土劲性骨架拱桥的发展。1937年和1939年，前苏联建成了两座跨
6、径分别为110m和140m的钢管混凝土拱桥。此后的相当长时间内，世界范围内未见有这种桥梁修建的报道。1990年，我国第一座钢管混凝土拱桥四川旺苍东河大桥建成，它为跨径110m的下承式钢管混凝土系杆拱桥；同年建成的四川宜宾南门金沙江大桥为标志性中承式劲性骨架混凝土拱桥，跨度240m，居当时中承式拱桥世界第一。1995年广东省建成了跨度200m的南海三山西中承钢管混凝土拱桥、居钢管混凝土拱桥世界第一。,拱桥的发展史,拱桥的发展史,1996年建成的广西邕宁邕宁江大桥跨度312m，把劲性骨架混凝土拱桥世界纪录提高了72m；四川万县长江大桥采用劲性骨架混凝土拱桥，把混凝土拱桥的世界纪录由南斯拉夫KRK大
7、桥的390m突破到400m级别。,广西邕宁邕宁江大桥,万县长江大桥,拱桥的发展史,拱桥的发展史,近年来国际上最大跨度混凝土拱桥是美国科罗拉多河桥，主跨323m，采用悬臂浇筑法2010年建成。国外在建的跨径最大的混凝土拱桥是西班牙的阿尔蒙特大桥，主跨径384m，也是一座高速铁路桥，采用悬臂浇筑法施工，预计今年建成。都未跨越400m极限。实现大跨度钢筋混凝土拱桥的关键不在设计，而在施工。施工所需解决的问题，是在如何承担尚未成拱的拱圈的材料自重。办法则是两条：一是增加拉索，使拱圈能够悬拼；二是及早让部分材料成拱，使其具有承受随后增加的材料重量的能力。,拱桥的发展史,拱桥的发展史,1992-1996年
8、，郑皆连院士首次提出用千斤顶斜拉扣索适时对拱骨架施加拉力，实现拱肋劲性骨架外包混凝土连续浇筑。该技术成功应用于广西邕宁邕江大桥外包混凝土，此后由该技术演化而来的斜拉扣挂技术广泛应用于钢管混凝土拱桥施工。完美解决了前面的问题。我们今天介绍的南盘江特大桥外包混凝土分段分环浇筑方法就是在郑院士的理念指导下形成。钢管混凝土斜拉扣挂技术的成熟，将钢混结构拱桥跨径向700m跨越成为可能。,拱桥的发展史,拱桥的发展史,中铁十八局拱桥施工史让十八局集团在拱桥建设史上成名的，是1998年建成的天津彩虹大桥，该桥为主跨168m的下承式钢管混凝土系杆拱桥，当时为解决软基沉降技术难题，也是国内首次采用拱脚与桥墩完全分
9、离的下承式柔性系杆刚性拱，这给施工带来了相当的困难，技术难题的解决，带动我们在该桥创造了新工艺全国10项第一，多孔大跨度钢管混凝土无推力系杆拱桥-彩虹大桥施工技术，获得了天津市科技进步一等奖。,拱桥的发展史,拱桥的发展史,拱桥的发展史,拱桥的发展史,后来承建比较有特点的拱桥还有，中法联合设计的天津中心庄路跨京津高速桥，采用双绞型上承式拱桥结构，是国内首座薄壁式拱桥。国内首次采用竖向转体施工的广西梧州桂江大桥，主跨为三孔自锚式钢管混凝土中 承式系杆拱桥，采 用多台连续千斤顶、 钢绞线束扣锚索、 特制扣锚索前端连 接装置等组成新型 牵引体系。,拱桥的发展史,拱桥的发展史,2003年建成的，当时浙江
10、省跨度最大的刚性系梁钢管拱桥-嵊州大桥，获“浙江省市政金奖示范工程”；以及2015年初建成的国内最大跨度下承式钢箱斜靠系杆拱桥-上海康宁路蕴藻浜大桥，也是刚刚荣获上海市金奖。,拱桥的发展史,拱桥的发展史,在高速铁路方面，我集团也是很早就承建了京津城际跨新开路钢管拱桥，以及主跨112m的下承式钢管混凝土提篮拱武广客运专线东湖特大桥。,东湖特大桥,拱桥的发展史,拱桥的发展史,目前，我集团在建的拱桥有，大家即将观摩的云桂铁路南盘江特大桥，南盘江特大桥是目前世界最大跨度客货共用高速铁路劲性骨架钢筋混凝土拱桥，主桥跨度416m（沪昆北盘江为客运铁路拱桥，同等速度条件下，客货共用高速铁路桥承载力要比普通客
11、专桥承载力高40%左右）；以及成贵铁路西溪河大桥，主跨240m上承式管混凝土提篮拱桥；大瑞铁路怒江四线特大桥，主跨490m上承式钢桁提篮拱桥，大瑞怒江桥，无论是结构形式还是现场条件，都比较复杂，我们目前也是在全力推进该桥BIM技术的应用，如此的话，对拱桥的建设发展，相信也会有一个不小的贡献。,拱桥的发展史,拱桥的发展史,大瑞铁路怒江四线特大桥,第二部分 拱桥的发展方向,拱桥的发展方向,1 石拱桥,1)采用天然材料，具有独特的美学价值 2)造价昂贵，新建的石拱桥极少，大多在公园或风景区中 3)大量现存石拱桥的维护、改造和迁移成为国外研究的重点 4)劳动生产率低、支架费用大、对地质条件要求高 5)
12、经济性较其它桥梁已从过去的优势变为劣势，在我国石拱桥修建日趋减少,拱桥的发展方向,2 混凝土拱桥,1)以廉价抗压强度高的混凝土为主、配置少量钢筋抵抗拉应力，结构合理 2)自重大，施工过程中需大量的施工设备与临时设施 3)人工费用高，经济性低，当跨径增大时这个问题愈显得突出 4)钢管混凝土拱桥的出现抢占了钢筋混凝土拱桥的应用范围 5)跨度在200 m以下的混凝土拱桥已有大量修建,技术已日趋成熟, 经济性好 6)跨度200 m时,其技术难度较大,其竞争力要依具体的工程情况而定 7)跨度300 m的混凝土拱桥,目前仅有6座,其技术还处于发展之中,拱桥的发展方向,3 钢拱桥,1)材料抗压强度高，自重小
13、，架设方便，跨越能力大 2)拱以受压为主，稳定问题突出，高强材料的性能不能得到充分发挥 3)与斜拉桥相比，其施工架设困难且费用高 4)对地质条件要求较高，后期养护与维修费用高 5) 对抗震、抗风要求较高时，钢拱桥仍是大跨径桥梁可以考虑的方案,拱桥的发展方向,4 钢管混凝土拱桥,1)套箍作用大大提高了混凝土的塑性性能 2)混凝土内填于钢管之内，增强了钢管的管壁稳定性 3)中国已修建了大量的钢管混凝土拱桥，最大跨径已达到530m(泸州合江长江一 桥) 4)该桥型要达到500m和500m以上并不是太困难的事情 5)更大跨度需要与斜拉桥、悬索桥进行技术和经济比较确定,拱桥的发展方向,5 组合体系拱桥,
14、1)满足桥梁景观要求 2)满足结构刚度的要求 3)把两种不同的桥式结构从造型和受力方面进行组合 4)主要有拱与连续梁（刚构）、拱与斜拉桥、拱与T构桥、拱与悬索桥的组合 5)适宜建在对美观要求较高的地区,拱桥的发展方向,5.1 组合体系拱桥 拱-连续刚构组合体系,将连续刚构桥和拱桥两种结构结合在一起，能有效控制连续梁（刚构）后期徐变变形，具有跨越能力强，结构刚度大，施工方便等优点。 宜万铁路宜昌长江大桥为世界上第一座拱连续刚构组合体系桥，该桥全长2526m，主桥为130m+2275m+130m连续刚构柔性拱。,宜昌长江大桥全景图,拱桥的发展方向,5.2 组合体系拱桥-拱连续梁组合体系,京沪高速铁
15、路镇江京杭运河特大桥主桥，是拱连续梁组合体系，主桥为90m+180m+90m连续梁拱桥。,镇江京杭运河特大桥主桥全景图,拱桥的发展方向,5.3 组合体系拱桥：拱斜拉组合体系,充分发挥了拱桥与斜拉桥的索拱相互作用,既提高了结构的跨越能力,又提高了结构的刚度和稳定性。斜拉索同时是拱肋安装过程中的扣索,桥塔可作为施工吊、扣临时塔架。该组合桥式结构具有良好的受力性能与合理的技术经济指标,造型新颖美观,具有丰富的桥梁景观效应。马来西亚的普特拉贾亚桥为世界上第一座斜拉拱组合桥，该桥斜拉索作用在桥面上主跨300m，塔高73m。,普特拉贾亚桥全景图,拱桥的发展方向,5.4 组合体系拱桥：拱T（Y）构体系,小榄
16、水道特大桥主桥，主跨220m，采用预应力混凝土“V”形刚构拱组合体系。,小榄水道特大桥主桥全景图,拱桥的发展方向,5.5 组合体系拱桥：拱悬索组合体系,通常拱桥的拱肋通常都要承受较大的压力和弯矩；另一方面，悬索桥的主梁仅仅是由吊杆悬挂，在纵桥向并不固定，主梁一般要采用加劲梁的形式以弥补主梁刚度的不足。而拱桥与悬索桥的组合体系结构，集中了两者的优点，很好地解决了上述问题。无锡五里湖大桥，跨径35m+80m+35m，是世界上第一座拱与悬索组合体系桥梁。,五里湖大桥全景图,拱桥的发展方向,5.6 组合体系拱桥：拱悬索组合体系,通常拱桥的拱肋通常都要承受较大的压力和弯矩；另一方面，悬索桥的主梁仅仅是由吊杆悬挂，在纵桥向并不固定，主梁一般要采用加劲梁的形式以弥补主梁刚度的不足。而拱桥与悬索桥的组合体系结构，集中了两者的优点，很好地解决了上述问题。无锡五里湖大桥，跨径35m+80m+35m，是世界上第一座拱与悬索组合体系桥梁。,
