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1、桥梁工程施工技术及质量控制拱桥 第一部分 拱桥的构造 1-1 拱桥的受力特点及适用范围 力学特点力学特点力学特点力学特点:将桥面的竖向荷载转化为部分水平推力，使拱的弯距大大将桥面的竖向荷载转化为部分水平推力，使拱的弯距大大将桥面的竖向荷载转化为部分水平推力，使拱的弯距大大将桥面的竖向荷载转化为部分水平推力，使拱的弯距大大减小，拱主要承受压力，充分发挥材料抗压性能；减小，拱主要承受压力，充分发挥材料抗压性能；减小，拱主要承受压力，充分发挥材料抗压性能；减小，拱主要承受压力，充分发挥材料抗压性能；按结构受力图式：简单体系：简单体系：无铰拱无铰拱 二铰拱二铰拱 三铰拱三铰拱组合体系（有无推力）：组合
2、体系（有无推力）：刚架拱桥刚架拱桥 桁架拱桥桁架拱桥 桁式组合拱桥桁式组合拱桥 梁拱组合桥梁拱组合桥 系杆拱桥系杆拱桥-按拱按拱肋及系杆的尺寸，柔肋及系杆的尺寸，柔性、刚性性、刚性拱桥的优点：拱桥的优点：1 1、具有较大的跨越能力，、具有较大的跨越能力，充分发挥圬工及其它抗压充分发挥圬工及其它抗压材料的性能；材料的性能；2 2、构造较简单，受力明确、构造较简单，受力明确简洁；简洁；3 3、形式多样、外型美观；、形式多样、外型美观；拱桥的缺点：拱桥的缺点：1 1、有水平推力的拱桥，对、有水平推力的拱桥，对地基基础要求较高，多孔地基基础要求较高，多孔连续拱桥互相影响；连续拱桥互相影响；2 2、跨径
3、较大时，自重较大，、跨径较大时，自重较大，对施工工艺等要求较高；对施工工艺等要求较高；3 3、建筑高度较高，对稳定、建筑高度较高，对稳定不利不利；1-2 1-2 拱桥的分类拱桥的分类1 1、板拱、板拱 石板拱石板拱 混凝土板拱混凝土板拱 钢筋混凝土板拱钢筋混凝土板拱丰都九溪沟桥，主拱圈为变截面悬链线，拱顶厚丰都九溪沟桥，主拱圈为变截面悬链线，拱顶厚1.6m1.6m，拱脚厚，拱脚厚2.25m2.25m，拱矢度，拱矢度1/81/8。施工方法是在脚手架上分圈砌筑。施工方法是在脚手架上分圈砌筑。19721972云南长虹桥，上部结构为空腹式石拱桥，拱上建筑云南长虹桥，上部结构为空腹式石拱桥，拱上建筑为横
4、向排架支承腹拱，拱圈采用变截面悬链线，粗为横向排架支承腹拱，拱圈采用变截面悬链线，粗料石拱圈。料石拱圈。19611961洛阳龙门桥，石拱桥，主拱圈为等截面悬链线，拱洛阳龙门桥，石拱桥，主拱圈为等截面悬链线，拱圈厚圈厚1.1m1.1m，两端各有，两端各有6m6m石拱作为桥下立交通道石拱作为桥下立交通道。2、肋拱-（矩形、工字型、箱型）（矩形、工字型、箱型）矩形截面：肋高为跨径的矩形截面：肋高为跨径的1/401/601/401/60，肋宽为肋高，肋宽为肋高的的0.52.00.52.0倍；倍；工字型及箱型：肋高为跨工字型及箱型：肋高为跨径的径的1/251/351/251/35，肋宽为，肋宽为肋高的肋
5、高的0.40.50.40.5倍；腹板、倍；腹板、翼板厚度按构造及抗剪最翼板厚度按构造及抗剪最小尺寸要求小尺寸要求0.250.5m;0.250.5m;肋拱间必须设横梁、横撑；肋拱间必须设横梁、横撑；埠东桥跨越沂蒙山区的沂河，净跨埠东桥跨越沂蒙山区的沂河，净跨92m92m，矢度为，矢度为1/101/10，主拱肋为工字形双肋，变截面悬链线，拱上建筑，主拱肋为工字形双肋，变截面悬链线，拱上建筑立柱纵向间距为立柱纵向间距为4.63m4.63m，一排立柱两根。，一排立柱两根。永保桥跨越澜沧江，主孔为下承式永保桥跨越澜沧江，主孔为下承式80m80m肋拱桥，东岸肋拱桥，东岸2x24m2x24m连续梁，西岸连续
6、梁，西岸1 1孔孔18m18m斜梁。该桥为柔性纵梁的斜梁。该桥为柔性纵梁的下承式肋拱桥，主拱圈的推力分别传至两岸桥台。下承式肋拱桥，主拱圈的推力分别传至两岸桥台。3、箱形拱适合大跨径拱桥；适合大跨径拱桥；特点：截面挖空率大，特点：截面挖空率大，节省材料；形心轴靠节省材料；形心轴靠中，适应主拱正负弯中，适应主拱正负弯距变化；主拱整体性距变化；主拱整体性好，抗扭刚度大，稳好，抗扭刚度大，稳定性好；便于预制施定性好；便于预制施工拼装；工拼装；箱形主拱圈的形式1、采用闭合箱肋组成的多室箱形截面；2、采用工字形肋组成的多室箱形截面3、采用U形肋组成多室箱形截面4、单室箱形截面 箱形拱构造尺寸拱圈高度一般
7、为跨径拱圈高度一般为跨径的的1/501/701/501/70；可采；可采用经验公式：用经验公式：拱圈宽度满足跨度的拱圈宽度满足跨度的1/201/20；保证横向稳定；保证横向稳定；万县长江大桥，万县长江大桥是劲性骨架钢筋混凝万县长江大桥，万县长江大桥是劲性骨架钢筋混凝土箱形拱桥，主跨土箱形拱桥，主跨420m420m。转体施工法。转体施工法，19971997涪陵乌江大桥全长涪陵乌江大桥全长351.83m351.83m，高，高84m84m，主跨为，主跨为1 1跨跨200m200m钢筋混凝土箱形拱，矢跨比钢筋混凝土箱形拱，矢跨比1/41/4，拱上建筑为，拱上建筑为1313孔孔15.8m15.8m钢筋混
8、凝土简支板，双柱式柔性排架，主拱圈钢筋混凝土简支板，双柱式柔性排架，主拱圈采用采用3 3室箱。室箱。4 4、双曲拱、双曲拱主拱圈特点：化整为零，再集零为整主拱圈特点：化整为零，再集零为整适用无支架吊装、起吊重量小情况适用无支架吊装、起吊重量小情况前河桥为单孔净跨前河桥为单孔净跨150m150m上承式无铰空腹拱，是当时上承式无铰空腹拱，是当时我国跨径最大的双曲拱桥。我国跨径最大的双曲拱桥。龙武桥主跨为龙武桥主跨为1 1孔孔100m100m石肋双曲拱桥，引桥为石肋双曲拱桥，引桥为1515孔双孔双曲拱，主跨为悬链线无铰拱，全长曲拱，主跨为悬链线无铰拱，全长331.5m331.5m，拱矢度，拱矢度1/
9、81/8，矢高，矢高12.5m12.5m。拱圈为。拱圈为4 4肋肋3 3全波加两悬半波平背全波加两悬半波平背式结构。式结构。西昌太和桥，为西昌太和桥，为7 7孔孔30m30m钢筋混凝土肋双曲拱桥，主钢筋混凝土肋双曲拱桥，主跨为悬链线无铰拱，于跨为悬链线无铰拱，于20082008年进行桥梁检测及荷载年进行桥梁检测及荷载试验，并进行了加固处理。试验，并进行了加固处理。5、桁架拱桥主要构造：主要构造：桁架拱片桁架拱片主要承重主要承重结构，由上、下弦杆、结构，由上、下弦杆、腹杆、拱顶实腹段组腹杆、拱顶实腹段组成；成；横向联结系横向联结系拉杆、拉杆、横系梁、横隔板、剪横系梁、横隔板、剪刀撑刀撑桥面系桥面
10、系桥型特点：1 1）拱与桁架组合，共同受力，整体性好，发挥）拱与桁架组合，共同受力，整体性好，发挥全截面材料的作用；全截面材料的作用；2 2）桁架部分的构件主要承受轴力；）桁架部分的构件主要承受轴力；3 3）拱的水平推力使跨中弯距减少，恒载下主要）拱的水平推力使跨中弯距减少，恒载下主要承受轴力，活载下承受弯距，为偏心受压构件；承受轴力，活载下承受弯距，为偏心受压构件；4 4）节点为刚性连接，易开裂，影响整体刚度及）节点为刚性连接，易开裂，影响整体刚度及耐久性；耐久性；5 5）整体自重轻，构件可预制，适合软土地基；）整体自重轻，构件可预制，适合软土地基；桁架拱片主要类型斜腹杆桁架拱斜腹杆桁架拱竖
11、腹杆桁架拱竖腹杆桁架拱桁架肋桁架拱桁架肋桁架拱构造特点节点构造保证足够的节点构造保证足够的强度，防止开裂，影强度，防止开裂，影响耐久性及结构刚度；响耐久性及结构刚度；加强横向刚度，保证加强横向刚度，保证横向稳定，一般在跨横向稳定，一般在跨径端部及径端部及L/4L/4处设竖向、处设竖向、平面撑架；平面撑架；6 6、组合桁架拱桥、组合桁架拱桥跨中部分桁架拱桥支撑在两边悬臂桁架上的组合跨中部分桁架拱桥支撑在两边悬臂桁架上的组合结构体系；结构体系；7 7、刚架拱桥、刚架拱桥是在刚架、斜腿刚架等基础上发展而来是在刚架、斜腿刚架等基础上发展而来1）结构组成刚架拱片主要承重结构，由跨中实腹段的主梁、空腹段的
12、次梁、主拱腿、次拱腿构成；横向联系及桥面系2）特点及适用性构件小，自重小，适用于软土地基；结构变形小，整体结构刚度大；施工方便，造价较底；德兴太白桥位于江西省德兴铜矿区跨越乐安江，是德兴太白桥位于江西省德兴铜矿区跨越乐安江，是一座跨径为一座跨径为130m130m的刚架拱公路桥。的刚架拱公路桥。8 8、系杆拱桥、系杆拱桥带吊杆的拱梁结构，外部为静定结构，而内部带吊杆的拱梁结构，外部为静定结构，而内部为多次超静定；为多次超静定；结构组成主拱圈主要承重结构；系梁（纵梁）-承重结构；吊杆（刚性、柔性）-传力结构；横向联系-横梁、行车道板传力结构,横撑-主拱圈稳定作用力学特点-自平衡体系局部构造关渡桥长
13、关渡桥长539m539m，为中承式，为中承式5 5孔连续系杆拱桥，中间孔孔连续系杆拱桥，中间孔跨度为跨度为165m165m，两侧孔跨度为，两侧孔跨度为143m143m及及44m44m。云阳桥跨越京杭大运河，主跨为云阳桥跨越京杭大运河，主跨为70m70m无粘结预应力系无粘结预应力系杆拱，全长杆拱，全长162.5m162.5m，系杆拱有，系杆拱有3 3根拱肋，矢度根拱肋，矢度1/51/5，拱轴系数拱轴系数m=1.0m=1.0，单箱高，单箱高1.5m1.5m，行车道刚性纵梁和无，行车道刚性纵梁和无粘结预应力柔性系杆分开。粘结预应力柔性系杆分开。旺苍东河桥为净跨旺苍东河桥为净跨115m115m下承式钢
14、管混凝土预应力系杆拱桥，下承式钢管混凝土预应力系杆拱桥，矢度矢度1/61/6，全长，全长248m248m，是在中国最早使用弗氏预应力锚具体，是在中国最早使用弗氏预应力锚具体系。两片拱肋间用直径系。两片拱肋间用直径800mm800mm横撑连接以保持其稳定性，垂横撑连接以保持其稳定性，垂直吊杆用高强钢丝组成，以吊挂钢筋混凝土横梁。直吊杆用高强钢丝组成，以吊挂钢筋混凝土横梁。9 9、钢管混凝土拱桥、钢管混凝土拱桥重庆巫山长江大桥重庆巫山长江大桥 钢钢管管混混凝凝土土中中承承式式拱拱桥桥钢钢管管混混凝凝土土中中承承式式拱拱桥桥。2005.1.82005.1.8竣竣工工，竣竣工工，第二部分第二部分 拱桥
15、的施工拱桥的施工第一节第一节 拱桥的有支架施工拱桥的有支架施工第二节第二节 拱桥的装配式施工拱桥的装配式施工第三节第三节 拱桥的转体施工拱桥的转体施工第四节第四节 劲性骨架施工劲性骨架施工 拱桥的施工方法与拱桥的结构形式密切相关，拱桥的施工方法与拱桥的结构形式密切相关，它随着拱桥各阶段的发展水平而变化。它随着拱桥各阶段的发展水平而变化。u建国初期建国初期 主要建造石拱桥和混凝土拱桥，施工一般采用在木拱主要建造石拱桥和混凝土拱桥，施工一般采用在木拱架和钢木拱架上砌筑石料拱圈或浇筑混凝土拱圈。要求支架和钢木拱架上砌筑石料拱圈或浇筑混凝土拱圈。要求支架有足够强度和刚度及稳定性的拱架，施工期很长，施工
16、架有足够强度和刚度及稳定性的拱架，施工期很长，施工场地很大，石料的运输和加工需很多人力。场地很大，石料的运输和加工需很多人力。u6060年代后年代后 双曲拱桥成为主要的拱桥结构形式。用少量钢筋预制的双曲拱桥成为主要的拱桥结构形式。用少量钢筋预制的拱肋不仅作为拱圈的一部分承担荷载，还能代替拱架。双拱肋不仅作为拱圈的一部分承担荷载，还能代替拱架。双曲拱桥的建造，使拱桥走出满堂支架和钢木拱架施工的落曲拱桥的建造，使拱桥走出满堂支架和钢木拱架施工的落后状态，使构件向轻型化和结构装配化迈出一大步。后状态，使构件向轻型化和结构装配化迈出一大步。但双曲拱桥的构件数量太多，虽然施工期比石拱桥大大但双曲拱桥的构件数量太多，虽然施工期比石拱桥大大缩短，仍感工序繁多，影响施工质量和工期。缩短，仍感工序繁多，影响施工质量和工期。以后桁架拱桥和刚架拱桥的推出，将拱桥的构件数量减以后桁架拱桥和刚架拱桥的推出，将拱桥的构件数量减至很少，施工只要简单几个排架或无支架缆索吊装，这就至很少，施工只要简单几个排架或无支架缆索吊装，这就使拱桥施工进一步简化。使拱桥施工进一步简化。u8080年代以后年代以后 在上述情况下，中小
