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1、【模块编号】MU-07-03MU-07-03Modular Unit-0703 拱拱 式式 组组 合合 体体 系系1【模块编号】MU-07-03MU-07-03主主 要要 内内 容容1、拱式组合体系桥的一般特点、拱式组合体系桥的一般特点 2、主要类型及其特点、主要类型及其特点3、构造特点、构造特点4、*【附附】其他常用类型拱桥简介其他常用类型拱桥简介2【模块编号】MU-07-03MU-07-031、拱式组合体系桥的一般特点拱式组合体系桥的一般特点 1-1、体系特点：、体系特点：以以梁梁、拱拱共共同同作作为为主主要要承承重重结结构构，具具有有梁梁、拱拱两两种种基基本本结结构构体体系系的的特特点点
2、，能能充充分分发发挥挥梁梁受受弯弯、拱拱受受压压的的结结构特性及其组合作用。构特性及其组合作用。外形与拱桥相同。外形与拱桥相同。1-2、体系分类：、体系分类：按拱、梁的联结方式不同，一般分为：按拱、梁的联结方式不同，一般分为：有推力、无推力两类有推力、无推力两类 3【模块编号】MU-07-03MU-07-031-3、无推力拱式组合体系、无推力拱式组合体系（系杆拱桥）（系杆拱桥）特点特点 ：外部静定、内部高次超静定；外部静定、内部高次超静定； 兼兼具具（拱拱桥桥的的）跨跨越越能能力力强强和和（简简支支梁梁的的）桥桥对对地地基基适应能力强两大特点，较为常用。适应能力强两大特点，较为常用。 可划分为
3、：可划分为： 柔性系杆刚性拱、刚性系杆柔性拱、刚性系杆刚性拱。柔性系杆刚性拱、刚性系杆柔性拱、刚性系杆刚性拱。 4【模块编号】MU-07-03MU-07-031-4、尼尔森体系、尼尔森体系 特点特点柔性系杆刚性拱、刚性系杆柔性拱、刚性系杆刚性拱的柔性系杆刚性拱、刚性系杆柔性拱、刚性系杆刚性拱的竖吊杆，竖吊杆，-均可以用斜吊杆来代替均可以用斜吊杆来代替 ，即成尼尔森体系。，即成尼尔森体系。-由瑞典由瑞典 O.F.Nelson 首创，故称。首创，故称。5【模块编号】MU-07-03MU-07-031-5、有推力的拱式组合体系、有推力的拱式组合体系 无系杆；无系杆；梁和拱共同受力，梁和拱共同受力，推
4、力仍由墩台承受。推力仍由墩台承受。一般可做成一般可做成刚性梁柔性拱刚性梁柔性拱 或或 刚性梁刚性拱刚性梁刚性拱。 6【模块编号】MU-07-03MU-07-03 2、主要类型及其特点、主要类型及其特点2-12-1柔性系杆刚性拱柔性系杆刚性拱假设系杆和吊杆均为柔性杆件，只受轴力而无压力和弯矩；假设系杆和吊杆均为柔性杆件，只受轴力而无压力和弯矩；拱肋视作普通拱桥的拱肋，为偏心受压构件。拱肋视作普通拱桥的拱肋，为偏心受压构件。系系杆杆的的刚刚度度远远小小于于拱拱肋肋的的刚刚度度【（EIEI）系系/ /（EIEI）拱拱1/801/80】时时，忽略系杆承受的弯矩是可行的。忽略系杆承受的弯矩是可行的。此时
5、认为弯矩均由拱肋承受，系杆只受拉。此时认为弯矩均由拱肋承受，系杆只受拉。适用跨径为适用跨径为2020m m90m90m；矢跨比一般为矢跨比一般为1/41/41/51/5；拱肋高度：拱肋高度：公路桥：一般为跨径的公路桥：一般为跨径的1/301/301/501/50；铁路桥：一般为跨径的铁路桥：一般为跨径的1/251/251/401/40。随随着着跨跨径径和和荷荷载载的的增增大大，拱拱肋肋截截面面尺尺寸寸增增大大较较快快，系系杆杆和和拱拱肋肋的的联联结结部位更加复杂；部位更加复杂；故在大跨、重载条件下较少采用。故在大跨、重载条件下较少采用。7【模块编号】MU-07-03MU-07-032-22-2
6、刚性系杆柔性拱刚性系杆柔性拱拱拱肋肋刚刚度度远远小小于于系系杆杆的的刚刚度度【（EIEI）拱拱/ /（EIEI）系系1/801/80】，忽略拱肋中的弯矩。忽略拱肋中的弯矩。系杆受拉、弯，拱肋只受轴向力，故称柔性拱；系杆受拉、弯，拱肋只受轴向力，故称柔性拱；奥地利奥地利LangerLanger首创，故称朗格尔梁。首创，故称朗格尔梁。该该体体系系相相当当于于把把桁桁架架弦弦杆杆与与梁梁组组合合起起来来，以以梁梁为为受受力力主主体体，而曲线桁架对梁加劲，形成具有刚性梁的曲线桁架，特点：而曲线桁架对梁加劲，形成具有刚性梁的曲线桁架，特点：内力分配均匀，刚性系杆与吊杆、横撑可以组成刚度较大的框架；内力分
7、配均匀，刚性系杆与吊杆、横撑可以组成刚度较大的框架；在在适适用用跨跨度度内内，拱拱肋肋不不会会发发生生面面内内S S状状变变形形，拱拱的的稳稳定定性性有有充充分分保保证。证。刚性系杆柔性拱的适用跨径可达刚性系杆柔性拱的适用跨径可达100100m m，矢矢跨跨比比通通常常为为1/51/51/71/7，拱拱肋肋高高度度常常取取跨跨径径的的1/1001/1001/1201/120，刚性系杆高度刚性系杆高度公路桥：一般为跨径的公路桥：一般为跨径的1/251/251/351/35，铁路桥：一般为跨径的铁路桥：一般为跨径的1/221/221/301/30。8【模块编号】MU-07-03MU-07-032-
8、32-3刚性系杆刚性拱刚性系杆刚性拱当当（EIEI）拱拱/ /（EIEI）系系在在1/801/808080之之间间，拱拱肋肋和和系系杆杆都都有有一一定定的的抗抗弯弯刚刚度度，二二者者共共同同承承受受纵纵向向力力和和弯弯矩，介于柔性系杆刚性拱和刚性系杆柔性拱之间。矩，介于柔性系杆刚性拱和刚性系杆柔性拱之间。该体系为德国该体系为德国H.RoseH.Rose首创，故称洛泽梁（拱）。首创，故称洛泽梁（拱）。体系刚度较大，适合于设计荷载较大的桥梁。体系刚度较大，适合于设计荷载较大的桥梁。拱肋和系杆受力较均匀；拱肋和系杆受力较均匀；该拱轴线常用二次抛物线；该拱轴线常用二次抛物线；拱拱肋肋高高一一般般为为跨
9、跨径径的的1/501/501/801/80，拱拱肋肋宽宽一一般般为为拱肋高拱肋高0.80.81.21.2倍。倍。9【模块编号】MU-07-03MU-07-033、构造特点、构造特点3-13-1拱肋拱肋3-1-13-1-1、柔性系杆刚性拱的拱肋、柔性系杆刚性拱的拱肋拱肋构造基本可参考普通的下承式肋拱桥。拱肋构造基本可参考普通的下承式肋拱桥。拱肋高度拱肋高度h h（1/251/251/501/50）l l, , 拱肋宽度拱肋宽度b b（0.40.40.50.5）h h。拱拱肋肋截截面面可可根根据据跨跨径径的的大大小小和和荷荷载载等等级级选选用用矩矩形、工字形或箱形。形、工字形或箱形。拱拱肋肋纵纵向
10、向受受力力钢钢筋筋一一般般沿沿上上下下缘缘对对称称布布置置，钢钢筋数量由计算确定。筋数量由计算确定。 10【模块编号】MU-07-03MU-07-033-1-23-1-2、刚性系杆柔性拱的拱肋、刚性系杆柔性拱的拱肋高度高度h常取（常取（1/1001/1001/1201/120）l。但因因刚刚性性系系杆杆柔柔性性拱拱以以梁梁为为受受力力主主体体，故故拱拱肋肋高高度度还还可可进进一一步步减减小小到到（1/1401/1401/1601/160）l，使其保证一定的强度和稳定性即可。使其保证一定的强度和稳定性即可。拱肋宽度一般采用拱肋宽度一般采用b（1.51.52.52.5）h。拱肋截面常采用宽矮实心矩
11、形断面。拱肋截面常采用宽矮实心矩形断面。若若采采用用刚刚性性吊吊杆杆，则则横横向向刚刚度度较较大大的的拱拱肋肋与与吊吊杆杆、横横梁梁组组成成半半框框架架，此此时时拱拱肋肋间间一一般般可可不不设设横横撑撑而而做做成成敞敞口口桥桥，使使视视野野开阔些。开阔些。拱轴线通常采用二次抛物线；拱轴线通常采用二次抛物线；为了方便施工，可用折线代替；为了方便施工，可用折线代替；拱拱肋肋截截面面内内的的钢钢筋筋可可采采用用普普通通钢钢筋筋、型型钢钢及及钢钢管管，以以缩缩小小拱拱肋面积。为增强混凝土的承压能力，箍筋可采用螺旋筋。肋面积。为增强混凝土的承压能力，箍筋可采用螺旋筋。11【模块编号】MU-07-03MU
12、-07-033-1-33-1-3、刚性系杆刚性拱的拱肋、刚性系杆刚性拱的拱肋为为便便于于支支承承节节点点处处的的构构造造连连接接，常常将将拱拱肋肋和和系系杆杆设设计计成相同的截面形式；成相同的截面形式；多采用工字形截面。多采用工字形截面。跨径较大时常采用箱形截面；跨径较大时常采用箱形截面； 拱肋高度拱肋高度h= =（1/501/501/801/80）l， 拱肋宽度拱肋宽度b（0.80.81.21.2）h。 为便于施工，拱肋可采用等高度截面。为便于施工，拱肋可采用等高度截面。 12【模块编号】MU-07-03MU-07-033-23-2系杆系杆考考虑虑系系杆杆与与拱拱肋肋的的连连接接，保保证证系
13、系杆杆能能很很好好地地与与拱拱肋肋共同受力；共同受力；考考虑虑系系杆杆与与行行车车道道之之间间的的相相互互作作用用，避避免免行行车车道道因因约束系杆变形而遭到破坏。约束系杆变形而遭到破坏。常用的构造措施：常用的构造措施：在在行行车车道道中中设设置置横横向向断断缝缝，行行车车道道简简支支在在横横梁梁上上，使使行行车车道不参与系杆的受力。道不参与系杆的受力。系杆采用型钢或扁钢制作，与行车道完全不接触。系杆采用型钢或扁钢制作，与行车道完全不接触。为为了了防防止止行行车车道道与与系系杆杆受受力力，一一般般还还要要在在行行车车道道内内设置横向断缝。设置横向断缝。13【模块编号】MU-07-03MU-07
14、-033-23-2系杆系杆（续）（续）采采用用独独立立的的钢钢筋筋混混凝凝土土系系杆杆。每每个个系系杆杆由由两两部部分分组组成成，安放在吊杆两侧，自由地搁置在横梁上。安放在吊杆两侧，自由地搁置在横梁上。采用预应力钢筋混凝土系杆。采用预应力钢筋混凝土系杆。为了方便连接，系杆截面形式与拱肋截面形式一致。为了方便连接，系杆截面形式与拱肋截面形式一致。行车道内可设横向断缝，亦可不设；行车道内可设横向断缝，亦可不设；从行车条件考虑以不设为宜从行车条件考虑以不设为宜14【模块编号】MU-07-03MU-07-033、构造特点、构造特点系系（续）（续）3-33-3拱肋与系杆的连接构造拱肋与系杆的连接构造拱肋
15、与系杆的连接构造重要、复杂；拱肋与系杆的连接构造重要、复杂；其构造形式随拱助和系杆截面尺寸的不同而不同。其构造形式随拱助和系杆截面尺寸的不同而不同。3-43-4吊杆及其连接构造吊杆及其连接构造吊杆一般为长细构件，通常按轴向受力构件设计。吊杆一般为长细构件，通常按轴向受力构件设计。吊杆与拱肋的连接通常形式：吊杆与拱肋的连接通常形式： 当采用钢筋混凝土吊杆当采用钢筋混凝土吊杆 当采用钢吊杆时，当采用钢吊杆时， 当采用高强钢丝束时当采用高强钢丝束时15【模块编号】MU-07-03MU-07-033、构造特点、构造特点系系（续）（续）3-53-5横向联结系横向联结系主要是防止横向失稳。主要是防止横向失
16、稳。截面可设计成矩形、截面可设计成矩形、T T形或箱形。形或箱形。在在平平面面上上，可可布布置置成成X X形形、K K形形，或或做做成成简简单单的的与与纵纵向向垂垂直的直的“一一”字形。字形。在顺桥向，可布置成单数或双数（单数居多）在顺桥向，可布置成单数或双数（单数居多） 即拱顶布置一根，两侧对称布置。即拱顶布置一根，两侧对称布置。从从受受力力上上看看，横横向向联联结结以以承承受受轴轴力力和和自自身身恒恒载载为为主主，配配筋可据此进行。筋可据此进行。16【模块编号】MU-07-03MU-07-034、其他常用类型拱桥简介、其他常用类型拱桥简介. . . .WelWelWelWel. .4-14
17、-1、钢管混凝土拱桥、钢管混凝土拱桥4-1-14-1-1、特点、特点内填混凝土能增强钢管壁的稳定性；而钢管对核心混凝土内填混凝土能增强钢管壁的稳定性；而钢管对核心混凝土又具有套箍作用，使核心混凝土处于三向受压状态。又具有套箍作用，使核心混凝土处于三向受压状态。 钢钢管管混混凝凝土土刚刚度度大大、承承载载能能力力大大、质质量量轻轻，与与桥桥梁梁转转体体施施工工工工艺艺相相结结合合，可可以以解解决决转转体体质质量量大大和和转转体体结结构构的的强强度度、刚刚度的矛盾。度的矛盾。钢管混凝土应用的形式：钢管混凝土应用的形式：直接用做主拱结构直接用做主拱结构-钢管混凝土拱桥，钢管混凝土拱桥，二是以钢管混凝
18、土作为劲性骨架二是以钢管混凝土作为劲性骨架劲性骨架主要用于大跨度拱桥。劲性骨架主要用于大跨度拱桥。先用无支架方法架设拱形劲性骨架，然后灌注管内混凝土。先用无支架方法架设拱形劲性骨架，然后灌注管内混凝土。再围绕骨架浇注外包混凝土；再围绕骨架浇注外包混凝土；-钢管作为混凝土的钢筋骨架，也称埋入式钢拱架。钢管作为混凝土的钢筋骨架，也称埋入式钢拱架。【模块编号】MU-07-03MU-07-034-1-2、钢管混凝土拱桥的横截面型式、钢管混凝土拱桥的横截面型式按拱肋横截面可分为：按拱肋横截面可分为：单肋型、双肢哑铃型、四肢格构型、单肋型、双肢哑铃型、四肢格构型、三角形格构型、集束型。三角形格构型、集束型
19、。 18【模块编号】MU-07-03MU-07-034-1-3、套箍指标、套箍指标套箍指标：套箍指标：钢管截面积和其抗拉强度设计值的乘积钢管截面积和其抗拉强度设计值的乘积（钢管轴向力）（钢管轴向力）与与核心混凝土截面积和其抗压强度设计值的乘积核心混凝土截面积和其抗压强度设计值的乘积（砼轴向力）砼轴向力）之比。之比。套套箍箍指指标标是是钢钢管管混混凝凝土土结结构构的的一一个个重重要要参参数数，宜宜控控制制在在0.33.0之之间间，以以确确保保钢钢管管混混凝凝土土构构件件在在使使用用荷荷载载作作用用下下处处于于弹弹性工作阶段，且在破坏前具有足够的延性。性工作阶段，且在破坏前具有足够的延性。 套套箍
20、箍指指标标小小于于0.3：当当混混凝凝土土等等级级较较高高时时，将将因因钢钢管管的的套套箍箍能能力力不不足足而引起脆性破坏；而引起脆性破坏； 套套箍箍指指标标大大于于3：当当混混凝凝土土等等级级过过低低时时，结结构构会会在在使使用用荷荷载载下下产产生生塑性变形。塑性变形。19【模块编号】MU-07-03MU-07-034-2、桁架拱桥、桁架拱桥主要构造主要构造桁架拱片桁架拱片主要承重结构，由上、下主要承重结构，由上、下弦杆、腹杆、拱顶实腹段组弦杆、腹杆、拱顶实腹段组成；成；横向联结系横向联结系拉杆、横系梁、横隔板、拉杆、横系梁、横隔板、剪刀撑剪刀撑桥面系桥面系20【模块编号】MU-07-03M
21、U-07-03【属于属于4-2】桁架拱桥的特点桁架拱桥的特点1）拱与桁架组合，共同受力，整体性好，发挥全截面材料）拱与桁架组合，共同受力，整体性好，发挥全截面材料的作用；的作用；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）拱的水平推力使跨中弯距减少，恒载下主要承受轴力，）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；活载下承受弯距，为偏心受压构件；4）节点为刚性连接，易开裂，影响整体刚度及耐久性；）节点为刚性连接，易开裂，影响整体刚度及耐久性；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；21【模块编号
22、】MU-07-03MU-07-034-3、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结构体系；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；22【模块编号】MU-07-03MU-07-034-3-1、组合桁架拱桥的结构特点、组合桁架拱桥的结构特点是桁架拱和桁架梁的继承与发展，受力特性介于拱桥和梁是桁架拱和桁架梁的继承与发展，受力特性介于拱桥和梁桥之间；桥之间；在悬臂桁架梁端部的下弦杆上支承中间部分的桁架拱在悬臂桁架梁端部的下弦杆上支承中间部分的桁架拱 ；悬臂桁架的长度一般为主孔跨径的悬臂桁架的长度一般为主孔跨径的0.20.25;悬臂梁与桁架拱间设断缝；悬臂梁与桁
23、架拱间设断缝；横向设系梁与隔板；横向设系梁与隔板；边跨通常采用连续刚构活桁架结构；边跨通常采用连续刚构活桁架结构；易于无支架悬臂拼装；易于无支架悬臂拼装；推力较大，适合于山谷较深，基岩埋深较浅的山区推力较大，适合于山谷较深，基岩埋深较浅的山区23【模块编号】MU-07-03MU-07-03【属于属于4-3】24【模块编号】MU-07-03MU-07-034-3-2、组合桁架拱桥的构造特点、组合桁架拱桥的构造特点合理的断缝位置设在第合理的断缝位置设在第23节间；节间；节间长度一般在跨径的节间长度一般在跨径的1/81/12，近拱脚处可大些，向跨中方，近拱脚处可大些，向跨中方向节间长度逐渐减小；向节
24、间长度逐渐减小；跨径小于跨径小于160米，矢跨比取米，矢跨比取1/8；跨径；跨径160米，矢跨比取米，矢跨比取1/6为益；为益；主拱圈的截面高度一般为跨径的主拱圈的截面高度一般为跨径的1/1001/120；合理的上弦杆、下弦杆、实腹段跨中刚度比为合理的上弦杆、下弦杆、实腹段跨中刚度比为1:1.8:3.0左右；可充分发挥上弦杆的轴向力；左右；可充分发挥上弦杆的轴向力；25【模块编号】MU-07-03MU-07-034-4、刚架拱桥、刚架拱桥是在是在刚架、斜腿刚架等基础上发展而来刚架、斜腿刚架等基础上发展而来26【模块编号】MU-07-03MU-07-034-4-1、结构组成、结构组成刚架拱片刚架拱片主要承重结构；主要承重结构；由跨中实腹段的由跨中实腹段的主梁、空腹段的次梁、主梁、空腹段的次梁、主拱腿、次拱腿构成；主拱腿、次拱腿构成；横向联系及桥面系横向联系及桥面系27【模块编号】MU-07-03MU-07-034-4-1、特点及适用性、特点及适用性构件小，自重小，适用于软土地基；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；结构变形小，整体结构刚度大；施工方便，造价较底；施工方便，造价较底；28
