桥梁工程重点

１，拱桥定义：有曲线外形，在竖向荷载作用下产生水平推力的桥２，拱桥主要优缺点：跨越能力大；能就地取材，与混凝土梁式桥相比，可节省大量钢材和水泥；耐久性好，维修养护费少；外形美观；构造简单。

自重大，相应的水平推力也较大，增加了下部结构的工程量，当采用无铰拱时，对地基条件要求高；由于拱桥水平推力较大，在连续多孔的大中桥梁中，为防止一孔破坏而影响全桥的安全，余姚采用较复杂的措施，例如设置单向推力墩，也会增加造价；与梁式桥相比，上承式拱桥的建筑高度较高，当用于城市立交及平原地区时，因桥面高程提高，使两岸接线长度增长，或者使桥面纵坡增大，既增加了造价又对行车不利３，拱桥上部结构：由主拱圈和拱上建筑组成；主拱圈是主要承重结构。

４，拱上建筑：桥面与主拱圈之间需要传力的构件或填充物，以使车辆能在平顺的桥道上行驶。

桥面系和这些传力的构件或填充物统称为拱上结构或拱上建筑５，拱桥的下部结构：由桥墩，桥台及基础等组成。

６，拱圈最高处称为拱顶；拱圈和墩台连接处称为拱脚（或起拱面）；拱圈各横向截面（或换算截面）的形心称为拱轴线。

拱圈的上曲面称为拱背，下曲面称为拱腹。

起拱面与拱腹相交的直线称为起拱线７，净跨径（ｌ０）：每孔跨两个起拱线之间的水平距离８，计算跨径（ｌ）：相邻两拱脚截面形心点之间的水平距离。

因为拱圈（或拱肋）各截面形心点的连线为拱轴线，故也是拱轴线两端点之间的水平距离９，净矢高（ｆ０）：拱顶截面下缘至起拱线连线的垂直距离１０，计算矢高（ｆ）：拱顶截面形心至相邻两拱脚截面形心之间连线的垂直距离１１，矢跨比（Ｄ或Ｄ０）：拱圈（或拱肋）的净矢高与净跨径之比，或计算矢高与计算跨径之比，即Ｄ０＝ｆ０／ｌ０或Ｄ＝ｆ／ｌ。

一般将矢跨比大于或等于１／５的称为陡拱；矢跨比小于１／５的称为坦拱１２，拱桥的分类：按材料：圬工拱桥、钢筋混凝土拱桥、钢拱桥和钢—混凝土组合拱桥等。

按拱上建筑形式：实腹式拱桥和空腹式拱桥。

按主拱圈形式：圆弧线拱桥、抛物线拱桥和悬链线拱桥。

按桥面位置：上承式拱桥、中承式拱桥和下承式拱桥。

按照有无水平推力：有推力拱桥和无推力拱桥。

按受力图式：简单体系拱桥、组合体系拱桥和拱片桥。

按截面形式：板拱桥、板肋拱桥、肋拱桥、双曲拱桥、箱形拱桥、钢管混凝土拱桥、劲性骨架混凝土拱桥１３，组合体系拱桥：将梁和拱两种基本结构组合起来，共同承受荷载及组合作用的组合式拱桥，分为有推力和无推力两种１４，按照主拱的静力体系，简单体系拱桥可分为如下三种：1三铰拱；2两铰拱；3无铰拱１５，双曲拱桥的主要特点是：将主拱圈以“化整为零”的方法按先后顺序进行施工，再以“集零为整”的组合式整体结构承重１６，桁架拱桥：又称拱形桁架桥，是一种有水平推力的桁架结构，其上部结构由桁架拱片、横向联结系和桥面组成。

桁架拱片是主要承重结构，由上、下弦杆、腹杆和实腹段组成。

根据构造不同可以分为斜（腹）杆式、竖（腹）杆式、桁肋式和组合式四种。

１７，桁架拱桥特点：属于有推力的高次静定结构，具有构件少、质量轻、整体性好、刚度大、施工简便、造价低、造型美观等优点。

可在软土地基上修建，被广泛用于跨径为25—70米的桥梁１８，伸缩缝与变形缝的作用：为了使结构的计算图式尽量与实际的受力情况相符合，避免拱上建筑的不规则开裂，以保证结构的安全使用和耐久性。

１９，拱桥中需要设置铰的四种情况：1按两铰拱或三铰拱设计的主拱圈。

2按照构造要求需要采用两铰拱或三铰拱的腹拱圈。

3需设置铰的矮小腹孔墩，即将铰设置在墩上端与顶梁和下端与底梁的连接处。

4在施工过程中，为消除或减小主拱圈的部分附加内力，以及对主拱圈内力作适当调整时，需要在拱脚处设置临时铰。

２０，常用的拱铰形式有：弧形铰、铅垫铰、平铰、不完全铰和钢铰２１，拱桥总体布置包括：拟定结构体系及结构形式；拟定桥梁的长度、跨径、孔数、拱的主要几何尺寸、桥梁的高度、墩台及其基础形式和埋置深度、桥上及桥头引道的纵坡等２２，拱桥的高程主要有四个：桥面高程、拱顶底面高程、起拱线高程和基础底面高程２３，不等跨连续拱桥的处理方法：1采用不同的矢跨比；2采用不同的拱脚高程；3调整拱上建筑的恒载质量；4采用不同类型的拱跨结构２４，合理拱轴线：拱桥上拱圈截面只受轴力而无弯矩作用的拱轴线。

２５，各种不同荷载下拱轴线选择：1圆弧线：在均布径向荷载作用下（如水压力）拱的合理轴线为一般圆弧线；这类拱桥，线形简单、施工方便。

但一般情况下，圆弧线拱轴线与结构自重压力线偏离较大，使拱圈各截面受力不均匀。

常用于20m以下的小跨径拱桥。

对于较大跨径的预制装配式钢筋混凝土拱桥，有时为了简化施工，也可采用圆弧形拱轴线。

2悬链线：实腹式拱桥的恒载集度，从拱顶向拱脚是均匀增加的（均变荷载），这种荷载分布图式的拱圈压力线是一条悬链线；因此，实腹式拱桥采用悬链线作拱轴线。

3抛物线：在竖向均布荷载作用下，拱的合理拱轴线是二次抛物线。

对于结构自重集度比较接近均布的拱桥，往往采用二次抛物线。

２６，中承式拱桥的横梁：可分为固定衡量（墩、拱、桥面交界处）、普通横梁、和刚架横梁（支柱支撑处）三类２７，连拱作用：连拱的中间各个拱脚左右的水平推力相互平衡的作用只剩下竖向力传递给基础的情况。

（定义：拱、墩的节点变位所产生的影响）２８，联合作用：２９，拱轴系数m：拱脚的荷载集度与拱顶的荷载集度的比值，即m=g j/g d３０，空腹式拱桥中，桥跨结构的结构自重由两部分组成：即主拱圈与实腹段的自重分布力以及空腹部分通过腹孔墩传下的集中力３１，五点重合法：即要求拱轴线在全拱有五点（拱顶、两L/4点和两拱脚）与其相应三铰拱结构自重压力线重合３２，弹性中心法：取对称的基本结构，同时将荷载分为对称与反对称，并借助刚臂简化及弹性中心来求解未知力的方法３３，弹性中心：弹性体受力的中心，是一个结构从力学角度进行设计计算的重要中心点３４，结构自重作用下的总内力：在设计中，为了方便计算，往往将结构自重内力分为两部分，即不考虑弹性压缩影响的结构自重内力与仅因弹性压缩引起的内力，然后两者相加３５，实腹拱是纯压拱３６，拱圈应力调整方法：假载法、临时铰法、改变拱轴线法、千斤顶法３７，假载法：是在悬链线拱全跨径内增加或减少假想的均布荷载来调整拱内力分布的方法。

悬链线无铰拱中，一般是拱顶、拱脚控制设计，（拱顶是正弯矩，拱脚是负弯矩）如果拱顶、拱脚截面，一个截面应力过大而另一个截面应力富余，改变m不等于g j/g d，从而达到改变截面应力的目的。

３８，假载法提高m使拱顶正弯矩增大、拱脚负弯矩减小，降低m反之３９，单跨无铰拱的验算包括：强度验算和稳定验算这两项主要内容４０，在车道荷载引起的拱圈正弯矩参与组合时，应当适当折减，拱顶、拱跨L/4折减系数0.7，拱脚应乘以0.9４１，斜拉桥组成：主要由主梁、索塔和斜拉索三大部分组成４２，斜拉桥发展的三个阶段：第一阶段：稀索布置，主梁较高，主梁以受弯为主，拉锁更换不方便；第二阶段：中密索布置，主梁较矮，主梁承受较大轴力和弯矩；第三阶段：密索布置，主梁更矮，并广泛采用梁板式开口断面４３，孔跨布置包括：双塔三跨式、独塔双跨式、三塔四跨式和多塔多跨式、辅助墩和边引跨４４，索面位置的四种类型：单索面、竖向双索面、斜向双索面、空间索面４５，斜拉桥结构体系划分：1按塔、梁、墩相互结合方式，可划分为漂浮体系、半漂浮体系、塔梁固结体系和刚构体系。

2按主梁的连续方式，有连续体系和T构体系等。

3按斜拉锁的锚固方式，有自锚体系、部分地锚体系和地锚体系。

4按照塔的高度不同，有常规斜拉桥和矮塔部分斜拉桥体系４６，漂浮体系：特点是塔墩固结、塔梁分离。

半漂浮体系的特点：塔墩固结，主梁在塔墩上设置竖向支承，称为具有多点弹性支承的三跨连续梁。

塔梁固结体系的特点：将塔梁固结并支承在墩上。

钢构体系的特点：塔梁墩相互固结，行成跨度内具有多点弹性支承的刚构。

T构体系：斜拉桥与刚构体系的区别是主梁跨中区域无轴力。

４７，斜拉桥的四种组成形式：1预应力混凝土梁，称为混凝土斜拉桥；2钢—混凝土组合梁，称为组合梁斜拉桥；3钢主梁，称为钢斜拉桥；4主跨为钢主梁或钢—混凝土组合梁，称为混合式斜拉桥４８，拉索的构造：分为整体安装的拉索和分散安装的拉索。

前者的代表为平行钢丝索配冷铸锚，后者的代表为平行钢绞线索配夹片索４９，斜拉桥拉索采取的减振措施：1气动控制法、2阻尼减振法，3改变拉索动力特性法５０，斜拉桥等效弹性模量的三个假定：1斜拉索为柔性；2索形状为抛物线；3只考虑自重垂直于弦方向的影响，忽略平行于弦方向的影响５１，可行域法调索的四大步骤：1拉应力控制条件；2压应力控制条件；3主梁恒载弯矩的可行域；4恒载弯矩计算的影响矩阵法５２，合理成桥状态：是指斜拉桥在施工完成后，所以恒载作用下，各构件受力满足某理想状态，如梁、塔中弯曲应变能最小。

分析方法有：简支梁法、刚性支承连续梁法、可行域法５３，影响几何非线性效应的三方面因素：1单元初始内力对单元刚度矩阵的影响；2大位移对结构平衡方程的影响；3拉索垂度的影响５４，桥梁墩（台）组成：主要由墩（台）帽、墩（台）身和基础三部分组成５５，梁桥墩台按受力分为：1重力式墩台，特点：靠自身重力来平衡外力而保持其稳定；2轻型墩台，特点：刚度小，受力后允许在一定范围内发生弹性变形。

５６，重力式墩台：依靠自身重量来平衡外力，从而保证桥墩强度和和稳定的墩台。

５７，常用梁桥轻型桥台四种类型：1设有支撑梁的轻型桥台，2钢筋混凝土薄壁桥台，3加筋土桥台，4埋置式桥台５８，拱桥轻型桥墩按构造形式分为：1柱式桥墩，2斜撑墩，3悬臂墩，５９，拱桥轻型桥台分为：八字形桥台，U字形桥台，背撑式桥台６０，梁桥重力式墩台作用效应组合：第一种组合：按桥墩各截面上可能产生的最大竖向力的情况进行组合；第二种组合：按桥墩各截面在顺桥方向上可能产生的最大偏心和最大弯矩的情况进行组合；第三种组合：按桥墩各截面在横桥方向可能产生最大偏心和最大弯矩的情况进行组合６１，重力式桥墩计算与验算：1截面承载能力极限状态验算，2桥墩的稳定性验算，3相邻墩台均匀沉降差，4基础底面土的承载力和偏心距验算。