浅谈拱式桥
拱桥的受力特征

拱桥的受力特征
拱桥是建筑工程中常见的一种结构形式,其特点是拱形。
在受力特征方面,拱桥具有以下几个方面:
一、受力分布均匀
拱桥的拱形结构使得桥面承受的荷载能够分散到桥墩和桥拱上,从而使得桥面受力分布均匀。
这种受力方式可以有效地减小桥墩的受力,从而减小桥墩的尺寸和数量,降低建造成本,同时也能够减小桥面的变形,提高桥梁的承重能力。
二、受力方向确定
拱桥的受力方向主要集中在拱脚和拱顶处,这种受力分布方式可以使得拱桥具有较好的稳定性和抗震能力。
受力方向的确定还可以使得拱桥的设计和施工更加简单方便,同时也可以降低桥梁的维护成本。
三、受力压缩特性
拱桥在承受荷载的过程中,主要是通过拱顶和拱脚之间的压缩力来支撑桥面上的荷载。
这种受力方式使得拱桥能够承受较大的荷载,并且具有较好的抗震性能。
另外,在拱桥的建造过程中,也需要考虑到压缩力的作用,以确保拱桥的稳定性和安全性。
四、受力转移特性
拱桥的拱形结构可以使得桥面上的荷载通过拱脚和拱顶的转移作用,从而达到平衡的状态。
这种受力转移特性可以使得拱桥具有较好的承重能力和稳定性,同时也可以减小桥墩的数量和尺寸,降低建造成本。
拱桥的受力特征主要表现为受力分布均匀、受力方向确定、受力压缩特性和受力转移特性等方面。
这些特征使得拱桥具有较好的承重能力、稳定性和抗震能力,同时也能够降低建造成本和维护成本,是一种常见的高效桥梁结构形式。
拱形桥结构原理范文

拱形桥结构原理范文拱形桥是一种特殊的桥梁结构,由于其独特的构造方式,使其在桥梁工程中被广泛应用。
拱形桥的原理主要基于力学和结构力学原理。
拱形桥的结构原理主要有以下几个方面:1.受力平衡原理:拱形桥的主要受力形式是受力平衡,即桥梁上的荷载在各个部位的受力平衡。
在拱形桥中,上部结构以拱形为主要受力构造,下部结构主要是支座。
通过上下两部分的受力平衡,达到整个桥体的稳定与均衡。
2.拱形的形状和受力特性:拱形结构是一种弯曲力学原理,它的受力特性主要体现在对外力的反作用。
拱形能够将荷载通过弯曲的形状向两侧转移,将大部分压力转移到桥的两端或两端支座上,从而减小桥梁中间部分的受力,提高桥梁的承载能力。
3.拱脚的支撑作用:拱脚是拱形桥的关键部分,起到支撑拱形结构的作用。
拱脚主要承受着竖向荷载,通过均匀传递荷载到地基或桥墩上,使桥梁得到均匀支撑和保持稳定。
同时,拱脚还能够通过其内部的杆件来对跨度内的水平力进行消除,使得桥梁结构更加稳定。
4.拱形的形状选择:拱形的形状对拱桥的受力分布有重要影响。
通常情况下,拱形桥的形状采用近似对称的曲线,如圆拱、椭圆拱、抛物线拱等。
这种形状的选择能够使桥体的受力更加均匀,并减少因受力集中而导致的应力集中现象,提高桥梁的承载能力。
5.材料选择与合理配筋:拱形桥的材料选择与合理配筋也是保证桥体安全稳定的关键。
在拱形桥设计中,根据受力特点和预测荷载来选择适合的桥梁材料,如钢材、混凝土等,以及合理的配筋和支撑杆件的布置,保证拱形桥在荷载作用下不发生塑性变形或破坏。
总的来说,拱形桥的结构原理是基于受力平衡、弯曲力学和力学原理,通过选取合适的形状和材料,合理设计拱脚和支座结构,使得拱形桥能够充分发挥其受力特性,提高桥梁的承载能力和稳定性。
拱形桥的应用广泛,不仅是桥梁工程的重要形式,也是建筑工程领域的重要代表。
拱形桥的原理

拱形桥的原理拱桥是一种古老而又经典的桥梁结构,其原理是利用拱形结构来承受桥梁上的荷载,使得桥梁能够跨越河流、峡谷等地形障碍。
拱桥的设计不仅在工程上具有重要意义,而且在建筑美学上也有着独特的魅力。
本文将从拱桥的原理出发,深入探讨拱形桥的结构特点和工作原理。
拱桥的原理是基于拱形结构的力学特性。
拱形结构是一种受力均匀的结构,能够将荷载通过拱腿传递到桥墩或桥台上,从而实现对桥梁的支撑。
拱桥的主要受力形式包括压力和张力,其中拱腿受到的是压力,而拱顶和拱底则受到的是张力。
这种受力形式使得拱桥能够有效地承受荷载,并具有较好的抗震和抗风能力。
在拱桥的结构设计中,拱形的几何形状是至关重要的。
合理的拱形设计能够使得拱桥在受力时产生较小的应力集中,从而提高了桥梁的承载能力和使用寿命。
此外,拱形的几何形状还能够赋予拱桥良好的美学效果,使得其成为一种既实用又具有艺术价值的桥梁结构。
除了拱形结构的设计外,拱桥的材料选择也对其性能有着重要影响。
传统的拱桥多采用石材、砖块或混凝土等材料,这些材料具有良好的抗压和耐久性能,能够满足拱桥长期使用的要求。
随着科学技术的发展,现代拱桥还可以采用钢材、玻璃钢等新型材料,这些材料不仅具有较高的强度和韧性,而且还能够实现更大跨度和更轻型的拱桥结构。
总的来说,拱桥作为一种古老而又经典的桥梁结构,其原理基于拱形结构的力学特性。
合理的拱形设计、优质的材料选择以及科学的结构设计是保证拱桥工程质量和使用性能的关键。
同时,拱桥不仅在工程上具有重要意义,而且在建筑美学上也有着独特的魅力,是人类智慧和美学的结合体。
在今后的桥梁工程设计中,我们应该充分发挥拱桥结构的优势,不断推动拱桥技术的创新和发展,为人类社会的可持续发展做出更大的贡献。
拱桥的原因及应用

拱桥的原因及应用拱桥是一种特殊形状的桥梁,其特点是呈现一定程度的曲线或弧形。
拱桥的主要原因可以归结为结构力学原理和建筑美学原理。
在实际应用中,拱桥有着广泛的应用,包括交通运输、城市建设和园林景观等方面。
拱桥的原因主要是基于结构力学的原理。
首先,拱桥采用曲线形状,使得桥梁的力线更加合理,能更好地承受桥墩的压力。
拱桥在自重和负荷作用下会形成内力,使得桥体能够合理地分布载荷,并通过自身的曲线形状将荷载向桥墩等承重结构输送。
其次,拱桥的内力主要是压力,这使得拱桥能够更好地抵抗外部的水平力,如河流的水流和洪水冲击。
此外,拱桥还能够有效地抵抗垂直荷载,如桥上行驶的车辆产生的荷载以及其它各种活动引起的荷载。
从建筑美学的角度来看,拱桥在形状和结构上更加优美。
拱桥的曲线形状让人感觉非常流畅,给人一种优雅和动感的感觉。
此外,拱桥的结构也能够很好地融入自然环境,与周围的地理气候特点相得益彰。
相比传统的直线形状的桥梁,拱桥更加具有视觉冲击力,能够给人们带来更加美好的观赏体验。
拱桥的应用非常广泛。
首先,在交通运输方面,拱桥被广泛应用于公路和铁路等交通工程中。
拱桥能够有效地支撑过往交通的重量,并且能够很好地适应地质条件的变化,如山地、河流和湖泊等。
其次,在城市建设中,拱桥常常被用作城市交通和人行道的组成部分。
例如,很多城市的河道和湖泊周围都修建了拱桥,既美化了城市景观,更方便了市民的出行。
此外,拱桥还可以作为城市规划中的标志性建筑,增加城市的文化内涵和知名度。
最后,在园林景观方面,拱桥也是一种常见的元素。
它常常被用于连通园林中的水体或山景,增加景观的层次感和魅力。
总的来说,拱桥之所以得到广泛的应用,是因为它符合结构力学和建筑美学的原理。
拱桥不仅具有较好的抗压和承重能力,还在形状和结构上得到了优化,令人赏心悦目。
拱桥的应用广泛涉及交通运输、城市建设和园林景观等方面,对于人们的出行、城市发展和美学追求都起到了重要作用。
拱形桥的概念

拱形桥的概念
拱形桥是一种建筑工程结构,它的主要特点是由一组连续的拱形构成的横向支撑体系,用于横跨两个支点之间的跨度。
拱形桥可以通过通过地面、水体或其他障碍物,以提供通行的道路。
拱形桥的设计原则基于力学原理,力图将桥墩的受力均匀分布到拱石上,以保证桥的稳定性和承载能力。
拱形桥可以采用不同的材料来建造,包括石头、混凝土、钢铁等。
根据桥梁的设计和所处环境的要求,拱形桥可以具有不同的形状和结构,如单孔拱桥、多孔拱桥、斜拉拱桥等。
拱形桥在历史上广泛应用,其优点包括结构稳定、承载能力强、耐久性高等。
它们被广泛应用于城市道路、铁路、高速公路等交通工程中,并且成为很多城市的地标建筑。
随着现代科技和建筑技术的进步,拱形桥的设计和建造变得更加创新和多样化,同时也加强了对环境保护和可持续发展的考虑。
拱桥的优缺点

拱桥的优缺点拱桥是一种古老的建筑结构,它被广泛使用在道路、铁路、运河和其它工程中。
拱桥的形状像一条弧线,最常见的是圆弧形。
与其它桥梁形式相比,拱桥具有多种优缺点,下面将进行详细介绍。
优点:1.承重能力强拱桥是将荷载通过拱体传递到支撑处,再由支撑传递到地基,因此拱桥比其它桥梁形式有更好的承重能力。
这使得拱桥成为长跨度桥梁的理想选择。
2.美观拱桥的完美曲线和华丽的造型,使它成为一座美丽的建筑艺术品。
许多拱桥都被认为是城市或村庄最漂亮的景点之一,吸引着大量的游客。
3.稳定性高由于拱桥是一个连续的曲线体,它具有高度的稳定性。
在自然灾害或人为破坏的情况下,拱桥的整体性可以保持基本不变,不易受到破坏。
4.耐用性高拱桥的结构相对简单,没有复杂的连接点,因此它的耐用性比其它桥梁类型高,可以经受住多年的使用和风霜雪雨的考验。
1.造价高和其它桥梁形式相比,拱桥的施工和维修成本高昂。
拱桥的建造需要更多的材料和人力,这会导致很高的施工成本。
2.施工困难拱桥的建造需要高度精确的计算和测量。
对于比较长的跨度,建造过程中需要采取复杂的技术来确保拱体的稳定性和结构的强度。
3.不适合平面线路拱桥需要大面积的空地作为支撑点。
因此,在平面线路上,其建造比较困难。
这意味着在这种情况下,将需要大量的修建和平整空间来满足拱桥的建造要求。
4.限制运输和其他活动由于拱桥的高度和宽度限制,在拱桥上进行运输或其他活动时,需要格外小心。
因此,一些交通和工业活动可能会受到拱桥的限制。
总结:拱桥的优缺点都比较明显,这使得它经常成为一项令人深感挑战的工程。
尽管它的建造和维护成本高,但它的承重能力,稳定性和美观性等优点使得它成为建筑师们的首选。
结合实际情况,选择最合适的桥梁类型可以为道路和铁路等基础设施的运营带来巨大的收益。
拱桥科普介绍
拱桥科普介绍
拱桥是一种常见的建筑结构,具有经典美感和优良的承载性能。
下面是对拱桥的科普介绍:
1.定义:拱桥是一种建筑形式,由一系列连续的拱构成,可用
于横跨河流、道路或山谷等地形。
2.结构特点:拱桥最显著的特点是由一系列拱构成的主要承重
结构。
拱是一种曲线形状,其构造使得施加在拱上的力能够传递到桥的两端或支撑结构上。
这种结构使得拱桥能够抵抗外部载荷并分散荷载,从而保持稳定和承重能力。
3.拱的类型:拱桥可分为多种类型,常见的包括圆拱、椭圆拱、
扁拱、等腰三角拱等。
每种类型的拱都有不同的特点和适用范围。
4.石拱桥:在早期的建筑中,石材常用于拱桥的建造。
石拱桥
因材质坚固耐久,在许多历史古城和文化遗址中仍有保存。
例如,意大利的斯佩拉桥、中国的洛阳桥等都是著名的石拱桥。
5.钢筋混凝土拱桥:随着工程技术的进步,钢筋混凝土成为常
用的材料用于拱桥的建造。
钢筋混凝土拱桥具有较好的强度和耐久性,适用于大跨度和大荷载的情况。
6.历史意义:拱桥的建造历史悠久,可以追溯到古代文明。
拱
桥的设计和建造技术也代表着当时社会和工程技术的发展水平。
许多古代拱桥成为文化遗产和建筑的典范。
拱桥作为一种建筑结构,以其优雅的曲线形状和良好的载荷分布而闻名。
拱桥的设计和建造需要深厚的工程知识和计算能力。
通过科学的设计和建造,拱桥具有强大的承重能力,并成为人类建筑工程的重要成就之一。
拱式桥的受力特点
拱式桥的受力特点
嘿,今天咱们来聊聊拱式桥的受力特点啊。
听说拱式桥可是咱们建筑设计里面的一大亮点呢,咱来看看它的受力特点吧。
拱式桥的受力特点可真不简单啊。
嗨,它整个桥身受力均匀,像是一只大型的弯弓呀。
就像咱们小时候玩的弹弓一样,拱式桥的受力也是很有弹性的呢。
哎呀,说到拱式桥的受力,得提一提它的受压和受拉啊。
看,桥下面的拱形结构受到挤压,而上面的桥面则受到拉力,形成了一种平衡状态。
唉呦,这就好比咱们穿的皮带一样,一端受力,一端受压,才能保持平衡呢。
嗨,拱式桥的受力特点还包括了它的稳定性啊。
它的桥墩和桥面形成了一个完整的结构体系,哎,就像人体的骨骼一样,支撑着整个桥身的重量。
这样一来,桥就不会轻易倒塌了。
唉,拱式桥还有一个特点,就是它的美观性啊。
天哪,看着那个优美的拱形,真是美轮美奂呀。
这种设计不仅能够保证桥身的受力均匀,还能够为城市增添一道亮丽的风景线呢。
咦,说到这,咱还得提一提拱式桥在建筑设计上的应用啊。
它不仅仅是一座桥,还可以用来设计成建筑物的一部分,嗯,就像大型的建筑拱门一样,妙不可言。
哎,不得不承认,拱式桥的受力特点实在是妙不可言啊。
它的魅力不仅仅在于设计的奇妙,更在于它的受力特点能够保证桥的稳定和美观。
真是一项了不起的建筑工程呢。
拱形桥的原理
拱形桥的原理
嘿,你知道吗,拱形桥可真是个神奇的存在呢!那它的原理到底是怎么回事呢?让我来给你讲讲吧。
想象一下,拱形桥就像是一个大力士弯着腰,用自己的脊背撑起了来来往往的车辆和行人。
它的原理其实就是巧妙地利用了力学的知识哦。
拱形的结构能将桥上的重量分散到两边的支撑点上,就好像是一群小伙伴一起分担一个重物,这样每个小伙伴就不用承受那么大的压力啦。
而且,拱形桥还特别坚固,就像是一个坚强的卫士,稳稳地站立在那里,不管风吹雨打还是车来人往,都能坚守岗位。
比如说我们常见的石拱桥,那一块块石头紧密地排列在一起,形成了完美的拱形。
当我们走在上面的时候,也许不会特意去想它为什么不会塌,但其实这背后都是拱形桥原理在默默发挥作用呢。
再想想,如果没有拱形桥,我们的交通会变得多么不方便呀。
也许有些地方就没办法那么轻松地跨越河流或者山谷啦。
所以呀,拱形桥真的是我们生活中非常重要的一部分呢!是不是觉得很有意思呀?下次再看到拱形桥的时候,可别忘了它背后的神奇原理哦!。
拱桥的构造和特点
第五章拱桥的构造和特点•5.1 拱桥的基本特点及其适用范围力学特点,将桥面的竖向荷载转化为部分水平推力,使拱的弯距大大减小,拱主要承受压力,充分发挥圬工材料抗压性能;•拱桥的优点:•1、具有较大的跨越能力,充分发挥圬工及其它抗压材料的性能;•2、构造较简单,受力明确简洁;•3、形式多样、外型美观;•拱桥的缺点:•1、有水平推力的拱桥,对地基基础要求较高,多孔连续拱桥互相影响;•2、跨径较大时,自重较大,对施工工艺等要求较高;•3、建筑高度较高,对稳定不利;5.2 拱桥的组成及主要类型•一、拱桥的主要组成:•拱圈(拱背、拱腹、拱顶、拱脚)、拱上结构•矢跨比f/L—反映拱桥受力特性的重要指标二、拱桥分类•按材料•圬工拱桥•钢拱桥•钢筋混凝土拱桥•钢管混凝土拱桥•型钢混凝土拱桥•圬工拱桥是使用圬工材料修建的的拱桥,如:石拱桥以及拱圈不配钢筋的混凝土拱桥等拱桥分类•按行车道位置上承式拱桥中承式拱桥下承式拱桥•按拱轴线型式:圆弧拱桥抛物线拱桥选链线拱桥•按拱上结构形式:实腹式拱桥空腹式拱桥按截面板拱桥箱型拱桥肋拱桥双曲拱桥按结构受力图式:•简单体系:无铰拱二铰拱三铰拱组合体系(有无推力):刚架拱桥桁架拱桥桁式组合拱梁拱组合桥系杆拱桥-按拱肋及系杆的尺寸,柔性、刚性三、拱桥的选择与布置•1、应根据地形、地质条件及施工的方便和可能确定拱桥类型及分孔;•2、多孔拱桥最好选用等跨分孔;采用不等跨分孔应采取措施减少跨间的不平衡,如:不同的矢跨比,不同的拱脚标高及调整拱上建筑重量等;•3、选则合理的矢跨比及拱轴线,一般拱桥失跨比在1/5~1/10;•4、根据环境选择结构的造型及注意全桥的美观;永保桥跨越澜沧江,主孔为下承式80m肋拱桥,东岸2x24m连续梁,西岸1孔18m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。
高明桥是一跨越西江的大型公路桥,主通航孔采用中承式钢管混凝土拱,引桥系钢筋混凝土肋拱。
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浅谈拱式桥班级:学号:姓名:目录一拱式桥的发展二拱式桥在各个时期特点三拱式桥的种类四拱式桥的结构特点五拱式桥的优缺六拱式桥未来的发展方向一拱式桥的发展拱桥,在桥梁的发展史上曾经占有重要地位,迄今为止,已有三千多年的历史,并因其形态美、造价低、承载潜力大而得到广泛的应用。
在拱桥发展的早期,生产力发展水平十分低下,其发展十分缓慢。
国外的石拱桥鼎盛于古罗马时代。
现存较为著名的两座石拱桥为Pout-du-Gard桥和Alcantara桥。
前者建于公元14年,由三层半圆拱组成,其中底层6拱、中层11拱、顶层33拱,总长达270m;后者建于公元98年,共有16个半圆拱,跨径从13.5m到28.2m不等。
拱桥在中国也有着悠久的历史。
早在公元前282年就有了关于石拱桥的文字记载,考古发现公元前250年周末的墓穴中就有了砖拱。
修建于公元606年的河北赵县安济桥代表着中国古代石拱桥建造的最高成就。
安济桥跨径37.4m,矢高7.23m,宽约9m,在跨度方面曾保持记录达1350年之久(1956年建成松树坡铁路桥,跨度38m),且至今保存完好。
文艺复兴时期以后,特别是18世纪的工业革命以来,科学技术有了长足的进步,桥梁建设也逐步开始走上了科学的道路。
这一时期的拱桥在各个方面都得到了空前的发展。
具有代表性的大跨度钢拱桥有3座:悉尼港大桥(503m,澳大利亚,1932年)、Bayanne桥(503.6m,美国,1931年)和New River Gorge桥(518.3m,美国,1976年)。
世界上第一座钢筋混凝土拱桥建于1898年。
目前,在跨度方面,万县长江大桥(420m,中国,1986年)为同类之最。
世界上最大的石拱桥--湖南凤凰乌巢河桥,跨度120米,1990年建成二拱式桥在各个时期特点在拱桥发展的早期,生产力发展水平十分低下,其发展十分缓慢。
这一时期的拱桥主要有以下特征:(1)拱桥的设计、建造以经验为主;(2)所用的材料多为石材;(3)结构形式以圆弧、实腹式拱桥为主。
文艺复兴时期的拱桥具有如下的特点:(1)数学和力学逐渐在设计中起主导作用,设计理论臻于完善;(2)结构形式多样化,摆脱了上承式实腹拱的单一模式,使拱桥的表现力更加丰富;(3)所用的建筑材料也不再局限于石材。
现代钢管混凝土桥梁的特点强度高塑性好、耐高温耐腐蚀、抗冲击性能好三拱式桥的种类主要的结构形式有双曲拱桥、桁架拱桥以及一些组合体系的拱桥。
随着计算力学的发展和对材料性能认识的不断深入,其它形式的桥梁也在不断地发展拱桥按其结构体系分为:(1)简单体系拱桥。
在简单体系拱桥中,拱桥的传力结构不与主拱形成整体共同承受荷载。
桥上的全部荷载由主拱单独承受,它们是桥跨结构的主要承重构件。
拱的水平推力直接由墩台或基础承受。
①主拱构造。
石板拱宽跨比不应小于1/20,石料规格一般采用料石、块石、片石等各种类型。
根据受力特点,主拱的构造应满足下列要求:拱石受压面应选择较大的平整面,并使拱石的大头向上,小头向下,受压面的砌缝应与拱轴线相垂直;当拱厚较大时,宜采用2~4层砌筑,并应纵横错缝,错缝间距不小于100mm;砂浆砌缝宽度不应大于20~30mm;拱圈与墩台及宽腹式拱墩连接处,应采用特制的五角石,以改善连接处的受力状况。
②拱上建筑构造。
拱上建筑按其采用的构造方式,可分为实腹式和空腹式两种。
实腹式拱上建筑由拱腔填料、侧墙、护拱和桥面系等部分组成,一般适用于小跨径拱桥。
空腹式拱上建筑最大的特点在于具有腹孔和腹孔墩。
腹孔有拱式腹孔、梁(板)式孔两种形式。
腹孔跨径不宜过大,一般不大于主拱跨径的1/8~1/15,同时腹孔的构造应统一。
③细部构造。
为了防止不规则裂缝的出现,需在相对变形较大的位置设置伸缩缝,相对变形较小的位置设置变形缝。
桥面系均应在相应位置设置伸缩缝或变形缝,以适应主拱的变形。
实腹式拱桥的伸缩缝通常设在两拱脚的上方,并需在横桥方向贯通全宽及侧墙的全高。
目前多将伸缩缝做成直线形,以使构造简单,施工方便。
对于空腹式拱桥,当采用拱式腹孔时,一般将紧靠墩台的第一个腹拱做成三铰拱,并在靠墩台侧拱铰上方的侧墙内设置伸缩缝,其余拱铰上方可设变形缝。
(2)组合体系拱桥。
组合体系拱桥一般由拱和梁、桁架或刚架等两种以上的基本结构体系组合而成,拱桥的传力结构与主拱按不同的构造方式形成整体结构,以共同承受荷载。
根据构造方式及受力特点,组合体系拱桥可分为桁架拱桥、刚架拱桥、桁式组合拱桥和拱式组合体系桥等四大类。
①桁架拱桥又称拱形桁架桥,是由拱和桁架两种结构体系组合而成。
②刚架拱桥也是一种有推力的拱桥。
其主结构由拱肋构成主拱,拱上建筑取斜腿刚构.的形式,并联结成整体,故名刚架拱桥。
刚架拱桥的外形与桁架拱桥相似,但构造比桁架拱桥简单,整个桥跨没有竖杆,只有少量的斜杆(跨径小于30m时,可不设斜杆)刚架拱桥的上部结构由刚架拱片、横向联结系和桥面系等部分组成。
桁架拱桥和刚架拱桥均属于整体型上承式拱桥。
③桁式组合拱桥是由两端的悬臂桁架梁和中段的桁架拱组成的拱梁组合体系,也是一种有推力结构。
主孔桁架一般采用斜杆式,可分为三角形式、斜压杆式和斜拉杆式三种,其中斜拉杆式是大跨径预应力混凝土桁式组合拱桥常用的形式。
桁式组合拱桥主跨是由两端的悬臂桁架、中段的桁架拱片、横向联结系和桥面系等部分组成,主孔下弦杆的曲线一般采用二次抛物线形,矢跨比一般在1/6~1/9。
当边孔采用桁式拱时,应根据主跨与边跨水平推力接近的原则来确定矢跨比。
桁式组合拱上下弦杆一般采用闭合的箱形截面,较为刚劲,所以拱片间距不宜过小,对于双车道桥梁,一般采用两片桁式拱片。
④拱式组合体系桥是将拱肋和系杆组合起来,共同承受荷载,可充分发挥各构件的材料强度。
拱式组合体系桥可做成有推力和无推力两种形式,也可以做成上承式、中承式或下承式三种形式。
一般无推力中、下承式的拱式组合体系桥使用较多,无推力的拱式组合体系桥常称为系杆拱桥,一般由拱肋、吊杆(或立柱)、系杆、横向联结系和桥面系等组成,根据拱肋和系杆(梁)相对刚度的大小,可划分为柔性系杆刚性拱、刚性系杆柔性拱和刚性系杆刚性拱三种体系。
目前出现的大跨径系杆拱桥大多采用钢筋混凝土或钢管混凝土结构,除单跨外,更多的是三跨飞燕式。
四拱式桥的结构特点桥跨的承载结构以拱圈或拱肋为主。
拱式桥在竖向荷载作用下。
两拱脚处不仅产生竖向反力,还产生水平反力(推力)由于水平推力的作用使拱中的弯矩和剪力大大地降低。
设计合理的拱主要承受拱轴压力,拱截面内弯矩和剪力均较小,因此可充分利用石料或混凝土等抗压能力强而抗拉能力差的圬工材料。
由此可见,拱式桥是钢筋混凝土桥和圬工桥最合理的结构形式之一。
拱式桥是推力结构,其墩台基础必须承受强大的拱脚推力。
因此拱式桥对地基要求很高,适建于地质和地基条件良好的桥址。
五拱式桥的优缺点优点:跨越能力较大;与钢桥及钢筋梁桥相比,可以节省大量钢材和水泥;能耐久,且养护、维修费用少;外型美观;构造较简单,有利于广泛采用。
缺点:由于它是一种推力结构,对地基要求较高;对多孔连续拱桥,为防止一孔破坏而影响全桥,要采取特殊措施或设置单向推力墩以承受不平衡的推力,增加了工程造价;在平原区修拱桥,由于建筑高度较大,使两头的接线工程和桥面纵坡量增大,对行车极为不利。
六拱式桥未来的发展方向随着拱式桥的发展,在中小跨度方面,人们有了更多的选择;在大跨度方面,拱桥的竞争性明显弱于斜拉桥和悬索桥。
圬工拱桥不便于实现工厂化施工,施工周期较长,相应的费用较高。
同时,圬工材料尽管适合承压,但其自重相对于许用应力而言较大,因而不适于用作大跨度桥梁。
高强钢材尽管抗压和抗拉强度都较高,但拱结构以受压为主,而高强钢材和普通钢材的弹性模量几乎相同,所以在提高构件稳定承载力方面,高强钢材并无多大的优越性。
在同样的条件下,钢拱桥的经济指标往往逊于斜拉桥和悬索桥。
由于受施工和材料方面的双重限制,古老的拱桥面临着生存的危机。
因此,拱式桥若要更好的发展,需要找寻新的施工材料,而随着科技的高速发展,现如今钢管钢材在全世界范围内已得到广泛的应用,钢管混凝土桥也会渐渐代替原来的石拱桥。
钢管混凝土将会成为未来拱式桥的主要材料。
与原来的材料相比,钢管混凝土在施工方面有显著和优点:(1)钢管本身可以兼作模板,不用拆模、支模,混凝土可以泵灌;(2)钢管本身可以兼作纵筋和箍筋,卷制钢管较制作、绑扎钢筋骨架容易;(3)钢管本身可以兼作骨架。
由于钢管混凝土本身的优点决定了它的经济指标:在自重和承载能力相近的情况下,同钢结构相比,可以节约钢材50%左右。
在用钢量相近、承载能力相同的情况下,构件的横截面积可以减小一半,自重减小近50%。
钢管混凝土在土木工程中已有近百年的应用历史,几乎与螺旋箍筋同时出现。
而且,改革开放以来,我国大力加强交通基础设施的建设,为桥梁提供了发展的空间。
拱桥作为桥梁的基本桥型之一,过去在我国曾得到过广泛应用;我国对钢管混凝土基础理论的研究处于世界的先列,钢管混凝土在其它领域的发展为拱桥的发展奠定了坚实的理论和实践基础。
钢管混凝土在拱桥中的应用,解决了长期在施工和材料方面困扰着拱桥的两大难题。
钢管混凝土在桥梁中的应用正在不断地向各个方向深入,在拱桥的实际应用中,产生了两大方向:一种为内包混凝土,即钢管表皮外露,与核心混凝土共同作为结构的主要受力部分,同时也作为施工时的劲性骨架。
虽然拱式桥与梁式桥相比,存在施工难度大,不易修建等弊端。
但是,随着桥梁美学日益受到重视,拱式桥将继续被人们修建。
拱桥在我国有很深的文化基础。
而且,拱式桥有着它无可替代的优点,它不仅表明了工程技术上的成就,也有着杰出的建筑艺术形象。
首先,拱式桥可以减轻大桥的负荷,减少材料的使用;其次,拱式桥特别是双拱桥的使用,还将起到雨季涨水时排洪的作用。
而且,虽然在大跨度方面,随着跨度的增大,拱桥的宽跨比迅速减小,其横向稳定性问题与其他形式的桥相比也就显得越来越突出。
在大型拱桥当中,横向的稳定性几乎绝对控制着桥梁及其施工的安全。
最后,新材料的使用,钢管混凝土的应用,将使拱桥的表现力更加丰富。
因此,拱式桥在未来必将以更加美观,形式更加多样的姿态展现在世人面前。
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