第七章 大跨度拱桥
结构设计知识：大跨度拱桥结构的设计与分析
结构设计知识：大跨度拱桥结构的设计与分析大跨度拱桥是指跨度大于100米的拱桥，通常用于跨越深谷、江河等大型水体，由于其结构特点使得其设计与分析具有一定的复杂性。
本文将从拱桥结构的基本原理、设计理论和分析方法等方面展开讨论，以深入探讨大跨度拱桥的设计与分析。
一、拱桥结构的基本原理拱桥是一种由拱体支撑的桥梁结构，其基本原理是利用拱体的受压性能来承受桥梁上的荷载，将桥面上的荷载通过拱体向两侧传递，最终通过桥台和基础传递到地基上。
拱桥的主要受力形式是受压和受拉，主要受力部位是拱体和拱脚。
拱桥结构的基本原理决定了其具有较好的受力性能，能够有效承载大跨度的荷载。
但同时也带来了一定的设计难度，需要综合考虑拱桥结构的形状、材料、受力性能等因素，以确保其安全可靠地承载荷载。
二、大跨度拱桥设计理论1.结构形式选择大跨度拱桥的设计首先需要选择合适的结构形式，常见的结构形式包括单孔拱、多孔拱和连续拱等。
在选择结构形式时需要考虑桥梁的跨度、地形条件、桥梁承载力需求等因素，以确定最适合的结构形式。
2.材料选择拱桥的材料选择对于整个结构的安全性和经济性至关重要。
常见的拱桥材料包括混凝土、钢材和预应力混凝土等，不同的材料具有不同的受力性能和经济性，需要根据实际情况进行选择。
3.受力分析大跨度拱桥在设计过程中需要进行详细的受力分析，包括静力分析和动力分析等。
静力分析主要考虑拱桥在静态荷载作用下的受力情况，动力分析则考虑拱桥在动态荷载作用下的受力情况，例如风荷载、地震等。
4.稳定性分析在大跨度拱桥的设计中，稳定性分析是至关重要的一步，需要考虑拱桥在受力过程中的稳定性问题，以确保其在各种荷载作用下具有良好的稳定性和安全性。
5.施工技术大跨度拱桥的设计还需要考虑到施工技术的问题，包括桥梁的施工方法、施工工艺、施工设备等，以确保整个施工过程安全、高效。
三、大跨度拱桥设计与分析方法1.有限元分析有限元分析是一种常用的大跨度拱桥设计与分析方法，通过建立拱桥的有限元模型，对拱桥在受力作用下的应力、变形等进行计算和分析，以确定拱桥的受力性能和稳定性。
桥梁工程第7章拱桥课件
一、拱桥的特点与适用范围
二、拱桥的基本组成
三、拱桥的主要类型
拱桥是我国公路上常用的一种桥梁体系。拱桥
与梁桥的区别，不仅在于外形的不同，更重要的
是两者受力性能有差别。
由力学知识可以知道，梁式结构在竖向荷载作
用下，支承处仅仅产生竖向支承反力，而拱式结
构在竖向荷载作用下，支承处不仅产生竖向反力，
及拱上建筑（又称拱上结构）所构成。由于主拱圈是曲
线形，一般情况下车辆无法直接在弧面上行驶，所以在
桥面系与拱圈之间需要有传递压力的构件或填充物，以
使车辆能在平顺的桥面上行驶。桥面系和这些传力构件
或填充物统称为拱上结构或拱上建筑。拱上建筑可做成
实腹式或空腹式，相应称为实腹拱桥或空腹拱桥。
中承式拱桥的拱圈由分离的拱肋所组成，由横梁及支承于
桥面高程，当用于城市及平原区的桥梁时受到的限制。
二、拱桥的基本组成
1.基本组成
拱桥也和其它桥梁一样，也是由桥跨结构（上部结构）
及下部结构两个部分组成。
根据行车道的位置，拱桥的桥跨结构可以做成上承式、
下承式和中承式三种类型，图7-1表示的是拱桥的各主
要组成部分及其名称。
按桥面位置分
上承式拱桥，桥跨结构是由主拱圈（肋、箱）简称主拱
③ 跨径：根据主拱的受力条件确定，中小跨径
2.5~5.5m，大跨径（1/8~1/15）L
❖拱式拱上建筑
④腹拱圈
➢石砌、混凝土预制或现浇的板拱
➢常用圆弧拱
➢矢跨比常用1/2-1/6
➢厚度：跨径小于4m时，石板拱为30cm，混凝土板拱为
15cm。跨径大于4m时，依据板拱方法确定。
➢在拱上建筑需要设置伸缩缝或变形缝的地方应设铰(三
大跨度拱桥施工关键措施
大跨度拱桥施工关键措施随着城市化进程的加快和交通需求的不断增加，大跨度拱桥作为一种具有良好经济效益和美学价值的桥梁结构，被广泛应用于现代城市的交通建设中。
然而，由于其特殊的结构形式和复杂的施工工艺，大跨度拱桥的施工过程面临着许多挑战。
本文将从设计、材料选择、施工方法等方面探讨大跨度拱桥施工的关键措施。
首先，设计是大跨度拱桥施工的首要关键。
在设计阶段，需要充分考虑桥梁的荷载特点、地质条件、气候环境等因素，并进行合理的结构优化。
同时，要进行全面的力学分析和模拟计算，确保桥梁在使用过程中的稳定性和安全性。
此外，还需要进行风洞试验和地震模拟，以评估桥梁的抗风抗震性能，并采取相应的措施进行加固和改进。
其次，材料选择是大跨度拱桥施工的重要环节。
由于大跨度拱桥的跨度较大，对材料的强度和耐久性要求较高。
一般情况下，常用的材料包括钢材、混凝土和预应力混凝土等。
钢材具有较高的强度和韧性，适合用于大跨度拱桥的主要结构部件；混凝土具有良好的耐久性和抗压性能，适合用于桥墩和桥面板等部位；而预应力混凝土则可以有效提高桥梁的承载能力和抗震性能。
在材料选择过程中，还需要考虑材料的可获得性和成本效益等因素。
再次，施工方法是大跨度拱桥施工的关键环节。
一般情况下，大跨度拱桥的施工可以采用预制和现场拼装的方式进行。
预制是指将桥梁的构件在工厂或临时场地进行制作，然后再运输到施工现场进行拼装。
这种方法可以提高施工效率和质量，并减少对施工现场的影响。
而现场拼装则是指在施工现场进行桥梁构件的组装和安装。
这种方法适用于一些特殊的地形和环境条件，但施工周期较长，需要更多的人力和物力投入。
此外，施工过程中还需要注意施工工艺的合理性和安全性。
大跨度拱桥的施工过程中常常涉及到高空作业、大型机械设备的操作等危险因素，因此需要严格执行相关的安全规范和操作规程。
同时，还需要进行全面的施工方案和施工工艺的论证和评估，确保施工过程中的质量控制和进度管理。
综上所述，大跨度拱桥的施工关键措施包括设计、材料选择、施工方法和施工工艺等方面。
大跨度石拱桥施工方案
大跨度石拱桥施工方案目录1. 内容简述 (4)1.1 工程概况 (4)1.2 施工方案编制依据 (5)1.3 施工目标 (6)2. 施工组织设计 (7)2.1 施工部署 (8)2.1.1 施工顺序 (9)2.1.2 施工阶段划分 (10)2.1.3 施工平面布置 (12)2.2 施工进度计划 (13)2.3 施工资源配置 (14)2.3.1 人力资源 (15)2.3.2 物资资源 (16)3. 施工准备 (18)3.1 工程地质勘察 (19)3.2 施工测量与放样 (21)3.3 施工材料准备 (21)3.4 施工设备准备 (22)3.5 施工场地准备 (22)4. 施工工艺与关键技术 (24)4.1 拱桥结构设计 (25)4.2 拱桥基础施工 (26)4.2.1 基础类型选择 (28)4.2.2 基础施工工艺 (29)4.3 拱桥主体施工 (29)4.3.1 拱圈施工 (31)4.3.2 拱上结构施工 (31)4.4 拱桥防水与排水 (32)4.5 拱桥抗震设计 (34)5. 施工质量控制 (34)5.1 质量控制体系 (35)5.2 材料质量控制 (37)5.3 施工过程质量控制 (37)5.4 成品保护 (38)6. 施工安全管理 (39)6.1 安全管理体系 (40)6.2 安全生产责任制 (41)6.3 施工现场安全防护 (42)6.4 应急预案 (43)7. 环境保护与文明施工 (44)7.1 环境保护措施 (45)7.3 施工废弃物处理 (46)8. 施工成本管理 (47)8.1 成本预算 (48)8.2 成本控制 (49)8.3 成本分析 (50)9. 施工进度控制 (51)9.1 进度监控 (52)9.2 进度调整 (54)9.3 进度报告 (55)10. 收尾工作 (56)10.1 工程验收 (57)10.2 质量评定 (58)10.3 施工资料整理 (59)1. 内容简述本方案旨在详细阐述大跨度石拱桥的施工过程及关键技术，首先，对项目背景、工程概况和设计要求进行概述，明确石拱桥的规模、结构形式及主要技术指标。
大跨度拱桥的施工控制关键技术探讨
大跨度拱桥的施工控制关键技术探讨大跨度拱桥是一种应用广泛的重要桥梁结构，具有结构性能好、承载能力强、施工时间短等优点。
然而，由于其结构复杂、施工难度大，对施工人员的要求较高。
因此，在大跨度拱桥的施工过程中，需要掌握一系列关键技术，以确保施工质量和工程安全。
本文将从设计、材料选择、施工策略等方面探讨大跨度拱桥的施工控制关键技术。
首先，设计是大跨度拱桥施工的基础。
在设计阶段，需要考虑桥梁的受力性能、施工工艺等因素。
具体来说，需要确定拱桥的几何形状、断面尺寸，以及拱腹的合理等高线等。
此外，拱桥的预应力布置也是关键之一。
通过合理的预应力布置，可以提高拱桥的整体性能，确保工程安全。
其次，材料的选择也对大跨度拱桥施工起到重要作用。
在拱桥的材料选择上，一般会采用高强度钢筋和混凝土作为主要材料。
在钢筋的选择上，应根据拱桥的受力特点和工程要求，选用合适的钢筋规格和级别。
而在混凝土的选择上，应注重混凝土的强度和耐久性。
此外，为了保证拱桥的施工质量，还应定期对原材料进行检测，确保其符合相关标准。
再次，施工策略的选择是保证大跨度拱桥施工质量的关键。
在施工策略的选择上，需要考虑施工方法、施工顺序、施工工艺等因素。
具体来说，可以采用预制拱片、现浇拱腹等方式进行拱桥的施工。
在施工顺序上，应按照轻重顺序施工，先完成辅助结构的建设，再进行主体结构的施工。
此外，还需要合理安排施工队伍，确保施工人员熟悉工艺流程，掌握关键施工技术。
最后，质量控制是大跨度拱桥施工的重要环节。
在施工过程中，应建立健全的质量控制体系，包括施工方案的编制、工程质量检查与验收等。
在施工方案的编制上，应对关键工序进行详细说明，确保施工人员按要求施工。
在质量检查与验收上，应对施工过程进行全面监管，及时发现和纠正问题，确保工程质量符合要求。
综上所述，大跨度拱桥的施工控制关键技术包括设计、材料选择、施工策略以及质量控制。
通过合理的设计、选用适宜的材料、制定科学的施工策略，以及加强质量控制，可以确保大跨度拱桥施工质量和工程安全。
结构设计知识：大跨度拱桥结构的设计与分析
结构设计知识：大跨度拱桥结构的设计与分析大跨度拱桥是一种用于跨越较宽河流、峡谷或深谷的特殊桥梁结构。
它的设计和分析涉及到桥梁工程学、结构力学、土木工程和材料工程等多个学科。
本文将围绕大跨度拱桥的设计与分析展开，首先介绍大跨度拱桥的定义、特点和应用领域，然后从结构设计、荷载分析、材料选择和施工工艺等方面进行详细讨论。
一、大跨度拱桥的定义和特点大跨度拱桥是指主跨距离大于等于100米的拱形桥梁。
它通常用于跨越深谷、大型水体或复杂地形，能够提供较大的通行空间和承载能力。
相比于梁桥和悬索桥，大跨度拱桥具有以下特点：1.结构简洁：大跨度拱桥的结构主要由拱体和桥面组成，整体结构比较简单，便于制造和施工。
2.承载能力强：拱桥通过弧形结构将荷载分散到桥墩上，能够有效减少桥墩数量和减轻桥墩承载压力，从而提高桥梁的承载能力。
3.抗震性能好：拱形结构在受到外部力作用时能够将力传递到桥墩上，使桥梁整体受力均匀，具有较好的抗震性能。
4.美观实用：大跨度拱桥通常具有优美的造型和独特的桥梁风格，成为城市的地标建筑。
二、大跨度拱桥的设计1.结构形式选择：大跨度拱桥的结构形式可以分为单孔拱桥、多孔拱桥和连续拱桥。
在设计时需要根据实际情况选择合适的结构形式，考虑着力条件、地质条件和施工工艺等因素。
2.荷载分析：在设计大跨度拱桥时，需要进行各种荷载的分析，如自重、活载、风荷载、温度荷载和地震荷载等。
根据不同的荷载组合确定桥梁的设计荷载，进而确定桥梁的结构尺寸和材料。
3.桥墩设计：大跨度拱桥的桥墩是承受拱体和桥面荷载的重要结构部分，需要根据实际荷载条件和地质条件设计合理的桥墩形式和尺寸，以保证桥梁的稳定性和安全性。
4.梁体设计：拱桥的梁体是连接拱体和桥面的重要部分，需要根据荷载条件和结构形式设计合理的梁体形式和尺寸，确保梁体具有足够的刚度和强度。
5.材料选择：在大跨度拱桥的设计中，材料的选择是非常重要的。
通常拱体和桥面使用钢筋混凝土或钢结构，需要根据实际情况选择合适的材料，保证桥梁的耐久性和安全性。
大跨径拱桥的设计与施工关键技术
大跨径拱桥的设计与施工关键技术引言大跨径拱桥是一种重要的桥梁形式，其设计与施工关键技术直接影响着拱桥的安全性和可靠性。
本文将介绍大跨径拱桥的设计与施工关键技术，并从以下几个方面进行阐述：概述、桥梁形式、设计要点、施工工艺以及质量控制。
概述大跨径拱桥是指主跨长度大于300米的拱桥。
拱桥的优点是具有较好的抗震性能、承载能力和美观性。
然而，大跨径拱桥的设计与施工过程中面临着许多挑战，因为大跨径拱桥要同时满足结构的稳定性、刚度和强度等要求。
桥梁形式大跨径拱桥的形式多种多样，常见的有单跨拱桥、多跨拱桥和悬索拱桥等。
其中，单跨拱桥适用于跨径较小、地形平坦的地区；多跨拱桥适用于跨越复杂地形和河流等；悬索拱桥则适用于跨越宽阔水域。
设计要点大跨径拱桥的设计要点包括：结构选择、荷载分析、参数确定和结构计算等。
首先，结构选择是将满足设计要求的拱桥形式应用于实际工程。
在选择合适的形式时，需要综合考虑桥梁的跨径、地形条件、交通流量等因素，以确保结构的安全和经济。
其次，荷载分析是评估拱桥在正常使用和极限工况下的受力情况。
荷载包括静态荷载和动态荷载，静态荷载包括自重、活载和附加荷载，动态荷载包括风荷载、地震荷载和列车荷载等。
然后，参数确定是指拱桥各种参数的选择，包括拱顶高度、拱肋形状、拱肋间距等。
通过合理的参数设置，可以使拱桥具有较好的刚度和强度，提高结构的稳定性和承载能力。
最后，结构计算是根据选定的参数进行拱桥结构的计算和校核。
计算过程中需要考虑桥梁的静力性能、动力响应和疲劳寿命等因素，以确定结构的安全性和可靠性。
施工工艺大跨径拱桥的施工工艺一般包括土方开挖、基础施工、拱肋浇筑和桥面铺装等环节。
首先，土方开挖是为了准备桥梁的基础施工。
在土方开挖过程中，需要考虑土质的稳定性、水土保持和环境保护等问题，以确保施工的安全和可持续发展。
其次，基础施工是指拱桥的基础建设，包括桩基施工、基础浇筑和支座安装等。
基础施工过程中需要严格控制施工质量，确保桥梁的稳定性和承载能力。
大跨度拱桥设计
大跨度拱桥设计大跨度拱桥是指跨度大于500米的拱形桥梁，它在现代桥梁工程中扮演着重要的角色。
大跨度拱桥设计的目标是在保证结构安全和经济性的前提下，实现最佳的桥梁性能。
本文将从结构设计、荷载分析和材料选择等多个方面来探讨大跨度拱桥的设计。
一、结构设计大跨度拱桥的结构设计是关键的一步，它直接影响到桥梁的稳定性和承载能力。
一种常见的设计方法是采用悬索系统来支撑桥面，悬索与拱形桥塔之间形成一个平衡的力学体系。
此外，也可以采用梁-拱混合结构，将拱形桥塔与梁桥结合起来，以增加桥梁的稳定性和承载能力。
二、荷载分析荷载分析是大跨度拱桥设计中必不可少的一步，它决定了桥梁的承载能力和安全性。
在荷载分析中，需要考虑到静荷载、动荷载和环境荷载等多个方面。
静荷载主要包括桥面自重、支撑体系重量和荷载响应引起的力和应力等，动荷载则考虑到车辆荷载和行人荷载等变动的载荷。
此外，还需考虑到风荷载、温度荷载和地震荷载等环境荷载对桥梁的影响。
三、材料选择在大跨度拱桥的设计中，材料的选择起着至关重要的作用。
常见的桥梁材料包括钢材、混凝土和复合材料等。
钢材具有强度高、韧性好和施工方便等优点，适用于大跨度拱桥的结构部件制造。
混凝土则具有耐久性好、成本低和施工速度快等特点，常用于拱形桥塔的建设。
此外，在某些情况下，也可以考虑使用复合材料来替代传统材料，以提高桥梁的性能和使用寿命。
四、桥梁监测与维护桥梁的监测与维护是大跨度拱桥设计的重要环节。
监测系统可以用来实时监测桥梁的状态和性能，及时发现并处理潜在的问题。
维护工作包括定期巡检、病害修复和涂料保护等，旨在延长桥梁的使用寿命和确保桥梁的安全运行。
综上所述，大跨度拱桥设计需要从结构设计、荷载分析和材料选择等多个方面综合考虑。
在设计过程中，需要确保桥梁的结构安全和经济性，并兼顾桥梁的稳定性和承载能力。
通过合理的结构设计、准确的荷载分析和合适的材料选择，可以实现大跨度拱桥的高效建设和安全运行。
同时，桥梁监测与维护工作也是不可忽视的一部分，它能够及时发现问题并采取相应的措施，以保证桥梁的长期使用和安全性。
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§ 7.3 拱桥的总体思路与构造
7.3.2 主拱的构造
1）板拱 主拱圈截面采用矩形实体截面的拱桥称板拱桥。 在中、小跨径的圬工拱桥中采用。 在较薄的拱板上增设纵向肋以提高拱圈抗弯刚度，即构成 板肋拱。
板拱
§ 7.3 拱桥的总体思路与构造
7.3.2 主拱的构造
2）肋拱 肋拱桥是将板拱划分成多条分离的、截面高度较大的拱肋， 肋间用横系梁联结。 这种形式以较小的截面面积获得较大的截面抵抗矩，减轻 了结构自重，多用于大、中跨径的拱桥。
§ 7.2 拱桥的结构体系
7.2.2 组合体系拱桥
多跨无推力组合体系拱桥
§ 7.2 拱桥的结构体系
7.2.2 组合体系拱桥
部分有推力组合体系拱桥
拱脚在中墩处固结，拱、梁通过立柱和拱顶实体段连接
共同承受荷载。应用交广泛。
在恒载作用下，通过张拉系杆来平衡主拱的水平力； 成桥后，由于拱脚固结，水平位移被约束，在活载及其他荷
7.3.2 主拱的构造
3）箱形拱
箱形拱桥主拱圈截面挖空，以较少的材料可获得较大的截 面抵抗矩，减轻自重，节省材料。 箱形截面抗扭刚度很大，整体性和稳定性都较好，但施工 制作较复杂。适用于大跨径拱桥。
§ 7.3 拱桥的总体思路与构造
7.3.2 主拱的构造
3）箱形拱
可为单室箱或多室箱，每一闭合箱又由箱壁、顶板、底 板及横隔板组成
§ 7.3 拱桥的总体思路与构造
7.3.1 拱桥的总体构思
（1）桥长及分孔 1）上承式拱桥的总体构思
按照水文计算、通航要求以及技术经济指标确定，可采用 单跨拱桥或多跨拱桥形式； 为避开深水区或不良地质地段，可采用不等跨布置； 一般采用单跨拱桥来跨越高山峡谷、水流急的河道。
§ 7.3 拱桥的总体思路与构造
载作用下，拱脚产生水平推力，形成部分有推力拱桥体系。
§ 7.2 拱桥的结构体系
7.2.2 组合体系拱桥
有推力组合体系拱桥
梁和拱共同受力，拱的推力完全由墩台承担。 梁分担一部分荷载，拱脚推力小于简单体系拱桥。
§ 7.2 拱桥的结构体系
7.2.2 组合体系拱桥——拱肋与纵梁连接方式
中承式梁拱组合体系 中边跨纵梁在拱 肋连接处断开； 边跨梁与拱肋固 结，中跨梁与拱肋 连接处断开； 拱梁完全刚性连 接，共同承担荷载。
1997四川万县长江大桥 L=420m) 劲性骨架钢筋混凝土箱形拱桥
中承式拱桥
巫山巫峡长江大桥
丫髻沙大桥
上海卢浦大桥
2003.6 建成，主桥长750m，为全钢结构，其中主跨直径达 550m，居世界同类桥梁之首，被誉为“世界第一钢拱桥”。
下承式拱桥
武汉江汉三桥 桥长989.75米，主跨302.93米， 为跨径为280米的下承式钢管混 凝土系杆拱桥。
§ 7.2 拱桥的结构体系
7.2.2 组合体系拱桥——拱肋与纵梁连接方式
下承式梁拱组合体系 拱梁固结； 拱梁铰接； 梁以体外索的形 式锚固在拱的两端， 桥面系通过横梁与 吊杆连接，将桥面 荷载传递给拱肋。
§ 7.3 拱桥的总体思路与构造
7.3.1 拱桥的总体构思
1）上承式拱桥的总体构思 有推力拱桥； 拱圈是主要受力构件； 桥面系不参与拱圈的整体受力，而作为局部受力构件设计。
§ 7.1 拱桥的基本组成和受力特点
7.1.1 拱桥的基本组成
建桥材料 结构体系分 拱 桥 分 类 圬工拱桥，钢筋混凝土拱桥，钢拱桥 简单体系拱桥：三铰拱，两铰拱，无铰拱 组合体系拱桥：无推力拱桥，有推力拱桥
主拱圈截面形式 板拱桥，肋拱桥，双曲拱桥，箱形拱桥 拱轴线型式 桥面位置
圆弧拱桥，抛物线拱桥，悬链线桥
简单体系拱桥构造简单、受力明确，全部荷载由拱肋承受。 按照拱圈的静力体系分为： 三铰拱：静定，无附加应力，铰构造复杂，少用。 无铰拱：三次超静定，刚度大，构造简单，附加应力大，混 凝土拱多采用无铰拱。 两铰拱：介于二者之间，钢拱采用较多。
§ 7.2 拱桥的结构体系
7.2.2 组合体系拱桥
无推力组合体系拱桥 荷载一部分由纵梁承担，一部 分通过吊杆传递给主拱肋承担。 柔性系杆刚性拱（系杆拱） 刚性系杆柔性拱（蓝格尔拱） 刚性系杆刚性拱（洛泽拱） 用斜吊杆时称为尼尔森拱
上承式拱桥，中承式拱桥，下承式拱桥 实腹式拱桥，空腹式拱桥
拱上建筑形式
§ 7.1 拱桥的基本组成和受力特点
7.1.1 拱桥的基本组成
根据行车道的位置，拱桥可以分成：上承式、下承式和 中承式三种类型。
拱桥的基本图示
上承式拱桥
上承式拱桥
1989四 川涪陵乌江大桥 （L=200m）
桥高84m，矢跨比1/4，主拱圈采用3室 箱。 涪陵乌江大桥采用转体法施工，先 在两岸上、下游组成3m宽的边箱，待转 体合拢后吊装中箱顶、底板，最后组成 3室箱。
大跨度桥梁设计
第7章
大跨度拱桥
本章的主要内容
7.1 拱桥的基本组成和受力特点 7.2 拱桥的结构体系
7.3 拱桥的总体构思与构造
7.4 拱桥的计算
7.5 拱桥的施工
7.6 工程实例
§ 7.1 拱桥的基本组成和受力特点
7.1.1 拱桥的基本组成
上部结构：
（1）主拱圈：主要承重构件
多条工字形肋 单箱多室截面
多条U形肋
多条闭合箱肋
§ 7.4 拱桥的计算
拱桥计算的主要内容
拱轴线的选择与确定
拱 桥 的 计 算 成桥状态的内力分析和强度、 刚度、稳定验算
恒载内力 活载内力 温度、收缩徐变 拱脚变位 内力调整 拱上建筑的计算
施工阶段的内力分析和验算
§ 7.4 拱桥的计算
拱轴线的选择与确定 拱轴线的形状直接影响主截面的内力分布与大小，选择 拱轴线的原则，是要尽可能降低荷载产生的弯矩。 最理想的拱轴线是与拱上各种荷载作用下的压力线相吻 合，使拱圈截面只受压力，而无弯矩及剪力的作用，截 面应力均匀，能充分利用圬工材料的抗压性能 实际上由于活载、主拱圈弹性压缩以及温度、收缩等因 素的作用，得不到理想的拱轴线。一般以恒载压力线作 为设计拱轴线。 圆弧线、抛物线和悬链线
中、下承式拱桥的桥跨结构一般由拱肋、横向联系和 悬挂结构三部分组成。 拱肋：主要受力构件，可采用钢筋混凝土、钢管混凝土或 钢箱结构，常用矢跨比为1/7~1/4。 横向联系：设置在两片拱肋之间，增加横向稳定性。包括 一字型横撑、对角横撑、K形横撑等。 悬挂结构：包括吊杆和桥面系等。刚性吊杆：混凝土材料； 柔性吊杆：平行钢丝或钢绞线。吊杆间距一般4~8m。
浙江省嵊州大桥 主桥采用下承式钢管混泥土单杆拱桥。 两跨，跨径长136米。
§ 7.1 拱桥的基本组成和受力特点
7.1.2 拱桥的受力特点
支座处存在水 平推力 拱内 产生轴向压力
弯矩减少
偏心受压应力 较均匀。
300~800m范
围内，可以与斜 拉桥竞争。
§ 7.2 拱桥的结构体系
7.2.1 简单体系拱桥
§ 7.4 拱桥的计算
纵向稳定 对于长细比不大，且 f/l 在0.3 以下的拱，其纵向稳定性验算一般 可以表达为强度校核的形式:
7.3.1 拱桥的总体构思
（2）刚性系杆柔性拱 拱肋的刚度相对于系杆的刚度较小，刚性系杆承受拉力和 弯矩，按弯拉构件考虑。 跨径：100m；矢跨比：1/5~1/7；拱肋高度（1/120~1/100）L。 3）梁拱组合体系拱桥的总体构思
§ 7.3 拱桥的总体思路与构造
7.3.1 拱桥的总体构思
（3）刚性系杆刚性拱 拱肋和系杆均承担一定的弯矩，体系整体刚度大。 拱肋高度（1/50~1/80）L。 3）梁拱组合体系拱桥的总体构思
§ 7.3 拱桥的总体思路与构造
7.3.1 拱桥的总体构思
（1）柔性系杆刚性拱 系杆的刚度相对于拱肋的刚度较小，系杆只承受拉力，拱 肋按偏心受压构件考虑。 跨径：20~90m；矢跨比：1/5~1/4；拱肋高度（1/50~1/30）L。 3）梁拱组合体系拱桥的总体构思
§ 7.3 拱桥的总体思路与构造
§ 7.3 拱桥的总体思路与构造
7.3.1 拱桥的总体构思
（5）矢跨比 矢跨比：拱肋的矢高与跨径的比值。矢跨比减小，拱桥水 平推力增加，反之推力减小。 矢跨比影响拱桥整体刚度。矢跨比在1/4~1/6之间时，拱 桥刚度较大。 1）上承式拱桥的总体构思
2）中、下承式拱桥的总体构思
2）中、下承式拱桥的总体构思
§ 7.3 拱桥的总体思路与构造
7.3.2 主拱的构造
拱肋截面 （1）矩形：构造简单、施工方便 2）肋拱
（2）工字形：
适用：大、中跨径 （3）箱型： 适用：跨径大，桥面宽 （4）管形：
适用：钢管混凝土拱桥
钢管混凝土拱桥简介
横撑 钢管混凝土拱肋
立柱（或吊杆）
下部构造
行车道系
§ 7.3 拱桥的总体思路与构造
§ 7.4 拱桥的计算
稳定验算 拱的稳定性验算分为纵向(面内)和横向(面外)两方面。 大、中跨径拱桥是否验算纵、横向稳定与施工过程有关： 有支架施工，其稳定与落架时间有关，拱上建筑砌筑完后 落架，可不验算纵向稳定; 当主拱圈宽度较大（如大于跨度的1/20），则可不验算拱 的横向稳定性； 随拱桥所用材料性能的改善和施工技术的提高，拱桥跨径 不断增大，主拱的长细比越来越大，施工和成桥运营状态 稳定问题非常突出。
（2）拱上建筑：桥面系和传力构件或填充物 下部结构：桥墩、桥台、基础
l0 - 净跨径 l -计算跨径 f0 - 净矢高 f -计算矢高 f/l - 矢跨比
拱 桥 的 主 要 组 成 部 分
§ 7.1 拱桥的基本组成和受力特点
7.1.1 拱桥的基本组成
拱桥的主要技术名词
净跨径（l0）
每孔拱跨两个起拱线之间的平距
§ 7.3 拱桥的总体思路与构造