拱桥的设计讲义讲稿(附图).ppt

第十三章 拱桥的设计,13-1 拱桥的总体设计13-2 拱轴线型的选择和拱上建筑物的布置 13-3 拱圈主要尺寸的拟定,13-1 拱桥的总体设计,1、桥址方案比较确定桥位；2、根据地质、通航等确定桥梁长度、跨径、孔数、桥面设计标高、主拱圈矢跨比；,3、确定桥梁的设计标高和矢跨比：桥面标高拱顶底面标高起拱线标高基础底面标高,4、根据跨径、拱顶、拱脚标高确定矢跨比（f/l),13-2 拱轴线型的选择和拱上建筑物的布置,一、拱轴线型选择原则：尽可能降低由于荷载产生的弯矩值。合理拱轴：拱轴线与各种荷载的压力线相吻合；拱圈截面上轴向力，无弯矩作用，应力均匀；,拱轴线选择应满足：1、尽量减小拱圈截面弯矩，使截面在附加内力影响下各主要截面的应力相差不大，并不出现拉应力；2、对于无支架施工，不用临时性施工措施，能满足各施工阶段的要求；3、计算方法简便；4、线型美观，便于施工；,压力线作为拱轴线,公路拱桥恒载所占比重大，一般采用恒载压力线作为拱轴线；,特殊情况，活载较大时，如铁路拱桥，可用恒载加一半活载的压力线作为拱轴线。,拱桥常用的拱轴线型-能表达为拱轴线方程,圆弧线优点：拱轴各点曲率相同，线型简单；缺点：矢跨比较大时，与恒载压力线偏离较大，拱圈受力不均；适合于20m以下的小跨径拱桥；,抛物线均匀荷载下，拱的合理拱轴适合：恒载分布比较接近均匀的拱桥，如矢跨比较小的大跨径空腹式拱桥、桁架拱、刚架拱等；二次抛物线：也可采用高次抛物线,悬链线实腹拱桥的合理拱轴线-恒载集度（单位长度的恒重）由拱顶向拱脚连续分布、逐渐增大；空腹拱桥恒载压力线在腹孔墩处有转折点，用悬链线作拱轴线与恒载压力线有偏离，但对拱圈控制截面有利；,悬链线作空腹拱的拱轴线可采用“五点重合法”即：在拱顶、跨径1/4及拱脚处使拱轴线与恒载压力线重合；悬链线、高次抛物线是目前大、中跨径拱桥采用最普遍的拱轴线型；,13-3 拱圈截面变化规律和截面尺寸拟定,主拱圈：等截面及变截面型式；变截面：沿拱轴方向宽度不变，高度变化；或高度不变，宽度变化；增大截面 I 对降低应力不是最有效；,对大跨或很陡的圬工拱桥，根据拱厚系数确定：拱厚系数n 与恒载与活载的比值有关：恒载比重大则 n 较小（拱厚变化大）反之较大。空腹n=0.30.5；实腹n=0.40.6；钢砼n=0.50.8；【f/l 较小，上述的n取较小】,截面尺寸拟定,拱圈宽度：拱圈的宽度，主要取决于桥面的宽度,即行车道宽度与人行道宽度之和。拱圈高度：估算主拱圈高度的经验公式或数据，可作为设计计算时拟定截面尺寸的参考 拱圈构造尺寸,