拱桥

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①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；②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xlfy224③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=0.3～0.5；实腹n=0.4～0.6；钢砼n=0.5～0.8；【f/l较小，上述的n取较小】cos])1(1[nIId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