二级结构之砌体拱桥、墩台、涵洞设计结构工程师考试

文章作者 100test 发表时间 2009:01:30 21:01:19
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　　 砌体拱桥构造和设计
　　 一、砌体拱桥的分类
　　 主拱圈是拱桥的主要承载结构。砌体拱桥分类主要以主拱圈材料和结构形式划分。按材料可分为石拱桥、混凝土砌体拱桥和砖拱桥。
　　 按拱上结构形式可分为实腹式砌体拱桥和空腹式砌体拱桥。
　　 按主拱圈的轴线形式可分为圆弧线砌|百考试题|体拱桥、抛物线砌体拱桥和悬链线砌体拱桥。
　　 按照砌体拱桥主拱圈横截面形式可分为砌体板拱桥和砌体肋拱桥。主拱圈沿拱轴线可以做成等截面或变截面形式，称为等截面拱或变截面拱。
　　 砌体拱桥一般主拱圈受力图式都是按有推力的无铰拱进行设计。
　　 二、砌体拱桥的构造
　　 砌体拱桥一般都是上承式拱桥，它的上部结构是由主拱圈和拱上结构组成；下部结构是桥墩、桥台和墓础：工程组成。主拱圈是主要承重结构，作用其上的全部荷载，通过拱脚传给墩台和基础。其具体细部构造示意见图9—1。
　　 (一)拱圈的构造
　　 1．实体板拱
　　 实休板拱拱圈截面为实心矩形板。板拱构造简单，施工方便，是中、小跨径拱桥最常用的一种截面型式。
　　 2．空心(卡砌)板拱
　　 空心(卡砌)板拱是用混凝土预制空心砌块，在拱架上先拼砌而成 空心板拱的砌块划分要求外形简单，种类少，便于预制和卡砌，砌块间纵横向都要满足错缝要求：
　　 3．肋拱
　　 肋拱桥拱圈是巾两条或多条分离平行的砌体拱肋组成拱圈：为保证拱肋整体稳定，肋间横向加设钢筋混凝土横系梁，桥面系用钢筋棍凝土板。
　　 (二)拱上建筑构造
　　 拱上建筑也称拱上结构，是指上承式拱桥桥跨结构中拱圈以上的结构部分，分为实腹式与空腹式两种。
　　 1．实腹式拱上建筑
实腹式拱上建筑由拱背填料、侧墙、护拱以及变形缝、防水层、泄水管和桥面等组成(详见图9—1)。

　　 实腹式拱上建筑构造简单，施工方便，但填料的数量较多，恒载较重，一般在小跨径拱桥上采用。
　　 2．空腹式拱上建筑
　　 空腹式拱上建筑除具有实腹式拱上建筑的构造外，主要是桥面荷载是由腹孔及支承腹孔的立柱或立墙下传。腹孔可以为梁板式或拱式结构，布置范围一般为半跨拱脚外l/3～l/4为宜(／为主拱圈跨度)。腹孔跨度不宜过大，一般不大于l/8～l/15。
　　 3．关于其他细部结构，如伸缩缝与变形缝，防水层与泄水管，桥面铺装及人行道布设等构造要求，请参照有关设计手册处理。
　　 关于拱桥下部结构墩台与基础的构造要求见本章第三节。
　　 三、砌体拱桥的总体布置
　　 在通过桥址方案比较确定了桥位之后，即可根据桥位处水文、地质、地形等总体情况进行拱桥的总体设计．其具体内容请参见《桥涵通用规范》。
　　 四、拱轴线型的选用
　　 拱桥设计中主拱匪的曲线变化形状是由听选择的拱轴线型决定的。拱轴线是指主拱圈各截面重心(或形心)的连线
　　 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，使拱圈各截面处于施压状态，截面应力均匀分布。这样的拱轴线称为合理拱轴线，但是这种理论上的合理拱轴线在拱桥实际受力中是不存在的；因为除恒载外，拱圈还受到活载、温度变化和材料收缩等因素作用。即使恒载压力线与拱轴线相吻合，怛在活载作用下其压力线与拱轴线也不会再吻合。
　　 实际上公路砌体拱桥，恒|百考试题|载听占全部荷载的比重较大，而且跨度增大，比重也将增大，因而实际设计中可采用恒载压力线作为拱轴线：
　　 拱桥常用的拱轴线有圆弧线、抛物线和悬链线。圆弧线线型简单，施工方便，但偏离压力线较大，使主拱各截面受力不均匀，常用于20m以下小跨径拱桥。抛物线和悬链线比较接近恒载压力线。计算表明，悬链线作为空腹拱桥的拱轴线，与恒载压力线最为接近，所以目前国内在大、中跨径拱桥设计中，普遍采用悬链线作为拱轴线型。