大跨拱橋案例

1、 第第 7 章章 大跨度拱橋大跨度拱橋 大跨度橋梁設(shè)計(jì)大跨度橋梁設(shè)計(jì) 本章的主要內(nèi)容 l7.1 拱橋的基本組成和受力特點(diǎn) l7.2 拱橋的結(jié)構(gòu)體系 l7.3 拱橋的總體構(gòu)思與構(gòu)造 l7.4 拱橋的計(jì)算 l7.5 拱橋的施工 l7.6 工程實(shí)例 7.1 拱橋的基本組成和受力特點(diǎn)拱橋的基本組成和受力特點(diǎn) 7.1.1 拱橋的基本組成 u上部結(jié)構(gòu)：上部結(jié)構(gòu)： （1）主拱圈：主要承重構(gòu)件）主拱圈：主要承重構(gòu)件 （2）拱上建筑：橋面系和傳力構(gòu)件或填充物）拱上建筑：橋面系和傳力構(gòu)件或填充物 u下部結(jié)構(gòu)：下部結(jié)構(gòu)：橋墩、橋臺(tái)、基礎(chǔ)橋墩、橋臺(tái)、基礎(chǔ) l0 - 凈跨徑凈跨徑 l -計(jì)算跨徑計(jì)算跨徑 f0 - 凈矢

2、高凈矢高 f -計(jì)算矢高計(jì)算矢高 f/l - 矢跨比矢跨比 （即拱軸線兩端點(diǎn)之間的平距） 7.1 拱橋的基本組成和受力特點(diǎn)拱橋的基本組成和受力特點(diǎn) 7.1.1 拱橋的基本組成 7.1 拱橋的基本組成和受力特點(diǎn)拱橋的基本組成和受力特點(diǎn) 7.1.1 拱橋的基本組成 拱橋分類拱橋分類 建橋材料建橋材料 圬工拱橋，鋼筋混凝土拱橋，鋼拱橋圬工拱橋，鋼筋混凝土拱橋，鋼拱橋 拱軸線型式拱軸線型式 圓弧拱橋，拋物線拱橋，懸鏈線橋圓弧拱橋，拋物線拱橋，懸鏈線橋 橋面位置橋面位置 上承式拱橋，中承式拱橋，下承式拱橋上承式拱橋，中承式拱橋，下承式拱橋 結(jié)構(gòu)體系分結(jié)構(gòu)體系分 簡單體系拱橋：三鉸拱，兩鉸拱，無鉸拱簡單體

3、系拱橋：三鉸拱，兩鉸拱，無鉸拱 組合體系拱橋：無推力拱橋，有推力拱橋組合體系拱橋：無推力拱橋，有推力拱橋 主拱圈截面形式主拱圈截面形式 拱上建筑形式拱上建筑形式實(shí)腹式拱橋，空腹式拱橋 實(shí)腹式拱橋，空腹式拱橋 板拱橋，肋拱橋，雙曲拱橋，箱形拱橋板拱橋，肋拱橋，雙曲拱橋，箱形拱橋 7.1 拱橋的基本組成和受力特點(diǎn)拱橋的基本組成和受力特點(diǎn) 7.1.1 拱橋的基本組成 根據(jù)行車道的位置，拱橋可以分成：上承式、下承式和 中承式三種類型。 拱橋的基本圖示 上承式拱橋上承式拱橋 1989四 川涪陵烏江大橋 （L=200m） 橋高84m，矢跨比1/4，主拱圈采用3室 箱。 涪陵烏江大橋采用轉(zhuǎn)體法施工，先 在兩

4、岸上、下游組成3m寬的邊箱，待轉(zhuǎn) 體合攏后吊裝中箱頂、底板，最后組成 3室箱。 1997四川萬縣長江大橋 L=420m) 勁性骨架鋼筋混凝土箱形拱橋 上承式拱橋上承式拱橋 巫山巫峽長江大橋 丫髻沙大橋 中承式拱橋中承式拱橋 上海盧浦大橋上海盧浦大橋 2003.6 建成，主橋長建成，主橋長750m，為全鋼結(jié)構(gòu)，其中主跨直徑達(dá)，為全鋼結(jié)構(gòu)，其中主跨直徑達(dá) 550m，居世界同類橋梁之首，被譽(yù)為，居世界同類橋梁之首，被譽(yù)為“世界第一鋼拱橋世界第一鋼拱橋”。 武漢江漢三橋 橋長989.75米，主跨302.93米， 為跨徑為280米的下承式鋼管混 凝土系桿拱橋。 浙江省嵊州大橋 主橋采用下承式鋼管混泥土單

5、桿拱橋。 兩跨，跨徑長136米。 下承式拱橋下承式拱橋 7.1 拱橋的基本組成和受力特點(diǎn)拱橋的基本組成和受力特點(diǎn) 7.1.2 拱橋的受力特點(diǎn) u支座處存在水支座處存在水 平推力平推力 拱內(nèi)拱內(nèi) 產(chǎn)生軸向壓力產(chǎn)生軸向壓力 彎矩減少彎矩減少 偏心受壓偏心受壓應(yīng)力應(yīng)力 較均勻。較均勻。 u300800m范范 圍內(nèi)，可以與斜圍內(nèi)，可以與斜 拉橋競爭。拉橋競爭。 7.2 拱橋的結(jié)構(gòu)體系拱橋的結(jié)構(gòu)體系 7.2.1 簡單體系拱橋 簡單體系拱橋構(gòu)造簡單、受力明確，全部荷載由拱肋承受。 按照拱圈的靜力體系分為： 三鉸拱：靜定，無附加應(yīng)力，鉸構(gòu)造復(fù)雜，少用。 無鉸拱：三次超靜定，剛度大，構(gòu)造簡單，附加應(yīng)力大，混

6、凝土拱多采用無鉸拱。 兩鉸拱：介于二者之間，鋼拱采用較多。 7.2 拱橋的結(jié)構(gòu)體系拱橋的結(jié)構(gòu)體系 7.2.2 組合體系拱橋 荷載一部分由縱梁承擔(dān)，一部 分通過吊桿傳遞給主拱肋承擔(dān)。 柔性系桿剛性拱（系桿拱） 剛性系桿柔性拱（藍(lán)格爾拱） 剛性系桿剛性拱（洛澤拱） 用斜吊桿時(shí)稱為尼爾森拱 l無推力組合體系拱橋 7.2 拱橋的結(jié)構(gòu)體系拱橋的結(jié)構(gòu)體系 7.2.2 組合體系拱橋 l多跨無推力組合體系拱橋 7.2 拱橋的結(jié)構(gòu)體系拱橋的結(jié)構(gòu)體系 7.2.2 組合體系拱橋 l部分有推力組合體系拱橋 拱腳在中墩處固結(jié)，拱、梁通過立柱和拱頂實(shí)體段連接共 同承受荷載。應(yīng)用交廣泛。 u在恒載作用下，通過張拉系桿來平衡

7、主拱的水平力； u成橋后，由于拱腳固結(jié)，水平位移被約束，在活載及其他荷 載作用下，拱腳產(chǎn)生水平推力，形成部分有推力拱橋體系。 7.2 拱橋的結(jié)構(gòu)體系拱橋的結(jié)構(gòu)體系 7.2.2 組合體系拱橋 l有推力組合體系拱橋 梁和拱共同受力，拱的推力完全由墩臺(tái)承擔(dān)。 梁分擔(dān)一部分荷載，拱腳推力小于簡單體系拱橋。 7.2 拱橋的結(jié)構(gòu)體系拱橋的結(jié)構(gòu)體系 7.2.2 組合體系拱橋拱肋與縱梁連接方式 p中承式梁拱組合體系 u中邊跨縱梁在拱 肋連接處斷開； u邊跨梁與拱肋固 結(jié)，中跨梁與拱肋 連接處斷開； u拱梁完全剛性連 接，共同承擔(dān)荷載。 7.2 拱橋的結(jié)構(gòu)體系拱橋的結(jié)構(gòu)體系 7.2.2 組合體系拱橋拱肋與縱梁連

8、接方式 p下承式梁拱組合體系 u拱梁固結(jié)； u拱梁鉸接； u梁以體外索的形 式錨固在拱的兩端， 橋面系通過橫梁與 吊桿連接，將橋面 荷載傳遞給拱肋。 7.3 拱橋的總體思路與構(gòu)造拱橋的總體思路與構(gòu)造 7.3.1 拱橋的總體構(gòu)思 1）上承式拱橋的總體構(gòu)思 u有推力拱橋； u 拱圈是主要受力構(gòu)件； u 橋面系不參與拱圈的整體受力，而作為局部受力構(gòu)件設(shè)計(jì)。 7.3 拱橋的總體思路與構(gòu)造拱橋的總體思路與構(gòu)造 7.3.1 拱橋的總體構(gòu)思 （1）橋長及分孔 u按照水文計(jì)算、通航要求以及技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)確定，可采用 單跨拱橋或多跨拱橋形式； u 為避開深水區(qū)或不良地質(zhì)地段，可采用不等跨布置； u 一般采用單跨拱

9、橋來跨越高山峽谷、水流急的河道。 1）上承式拱橋的總體構(gòu)思 7.3 拱橋的總體思路與構(gòu)造拱橋的總體思路與構(gòu)造 7.3.1 拱橋的總體構(gòu)思 （2）橋梁設(shè)計(jì)高程 u橋面高程：由總體路線設(shè)計(jì)確定。 u 拱頂高程：橋面高程-拱頂處的建筑高度。 u 起拱線高程：為減輕墩底偏心彎矩，宜采用較低的起拱 線高程。 有鉸拱橋：起拱線一般高于設(shè)計(jì)洪水位0.25m；嚴(yán)寒地區(qū) 橋梁，起拱線不應(yīng)低于流冰水位0.25m； 無鉸拱橋：防止漂浮物撞擊，拱圈不宜淹沒太多； 美觀角度，拱座一般露出地面一定高度。 u 基礎(chǔ)底面高程：根據(jù)沖刷深度、地基承載力等計(jì)算確定。 1）上承式拱橋的總體構(gòu)思 7.3 拱橋的總體思路與構(gòu)造拱橋的總

10、體思路與構(gòu)造 7.3.1 拱橋的總體構(gòu)思 （3）跨徑布置 u三跨拱橋，理想的邊中跨比值應(yīng)使中墩在恒載作用下的水 平推力平衡。則邊中跨比為： 1）上承式拱橋的總體構(gòu)思 7.3 拱橋的總體思路與構(gòu)造拱橋的總體思路與構(gòu)造 7.3.1 拱橋的總體構(gòu)思 （4）拱軸線的選擇 u圓弧線：線形簡單，施工方便。主要用于20m以下的拱橋。 u拋物線：可采用二次拋物線；為使拱軸線與恒載壓力線吻 合，可采用高次拋物線。 u懸鏈線：最常采用的拱軸線。 1）上承式拱橋的總體構(gòu)思 7.3 拱橋的總體思路與構(gòu)造拱橋的總體思路與構(gòu)造 7.3.1 拱橋的總體構(gòu)思 （5）矢跨比 u矢跨比：拱肋的矢高與跨徑的比值。矢跨比減小，拱橋水

11、 平推力增加，反之推力減小。 u矢跨比影響拱橋整體剛度。矢跨比在1/41/6之間時(shí)，拱橋 剛度較大。 1）上承式拱橋的總體構(gòu)思 2）中、下承式拱橋的總體構(gòu)思 2）中、下承式拱橋的總體構(gòu)思 中、下承式拱橋的橋跨結(jié)構(gòu)一般由拱肋、橫向聯(lián)系和 懸掛結(jié)構(gòu)三部分組成。 u拱肋：主要受力構(gòu)件，可采用鋼筋混凝土、鋼管混凝土或 鋼箱結(jié)構(gòu)，常用矢跨比為1/71/4。 u橫向聯(lián)系：設(shè)置在兩片拱肋之間，增加橫向穩(wěn)定性。包括 一字型橫撐、對(duì)角橫撐、K形橫撐等。 u懸掛結(jié)構(gòu)：包括吊桿和橋面系等。剛性吊桿：混凝土材料； 柔性吊桿：平行鋼絲或鋼絞線。吊桿間距一般48m。 7.3 拱橋的總體思路與構(gòu)造拱橋的總體思路與構(gòu)造 7.

12、3.1 拱橋的總體構(gòu)思 （1）柔性系桿剛性拱 3）梁拱組合體系拱橋的總體構(gòu)思 系桿的剛度相對(duì)于拱肋的剛度較小，系桿只承受拉力，拱 肋按偏心受壓構(gòu)件考慮。 u跨徑：2090m；矢跨比：1/51/4；拱肋高度（1/501/30）L。 7.3 拱橋的總體思路與構(gòu)造拱橋的總體思路與構(gòu)造 7.3.1 拱橋的總體構(gòu)思 （2）剛性系桿柔性拱 3）梁拱組合體系拱橋的總體構(gòu)思 拱肋的剛度相對(duì)于系桿的剛度較小，剛性系桿承受拉力和 彎矩，按彎拉構(gòu)件考慮。 u跨徑：100m；矢跨比：1/51/7；拱肋高度（1/1201/100）L。 7.3 拱橋的總體思路與構(gòu)造拱橋的總體思路與構(gòu)造 7.3.1 拱橋的總體構(gòu)思 （3）

13、剛性系桿剛性拱 3）梁拱組合體系拱橋的總體構(gòu)思 拱肋和系桿均承擔(dān)一定的彎矩，體系整體剛度大。 u拱肋高度（1/501/80）L。 7.3 拱橋的總體思路與構(gòu)造拱橋的總體思路與構(gòu)造 7.3.2 主拱的構(gòu)造 1）板拱 u主拱圈截面采用矩形實(shí)體截面的拱橋稱板拱橋。 u在中、小跨徑的圬工拱橋中采用。 u在較薄的拱板上增設(shè)縱向肋以提高拱圈抗彎剛度，即構(gòu)成 板肋拱。 板拱 7.3 拱橋的總體思路與構(gòu)造拱橋的總體思路與構(gòu)造 7.3.2 主拱的構(gòu)造 2）肋拱 u肋拱橋是將板拱劃分成多條分離的、截面高度較大的拱肋， 肋間用橫系梁聯(lián)結(jié)。 u這種形式以較小的截面面積獲得較大的截面抵抗矩，減輕 了結(jié)構(gòu)自重，多用于大、

14、中跨徑的拱橋。 7.3 拱橋的總體思路與構(gòu)造拱橋的總體思路與構(gòu)造 7.3.2 主拱的構(gòu)造 2）肋拱 拱肋截面 （1）矩形：構(gòu)造簡單、施工方便 （2）工字形： 適用：大、中跨徑 （3）箱型： 適用：跨徑大，橋面寬 （4）管形： 適用：鋼管混凝土拱橋 鋼管混凝土拱橋簡介鋼管混凝土拱橋簡介 鋼管混凝土拱肋 立柱（或吊桿） 橫撐 行車道系 下部構(gòu)造 7.3 拱橋的總體思路與構(gòu)造拱橋的總體思路與構(gòu)造 7.3.2 主拱的構(gòu)造 3）箱形拱 u箱形拱橋主拱圈截面挖空，以較少的材料可獲得較大的截 面抵抗矩，減輕自重，節(jié)省材料。 u箱形截面抗扭剛度很大，整體性和穩(wěn)定性都較好，但施工 制作較復(fù)雜。適用于大跨徑拱橋。

15、 7.3 拱橋的總體思路與構(gòu)造拱橋的總體思路與構(gòu)造 7.3.2 主拱的構(gòu)造 3）箱形拱 可為單室箱或多室箱，每一閉合箱又由箱壁、頂板、底可為單室箱或多室箱，每一閉合箱又由箱壁、頂板、底 板及橫隔板組成板及橫隔板組成 多條U形肋 多條工字形肋 多條閉合箱肋 單箱多室截面 7.4 拱橋的計(jì)算拱橋的計(jì)算 u 拱橋計(jì)算的主要內(nèi)容 拱拱 橋橋 的的 計(jì)計(jì) 算算 拱軸線的選擇與確定拱軸線的選擇與確定 成橋狀態(tài)的內(nèi)力分析和強(qiáng)度、成橋狀態(tài)的內(nèi)力分析和強(qiáng)度、 剛度、穩(wěn)定驗(yàn)算剛度、穩(wěn)定驗(yàn)算 施工階段的內(nèi)力分析和驗(yàn)算施工階段的內(nèi)力分析和驗(yàn)算 恒載內(nèi)力恒載內(nèi)力 溫度、收縮徐變溫度、收縮徐變 拱腳變位拱腳變位 活載內(nèi)力

16、活載內(nèi)力 內(nèi)力調(diào)整內(nèi)力調(diào)整 拱上建筑的計(jì)算拱上建筑的計(jì)算 7.4 拱橋的計(jì)算拱橋的計(jì)算 u 拱軸線的選擇與確定 u拱軸線的形狀直接影響主截面的內(nèi)力分布與大小，選擇拱軸線的形狀直接影響主截面的內(nèi)力分布與大小，選擇 拱軸線的原則，是要拱軸線的原則，是要盡可能降低荷載產(chǎn)生的彎矩盡可能降低荷載產(chǎn)生的彎矩。 u最理想的拱軸線是與拱上各種荷載作用下的壓力線相吻最理想的拱軸線是與拱上各種荷載作用下的壓力線相吻 合，合，使拱圈截面只受壓力，而無彎矩及剪力的作用，截使拱圈截面只受壓力，而無彎矩及剪力的作用，截 面應(yīng)力均勻面應(yīng)力均勻，能充分利用圬工材料的抗壓性能，能充分利用圬工材料的抗壓性能 u實(shí)際上由于活載、主

17、拱圈彈性壓縮以及溫度、收縮等因?qū)嶋H上由于活載、主拱圈彈性壓縮以及溫度、收縮等因 素的作用，得不到理想的拱軸線。素的作用，得不到理想的拱軸線。一般以恒載壓力線作一般以恒載壓力線作 為設(shè)計(jì)拱軸線。為設(shè)計(jì)拱軸線。 u圓弧線、拋物線和懸鏈線圓弧線、拋物線和懸鏈線 7.4 拱橋的計(jì)算拱橋的計(jì)算 u 強(qiáng)度驗(yàn)算 u利用內(nèi)力包絡(luò)圖進(jìn)行主拱強(qiáng)度驗(yàn)算，拱腳、拱頂、拱跨利用內(nèi)力包絡(luò)圖進(jìn)行主拱強(qiáng)度驗(yàn)算，拱腳、拱頂、拱跨3l/8、 l/4是主要控制截面，根據(jù)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理和橋規(guī)進(jìn)行驗(yàn)算。是主要控制截面，根據(jù)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理和橋規(guī)進(jìn)行驗(yàn)算。 拱圈強(qiáng)度拱圈強(qiáng)度驗(yàn)算驗(yàn)算: : 公路圬工橋涵設(shè)計(jì)規(guī)范（JTG D61- 2005） 無

18、鉸拱和雙鉸拱的計(jì)算可不考慮拱上建筑與主拱圈的聯(lián)合作用。 計(jì)算由車道荷載引起的拱的正彎矩時(shí)，拱頂，拱跨1/4應(yīng)乘以折 減系數(shù)0.7，拱腳應(yīng)乘以0.9，中間各個(gè)截面的正彎矩折減系數(shù)， 可用直線插人法確定。 一般無鉸拱橋，拱腳和拱頂是主要控制截面；大跨度拱橋應(yīng)驗(yàn) 算拱頂、拱跨3l/8、拱跨l/4和拱腳四個(gè)截面；對(duì)于中、小跨徑 拱橋，拱跨l/4截面可不驗(yàn)算；特大跨徑拱橋，除以上四個(gè)截面 外，需視截面配筋情況，另行選擇截面進(jìn)行驗(yàn)算。 011 12 ()(,) mn k dGiGiKQQ KcQjQjkdd ij m R SSSSR Sd 作用效應(yīng)的組合設(shè)計(jì)值 Rd構(gòu)件承載能力設(shè)計(jì)值 0結(jié)構(gòu)的重要性系數(shù)，

19、按下列要求取值 ad幾何參數(shù)設(shè)計(jì)值，當(dāng)無可靠數(shù)據(jù)時(shí)，可采用幾何參數(shù)標(biāo)準(zhǔn)值ak 7.4 拱橋的計(jì)算拱橋的計(jì)算 u 穩(wěn)定驗(yàn)算 拱的穩(wěn)定性驗(yàn)算分為縱向拱的穩(wěn)定性驗(yàn)算分為縱向( (面內(nèi)面內(nèi)) )和橫向和橫向( (面外面外) )兩方面。兩方面。 大、中跨徑拱橋是否驗(yàn)算縱、橫向穩(wěn)定與施工過程有關(guān)：大、中跨徑拱橋是否驗(yàn)算縱、橫向穩(wěn)定與施工過程有關(guān)： 有支架施工，其穩(wěn)定與落架時(shí)間有關(guān)，拱上建筑砌筑完后有支架施工，其穩(wěn)定與落架時(shí)間有關(guān)，拱上建筑砌筑完后 落架，可不驗(yàn)算縱向穩(wěn)定落架，可不驗(yàn)算縱向穩(wěn)定; ; 當(dāng)主拱圈寬度較大（如大于跨度的當(dāng)主拱圈寬度較大（如大于跨度的1/20），則可不驗(yàn)算拱），則可不驗(yàn)算拱 的橫向

20、穩(wěn)定性；的橫向穩(wěn)定性； 隨拱橋所用材料性能隨拱橋所用材料性能的改善和施工技術(shù)的提高，拱橋跨徑的改善和施工技術(shù)的提高，拱橋跨徑 不斷增大，主拱的長細(xì)比越來越大，施工和成橋運(yùn)營狀態(tài)不斷增大，主拱的長細(xì)比越來越大，施工和成橋運(yùn)營狀態(tài) 穩(wěn)定問題非常突出。穩(wěn)定問題非常突出。 7.4 拱橋的計(jì)算拱橋的計(jì)算 u 縱向穩(wěn)定 對(duì)于長細(xì)比不大，且對(duì)于長細(xì)比不大，且 f/l 在在0.3 以下的拱，其縱向穩(wěn)定性驗(yàn)算一般以下的拱，其縱向穩(wěn)定性驗(yàn)算一般 可以表達(dá)為強(qiáng)度校核的形式可以表達(dá)為強(qiáng)度校核的形式: 0 0.9 () dcdsds Nf Af A 7.4 拱橋的計(jì)算拱橋的計(jì)算 u 橫向穩(wěn)定 拱的橫向穩(wěn)定性驗(yàn)算，目前尚

21、無成熟的計(jì)算辦法，工拱的橫向穩(wěn)定性驗(yàn)算，目前尚無成熟的計(jì)算辦法，工 程上常用與縱向穩(wěn)定相似的公式來驗(yàn)算拱的橫向穩(wěn)定性：程上常用與縱向穩(wěn)定相似的公式來驗(yàn)算拱的橫向穩(wěn)定性： L j m N N NL拱橫向失穩(wěn)時(shí)的平均臨界軸力； Nj按承載能力極限狀態(tài)組合計(jì)算的平均軸力； m橫向穩(wěn)定安全系數(shù)，一般取值為45。 7.4 拱橋的計(jì)算拱橋的計(jì)算 u 橫向穩(wěn)定 l 板拱或采用單肋合龍時(shí)的拱肋板拱或采用單肋合龍時(shí)的拱肋: : 2 2 1 /cos,cos, 8 14() y LLmmL EI NHHK flf l 臨界荷載系數(shù)K2值表 f/l0.10.20.3 K228.040.036.5 理論與實(shí)踐證明：無

22、鉸拱的臨界荷載比有鉸拱大得多。懸鏈 線無鉸拱的橫向穩(wěn)定，精確的方法是作空間有限元電算分析， 手算時(shí)，可偏安全地采用兩鉸拱的計(jì)算公式，或者近似采用 圓弧無鉸拱的公式計(jì)算臨界軸向力。 7.4 拱橋的計(jì)算拱橋的計(jì)算 u 有限元法在拱橋計(jì)算中的應(yīng)用 有限元方法是為能夠求解彈性力學(xué)的偏微分方程組（15個(gè)方 程：3個(gè)平衡微分方程，6個(gè)幾何方程和6個(gè)物理方程）而發(fā) 展的一種數(shù)值方法，隨著計(jì)算機(jī)的發(fā)展而得到迅速進(jìn)步； 用有限元方法計(jì)算三維空間的橋梁結(jié)構(gòu)，可以實(shí)現(xiàn)多種非線 性影響的計(jì)算，例如，幾何非線性、材料非線性、動(dòng)力問題 及穩(wěn)定問題等。 有限元程序有限元程序 專門程序：專門程序： 大型通用程序大型通用程序

23、SAP ADINA NASTRAN ANSYS 橋梁博士, MIDAS 7.4 拱橋的計(jì)算拱橋的計(jì)算 u 有限元法在拱橋計(jì)算中的應(yīng)用 數(shù)據(jù)準(zhǔn)備及計(jì)算分析簡介： 結(jié)構(gòu)離散(單元?jiǎng)澐? 組織數(shù)據(jù)文件：節(jié)點(diǎn)信息（節(jié)點(diǎn)編號(hào)和節(jié)點(diǎn)坐標(biāo)）、單 元信息（單元編號(hào)及單元與節(jié)點(diǎn)關(guān)系）、荷載信息（位 置、類型及大?。?、材料信息、截面特性信息、邊界條 件信息等；數(shù)據(jù)檢查，圖形顯示。 計(jì)算結(jié)果及分析（后處理）：判斷各種工況計(jì)算結(jié)果及 其總體計(jì)算結(jié)果。 7.4 拱橋的計(jì)算拱橋的計(jì)算 u 有限元法在拱橋計(jì)算中的應(yīng)用 1、支架施工 2、轉(zhuǎn)體施工 3、纜索吊裝施工 4、頂推施工 5、懸臂施工 7.5 拱橋的施工拱橋的施工 7

24、.5 拱橋的施工拱橋的施工 7.5.1 支架施工 u支架施工分為支架施工分為支架就地澆筑和支架拼裝主拱施工支架就地澆筑和支架拼裝主拱施工。 u支架就地澆筑支架就地澆筑是指在拱圈位置采用鋼材或木材搭設(shè)拱架，是指在拱圈位置采用鋼材或木材搭設(shè)拱架， 形成拱胎，然后在拱胎上澆筑，最后落架完成拱圈施工。形成拱胎，然后在拱胎上澆筑，最后落架完成拱圈施工。 常常 用用 的的 拱拱 架架 形形 式式 7.5 拱橋的施工拱橋的施工 7.5.1 支架施工 u支架拼裝主拱：支架拼裝主拱：對(duì)中等跨度范圍的鋼管混凝土拱橋或鋼箱對(duì)中等跨度范圍的鋼管混凝土拱橋或鋼箱 拱橋，拱肋離地面不高且節(jié)段重量不大，可搭設(shè)臨時(shí)墩進(jìn)拱橋，

25、拱肋離地面不高且節(jié)段重量不大，可搭設(shè)臨時(shí)墩進(jìn) 行拱肋拼裝。行拱肋拼裝。 7.5 拱橋的施工拱橋的施工 7.5.2 轉(zhuǎn)體施工 轉(zhuǎn)體施工法是指將橋梁結(jié)構(gòu)在非設(shè)計(jì)軸線位置制作 （澆注或拼接）成形后，通過轉(zhuǎn)體就位的一種施工方法。 u 豎轉(zhuǎn)法 u 平轉(zhuǎn)法 u 豎轉(zhuǎn)與平轉(zhuǎn)結(jié)合法 7.5 拱橋的施工拱橋的施工 7.5.2 轉(zhuǎn)體施工 u 豎轉(zhuǎn)法 將拱圈從拱頂分成兩個(gè)半跨，在橋孔下搭設(shè)支架平臺(tái)進(jìn) 行兩個(gè)半跨的預(yù)制和組拼，利用旋轉(zhuǎn)裝置將拱肋進(jìn)行豎向轉(zhuǎn) 體至設(shè)計(jì)位置，然后在拱頂合龍，最后封閉拱腳轉(zhuǎn)動(dòng)鉸，形 成拱結(jié)構(gòu)。 貴州務(wù)川自治縣貴州務(wù)川自治縣 珍珠橋豎向轉(zhuǎn)體珍珠橋豎向轉(zhuǎn)體 施工施工 豎轉(zhuǎn)法 貴州務(wù)川自治縣貴州務(wù)

26、川自治縣 珍珠橋豎向轉(zhuǎn)體珍珠橋豎向轉(zhuǎn)體 施工施工 7.5 拱橋的施工拱橋的施工 7.5.2 轉(zhuǎn)體施工 u 平轉(zhuǎn)法 將拱肋分成兩個(gè)半跨，分別利用兩岸地形制作拱架，現(xiàn)澆 或拼裝拱肋、橫向聯(lián)系，借助轉(zhuǎn)盤裝置和推拉千斤頂，慢速將 拱肋轉(zhuǎn)體180度，最后進(jìn)行拱肋合龍段和拱上建筑的施工。 平轉(zhuǎn)法 7.5 拱橋的施工拱橋的施工 7.5.2 轉(zhuǎn)體施工 u 平豎結(jié)合轉(zhuǎn)體法 將豎向轉(zhuǎn)體和平面轉(zhuǎn)體結(jié)合完成拱肋的施工。 丫髻沙大橋丫髻沙大橋 丫髻沙大橋丫髻沙大橋 7.5 拱橋的施工拱橋的施工 7.5.3 纜索吊裝施工 u 纜索吊裝施工是指采用纜索結(jié)構(gòu)吊運(yùn)安裝拱肋的一種施工方 法，無支架施工，適用于高差較大的垂直吊裝和

27、架空縱向運(yùn) 輸?shù)拇罂缍裙皹虻氖┕ぃ址Q為斜拉扣掛法。 纜索吊裝 7.5 拱橋的施工拱橋的施工 7.5.4 頂推施工 u 頂推施工對(duì)環(huán)境影響小，占地面積 小，工期短，經(jīng)濟(jì)節(jié)約，在施工平臺(tái) 易于拼裝而保證施工精度等優(yōu)點(diǎn)。 7.5 拱橋的施工拱橋的施工 7.5.4 頂推施工 7.5 拱橋的施工拱橋的施工 7.5.5 懸臂施工 u 懸臂施工法分為懸臂澆筑法和懸臂拼裝法。 u懸臂澆筑法：在拱腳墩臺(tái)處安裝臨時(shí)塔架，用斜拉索或粗鋼 筋將已完成的拱圈拉住，在拱肋前端利用專門制作的掛藍(lán)提 供的施工平臺(tái)澆筑下一段拱肋，逐段進(jìn)行直至拱頂合龍。 7.5 拱橋的施工拱橋的施工 7.5.5 懸臂施工 克羅地亞Krka 橋懸臂澆筑施工 克羅地亞Krk橋 7.5 拱橋的施工拱橋的施工 7.5.5 懸臂施工 u 懸臂拼裝法：將主拱圈結(jié)構(gòu)分成若干節(jié)段，預(yù)制好后運(yùn)到現(xiàn) 場，利用起吊設(shè)備提升就位后進(jìn)