混凝土桥(4)

2019-04-14 21:01

________________________________________ 连续刚构

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。连续刚构是各孔楣梁连续并与墩柱固结,而柱沿桥轴线方向的抗弯刚度甚小的桥梁。 。为了减少桥墩尺寸,并不设置支座,降低了工程造价,而且桥面伸缩缝很少,有利于高速行车,和减少养护维修费用,而且有利于抗震。

。连续刚构桥是综合了连续梁和T形刚构桥的受力特点,将主梁做成连续梁体与薄壁桥墩固结而成。这是一种超静定体系。目前最大的连续刚构以达301m

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斜腿刚构

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。由楣梁与两个斜置支杆构成主要承重结构的刚架桥。

。左右两个斜置支杆与曲线形楣梁形成近似于拱的结构。弯矩较小,外形近似拱桥,但无拱上建筑而显得轻巧、美观、省料。并接近于梯形的通航净空最适宜修建跨线立交桥,有利于通视。斜腿根部与基础可做成固接或铰接的形式,但为了施工中可以调节设计位置,以采用铰接为多。 。

________________________________________ 拱桥的主要类型

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按照拱上建筑的形式可以分为:实腹式拱桥及空腹式拱桥、组合体系式拱桥 。实腹式拱桥:

。是指拱上建筑作成实体结构,拱圈和主梁之间用石料或砌块填充的拱桥形式。优点是刚度比较大,构造简单,施工方便;缺

点是随着桥梁跨径的增大,拱桥的自重迅速加大,无法作成较大跨径的拱桥。一般用在跨径较小的拱桥中,常用跨径为20- 30m。

。空腹式拱桥:

。是指拱圈和主梁之间用立柱支撑。其优点是较实腹式拱桥轻巧,节省材料,外形美观,还有助于泄洪;缺点是施工比较麻烦,

受力较复杂。一般用在大跨径的桥梁中。 。组合体系式拱桥:

。由拱和梁组成主要承重结构的拱桥。通常用钢筋混凝土或钢结构建造。兼有实腹式拱桥和空腹式拱桥的优点, 跨越能力较大。 一般用在大、中跨度的桥梁中。

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按照拱轴线的型式可分为:圆弧拱桥、抛物线拱桥、悬链线拱桥; 。圆弧拱桥:

。 拱圈轴线按部分圆弧线设置的拱桥。优点构造简单,石料规格最少,备料、放样、施工

都很简便;缺点是受荷时拱内压力线偏离拱轴线较大,受力不均匀。一般适用于跨度小于20m的石拱桥。 。 抛物线拱桥:

。 拱圈轴线按抛物线设置的拱桥,是悬链线拱桥的一种特例。优点是弯矩小,材料省,跨越能力较大;缺点是构造较复杂,如果是石拱桥则料石的规格较多,施工较不方便。 。悬链线拱桥:

。拱圈轴线按悬链线设置的拱桥。优点是受力均匀,弯矩不大,节省材料。多适用于实腹拱桥,大跨度的空腹拱桥中也常常采用这种线形布置。

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按照桥面的位置可分为:上承式拱桥、下承式拱桥、中承式拱桥; 。上承式拱桥:

。 桥面系设置在拱圈之上的拱桥。 优点是桥面系构造简单,拱圈与墩台的宽度较小,桥上视野开阔,施工方便;缺点是桥梁的建筑高度大,纵坡大和引桥长。一般用在跨度较大的桥梁。如图所示: 。

。下承式拱桥:

。桥面系设置在拱圈之下的拱桥。优点是桥梁建筑高度很小,纵坡小,可节省引道长度;缺点是构造复杂,拱肋施工麻烦。一般 用于地基差的桥位上。如图所示: 。

。中承式拱桥:

。桥面系设置在拱肋中部的拱桥。优点是建筑高度较小,引道较短;缺点是桥梁宽度大,构造较复杂,施工也较麻烦。 如图所示: 。

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按照有无水平推力可分为:有推力拱桥、无推力拱桥; 。无推力拱桥:

。在竖向荷载作用下拱脚对墩台无水平推力作用的拱桥。其推力由刚性梁或柔性杆件承受,属于内部超静定、外部静定的组合体系拱桥。适用于地质不良的桥位处,墩台与梁式桥基本相似,体积较大,只能做成下承式桥,建筑高度很小,桥面标高可设计的很低,降低纵坡,减小引桥长度,因此可以节约材料。但是,结构的施工比较复杂。

。有推力拱桥:

。在竖向荷载作用下拱脚对墩台有水平推力作用的拱桥。水平推力可减小跨中弯矩,能建成大跨度的桥梁。造型美观,城市桥梁一般优先选用,可做成上承式、中承式桥。缺点是,对地质要求很高,为防止墩台移动或转动,墩台须设计很大,施工较麻烦。

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按照建筑材料的不同可分为:石拱桥、混凝土拱桥、钢拱桥;

。石拱桥:

。用石料建造的拱桥,外形美观,养护简便,并可以就地取材,以减低造价。缺点是自重大,跨越能力有限,石料的开采、加工

河砌筑均需要较多的劳动力,且工期较长。一般用于小跨径桥梁。

。混凝土拱桥:

。 用混凝土建造的拱桥,包括素混凝土和钢筋混凝土两类。其优点是加工和制造较石拱桥方便,工期段;缺点是由于混凝土 抗拉 强度很低,故其跨越能力小,且混凝土耗费量大。一般用于小跨径桥梁。

。钢拱桥:

。 上部结构用钢材建造的拱桥类型。其优点是跨越能力大,且自重是三种拱桥中最轻的;缺点是结构复杂,由于三铰拱钢拱桥一般 不用,所以对地基要求高,造价高,且维护费用高。适用于大跨度桥梁中。

________________________________________ 按照铰的多少可分为:两铰、三铰、无铰。

。三铰拱:

。在拱冠与拱端处均设铰的拱桥,属于静定结构。优点是对混凝土收缩、徐变、温度变化,以及墩台位移不受影响,适用于地质条件差而要求修建大跨度桥的场合。缺点是结构复杂,施工麻烦,维护费用高,整体刚度差,由因三处设置铰,故对应的桥面处亦需设置构造缝;拱圈挠曲在铰处急剧变化,因而对行车不利。所以,我国仅在一些较小跨径的桥上采用。 。两铰拱:

。拱圈中间无铰而两端设铰与墩台铰接的拱桥,属于外部一次超静定结构。其优点是,拱脚处不承受弯矩,较无铰拱桥可减小混凝土收缩、徐变,温度变化,以及墩台位移的影响。缺点是,构造较复杂,对应的桥面处应设置构造缝,施工亦较麻烦,对地基要求比较高,但较无铰拱对地基要求略低。 。无铰拱:

。又称固端拱桥。拱圈两端嵌固在桥墩上而中间无铰的拱桥,属于外部三次超静定结构。优点是,较有铰拱桥桥内的弯矩分布合理,材料用量较省,结构刚度大,结构简单,施工方便,维护费用少,还可以将拱脚设计在洪水位以下,有利于降低桥面的设计标高,具有较好的经济与使用效益。缺点是,对混凝土收缩、徐变、温度变化,以及墩台位移最敏感,会产生附加应力,应建设在可靠的地基上。 如图所示: 。 主拱

________________________________________ 主拱圈截面形式:

。分为板拱、肋拱和箱形拱:

。板拱:主拱采用实体矩形截面时,称为板拱。根据主拱所采用的建筑材料的不同,可以分为石板拱、混凝土板拱、钢筋

混凝土板拱等。

。肋拱:在钢筋混凝土肋形板中,将肋之间的板完全挖去,用两条或多条分离式的平行拱肋来代替拱圈,即为肋拱。肋拱

的截面,根据跨度的大小和载重的等级,可以选用矩形,工字形或箱形。 。箱形拱:主梁拱圈采用箱形截面的称为箱形拱,常用于大跨径的拱桥。截面可以由一个或几个箱室组成,其组成的方式 有以下几种:

。 (1)、 采用工字形肋组成的多室箱形截面; (2)、 采用U形肋组成的多室箱形截面; (3)、 采用闭和箱肋组成的多室箱形截面; (4)、 单室箱形截面。

________________________________________ 拱脚:

。拱圈与墩台或其它支承结构连接处的拱圈截面。拱设计时的主要控制截面之一。 拱自身的重量和拱上所承受的其他荷载,都是通过拱脚传递给墩台或其他承重构件的。 拱脚的支承方式,必须与拱的设计图标一致。设计时应该注意,过大的相对位移有可能引起拱的破坏和倒塌。

________________________________________ 拱顶:

。对称拱的跨中截面,不对称拱圈最高处的截面,称为拱顶。 拱桥施工时一般都是在拱顶合拢,是拱桥计算中的控制截面。 ________________________________________ 组合拱圈:

。--------------------------------------------------------------- ________________________________________ 铰的做法:

。铰按其作用可分为永久性铰与临时性铰两类。一般根据铰的位置,受力大小,使用材料等条件把铰分为以下几类:

。弧形铰: 由两个不同半径的弧形表面块件合成,一个为凹面,另一个为突面。铰的接触面应该精确加工,以保证紧密结合。

。铅垫铰: 用厚度15-20mm的铅垫板,外部包以锌、铜(10-20mm)薄片做成。为承受局部压力,墩台帽内以及邻近铰的拱段,需要用螺旋钢筋或钢筋网加强。

。平铰:是平面相接,直接抵承的铰的形式。做法是用垫衬油毛毡或直接干砌接头。 。不完全铰:是指在要设置铰的部位使混凝土颈缩,但不断开,这样保证了支承截面处的转动而起到铰的作用,而且为了防止混凝土开裂,在颈缩部位还应该设置斜向钢筋。

。钢铰:是用钢材做成有圆柱形销轴或没有销轴的形式,进行连接,但是钢铰的用钢量比较大。

拱上建筑

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拱上建筑主要有拱腹填料、侧墙、护拱、变形缝、防水层、泄水管、桥面层、腹拱、腹拱墩几部分组成。 。1、拱腹填料:

。具体做法可采用填充和砌筑两种方法,填充是用砾石、碎石、粗砂或卵石夹粘土并加以夯实;砌筑是用干砌圬工或浇筑贫混凝土作为拱腹填料。 。2、侧墙:

。是为了维护拱腹上的散粒填料,而采取的措施,由于受到填料的水平土压力和桥面上的活载产生的侧压力,所以必须按挡土墙来设计。一般用块石或片石砌筑,为了美观的需要,可用粗料石或细料石镶面;也可以采用混凝土侧墙。 。3、护拱:

。 一般是用块石或片石砌筑的,用来加强拱脚段的拱圈;同时在多孔拱桥中设置护拱还便

于设置防水层和泄水管。

。4、变形缝:

。拱桥中,特别是在三铰拱中,在结构因变形而可能发生开裂的部位,在构造上设置断缝,一般只是断开,没有缝宽,主要是为了 防止结构的不规则开裂。 。5、防水层:

。是指为了保护主梁和桥面而设置的一层防水材料。实腹拱中防水层应沿拱背护拱、侧墙铺设;对于空腹拱,防水层应沿腹拱上方与主拱圈跨中实腹段的拱背设置。防水层在全桥不宜断开,当通过变形缝或伸缩缝时应该妥善处理。防水层分为粘贴式和涂抹式 两种,前者是由2-3层油毛毡与沥青胶交替贴铺而成,效果好,造价高;后者采用沥青或柏油涂抹于砌体表面,施工简便,造价低,效果差。 。6、 泄水管:

。 设置在人行道两侧的排除桥面雨水的管道。常用铸铁或钢筋混凝土制作,应伸出结构表面50-100mm,而且应该尽量采用直管。宜设置在1/4跨径处。 。7、桥面层:

。是桥梁最先承受使用荷载的构造,主要作用是保护主梁、分布荷载以及提供更好的行车条件。

。8、腹拱:

。在空腹拱桥桥面以下,主拱圈以上部分采用的小拱。一般在圬工拱桥上采用,一座桥上的腹拱常作成等跨度。

。9、腹拱墩:

。空腹式拱上建筑中把腹拱上荷载传递给主拱的构件。分为横墙式和立柱式两种,前者为圬工实体墙,后者常为钢筋混凝土排架或刚架式结构。

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斜拉桥构造>总体布置

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。概述:斜拉桥的主要特点是利用锚在桥塔上的多根斜缆索作为梁跨的弹性中间支承的缆索成重桥。由于高强度缆索起着主梁的弹性支撑作用,使主梁像多孔小跨弹性支承连续梁一样工作,故内力小,建筑高度低,自重轻,施工方便,并能显著加大跨越能力。总体上由塔、梁、索三部分构成。

。索面布置:斜缆索沿桥纵向最常用的布置形式有辐射形、竖琴形、扇形和星形。沿桥的横向一般分为单索面、竖向双平行索面、双倾斜索面三种。 。

。主梁形式:主梁按结构形式可做成连续梁,带挂孔的单悬臂梁和T型刚构。

。类型:按材料可分为:钢斜拉桥、混凝土斜拉桥、钢-混凝土结合梁斜拉桥以及混合型斜拉桥。

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。塔梁连接方式:梁塔墩的联结型式有三种:全固结、塔墩固结、梁塔固结。 。。全固结:桥塔、主梁、桥墩三者固结而成;优点是不需设置支座,缺点是固结点附近的主梁应力大、梁也变高。


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