桥梁工程0803-拱式组合体系课件.ppt
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- 桥梁工程 0803 组合 体系 课件
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1、【模块编号】MU-07-03MU-07-031Modular Unit-0703 拱拱 式式 组组 合合 体体 系系【模块编号】MU-07-03MU-07-032主主 要要 内内 容容1、拱式组合体系桥的一般特点、拱式组合体系桥的一般特点 2、主要类型及其特点、主要类型及其特点3、构造特点、构造特点4、*【附】【附】其他常用类型拱桥简介其他常用类型拱桥简介【模块编号】MU-07-03MU-07-0331、拱式组合体系桥的一般特点拱式组合体系桥的一般特点 1-1、体系特点:、体系特点:以梁、拱共同作为主要承重结构,具有梁、拱两种基以梁、拱共同作为主要承重结构,具有梁、拱两种基本结构体系的特点,能
2、充分发挥梁受弯、拱受压的结本结构体系的特点,能充分发挥梁受弯、拱受压的结构特性及其组合作用。构特性及其组合作用。外形与拱桥相同。外形与拱桥相同。1-2、体系分类:、体系分类:按拱、梁的联结方式不同,一般分为:按拱、梁的联结方式不同,一般分为:有推力、无推力两类有推力、无推力两类【模块编号】MU-07-03MU-07-0341-3、无推力拱式组合体系、无推力拱式组合体系(系杆拱桥)(系杆拱桥)特点特点:外部静定、内部高次超静定;外部静定、内部高次超静定;兼具兼具(拱桥的)(拱桥的)跨越能力强和跨越能力强和(简支梁的)(简支梁的)桥对地桥对地基适应能力强两大特点,较为常用。基适应能力强两大特点,较
3、为常用。可划分为:可划分为:柔性系杆刚性拱、刚性系杆柔性拱、刚性系杆刚性拱。柔性系杆刚性拱、刚性系杆柔性拱、刚性系杆刚性拱。【模块编号】MU-07-03MU-07-0351-4、尼尔森体系、尼尔森体系 特点特点柔性系杆刚性拱、刚性系杆柔性拱、刚性系杆刚性拱的柔性系杆刚性拱、刚性系杆柔性拱、刚性系杆刚性拱的竖吊杆,竖吊杆,-均可以用斜吊杆来代替均可以用斜吊杆来代替,即成尼尔森体系。,即成尼尔森体系。-由瑞典由瑞典 O.F.Nelson 首创,故称。首创,故称。【模块编号】MU-07-03MU-07-0361-5、有推力的拱式组合体系、有推力的拱式组合体系 无系杆;无系杆;梁和拱共同受力,梁和拱共
4、同受力,推力仍由墩台承受。推力仍由墩台承受。一般可做成一般可做成刚性梁柔性拱刚性梁柔性拱 或或 刚性梁刚性拱刚性梁刚性拱。【模块编号】MU-07-03MU-07-037 2、主要类型及其特点、主要类型及其特点2-12-1柔性系杆刚性拱柔性系杆刚性拱假设系杆和吊杆均为柔性杆件,只受轴力而无压力和弯矩;假设系杆和吊杆均为柔性杆件,只受轴力而无压力和弯矩;拱肋视作普通拱桥的拱肋,为偏心受压构件。拱肋视作普通拱桥的拱肋,为偏心受压构件。系杆的刚度远小于拱肋的刚度【系杆的刚度远小于拱肋的刚度【(EIEI)系系/(EIEI)拱拱1/801/80】时,】时,忽略系杆承受的弯矩是可行的。忽略系杆承受的弯矩是可
5、行的。此时认为弯矩均由拱肋承受,系杆只受拉。此时认为弯矩均由拱肋承受,系杆只受拉。适用跨径为适用跨径为20m20m90m90m;矢跨比一般为;矢跨比一般为1/41/41/51/5;拱肋高度:拱肋高度:公路桥:一般为跨径的公路桥:一般为跨径的1/301/301/501/50;铁路桥:一般为跨径的铁路桥:一般为跨径的1/251/251/401/40。随着跨径和荷载的增大,拱肋截面尺寸增大较快,系杆和拱肋的联随着跨径和荷载的增大,拱肋截面尺寸增大较快,系杆和拱肋的联结部位更加复杂;结部位更加复杂;故在大跨、重载条件下较少采用。故在大跨、重载条件下较少采用。【模块编号】MU-07-03MU-07-03
6、82-22-2刚性系杆柔性拱刚性系杆柔性拱拱肋刚度远小于系杆的刚度【拱肋刚度远小于系杆的刚度【(EIEI)拱拱/(EIEI)系系1/801/80】,】,忽略拱肋中的弯矩。忽略拱肋中的弯矩。系杆受拉、弯,拱肋只受轴向力,故称柔性拱;系杆受拉、弯,拱肋只受轴向力,故称柔性拱;奥地利奥地利LangerLanger首创,故称朗格尔梁。首创,故称朗格尔梁。该体系相当于把桁架弦杆与梁组合起来,以梁为受力主体,该体系相当于把桁架弦杆与梁组合起来,以梁为受力主体,而曲线桁架对梁加劲,形成具有刚性梁的曲线桁架,特点:而曲线桁架对梁加劲,形成具有刚性梁的曲线桁架,特点:内力分配均匀,刚性系杆与吊杆、横撑可以组成刚
7、度较大的框架;内力分配均匀,刚性系杆与吊杆、横撑可以组成刚度较大的框架;在适用跨度内,拱肋不会发生面内在适用跨度内,拱肋不会发生面内S S状变形,拱的稳定性有充分保状变形,拱的稳定性有充分保证。证。刚性系杆柔性拱的适用跨径可达刚性系杆柔性拱的适用跨径可达100100m m,矢跨比通常为矢跨比通常为1/51/51/71/7,拱肋高度常取跨径的,拱肋高度常取跨径的1/1001/1001/1201/120,刚性系杆高度刚性系杆高度公路桥:一般为跨径的公路桥:一般为跨径的1/251/251/351/35,铁路桥:一般为跨径的铁路桥:一般为跨径的1/221/221/301/30。【模块编号】MU-07-
8、03MU-07-0392-32-3刚性系杆刚性拱刚性系杆刚性拱当当(EIEI)拱拱/(EIEI)系系在在1/801/808080之间,拱肋和系之间,拱肋和系杆都有一定的抗弯刚度,二者共同承受纵向力和杆都有一定的抗弯刚度,二者共同承受纵向力和弯矩,介于柔性系杆刚性拱和刚性系杆柔性拱之弯矩,介于柔性系杆刚性拱和刚性系杆柔性拱之间。间。该体系为德国该体系为德国H.RoseH.Rose首创,故称洛泽梁(拱)。首创,故称洛泽梁(拱)。体系刚度较大,适合于设计荷载较大的桥梁。体系刚度较大,适合于设计荷载较大的桥梁。拱肋和系杆受力较均匀;拱肋和系杆受力较均匀;该拱轴线常用二次抛物线;该拱轴线常用二次抛物线;
9、拱肋高一般为跨径的拱肋高一般为跨径的1/501/501/801/80,拱肋宽一般为,拱肋宽一般为拱肋高拱肋高0.80.81.21.2倍。倍。【模块编号】MU-07-03MU-07-03103、构造特点、构造特点3-13-1拱肋拱肋3-1-13-1-1、柔性系杆刚性拱的拱肋、柔性系杆刚性拱的拱肋拱肋构造基本可参考普通的下承式肋拱桥。拱肋构造基本可参考普通的下承式肋拱桥。拱肋高度拱肋高度h h(1/251/251/501/50)l l,拱肋宽度拱肋宽度b b(0.40.40.50.5)h h。拱肋截面可根据跨径的大小和荷载等级选用矩拱肋截面可根据跨径的大小和荷载等级选用矩形、工字形或箱形。形、工字
10、形或箱形。拱肋纵向受力钢筋一般沿上下缘对称布置,钢拱肋纵向受力钢筋一般沿上下缘对称布置,钢筋数量由计算确定。筋数量由计算确定。【模块编号】MU-07-03MU-07-03113-1-23-1-2、刚性系杆柔性拱的拱肋、刚性系杆柔性拱的拱肋高度高度h h常取(常取(1/1001/1001/1201/120)l l。但但因刚性系杆柔性拱以梁为受力主体,故拱肋高度还可进一步减小到因刚性系杆柔性拱以梁为受力主体,故拱肋高度还可进一步减小到(1/1401/1401/1601/160)l l,使其保证一定的强度和稳定性即可。,使其保证一定的强度和稳定性即可。拱肋宽度一般采用拱肋宽度一般采用b b(1.51
11、.52.52.5)h h。拱肋截面常采用宽矮实心矩形断面。拱肋截面常采用宽矮实心矩形断面。若采用刚性吊杆,则横向刚度较大的拱肋与吊杆、横梁组成若采用刚性吊杆,则横向刚度较大的拱肋与吊杆、横梁组成半框架,此时拱肋间一般可不设横撑而做成敞口桥,使视野半框架,此时拱肋间一般可不设横撑而做成敞口桥,使视野开阔些。开阔些。拱轴线通常采用二次抛物线;拱轴线通常采用二次抛物线;为了方便施工,可用折线代替;为了方便施工,可用折线代替;拱肋截面内的钢筋可采用普通钢筋、型钢及钢管,以缩小拱拱肋截面内的钢筋可采用普通钢筋、型钢及钢管,以缩小拱肋面积。为增强混凝土的承压能力,箍筋可采用螺旋筋。肋面积。为增强混凝土的承
12、压能力,箍筋可采用螺旋筋。【模块编号】MU-07-03MU-07-03123-1-33-1-3、刚性系杆刚性拱的拱肋、刚性系杆刚性拱的拱肋为便于支承节点处的构造连接,常将拱肋和系杆设计为便于支承节点处的构造连接,常将拱肋和系杆设计成相同的截面形式;成相同的截面形式;多采用工字形截面。多采用工字形截面。跨径较大时常采用箱形截面;跨径较大时常采用箱形截面;拱肋高度拱肋高度h h=(1/501/501/801/80)l l,拱肋宽度拱肋宽度b b(0.80.81.21.2)h h。为便于施工,拱肋可采用等高度截面。为便于施工,拱肋可采用等高度截面。【模块编号】MU-07-03MU-07-03133-
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