我国拱桥的基本概况及发展
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文献综述文献综述一、拱桥的起源以及发展拱桥是在墩台之间以拱形的构件来作承重结构。
这种桥至迟在汉代已有建造,它是在当时拱式结构坟墓建造技术的启发下出现的。
西晋太康三年(282年),在洛阳宫附近建造的“旅人桥”,每日动用7.5万人,历时半年建成,“悉用大石,下圆以道人,可受大舫过也。
”这说明当时规模较大的石拱桥建造技术已达相当的水平。
石拱桥出现以后发展很快,由于外形美观,经久耐用,荷载能力、稳定性和刚度都很理想,直至今日仍有继续发展的广阔前景。
河北赵县安济桥(赵州桥)、北京西南郊的卢沟桥和苏州城南的宝带桥,是我国古代三座著名的石拱桥。
它们风格不同,集中体现了我国古代拱桥的结构科学和建造技术水平。
卢沟桥它位于北京市西南的永定河上,始建于金代大定二十九年(1189年),明昌三年(1192年)建成,是多孔厚礅联拱石桥。
永定河旧称卢沟河,此桥因此得名。
卢沟桥全长212.2米,加上两端桥堍,全长266米,宽约8米,全桥11孔,每孔跨距约16米。
各孔之间采用连续桥的结构,相邻的两孔都有一个共同的拱脚,使各拱联结成整体。
桥上每孔的承载,都由相邻的桥孔分担。
此桥的砌拱方法,不同于赵州桥的纵向并列法,而是横列拱。
这种拱券整体性好,荷载分布均匀。
桥面坡度平缓,方便行车。
由于永定河河床宽阔而水较浅,所以修此桥时主要考虑陆行交通而不考虑通航。
永定河历来洪患严重,有“无定河”之称,每年还有流冰危害。
因此,卢沟桥桥礅前尖后方,呈船形,迎水面砌作分水尖。
每个桥礅分水尖顶,安置一根约26厘米长的三角形铁柱,以其锐角迎击冰块,保护桥礅,被称为“斩龙剑”。
桥身两侧石雕护栏各有望柱140根,柱头上均雕有卧伏的大小石狮共485个,神态各异,栩栩如生。
意大利著名旅行家马可•波罗(1254-1324年)曾来中国目睹卢沟桥之雄姿,他在游记中对此桥有十分具体贴切的描绘:“离开都城,西行16公里来到一条河流,它名叫永定河,蜿蜒流入大海。
河上舟楫往来,船帆如织,它们运载着大批的商品。
中国石拱桥一、概述中国石拱桥,作为我国古代桥梁建筑的重要组成部分,历史悠久,源远流长。
自古以来,石拱桥以其独特的结构形式、优美的造型和丰富的文化内涵,成为中华民族智慧的象征。
本文旨在对中国石拱桥的历史发展、结构特点、艺术价值等方面进行梳理,以展示其在世界桥梁建筑史上的独特地位。
二、历史发展1.起源与发展石拱桥起源于新石器时代,距今已有数千年的历史。
在长期的生产实践中,我国古代劳动人民积累了丰富的桥梁建筑经验。
至汉代,石拱桥建筑技术已相当成熟,出现了许多著名的石拱桥,如河北赵县的安济桥、江苏扬州的五亭桥等。
2.鼎盛时期隋唐时期,我国石拱桥建筑进入鼎盛时期。
这一时期,石拱桥建筑技术不断创新,结构形式日趋成熟,建筑规模和艺术水平达到了前所未有的高度。
如河北赵县的赵州桥、江苏南京的灵谷寺无梁殿等,均为这一时期的代表作。
3.宋元明清时期宋元明清时期,石拱桥建筑继续发展,建筑技术更加精湛,装饰艺术更加丰富。
这一时期的石拱桥,不仅在结构形式上有所创新,而且在艺术表现力上更具特色。
如北京的卢沟桥、浙江杭州的断桥等,均为这一时期的佳作。
三、结构特点1.拱券结构石拱桥的拱券结构是其最为显著的特点。
拱券由多个石块相互嵌合而成,形成稳定的拱形结构。
拱券之间的横向联系,使得整个桥梁结构在受力时具有较好的整体性。
2.桥墩与基础石拱桥的桥墩通常采用石块砌筑,形状多样,有圆形、方形、多边形等。
桥墩的基础处理十分讲究,有的采用打入木桩的方法,有的采用石砌基础,以确保桥梁的稳定性。
3.桥面与附属设施石拱桥的桥面一般采用石板铺设,有的还设有排水设施,以防止雨水侵蚀。
石拱桥上还常设有栏杆、石狮等附属设施,既起到装饰作用,又具有实用价值。
四、艺术价值1.建筑美学中国石拱桥在建筑美学方面具有很高的价值。
其优美的拱形曲线、严谨的结构布局和丰富的装饰手法,展现了古代工匠高超的建筑技艺和审美情趣。
2.历史文化石拱桥见证了我国古代社会的发展和变迁,承载了丰富的历史文化信息。
拱桥科普介绍摘要:1.拱桥的定义和特点2.拱桥的历史和发展3.拱桥的结构和分类4.拱桥的优点和应用5.著名拱桥举例正文:一、拱桥的定义和特点拱桥,顾名思义,是指桥拱为主要承重结构的桥梁。
它是一种古老的桥梁形式,其主要特点是桥跨结构呈拱形,能够承受水平和垂直方向上的荷载,并将荷载传递到地基或支座上。
由于拱桥的结构特点,它具有良好的承重能力和稳定性。
二、拱桥的历史和发展拱桥的历史可以追溯到古罗马时期,当时建造的拱桥主要用于跨越河流和峡谷。
随着历史的发展,拱桥技术不断完善,出现了多种类型的拱桥,如石拱桥、混凝土拱桥、钢筋混凝土拱桥等。
这些拱桥在跨越能力、稳定性和经济性方面都有很大的优势,因此在世界范围内得到了广泛应用。
三、拱桥的结构和分类拱桥的结构主要包括拱圈、桥墩、桥台、拱座等部分。
拱圈是拱桥的主要承重结构,它通常由若干个拱肋组成,拱肋之间通过横向联结系紧密联系在一起。
根据拱桥的材料和结构特点,拱桥可分为以下几类:1.石拱桥:以石材为主要建筑材料,具有较强的承重能力和稳定性,适用于不同跨度的桥梁。
2.混凝土拱桥:以混凝土为主要建筑材料,具有良好的耐久性和经济性,常用于中短跨度的桥梁。
3.钢筋混凝土拱桥:在混凝土拱桥的基础上加入钢筋,提高拱桥的抗弯和抗拉强度,适用于大跨度的桥梁。
4.钢管混凝土拱桥:以钢管和混凝土为建筑材料,具有轻巧、美观、经济等特点,适用于城市桥梁等场合。
四、拱桥的优点和应用拱桥具有以下优点:1.良好的承重能力:拱桥的结构特点使其具有较强的承重能力,能够承受各种载荷和自然灾害的影响。
2.稳定性高:拱桥的结构形式使其具有较高的稳定性,能够有效防止桥跨结构的侧向位移和倾覆。
3.跨越能力大:拱桥的结构特点使其具有较大的跨越能力,适用于各种不同跨度的桥梁。
4.经济性好:拱桥的建筑材料和结构形式使其具有较好的经济性,能够降低桥梁的建设和维护成本。
因此,拱桥广泛应用于公路、铁路、城市桥梁等领域。
中国石拱桥是中国传统建筑中的重要形式之一,具有悠久的历史和独特的风格。
其发展史可以概括如下:
1. 古代石拱桥的初期阶段:早在中国古代,人们就开始使用石材修建桥梁,但石拱桥的出现要追溯到隋唐时期。
隋唐时期的石拱桥以山西、陕西等地为代表,桥身多为单孔或多孔的拱形石桥。
2. 宋元明时期的繁荣时期:在宋代,石拱桥得到了更大的发展。
江南地区成为石拱桥的重要发展区域,桥梁设计更加精细,工艺更加熟练。
元代对石拱桥的建造也有所贡献,许多精美的石拱桥得以修建。
3. 清代的兴盛与衰落:清代是中国石拱桥建设的末期,但其仍然保持着一定的发展势头。
清代的石拱桥大多保持着传统的风格,以山西、湖南等地为代表。
然而,随着交通工具和桥梁建设技术的改变,石拱桥逐渐失去了主导地位。
4. 现代的保护与传承:随着现代桥梁建设技术的进步,石拱桥的建设逐渐减少。
然而,为了保护和传承中国传统建筑文化,许多石拱桥得到了修复和保护。
一些著名的石拱桥如洛阳桥、赵州桥等成为了旅游景点,吸引着众多游客。
总体而言,中国石拱桥的发展史见证了中国古代建筑技术和工艺的发展,展现了中国古代工匠的智慧和创造力。
这些石拱桥不仅是交通工程,更是文化遗产,代表着中国传统建筑的独特风格和精神。
拱桥科普介绍【原创版】目录1.拱桥的定义和特点2.拱桥的分类3.拱桥的历史发展4.拱桥的结构和建筑技术5.拱桥的应用和影响正文一、拱桥的定义和特点拱桥是一种古老的桥梁建筑形式,其主要特点是在桥跨中部分采用拱券结构,以承受桥面荷载。
拱桥的拱券结构能够将荷载均匀分布在两岸,使得桥梁更加稳定,同时减少了对桥墩的压力。
这种结构既美观又经济,因此在世界范围内得到了广泛的应用。
二、拱桥的分类根据拱桥的拱券形式和受力特点,拱桥可以分为以下几种类型:1.圆拱桥:拱券呈圆弧形的拱桥,如我国的赵州桥。
2.坦拱桥:拱券顶部呈水平或接近水平的拱桥,如古罗马的卡拉卡拉浴场拱桥。
3.箱拱桥:拱券由箱形截面构成的拱桥,如悉尼歌剧院附近的悉尼海港大桥。
4.桁拱桥:拱券由桁架构成的拱桥,如美国的布鲁克林桥。
5.悬臂拱桥:拱券两端悬臂在两岸的桥墩上,如我国的卢沟桥。
三、拱桥的历史发展拱桥的历史可以追溯到古罗马时期,当时建造的坦拱桥和圆拱桥为后世拱桥的发展奠定了基础。
在中世纪,欧洲开始出现箱拱桥和桁拱桥,使得拱桥的跨度得到了极大的拓展。
到了近代,随着建筑技术的进步,悬臂拱桥也应运而生。
在我国,拱桥的发展也有着悠久的历史。
从古代的赵州桥到现代的卢沟桥,都展示了我国在拱桥建筑方面的卓越成就。
四、拱桥的结构和建筑技术拱桥的结构主要包括拱券、桥墩、桥台、桥面等部分。
其中,拱券是承受荷载的关键部分,其设计需要考虑到材料的性能、跨度、地形等多种因素。
桥墩和桥台则需要承受拱券传来的荷载,并保证桥梁的稳定性。
桥面则是供行人和车辆通行的部分,其设计需要考虑到行车的安全和舒适性。
五、拱桥的应用和影响拱桥以其优美的造型和良好的性能,在世界范围内得到了广泛的应用。
无论是在城市还是乡村,拱桥都成为了一道亮丽的风景线。
同时,拱桥的建筑技术也对其他桥梁形式产生了重要的影响,如悬索桥、梁桥等都从拱桥的技术中借鉴了许多有益的经验。
拱桥拱桥是我国传统的桥梁三大基本型式之一。
拱桥介绍中国的拱桥始建于东汉中后期,已有一千八百余年的历史。
它是由伸臂木石梁桥、撑架桥等逐步发展而成的。
在形成和发展过程中又受墓拱、水管、城门等建筑的影响。
因为拱桥的主要承重构件的外形都是曲的,所以古时常称为曲桥。
在古文献中,还用“囷”、“窌”、“窦”、“瓮”等字来表示拱。
拱桥。
造型优美,曲线圆润,富有动态感。
单拱的如北京颐和园玉带桥,拱券呈抛物线形,桥身用汉白玉,桥形如垂虹卧波。
多孔拱桥适于跨度较大的宽广水面,常见的多为三、五、七孔,著名的颐和园十七孔桥,长约150米,宽约6.6米,连接南湖岛,丰富了昆明湖的层次,成为万寿山的对景。
河北赵州桥的“敞肩拱”是中国首创,在园林中仿此形式的很多,如苏州东园中的一座。
构造特点1、拱桥的受力特点:拱桥在竖向荷载的作用下,支座处除产生竖向反力外,还产生水平反力;由于这个水平反力的存在,使拱内各截面的弯矩大大减小,拱内各截面主要受压,而弯矩和剪力较小。
因此拱桥可以采用抗压强度大而抗拉强度低的材料来修建。
2、拱桥的主要优缺点:优点:(1)跨越能力较大。
(2)可以就地取材,节省钢材和水泥。
(3)坚固耐久,养护维修费用少,而承载潜力大。
(4)外形美观、构造简单、有利于普及。
缺点:(1)自重较大,相应的水平推力也较大,增加了下部墩台圬工量。
(2)施工步骤多,需要的劳动力多,建桥时间较长。
“费工费料”(3)由于水平推力大,在连续多孔拱中,必须设单向墩,防止连拱破坏(4)平原地区不适合建造。
赵州桥中国现存最早,并且保存良好的是隋代赵州安济桥,又称赵州桥。
桥为敞间圆弧石拱,拱券并列28道,净跨37.02米,矢高7.23米,上狭下宽总宽9米。
主拱券等厚1.03米,主拱券上有护拱石。
在主拱券上两侧,各开两个净跨分别为3.8米和2.85米的小拱,以宣泄拱水,减轻自重。
桥面呈弧形,栏槛望柱,雕刻着龙兽,神采飞扬。
桥史建于隋.开皇十五年(公元595年),完工于隋.大业元年(公元605年),距今已有1406年。
中国石拱桥背景简介
中国石拱桥是我国传统的桥梁四大基本形式之一,拥有悠久的历史和丰富的文化内涵。
石拱桥在中国桥梁发展史上具有举足轻重的地位,自出现以来,一直保持着旺盛的生命力。
这些桥梁不仅显示了古代劳动人民的聪明才智,还体现了古代桥梁建造的辉煌成就。
石拱桥的特点是形式优美、结构坚固、历史悠久。
它的形式优美体现在桥的弧形拱券与水面相映成趣,犹如一道彩虹跨越江河,给人以美的享受。
结构坚固表现在石拱桥的设计和施工技艺上,使得桥梁能够承受较大的荷载,长期发挥作用。
历史悠久则体现了石拱桥在中国的历史地位,自东汉时期开始,石拱桥便成为我国桥梁建筑的主要形式之一。
石拱桥的发展得益于我国的地理环境和丰富的石料资源。
我国江河纵横,湖泊众多,桥梁成为重要的交通设施。
同时,各地石料资源丰富,为石拱桥的建造提供了有利条件。
在石拱桥的建造过程中,我国劳动人民积累了丰富的经验,形成了独特的桥梁建筑技艺。
这些技艺包括石料的开采、加工、砌筑,以及拱券的设计、施工等。
这些技艺的传承和发展,使得中国石拱桥在世界桥梁建筑史上独树一帜。
石拱桥在我国的发展历程中,不仅满足了交通需求,还承载了丰富的文化内涵。
许多石拱桥成为了当地的文化象征,吸引了无数游客前来欣赏。
如赵州桥、卢沟桥等,都是中国石拱桥的典型代表,展现了我国桥梁建筑的卓越成就。
总的来说,中国石拱桥是我国桥梁建筑的瑰宝,它的发展历程和丰富内涵都值得我们深入研究和传承。
我国拱桥的现状及发展简介:在我国公路桥梁系列中,拱桥作为一种古老的桥式以其跨越能力大、承载能力高、可用地方材料、造价经济、养护维修费用少、造型美观等特有的技术优势而成为建筑历史最悠久、竞争力较强。
并且常盛不衰,不断发展的桥梁形式。
据50年代到空胶式而得到飞速发展。
当时也研究过中小跨径混凝土预制块拱、二铰拱等少筋拱桥。
最大跨度是1968年建成的河南嵩县前河大桥(跨度150m,双曲拱桥)。
第三阶段是70年代末到80年代,主导桥型是大中跨预制钢筋混凝土箱(肋)型拱桥。
采用无支架吊装架设法建成的最大跨度是四川宜宾马鸣溪大桥(1979年建成,跨度150m),采用支架法建成的最大跨度是四川攀枝花市宝鼎大桥(1982年建成,跨度170m)。
在这个时期,国外钢筋混凝土拱桥的最大跨度已达390m(南斯拉夫克尔克I桥KrKI,1980年建成)。
第四阶段以1990年建成的四川宜宾南门金沙江大桥为标志。
该桥系中承式劲性骨架混凝土肋拱桥,跨度240m。
居当时中承式拱桥世界第一。
宜宾桥采用劲性骨架成拱,悬挂模板,现浇拱肋混凝土,大大减轻了吊装架设重量,保证了成拱安全度.浇注过程中,采用水箱加载调整应力和变形,大大节省了钢材,应用现代电度。
在此19951.石拱桥是我国修建最早,类型有肋拱、板拱等。
2.钢拱桥:我国在90年代后坍发展为世界最大产钢国以前,钢材相对不多,钢拱桥也修建较少。
跨度最大的公路钢拱桥是四川攀枝花市3003桥.跨度为181m(1969年)。
3.混凝土拱桥类型有箱形拱、桁架拱、板拱、肋拱、刚架拱、桁式组合拱、双曲拱、系杆拱、中承式拱、钢管混凝土拱等。
其中不少桥型已居世界先进水平。
(三)我国拱桥的施工方法施工方法是大跨径拱桥最关键的技术。
无支架施工是大跨径拱桥的发展方向。
目前我国拱桥主要施工方法有:1.缆索吊装法11段,540m,吊重3500吨和3.悬臂桁架法将拱圈、立柱、临时或永久的斜拉杆和上弦杆组成的桁架,悬臂施工直至合拢。
第4章其它类型桥梁构造简介中央电大工学院王圻1.拱桥的特点如何?答:梁式结构在竖向荷载作用下,支承处仅仅产生竖向支承反力,而拱式结构在竖向荷载的作用下,支承处不仅产生竖向反力,而且还产生水平推力。
由于这个水平推力的存在,拱的弯距将比同跨径的梁的弯距小很多,整个拱主要承受压力。
这样,拱桥不仅可以利用钢、钢筋混凝土等材料来修建,而且还可以根据拱的这个受力特点,充分利用抗压性能较好而抗拉性能较差的圬工材料(石料、砖等)来修建。
由圬工材料修建的拱桥称为圬工拱桥。
2.拱桥的主要优、缺点有哪些?答:拱桥的主要优点是:(1)跨越能力较大。
由于拱的截面应力分布远比梁均匀,故能较充分地发挥全截面材料的抗力性能。
(2)能充分做到就地取材。
与钢桥、钢筋混凝土梁桥相比,可节约大量钢材和水泥。
(3)外形美观。
(4)耐久性好,养护、维修费用少。
拱桥的主要缺点是:(1)自重较大,相应的水平推力也较大,增加了下部结构的工程数量,对地基条件的要求较高。
(2)由于拱桥水平推力较大,在连续多孔的大、中桥梁中,为防止一孔破坏而影响全桥的安全,需要采用较复杂的措施,或设置单向推力墩,增加了造价。
(3)上承式拱桥的建筑高度较高,当用于城市立体交叉及平原区的桥梁时,因桥面标高提高,而使两岸接线的工程量增大,或使桥面纵坡增大,既增大造价又对行车不利。
3.拱桥基本组成有哪些?各有何作用?答:拱桥的组成,如图4-1所示。
拱桥上部结构是由拱肋或拱圈(以下统称主拱圈)和拱上建筑两大部分组成。
主拱圈是拱桥的主要承重结构。
由于主拱圈是曲线形,车辆无法直接在弧面上行驶,所以,在桥面系与主拱圈之间需要有传递压力的构件或填充物,以使车辆能在平顺的桥面上行驶。
桥面系和这些传力构件或填充物统称为拱上结构或称拱上建筑。
拱桥下部结构由桥墩、桥台及基础等组成,用以支撑桥垮结构,并与两岸路堤相联结。
4.什么是实腹式拱桥和空腹式拱桥?答:上承式拱桥拱上建筑可做成实腹的或空腹的,相应的称为实腹式拱桥和空腹式拱桥。
中国拱桥发展史中国的拱桥建筑源远流长,拱桥是中国古代建筑的重要组成部分,也是中国传统建筑之一。
拱桥作为一种独特的建筑形式,在中国的建筑历史上占有重要地位,拱桥的发展史可以追溯到古代。
中国的拱桥建筑始于战国时代,战国时期的拱桥多建设于宫殿、寺庙等高等级建筑中,如山西大同云冈石窟龙门,浙江西塘九曲桥等。
这些拱桥多采用木材结构,外形华丽宏伟,给人以深深的震撼。
到了秦汉时期,特别是在汉武帝时期,拱桥建设达到了高潮。
当时的拱桥多采用石材结构,比如九江滠阳桥、兰州白塔桥等。
这些拱桥在结构上比古代拱桥更加稳固,外形也更加简洁大方。
随着时间的推移,到了唐代,拱桥的建筑技术达到了登峰造极的地步。
唐代的拱桥以灵感民众,技术精湛而著称。
如河南洛阳的均议桥,陕西的赵家大桥等。
这些拱桥在设计和材料上都有了很大的突破。
拱桥的种类也更加丰富,有马蹄形、扇形、角形等。
唐代的拱桥已经成为了中国建筑的代表。
在宋代,拱桥的建设经历了一个新的高峰。
宋代的拱桥多用于灌溉、运河等交通建设中,如江苏镇江的京杭大运河上的担四桥,徽州的文德桥等。
这些拱桥不仅在设计上更具创新性,而且在工程技术上更加成熟。
宋代的拱桥在结构的设计与建造中相辅相成,进一步丰富了中国拱桥的形态。
到了明清时期,拱桥的建设逐渐趋于成熟和稳定。
明清时期的拱桥建设大多以城市建设为主,如成都的宽窄巷子,北京的陶然亭等。
这些拱桥不仅在建筑形态上充满了民族色彩,而且在结构设计上更加注重稳定性。
近代以来,随着我国社会经济的发展和科学技术的进步,拱桥的建设进入了一个新的阶段。
20世纪初期,中国的拱桥建设更加注重实用性和现代化,如武汉的长江大桥,上海的虹桥等。
这些拱桥在设计和建设上更具规模和成熟,显示出了中国拱桥建设的新气象。
经过长时间的发展,中国的拱桥建设已经形成了多个类型和系列。
从古代的木桥到现代的石桥、钢桥,每一种形式都有自己的特点和优势,都展示了中国古代文化的精髓。
同时,拱桥的建设也推动了中国的工程技术和建筑设计的发展,拱桥成为了中国建筑史上的一颗璀璨明珠。
我国拱桥概况及发展
课程名称:桥梁工程
*名:***
学号:**********
专业:土木工程
所在院系:建筑工程学院
2013 年12月
我国拱桥的基本概况及发展
姜旭博
摘要:简要介绍了我国拱桥级大跨度拱桥的发展现状和施工方法,对存在的问题进行了分析,提出了拱桥的结构形式以及更加完善创新的施工工艺,展望拱桥的发展前景。
关键词:拱桥大跨度拱发展现状结构形式施工方法展望
(一)我国拱桥发展过程和现状
在我国公路桥梁系列中,拱桥作为一种古老的桥式以其跨越能力大、承载能力高、可用地方材料、造价经济、养护维修费用少、造型美观等特有的技术优势而成为建筑历史最悠久、竞争力较强。
并且常盛不衰,不断发展的桥梁形式。
据统计,中国已建单跨100m以上的拱桥115座之多。
拱桥仍是我国公路桥梁大跨度桥梁的主要桥型之一。
我国公路拱桥的发展,可粗略地分为四个阶段。
第一阶段是50年代到60年代中。
绝大多数是中小石拱桥,当时也研究过片石混凝土拱桥等,但未能推广。
最大跨度拱桥是1961年建成的云南南盘江上的长虹桥(单跨112.5m空胶式石拱桥)。
第二阶段是60年代中至70年代,主导桥型是低配筋双曲拱桥。
由于双曲拱桥耗用钢材少,施工中能化整为零,需要起重设备少,易于当时搞群众运动,因而得到飞速发展。
当时也研究过中小跨径混凝土预制块拱、二铰拱等少筋拱桥。
最大跨度是1968年建成的河南嵩县前河大桥(跨度150m,双曲拱桥)。
第三阶段是70年代末到80年代,主导桥型是大中跨预制钢筋混凝土箱(肋)型拱桥。
采用无支架吊装架设法建成的最大跨度是四川宜宾马鸣溪大桥(1979年建成,跨度150m),采用支架法建成的最大跨度是四川攀枝花市宝鼎大桥(1982年建成,跨度170m)。
在这个时期,国外钢筋混凝土拱桥的最大跨度已达390m(南斯拉夫克尔克I桥KrK I,1980年建成)。
第四阶段以1990年建成的四川宜宾南门金沙江大桥为标志。
该桥系中承式劲性骨架混凝土肋拱桥,跨度240m.居当时中承式拱桥世界第一。
宜宾桥采用劲性骨架成拱,悬挂模板,现浇拱肋混凝土,大大减轻了吊装架设重量,保证了成拱安全度。
浇注过程中,采用水箱加载调整应力和变形,大大节省了钢材,应用现代电算技术和电测手段进行旅工仿真计算和施工监控,使拱桥施工决策走向了科学化。
所取得的设计施工经验和科研成果,极大地推动了我国超大化拱桥技术进步。
在随后的几年
中。
我国几十座跨度100m 以上的拱桥相继建成。
1996年建成的广西邕宁邕江大桥跨度选312m,把中承式劲性骨架混凝土拱桥世界记录提高了72m.该桥采用千斤顶斜拉扣挂悬拼架设法悬拼劲性骨拱桁架、浇注拱肋混凝土、调整施工应力和变形,比水箱法更安全稳妥。
四川万县长江大桥也是劲性骨架混凝土拱桥,该桥跨度420m,把上承式拱桥的世界记录由南斯拉夫KRK I大桥的390m提高了30m.在此期间,1995年贵州省建成了跨度330m 的江界河大桥,居预应力桁架拱桥世界第一。
1995年广东省建成了跨度200m 的南海三山西中承钢管混凝十拱桥、居钢管混凝土拱桥世界第一。
1991年湖南风凰县建成跨度120m 的鸟巢河大桥,居石拱桥世界第一这些跨度记录和取得的设计施工经验及科研成果说明,目前,我国拱桥已面跃居世界拱桥先进行列。
(二)我国拱桥的主要结构型式
1.石拱桥是我国修建最早,类型有肋拱、板拱等。
2.钢拱桥:我国在90年代后坍发展为世界最大产钢国以前,钢材相对不多,钢拱桥也修建较少。
跨度最大的公路钢拱桥是四川攀枝花市3003桥。
跨度为181m(1969年)。
3.混凝土拱桥类型有箱形拱、桁架拱、板拱、肋拱、刚架拱、桁式组合拱、双曲拱、系杆拱、中承式拱、钢管混凝土拱等。
其中不少桥型已居世界先进水平。
(三)我国拱桥的施工方法
施工方法是大跨径拱桥最关键的技术。
无支架施工是大跨径拱桥的发展方向。
目前我国拱桥主要施工方法有:
1.缆索吊装法
缆索吊装施工方法是我国修建大跨度拱桥的主要方法之一。
也就是用塔架、缆索和扣索扣挂悬臂拱段,直至合拢。
我国一般采用3~7段悬拼,个别多到11段,而且广泛用于多孔。
四川宜宾马鸣溪金沙江大桥,为净跨150m钢筋混凝土箱拱,分5段吊装,块件重达70吨。
福建南平玉屏山大桥,净跨lOOm肋拱,分5段吊装,块件重达59.1吨。
四川万县长江大桥(L=420m)也采用缆索吊装,分11段,段长40m,吊重50余吨。
2.转体施工法
半跨拱圈现场浇注,绕拱座作水平或竖直旋转合拢。
其中平转施工拱桥是我国独创。
转体施工法近几年在我国发展很快,被广泛用于拱桥施工中,且有所发展:三峡对外公路卜的黄柏河、下牢溪大桥为有平衡重的平转法,转体总重达3500吨和3600吨,转体重量为目前最大吨位,箕转动球铰采用、下两个经
过精密压旋加工的半球型钢板。
河南安阳文峰路立交桥在桥轴线反方向预制,竖转到要求标高后,再平转180度合拢。
3.悬臂桁架法
将拱圈、立柱、临时或永久的斜拉杆和上弦杆组成的桁架,悬臂施工直至合拢。
我国主要用于组合桁拱,均采用悬拼,不需临时杆件,但要用临时预应力筋。
跨径330m 的江界河桥用钢人字桅杆作吊机,最大吊重120吨。
4.刚性骨架和半刚性骨架法
用型钢做成拱形骨架,围绕骨架浇注混凝土,形成拱嘲我国很少采用烈性骨架法,主要采用半刚性骨架,一般骨架合拢成拱后,分底、腹、顶板三层,自拱脚向拱顶浇注混凝土,为防止骨架失稳,需在拱顶区段压重,随混凝土浇注至拱顶区段而逐步卸载。
万县长江大桥和邕宁邕江大桥,用半刚性骨架法施工,但其骨架角隅,加直径40cm的钢管,骨架合拢后,管内混凝土。
以加大骨架刚度。
万县长江大桥采取了把每层混凝土分成6段,对称并同时浇筑,使骨架下挠均匀,避免了一般自拱脚向拱顶浇筑时反复变形较大、拱顶部位需压重及预拱度呈马鞍形等不利因素,是该法的一次重大改进。
5.拱架施工法
我国主要利用贝雷架,在上弦加些小杆件形成贝雷拱架,进行施工。
如:湖南用单层贝雷拱架,并用斜拉索扣挂加劲,拼装建成跨径133m的缆子湾沅水大桥。
综上所述可知:目前我国有许多先进且切实可行的施工方法,况且已形成了一套有自己特色的拱桥无支架施工方法即是以缆索吊装为主,结合转体施工法、半刚性骨架法及悬臂桁架法。
当然,还须进一步发展和完善。
(四)我国拱桥的发展方向
1.圈的轻拱型化
拱圈轻型化,可减轻对吊装能力的需求,节省上、下部构造工程量,节省造价。
我国箱形拱,受吊重的限制,愎板多而厚,其体积可占主拱圈的20~25%,而受力上并不需要。
因此拱圈轻型化除减薄板件厚度外,还向宽箱,少箱发展,以减少腹扳体积,出现了双箱加顶、底板形成三室箱的拱圈,也出现了向肋拱发展的趋势,或用箱肋,工用矩形肋甚至工字形肋。
拱圈的轻型化,对设计和施工也提出了更严的要求:
(1)设计中应考虑大变形理论,用挠度理论或非线性有限元理论来计算内力。
(2)施工中的稳定,特别是肋拱的平面外稳定问题突出。
因此往往采用多边段吊装,单中段合拢的施工措施,保证稳定。
2.施工阶段拱圈的轻型化
直接影响减少吊装能力的需求。
一些大跨径拱桥施工阶段采用钢—混凝土组合杆件,或钢管混凝土,合拢后再浇注拱圈,可大大减轻吊装重量。
带有钢管的半刚性骨架很可能成为特大跨径拱桥最有前途的施工方法。
施工阶段拱圈轻型化后,施工阶段稳定性是关键性技术问题应对各步骤的实际结构,考虑几何非线性和物理非线性的影响,计算每一步骤的稳定系数,保证施工万无一失。
3.系杆拱、中承拱有较多采用的趋势
系杆拱由于是无推力结构,对墩台要求,较低,整个桥型结构简便、轻巧,桥面视野开阔,广泛用于公路桥梁。
在城市桥梁和平原地区通航河流上,中承拱往往颇受青睐因为它可降低桥高,矢跨比大,可减少推力;桥面建筑高度小,可缩短桥长;造型美观,为城镇增添景色;造价也较低。
目前发展趋势较快。
4.钢管混凝土拱桥迅速发展
用钢管、或者钢管桁架,架设成拱在钢管内填充砼而形成的拱桥叫钢管砼拱桥。
钢管混凝土作为钢—混凝土组台材料的一种,一方面借助内填混凝土提高钢管壁受压时的稳定性,提高钢管的抗腐蚀性和耐久性,另一方面借助管壁对混凝土的套箍作用。
提高了混凝土的抗压强度和延性。
将钢材和混凝土有机组合起来;在施工方面。
钢管混凝土可利用空心钢管作为劲性骨架甚至模板,施工吊装重量轻,进度快,施工用钢量省。
由于在材料和施工方法上的优越性,将这种结构用于以受力为主的拱桥是十分合理的。
钢管混凝土的出现解决了拱桥材料和施工的两大难题。
所以钢管混凝土拱桥目前在我国的发展飞速,前景广阔。
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