拱桥概述
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桥梁工程第7章拱桥课件
7.1 概述
一、拱桥的特点与适用范围
二、拱桥的基本组成
三、拱桥的主要类型
拱桥是我国公路上常用的一种桥梁体系。拱桥
与梁桥的区别，不仅在于外形的不同，更重要的
是两者受力性能有差别。
由力学知识可以知道，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
构在竖向荷载作用下，支承处不仅产生竖向反力，
及拱上建筑（又称拱上结构）所构成。由于主拱圈是曲
线形，一般情况下车辆无法直接在弧面上行驶，所以在
桥面系与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拱上建筑。拱上建筑可做成
实腹式或空腹式，相应称为实腹拱桥或空腹拱桥。
中承式拱桥的拱圈由分离的拱肋所组成，由横梁及支承于
桥面高程，当用于城市及平原区的桥梁时受到的限制。
二、拱桥的基本组成
1.基本组成
拱桥也和其它桥梁一样，也是由桥跨结构（上部结构）
及下部结构两个部分组成。
根据行车道的位置，拱桥的桥跨结构可以做成上承式、
下承式和中承式三种类型，图7-1表示的是拱桥的各主
要组成部分及其名称。
按桥面位置分
上承式拱桥，桥跨结构是由主拱圈（肋、箱）简称主拱
③ 跨径：根据主拱的受力条件确定，中小跨径
2.5~5.5m，大跨径（1/8~1/15）L
❖拱式拱上建筑
④腹拱圈
➢石砌、混凝土预制或现浇的板拱
➢常用圆弧拱
➢矢跨比常用1/2-1/6
➢厚度：跨径小于4m时，石板拱为30cm，混凝土板拱为
15cm。跨径大于4m时，依据板拱方法确定。
➢在拱上建筑需要设置伸缩缝或变形缝的地方应设铰(三
一、拱桥的特点与适用范围
二、拱桥的基本组成
三、拱桥的主要类型
拱桥是我国公路上常用的一种桥梁体系。拱桥
与梁桥的区别，不仅在于外形的不同，更重要的
是两者受力性能有差别。
由力学知识可以知道，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
构在竖向荷载作用下，支承处不仅产生竖向反力，
及拱上建筑（又称拱上结构）所构成。由于主拱圈是曲
线形，一般情况下车辆无法直接在弧面上行驶，所以在
桥面系与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拱上建筑。拱上建筑可做成
实腹式或空腹式，相应称为实腹拱桥或空腹拱桥。
中承式拱桥的拱圈由分离的拱肋所组成，由横梁及支承于
桥面高程，当用于城市及平原区的桥梁时受到的限制。
二、拱桥的基本组成
1.基本组成
拱桥也和其它桥梁一样，也是由桥跨结构（上部结构）
及下部结构两个部分组成。
根据行车道的位置，拱桥的桥跨结构可以做成上承式、
下承式和中承式三种类型，图7-1表示的是拱桥的各主
要组成部分及其名称。
按桥面位置分
上承式拱桥，桥跨结构是由主拱圈（肋、箱）简称主拱
③ 跨径：根据主拱的受力条件确定，中小跨径
2.5~5.5m，大跨径（1/8~1/15）L
❖拱式拱上建筑
④腹拱圈
➢石砌、混凝土预制或现浇的板拱
➢常用圆弧拱
➢矢跨比常用1/2-1/6
➢厚度：跨径小于4m时，石板拱为30cm，混凝土板拱为
15cm。跨径大于4m时，依据板拱方法确定。
➢在拱上建筑需要设置伸缩缝或变形缝的地方应设铰(三
拱桥的分类与结构特点讲诉
第二章
拱桥的设计要点
第一节 拱桥的总体布置
拱桥的总体布置包括：拟定 结构体系 和形式； 拟定桥梁 长度 、 跨径 、 孔数 、拱的 主要尺寸 、桥梁 高度、墩台及基础形式、桥面纵横坡等。
确定桥梁长 度 及 分 孔
2、拱桥的优缺点
优点
跨越能力较大 可节省大量钢材和水泥 耐久性好，维护费用少 形式多样，外型美观 跨径大时，自重较大 水平推力的存在增加了下部结构工程量 多孔连续拱桥互相影响，需采用复杂措施
缺点
上承式拱桥建筑高度大，可能增加纵坡
拱桥的缺点正在逐步得到克服： 200~600m 范围 内，拱桥仍然是斜拉桥和悬索桥的竞争对手。
第三节 拱桥的组成及分类
1、拱桥的主要组成
上部结构 主拱圈（主要承重结构）
拱上建筑（桥面系与拱上填充物） 桥墩 处称 拱顶 ，拱圈与墩台连接处为 拱脚 （或称起拱面）。拱圈横截面形心的连线称拱轴线， 拱圈上曲面称拱背，下曲面称拱腹，起拱面与拱腹的 交线称起拱线。
拱 桥 的 主 要 组 成 部 分
坦拱:D＜1/5 陡拱:D≥1/5 比（D=f/l）或净矢高与净跨径之比 （D0=f0 / l0）
2、拱桥的分类
按材料 (小跨径 (广泛采用 (大跨径 (新形式 按桥面位置 上承式、中承式、下承式
) ) ) )
圬工拱
钢砼拱
钢拱
组合拱
按拱圈线形 圆弧拱、抛物线拱、悬链线拱 拱桥 按拱上建筑 实腹式、空腹式 按截面形式 板拱、板肋拱、肋拱、箱形拱 双曲拱、钢管砼拱、劲性骨架
（2）按结构受力图示分类
三铰拱（构造复杂，刚度小，较少采用） 两铰拱（刚度较大，用于地基较差时） 简单体系 （有推力） 单铰拱（极少采用） 无铰拱（整体刚度大，对地基要求高） 系杆拱（柔杆刚拱） 无推力拱 蓝格尔拱（刚杆柔拱） （有系杆） 洛泽拱（刚杆刚拱） 尼尔森拱（采用斜吊杆时） 组合体系 倒蓝格尔拱（刚梁柔拱） 有推力拱 （无系杆） 倒洛泽拱（刚梁刚拱）
圬工与钢筋混凝土拱桥
圬工与钢筋混凝土拱桥拱桥不仅可以利用钢、钢筋混凝土等材料来修建，而且可以根据拱的受力特点，充分利用抗压性能较好而抗拉性能较差的圬工材料（石、混凝土、砖等）来修建。
4.1 拱桥概述4.1.1 拱桥的受力特点拱桥是公路上使用很广泛的一种桥梁体系。
拱桥与梁桥的区别，不仅在于外形不同，更重要的是两者受力性能有差别。
梁式结构在竖向荷载作用下，支撑处仅产生竖向支承反力，而拱式结构在竖向荷载作用下，支撑处不仅产生竖向反力，而且产生水平推力。
由于这个水平推力的存在，拱的弯矩比相同跨径的梁的弯矩小很多，而使整个拱主要承受压力。
1.拱桥的主要优点（1）跨越能力较强。
（2）能充分做到就地取材，与钢桥和钢筋混凝土梁桥相比，可以节省大量的钢材和水泥。
（3）耐久性好，而且养护、维修费用少。
（4）外形美观。
（5）构造较简单，尤其是圬工拱桥，技术容易掌握，有利于广泛采用。
2.拱桥的主要缺点（1）自重较大，相应的水平推力也较大，增加了下部结构施工的工程量，当采用无铰拱时，对地基要求高。
（2）拱桥（尤其是圬工拱桥）一般采用在支架上施工的方法修建，随着跨径和桥高的增大，支架或其他辅助设备的费用大大增加，提高了拱桥的总造价，也增大了拱桥的施工难度。
另外，拱桥的施工工序较多，在圬工拱桥建设中，目前还未能采用高度机械化和工业化的施工方法，因而需要的劳动力较多，建桥时间也较长。
（3）由于拱桥水平推力较大，在连续多孔的大、中型桥梁中，为防止一孔破坏而影响全桥的安全，需要设置单向推力墩，增加了造价。
（4）与梁桥相比，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，两岸接线的工程量增大，或桥面纵坡增大，既增加造价，又对行车不利。
拱桥虽然存在这些缺点，但由于它的优点突出，在条件许可的情况下，修建拱桥往往仍然是经济合理的。
4.1.2 拱桥的构造和主要类型1.拱桥的构造拱桥也是由上部结构和下部结构两大部分组成的。
拱桥的上部结构由拱圈及其上面的拱上结构（建筑）所构成。
中国石拱桥
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。
拱桥的受力特点、施工和养护
4、无支架施工之转体施工法
无平衡重平面转体一般构造 1-轴向尾索；2-轴平撑；3-锚梁；4-上转轴；5-墩上立柱；6-扣索；
7-拱肋；8-扣点；9-锚锭：10-斜尾索；11-轴心；12-环道； 13-下转盘；14-缆风索
4、无支架施工之转体施工法
无平衡重转体施工示例：
涪陵乌江大桥位于四川省涪陵市。桥址为V型河谷，水深流急，大桥 全长351.83m，桥高84m，主跨为1跨200m钢筋混凝土箱形拱（此跨度为当时 国内拱桥跨度的第一），矢跨比1/4，拱上建筑为13孔15.8m钢筋混凝土简 支板，双柱式柔性排架，桥台基础置于岩石上，主拱圈采用3室箱，全宽9m 。
有平衡重转体施工受到转动体系重量的限制。过大的平衡重增大了转动 的难度且不经济，一般适用于跨径l00m以内的拱桥。
4、无支架施工之转体施工法
有平衡重平面转体 一般构造
1-尾铰；2-平衡重； 3-轴心；4-锚梁； 5-绞车；6-滑轮组； 7-支点2；8-扣索； 9-支点1；10-拱肋； 11-上盘；12-上下环道； 13-底盘；14-背墙； 15-平衡重； 16-球面铰轴心； 17-竖向预应力筋； 18-舡槽梁； 19-拉杆；20-斜腿； 21-滚轮；22-轨道板
3、无支架施工之缆索吊装法
缆索吊装布置示例 (1-主索张紧绳；2-2号起重索；3-后浪风；4-塔架；5-I号起重索；6-扣索；7-平滚； 8-主索；9-塔架；10-塔顶索鞍；11-地垄；12-手摇绞车；13-扣塔；14-待吊肋段； 15-单排立柱浪风；16-法兰螺丝；17-牵引索；18-侧向浪风；19-浪风)
3、无支架施工之缆索吊装法
（4）扣索； 当拱箱(肋)分段吊装时，需用扣索悬挂端段箱(肋)及中段箱( 肋)，并可利用扣索调整端、中段箱(肋)接头处标高。扣索的一端系在拱箱 (肋)接头附近的扣环上，另一端通过扣索排架或塔架固定于地锚上。 （5）缆风索： 亦称浪风索。用来保证塔架的纵横向稳定及拱肋安装就位 后的横向稳定 （6）塔架及索鞍： 塔架是用来提高主索的临空高度及支承各种受力钢索 的结构物。塔架的形式是多种多样的，按材料可分为木塔架和钢塔架两类 。
混凝土拱桥介绍课件
混凝土拱桥
第一章
概述
石拱桥
➢ 赵州桥
建于隋大业（公元605—618）年间，是著名匠师李春所建造。桥长64.4m，跨 径37.02m，是世界上建造最早的单孔敞肩型石拱桥。
混凝土拱桥
➢ 长沙湘江一桥 ➢ 1971年9月6日正式开工，1972年10月1日建成通
车。该桥为大型钢筋混凝土双曲拱公路桥，全长 1250米，主桥21跨，最大跨径76米，桥面净宽20
第二节 拱桥的组成及主要类型
➢ 一、拱桥的主要组成
拱桥的几个主要技术名称
净跨径，计算跨径，净矢高，计算矢高，矢跨比
l
拱桥的组成及主要类型
➢ 拱桥的几个主要技术名称。 净跨径——每孔拱跨两个起拱线之间的水平距离。 计算跨径——相邻两拱脚截面形心点之间的水平距离。 净矢高——拱顶截面下缘至起拱线连线的垂直距离。 计算矢高——拱顶截面形心至相邻两拱脚截面形心之连 线的垂直距离。 矢跨比（或）——拱圈（或拱肋）的净矢高与净跨径之 比，或计算矢高与计算跨径之比。一般将矢跨比大于 或等于1/5的拱称为陡拱；矢跨比小于1/5的拱称为坦 拱。
拱桥的组成及主要类型
➢ 二、拱桥的主要类型 ➢ 拱桥的型式可以按照以下几种不同的方式进行分类 1.建筑材料：圬工拱桥、钢筋混凝土拱桥、钢拱桥和钢—混凝土组
合拱桥等。 2.建筑的型式：实腹式拱桥和空腹式拱桥。 3.主拱圈线型：圆弧线拱桥、抛物线拱桥和悬链线拱桥。 4.桥面的位置：上承式拱桥、中承式拱桥和下承式拱桥 5.有无水平推力：有推力拱桥和无推力拱桥。 6.结构受力图式：简单体系拱桥，组合体系拱桥和拱片桥。 7.拱圈截面型式：板拱桥、板肋拱桥、肋拱桥、双曲拱桥、箱形拱
拱桥的主要类型
➢ 1）无推力的组合体系拱 无推力拱式组合体系桥（也称系杆拱桥）是外部静
第一章
概述
石拱桥
➢ 赵州桥
建于隋大业（公元605—618）年间，是著名匠师李春所建造。桥长64.4m，跨 径37.02m，是世界上建造最早的单孔敞肩型石拱桥。
混凝土拱桥
➢ 长沙湘江一桥 ➢ 1971年9月6日正式开工，1972年10月1日建成通
车。该桥为大型钢筋混凝土双曲拱公路桥，全长 1250米，主桥21跨，最大跨径76米，桥面净宽20
第二节 拱桥的组成及主要类型
➢ 一、拱桥的主要组成
拱桥的几个主要技术名称
净跨径，计算跨径，净矢高，计算矢高，矢跨比
l
拱桥的组成及主要类型
➢ 拱桥的几个主要技术名称。 净跨径——每孔拱跨两个起拱线之间的水平距离。 计算跨径——相邻两拱脚截面形心点之间的水平距离。 净矢高——拱顶截面下缘至起拱线连线的垂直距离。 计算矢高——拱顶截面形心至相邻两拱脚截面形心之连 线的垂直距离。 矢跨比（或）——拱圈（或拱肋）的净矢高与净跨径之 比，或计算矢高与计算跨径之比。一般将矢跨比大于 或等于1/5的拱称为陡拱；矢跨比小于1/5的拱称为坦 拱。
拱桥的组成及主要类型
➢ 二、拱桥的主要类型 ➢ 拱桥的型式可以按照以下几种不同的方式进行分类 1.建筑材料：圬工拱桥、钢筋混凝土拱桥、钢拱桥和钢—混凝土组
合拱桥等。 2.建筑的型式：实腹式拱桥和空腹式拱桥。 3.主拱圈线型：圆弧线拱桥、抛物线拱桥和悬链线拱桥。 4.桥面的位置：上承式拱桥、中承式拱桥和下承式拱桥 5.有无水平推力：有推力拱桥和无推力拱桥。 6.结构受力图式：简单体系拱桥，组合体系拱桥和拱片桥。 7.拱圈截面型式：板拱桥、板肋拱桥、肋拱桥、双曲拱桥、箱形拱
拱桥的主要类型
➢ 1）无推力的组合体系拱 无推力拱式组合体系桥（也称系杆拱桥）是外部静
《预应力混凝土拱桥》课件
实例
中国著名的赵州桥和美国旧金山的金门大桥都是预应力混凝土拱桥的典型代表。
Байду номын сангаас
02
CHAPTER
预应力混凝土拱桥的设计与施工
总结词：设计原则、流程详细描述：预应力混凝土拱桥的设计应遵循安全、经济、适用和美观的原则。设计流程一般包括前期准备、方案设计、初步设计、施工图设计和后期服务等阶段。在前期准备阶段，需要进行详细的工程调研和资料收集，为后续设计提供基础数据。方案设计阶段主要确定桥梁的总体布置和主要技术标准。初步设计阶段对关键技术进行研究和试验，制定施工方案和预算。施工图设计阶段需要完成全部设计图纸和施工说明，并经审查批准后方可进行施工。后期服务阶段包括施工配合、竣工验收和后期维护等。
环保材料
优化桥梁照明、通风等系统设计，降低能源消耗。
节能设计
在桥梁建设过程中注重生态恢复，减少对周边环境的破坏。
生态恢复
THANKS
感谢您的观看。
总结词：质量控制
03
CHAPTER
预应力混凝土拱桥的力学性能
预应力混凝土拱桥在受力时，主要承受压力，具有较好的抗压性能。同时，由于预应力的作用，桥梁的抗拉和抗剪能力也得到提高。
受力特点
通过建立力学模型，对预应力混凝土拱桥进行受力分析，包括静力分析和动力分析。静力分析主要研究桥梁在恒载和活载作用下的受力状态，动力分析则研究桥梁在动力荷载作用下的响应。
提高桥梁的承载能力、减小结构自重、优化结构尺寸等。
优化目标
约束条件
结构安全性
包括施工可行性、经济性、环境影响等。
确保优化后的桥梁结构满足安全性和稳定性要求。
03
02
01
建立预应力混凝土拱桥的数学模型，包括几何模型、材料模型、边界条件等。
中国著名的赵州桥和美国旧金山的金门大桥都是预应力混凝土拱桥的典型代表。
Байду номын сангаас
02
CHAPTER
预应力混凝土拱桥的设计与施工
总结词：设计原则、流程详细描述：预应力混凝土拱桥的设计应遵循安全、经济、适用和美观的原则。设计流程一般包括前期准备、方案设计、初步设计、施工图设计和后期服务等阶段。在前期准备阶段，需要进行详细的工程调研和资料收集，为后续设计提供基础数据。方案设计阶段主要确定桥梁的总体布置和主要技术标准。初步设计阶段对关键技术进行研究和试验，制定施工方案和预算。施工图设计阶段需要完成全部设计图纸和施工说明，并经审查批准后方可进行施工。后期服务阶段包括施工配合、竣工验收和后期维护等。
环保材料
优化桥梁照明、通风等系统设计，降低能源消耗。
节能设计
在桥梁建设过程中注重生态恢复，减少对周边环境的破坏。
生态恢复
THANKS
感谢您的观看。
总结词：质量控制
03
CHAPTER
预应力混凝土拱桥的力学性能
预应力混凝土拱桥在受力时，主要承受压力，具有较好的抗压性能。同时，由于预应力的作用，桥梁的抗拉和抗剪能力也得到提高。
受力特点
通过建立力学模型，对预应力混凝土拱桥进行受力分析，包括静力分析和动力分析。静力分析主要研究桥梁在恒载和活载作用下的受力状态，动力分析则研究桥梁在动力荷载作用下的响应。
提高桥梁的承载能力、减小结构自重、优化结构尺寸等。
优化目标
约束条件
结构安全性
包括施工可行性、经济性、环境影响等。
确保优化后的桥梁结构满足安全性和稳定性要求。
03
02
01
建立预应力混凝土拱桥的数学模型，包括几何模型、材料模型、边界条件等。
中国石拱桥
桥拱
石拱桥的特色结构，由拱圈和拱上建筑组成。拱圈一般采用半圆形或圆弧形的石 料砌筑而成，承受着桥梁的主要荷载。拱上建筑则包括桥面、栏杆等部分，起到 连接两岸和提供通行空间的作用。
石材的选择与加工
石材选择
中国石拱桥的石材多选用质地坚硬、耐磨耐压的青石、花岗岩等。这些石材具有良好的物理性能和耐 久性，能够满足桥梁长期使用的需求。
雕刻与装饰艺术
雕刻技艺
中国石拱桥在桥身、桥栏、桥墩等部 位，常采用浮雕、透雕、线刻等多种 雕刻技艺，展现出精湛的雕刻艺术水 平。
装饰图案
石雕造型
石拱桥的石雕造型生动逼真，如桥头 的石狮、石象等，不仅具有镇水驱邪 的寓意，还体现了民间信仰和习俗。
石拱桥上的装饰图案丰富多样，包括 龙、凤、狮子、花卉、祥云等，既具 有象征意义，又富有审美价值。
地域分布与特色
地域分布
中国各地都有石拱桥的分布，尤以江南水乡、西南山区和华 北平原等地为多。
特色
不同地区的石拱桥具有不同的特色。江南水乡的石拱桥多小 巧玲珑，造型优美；西南山区的石拱桥则高大雄伟，气势磅 礴；华北平原的石拱桥则以实用为主，结构坚固。
02
中国石拱桥的典型代表
赵州桥
位置与历史
赵州桥位于河北省赵县，是世界上现存最早、保存 最好的巨大石拱桥，距今已有约1400年历史。
历史与文化内涵
历史见证
石拱桥作为古代交通要道上的重 要建筑，见证了历史的变迁，是 研究古代社会、经济、文化等方
面的重要实物资料。
文化传承
石拱桥蕴含着丰富的文化内涵，如 桥名、桥联、碑刻等，都是传承历 史文化的重要载体。
地域特色
不同地区的石拱桥具有不同的地域 特色，反映了当地的历史文化、民 俗风情和自然地理环境。
石拱桥的特色结构，由拱圈和拱上建筑组成。拱圈一般采用半圆形或圆弧形的石 料砌筑而成，承受着桥梁的主要荷载。拱上建筑则包括桥面、栏杆等部分，起到 连接两岸和提供通行空间的作用。
石材的选择与加工
石材选择
中国石拱桥的石材多选用质地坚硬、耐磨耐压的青石、花岗岩等。这些石材具有良好的物理性能和耐 久性，能够满足桥梁长期使用的需求。
雕刻与装饰艺术
雕刻技艺
中国石拱桥在桥身、桥栏、桥墩等部 位，常采用浮雕、透雕、线刻等多种 雕刻技艺，展现出精湛的雕刻艺术水 平。
装饰图案
石雕造型
石拱桥的石雕造型生动逼真，如桥头 的石狮、石象等，不仅具有镇水驱邪 的寓意，还体现了民间信仰和习俗。
石拱桥上的装饰图案丰富多样，包括 龙、凤、狮子、花卉、祥云等，既具 有象征意义，又富有审美价值。
地域分布与特色
地域分布
中国各地都有石拱桥的分布，尤以江南水乡、西南山区和华 北平原等地为多。
特色
不同地区的石拱桥具有不同的特色。江南水乡的石拱桥多小 巧玲珑，造型优美；西南山区的石拱桥则高大雄伟，气势磅 礴；华北平原的石拱桥则以实用为主，结构坚固。
02
中国石拱桥的典型代表
赵州桥
位置与历史
赵州桥位于河北省赵县，是世界上现存最早、保存 最好的巨大石拱桥，距今已有约1400年历史。
历史与文化内涵
历史见证
石拱桥作为古代交通要道上的重 要建筑，见证了历史的变迁，是 研究古代社会、经济、文化等方
面的重要实物资料。
文化传承
石拱桥蕴含着丰富的文化内涵，如 桥名、桥联、碑刻等，都是传承历 史文化的重要载体。
地域特色
不同地区的石拱桥具有不同的地域 特色，反映了当地的历史文化、民 俗风情和自然地理环境。
《拱桥基础知识》课件
拱桥的结构
拱桥的组成
拱圈：拱桥的主要 承重结构，承受来 自桥面的压力
拱脚：拱桥两端 的支撑点，承受 来自拱圈的压力
拱肋：连接拱脚和 拱圈的结构，承受 来自拱圈的压力
拱腹：拱桥内部的 填充结构，增加拱 桥的稳定性和刚度
拱桥的受力分析
拱桥的受力主 要由拱圈、拱 肋和拱脚组成
拱圈承受主要 荷载，拱肋和 拱脚起到支撑
拱桥的施工方法
拱桥的施工工艺
拱桥的施工方法 主要包括预制法 和现浇法两种。
预制法是将拱桥的 构件在工厂或工地 预制，然后运输到 施工现场进行安装。
现浇法是在施工现 场直接浇筑混凝土， 形成拱桥的构件。
拱桥的施工工艺还 包括拱桥的吊装、 安装、养护等环节。
拱桥的施工监控
监控内容：拱桥的施工进度、质量、安全等方面 监控方式：现场巡查、视频监控、无人机航拍等 监控频率：根据施工进度和现场情况确定 监控结果：及时反馈给施工方，确保施工质量和安全
钢拱桥：20世纪60年代开始出现，具有轻便、美观、施工 方便等优点
悬索桥：20世纪70年代开始出现，具有跨度大、承载能力 强等优点
斜拉桥：20世纪80年代开始出现，具有结构简单、施工方 便等优点
组合拱桥：20世纪90年代开始出现，结合了多种拱桥的优 点，提高了桥梁的性能和美观性
拱桥的发展趋势
材料创新：使用新型材料，如高强度钢、复合材料等，提高拱桥的承载能力和耐久性 结构优化：采用更先进的结构设计，如斜拉拱桥、悬索拱桥等，提高拱桥的稳定性和美观性 智能化：引入智能监测和预警系统，实时监测拱桥的运行状态，提高拱桥的安全性和维护效率 环保节能：采用环保材料和节能技术，降低拱桥的建造和运营成本，减少对环境的影响
拱桥的历史与发 展
各类桥梁工程拱桥构造概述
二、主要类型
1）主拱圈的材料分为：圬工拱桥、钢筋混凝土拱桥、钢拱桥、钢管混 凝土拱桥；
2）拱上建筑的形式分为：实腹式拱桥和空腹式拱桥；
3）主拱圈线形分为：圆弧线拱桥、抛物线拱桥和悬链线拱桥；
4）桥面的位置分为：上承式拱桥、中承式拱桥和下承式拱桥 5）有无水平推力分为：有推力拱桥和无推力拱桥；
二、拱上建筑构造 （一）实腹式拱上建筑 1、适用：小跨径 2、组成：拱腹填料、侧墙、护拱、变形缝、防水层、泄水管、桥面系
3、填料：填充式、砌筑式 （1）填充式
①填料：就地取材，透水性好、土侧压力小 ——砾石、碎石、粗砂或卵石类粘土 轻质材料 ——炉渣与粘土的混合物、陶粒混凝土
②施工：分层夯实 （2）砌筑式： 散粒料不易取得——干砌圬工 4、侧墙 （1）材料：浆砌块、片石、钢筋混凝土，为美观，可用料石镶面。 （2）作用：承受填料土侧压力和汽车作用下的土侧压力 （3）设计图式：挡土墙
钢管混凝土柱在抵抗方向不确定的地震力作用时，由于其各个 方向的强度相同，显示出其有效性。
结构的优势：
（1）与钢结构相比，钢管混凝土结构可节省钢材约50%，并减少大 量的焊接工作，提高结构的耐火性、动力性及稳定性。
（2）与普通钢筋混凝土结构相比，施工用钢相应减少，混凝土用量 和构件自重减少约50%，构件截面面积减少约一半。
劲性骨架混凝土拱（内填外包型 ）——大跨度拱桥施工的“自架设问 题”。
一、砖石拱桥
主拱圈 拱上建筑构造
பைடு நூலகம்
一、主拱圈的构造
（一）板拱 1、石板拱
构造要求： 垂直 错缝（纵、横） 限制砌缝宽度 设五角石
（二）肋拱 1、组成：两条或多条分离的拱肋、横系梁、立柱、行车道部分 2、优点：轻、恒载内力小、充分发挥材料性能、经济 3、适用：大、中
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缺点
自重较大，相应的水平推力大； 支架施工多、施工工序多、不便于 机械化施工、施工周期长；
多孔拱桥需设单向推力墩； 上承式拱桥建筑高度高。
拱桥的缺点正在逐步得到改善和克服：
1）从结构体系、构造形式上采取措施； 2）用轻质材料减轻自重； 3）设法提高地基的承载能力； 4）提高预制构件所占的比重,大块件制造与运输方法 200~600m范围内，拱桥仍然是悬索桥和斜拉桥的竞争对手 4
。
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箱拱与桥台形成无铰拱
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2、组合体系拱桥
组合体系拱桥：在拱式桥跨中，行车系与拱
组合，共同受力。同样，组合拱可以做成上承 式、中承式和下承式。常用的有以下几种形式：
无推力拱（使用较广泛）： 拱的推力由系杆承受，墩台不受水平推力
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柔性系杆刚性拱(简称系杆拱，图a) 刚性系杆柔性拱(即蓝格尔拱，图b) 刚性系杆刚性拱(图c)。 对于有斜吊杆的柔性系杆刚性拱桥，又可称为尼尔森拱(图 d)。
19、长寿长江大桥
30、巫山长江大桥
20、渝怀铁路长寿大桥 31、巴东长江大桥
21、涪陵长江大桥
32、西陵长江大桥
22、涪陵李渡长江大桥 33、夷陵长江大桥
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第二节 拱桥的组成及主要类型
一、拱桥的主要组成
拱桥的组成
拱圈
桥跨结构
拱上建筑
桥墩
下部结构 桥台
基础
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1-主拱圈 2-拱顶 3-拱脚
4-拱轴线 5-拱腹 6-拱背
上承式拱桥，中承式拱桥，下承式拱桥
实腹式拱桥，空腹式拱桥
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（一）按照结构体系分类
1、简单体系拱桥和组合体系拱桥
简单体系拱桥：主要承重结
构是裸拱，桥面系结构不参与 主拱受力
可以做成上承式，中承式，下承式，均为有 推力拱。
三铰拱：静定结构，在地基差的
地区可采用。但构造复杂，施工 困难，整体刚度小，主拱圈一般 不采用。
拱桥按受力图式的分类
两铰拱：一次超静定结构，介于三铰拱和无铰拱
之间。 14
三铰拱实例
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两铰拱实例
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无铰拱：
➢拱的内力分布较均匀
➢三次超静定结构
➢用材较三铰拱省
➢构造简单，施工方便，整体刚度大，使用广泛
➢但超静定次数高，会产生附加内力，一般希望修建
在地基良好处。
➢跨径增大，附加力主要型式之一
7-起拱线 11-拱上建筑
拱式桥
上承式拱桥的基本组成
L0 - 净跨径 L -计算跨径 f0 - 净矢高 f -计算矢高 f/L - 矢跨比
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1-拱圈；2-拱顶；3-拱脚；4-拱轴线；5-拱腹；6-拱背；7-栏杆；8-路缘石；
9-变形缝；10-拱上侧墙；11-防水层；12-拱腹填料；13-桥面防水层；14-
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1932澳大利亚503m悉尼钢拱桥
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长江干流（宜宾以下）跨江大桥一览表 （截止2004年底）
1、宜宾长江大桥 2、江安长江大桥 3、泸州长江大桥 4、泸州长江二桥 5、隆纳铁路泸州大桥 6、泸州泰安长江大桥 7、江津长江大桥 8、江津地维长江大桥 9、重庆白沙沱长江大桥 10、重庆鱼洞长江大桥 11、重庆马桑溪长江大桥
钢管拱 新型组合体系拱
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拱桥的受力特点：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，因而使整个拱主要承受压力。拱 是一个偏心受压构件。
优点
跨越能力大； 能充分做到就地取材； 耐久性好，养护维修费用少； 外形美观； 构造简单，易于掌握。
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有推力拱：此种组合体系拱没有系杆，有单独的梁和拱
共同受力，拱的水平推力任由墩台承受。
桁架拱桥
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3、拱片桥
➢行车道系与拱肋刚性连接在一起，共同承受荷载。 ➢仅能用于上承式桥梁。 ➢拱片桥可做成三铰、两铰、无铰拱桥，其推力由墩台承受
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（二）按照主拱的截面型式分类 拱桥的主拱圈，沿拱轴线可以做成等截面或变截面的形式 等截面拱 沿桥跨方向主拱圈采用相同截面尺寸 变截面拱
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当代拱桥：结构型式与施工方法的丰富多彩如，97年 建成的重 庆万县长江大桥（图2所示，L=420m）， 广州丫髻沙特大 桥（L＝360m）， 1932建成的澳大利亚悉尼钢拱桥（L＝ 503m ）及卢浦大桥（L=550m）。
1997建成的四川万县长江大桥
（L=420m)
。
360m 广州丫髻沙特大桥
掌握常用的圬工及钢筋混凝土拱式桥 的结构体系、构造原理、计算理论和 主要施工方法
了解现代大跨度混凝土拱桥的 构造、计算和施工特点
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拱桥的发展
十八世纪
十九世纪
国外：石拱，木拱
铸铁拱
钢拱 钢筋混凝土拱
拱桥
1964年
国内：石拱，木拱
70年代
80年代
双曲拱
桁架拱
钢筋混 凝土拱
80年代中
刚架拱 桁式组合拱
12、重庆李家沱长江大桥 23、丰都长江大桥
13、重庆鹅公岩长江大桥 24、忠县长江大桥
14、重庆菜园坝长江大桥 25、万州长江大桥
15、重庆石板坡长江大桥1 26、万州长江二桥
16、重庆石板坡长江大桥2 27、宜万铁路万州大桥
17、重庆朝天门长江大桥 28、云阳长江大桥
18、重庆大佛寺长江大桥 29、奉节长江大桥
拱桥的基本组成 根据行车道的位置，拱桥可以分成：上承式、下承
式和中承式三种类型如下图所示：
拱桥的基本图示
一般上承式拱桥，桥跨结构是由主拱圈、拱上建筑 等组成。
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1968河南嵩县前河桥 （L=150m）
上承式无铰空腹拱，是当时我国跨径最大的双曲拱桥。 拱矢度1/10，拱轴线设计为悬链线。为提高横断面刚度、 增强双曲拱在组合过程中裸肋的稳定性，断面设计成高 低拱肋，全桥29道横隔板组成整体性好的拱肋格排，合 拢后上面砌筑双层拱波。
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1990江苏丹阳云阳桥（L=70m）
跨越京杭大运河，无粘结预应力系杆拱，3根拱
肋，矢度1/5，拱轴系数m=1.0，单箱高1.5m，行
车道刚性纵梁和无粘结预应力柔性系杆分开。预
制安装法施工.
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1992 广东开平三埠桥 （L=60m） 单拱肋预应力混凝土系杆拱，单拱肋置于 车行道中央分隔带上。
桥墩；15-基础；16-侧墙；17-盲沟；18-锥坡
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二、拱桥的主要类型
建桥材料
圬工拱桥，钢筋混凝土拱桥，钢拱桥
力学体系
简单体系拱桥：三铰拱，两铰拱，无铰拱 组合体系拱桥：无推力拱桥，有推力拱桥
拱 主拱圈截面形式 板拱桥，肋拱桥，双曲拱桥，箱形拱桥 桥
拱轴线型式
圆弧拱桥，抛物线拱桥，悬链线桥
桥面位置 拱上建筑形式