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　　拱式橋在豎向荷載作用下，兩拱腳處不僅產生豎向反力，還產生水平反力(推力)o

　　水平推力的作用使拱中的彎矩和剪力大大地降低。設計合理的拱主要承受拱軸壓力，

　　拱截面內彎矩和剪力均較小，因此可充分利用石料或混凝土等抗壓能力強而抗拉臺邑力差的

　　圬工材料。由此可見，拱式橋是鋼筋混凝土橋和圬工橋最合理的結構形式之一。拱式橋是

　　推力結構，其墩臺基礎必須承受強大的拱腳推力。因此拱式橋對地基要求很高，適建于地

　　質和地基條件良好的橋址。

　　拱橋按其結構體系分為：

　　1)簡單體系拱橋。在簡單體系拱橋中，拱橋的傳力結構不與主拱形成整體共同承受

　　荷載。橋上的全部荷載由主拱單獨承受，它們是橋跨結構的主要承重構件。拱的水平推力

　　直接由墩臺或基礎承受。

　　①主拱構造。石板拱寬跨比不應小于1/20，石料規(guī)格一般采用料石、塊石、片石等

　　各種類型。根據(jù)受力特點，主拱的構造應滿足下列要求：拱石受壓面應選擇較大的平整

　　面，并使拱石的大頭向上，小頭向下，受壓面的砌縫應與拱軸線垂直;，當拱厚較大時，宜

　　采用2---4層砌筑，并應縱橫錯縫，錯縫間距不小于100mm;砂漿砌縫寬度不應大于20～

　　30mm;拱圈與墩臺及寬腹式拱墩連接處，應采用特制的五角石，以改善連接處的受力

　　狀況。

　　②拱上建筑構造。拱上建筑按其采用的構造方式，可分為實腹式和空腹式兩種。

　　實腹式拱上建筑由拱腔填料、側墻、護拱和橋面系等部分組成，一般適用于小跨徑

　　拱橋。

　　空腹式拱上建筑最大的特點是具有腹孔和腹孔墩。腹孔有拱式腹孑L、梁(板)式孔兩

　　種形式。腹孑L跨徑不宜過大，一般不大于主拱跨徑的1/8～1/15，同時腹孔的構造應

　　統(tǒng)一。

　　③細部構造。為了防止不規(guī)則裂縫的出現(xiàn)，需在相對變形較大的位置設置伸縮縫，相

　　對變形較小的位置設置變形縫。橋面系均應在相應位置設置伸縮縫或變形縫，以適應主拱

　　的變形。

　　實腹式拱橋的伸縮縫通常設在兩拱腳的上方，并需在橫橋方向貫通全寬及側墻的全

　　高。目前多將伸縮縫做成直線形，以使構造簡單，施工方便。

　　對于空腹式拱橋，當采用拱式腹孔時，一般將緊靠墩臺的第一個腹拱做成三鉸拱，并

　　在靠墩臺側拱鉸上方的側墻內設置伸縮縫，其余拱鉸上方可設變形縫。

　　2)組合體系拱橋。組合體系拱橋一般由拱和梁、桁架或剛架等兩種以上的基本結構

　　體系組合而成，拱橋的傳力結構與主拱按不同的構造方式形成整體結構，以共同承受荷

　　載。根據(jù)構造方式及受力特點，組合體系拱橋可分為桁架拱橋、剛架拱橋、桁式組合拱橋

　　和拱式組合體系橋等四大類。

　　①桁架拱橋又稱拱形桁架橋，是由拱和桁架兩種結構體系組合而成。

　　②剛架拱橋也是一種有推力的拱橋，主結構由拱肋構成主拱，拱上建筑取斜腿剛構的

　　形式，并聯(lián)結成整體，故名剛架拱橋。剛架拱橋的外形與桁架拱橋相似，但構造比桁架拱

　　橋簡單，整個橋跨沒有豎桿，只有少量的斜桿(跨徑小于30m時，可不設斜桿)o剛架拱

　　橋的上部結構由剛架拱片、橫向聯(lián)結系和橋面系等部分組成。

　　桁架拱橋和剛架拱橋均屬于整體型上承式拱橋。

　　③桁式組合拱橋是由兩端的懸臂桁架梁和中段的桁架拱組成的拱梁組合體系，也是一

　　種有推力結構。主孔桁架一般采用斜桿式，可分為三角形式、斜壓桿式和斜拉桿式三種，

　　其中斜拉桿式是大跨徑預應力混凝土桁式組合拱橋常用的形式。

　　桁式組合拱橋主跨是由兩端的懸臂桁架、中段的桁架拱片、橫向聯(lián)結系和橋面系等部

　　分組成，主孔下弦桿的曲線一般采用二次拋物線形，矢跨比一般在1/6 -1/9，當邊孔采

　　用桁式拱時，應根據(jù)主跨與邊跨水平推力接近的原則來確定矢跨比。桁式組合拱上下弦桿

　　一般采用閉合的箱形截面，較為剛勁，所以拱片間距不宜過小，對于雙車道橋梁，一般采

　　用兩片桁式拱片。

　　④拱式組合體系橋是將拱肋和系桿組合起來，共同承受荷載，可充分發(fā)揮各構件的材

　　料強度。拱式組合體系橋可做成有推力和無推力兩種形式，也可以做成上承式、中承式或

　　下承式三種形式。一般無推力中、下承式的拱式組合體系橋使用較多，無推力的拱式組合

　　體系橋常稱為系桿拱橋，一般由拱肋、吊桿(或立柱)、系桿、橫向聯(lián)結系和橋面系等組

　　成，根據(jù)拱肋和系桿(梁)相對剛度的大小，可劃分為柔性系桿剛性拱、剛性系桿柔性拱

　　和剛性系桿剛性拱三種體系。目前出現(xiàn)的大跨徑系桿拱橋大多采用鋼筋混凝土或鋼管混凝

　　土結構，除單跨外，更多的是三跨飛燕式。

　　(3)剛架橋。剛架橋是由梁式橋跨結構與墩臺(支柱、板墻)整體相連而形成的結構

　　體系，其梁柱結點為剛結。按照其靜力結構體系可分為單跨或多跨的剛架橋，也可分為鉸

　　支承剛架橋和固端支承剛架橋。

　　剛架橋的支柱做成直柱式稱門形剛架橋，做成斜柱式稱斜腿剛架。剛架橋可以全部采

　　用鋼筋混凝土或預應力混凝土建造，也可以采用預應力混凝土的主梁和鋼筋混凝土的

　　支柱。

　　剛架橋的主梁截面形式與梁式橋相同。主梁在縱向的變化可采用等截面、變寬截面和

　　變高截面等。有時為了適應內力的變化和施工方便，主梁可分段采用幾種不同的截面

　　形式。

　　剛架橋的支柱有薄壁式和柱式。柱式又分單柱式和多柱式。支柱的橫截面可以采用實

　　體矩形、工字形或箱形等。剛架橋支柱與主梁相連接處稱為節(jié)點。對于板式剛架橋，可在

　　節(jié)點內緣加梗肋，并適當配筋，對于采用肋梁式主梁的剛架橋，其端節(jié)點可以采取多種方

　　式加梗肋，常用的加梗肋方法有僅橋面板加梗肋，僅梁肋加梗肋，兩者均加梗肋，必要時

　　在主梁底緣可加設底板，使節(jié)點附近的主梁變?yōu)橄湫谓孛妗?/P>

　　支柱可采用與主梁相同的方法處理。

　　(4)懸索橋。懸索橋又稱吊橋，是最簡單的一種索結構，其特點是橋梁的主要承載結

　　構由橋塔和懸掛在塔上的高強度柔性纜索及吊索、加勁梁和錨碇結構組成。現(xiàn)代懸索橋一

　　般由橋塔、主纜索、錨碇、吊索、加勁梁及索鞍等主要部分組成，如圖2.2.10所示。

　　1)橋塔。橋塔是懸索橋最重要的構件。橋塔的高度主要由橋面標高和主纜索的垂跨

　　比f/L確定，通常垂跨比fL為1/9 -1/12大跨度懸索橋的橋塔主要采用鋼結構和鋼

　　筋混凝土結構。其結構形式可分為桁架式、剛架式和混合式三種。剛架式橋塔通常采用箱

　　形截面。

　　2)錨碇。錨碇是主纜索的錨固構造。主纜索中的拉力通過錨碇傳至基礎，通常采用

　　的錨碇有兩種形式：重力式和隧洞式。

　　3)主纜索。主纜索是懸索橋的主要承重構件，可采用鋼絲繩鋼纜或平行絲束鋼纜，

　　大跨度吊橋的主纜索多采用后者。

　　4)吊索。吊索也稱吊桿，是將加勁梁等恒載和橋面活載傳遞到主纜索的主要構件。

　　吊索可布置成垂直形式的直吊索或傾斜形式的斜吊索，其上端通過索夾與主纜索相連，下

　　端與加勁梁連接。吊索與主纜索連結有兩種方式：鞍掛式和銷接式。吊索與加勁梁聯(lián)結也

　　有兩種方式：錨固式和銷接固定式。

　　5)加勁梁。加勁梁是承受風載和其他橫向水平力的主要構件。大跨度懸索橋的加勁

　　梁均為鋼結構，通常采用桁架梁和箱形梁。預應力混凝土加勁梁僅適用于跨徑500m以下

　　的懸索橋，大多采用箱形梁。

　　6)索鞍。索鞍是支承主纜的重要構件，可分為塔頂索鞍和錨固索鞍。塔頂索鞍設置

　　在橋塔頂部，將主纜索荷載傳至塔上;錨固索鞍(亦稱散索鞍)，設置在錨碇的支架處，

　　把主纜索的鋼絲繩束在水平及豎直方向分散開來，并將其引入各自的錨固位置。

　　(5)組合式橋。組合式橋是由幾個不同的基本類型結構所組成的橋。各種各樣的組合

　　式橋所組合的基本類型不同，其受力特點也不同，往往是所組合的基本類型結構的受力特

　　點的綜合表現(xiàn)。常見的這類橋型有梁與拱組合式橋(如系桿拱、桁架拱及多跨拱梁結構

　　等)、懸索結構與梁式結構的組合式橋(如斜拉橋等)o

　　斜拉橋是典型的懸索結構和梁式結構組合的，由主梁、拉索及索塔組成的組合結構體

　　系，如圖2.2.11所示。這里以混凝土斜拉橋為例介紹其構造特點。

　　圖2.2.11 斜拉橋示意圖

　　1-纜索;2-塔柱;3-橋墩;4-橋臺;5一主梁;6一輔助墩

　　1)拉索。拉索是斜拉橋的主要承重構件，多采用抗拉強度高、疲勞性能好和彈性受

　　力范圍大的優(yōu)質鋼材制成。一般拉索的造價約占全橋的25%-30%，目前采用較多的有

　　平行鋼絲束、鋼絞線束和封閉式鋼索，在某些橋上還有采用高強鋼筋和型鋼。平行鋼絲束

　　目前使用非拉索在橋縱向的布置有許多方式，一般有如下幾種：輻射式、豎琴式、扇式、

　　星式。拉索在橋橫向布置通常有兩種基本形式，即雙面索和單面索。雙面索一般設置在橋

　　面兩側，可布置為垂直索面或相向傾斜索面。單面索一般設置在橋梁縱軸線上，通常作為

　　橋面分車帶。

　　2)主梁。混凝土斜拉橋常用的主梁結構形式有連續(xù)梁、懸臂梁、懸臂和連續(xù)剛構等。

　　3)索塔。索塔主要承受軸力，有些索塔也承受較大的彎矩。通常索塔可采用鋼筋混

　　凝土、預應力混凝土或鋼材建造，其結構有多種類型，主要根據(jù)拉索的布置要求、橋面寬

　　度以及主梁跨度等因素選用。常用的索塔形式沿橋縱向布置有單柱形、A形和倒Y形，

　　沿橋橫向布置有單柱形、雙柱形、門式、斜腿門式、倒V形，倒Y形、A形等。索塔橫

　　截面根據(jù)設計要求可采用實心截面，當截面尺寸較大時采用工形或箱形截面，對于大跨度

　　斜拉橋采用箱形截面更為合理。索塔的高度通常與橋梁主跨有關，主梁的最大跨度與索塔

　　高度的比一般為3.1～6.3，平均為5.0左右。

　　3.橋梁支座

　　橋梁支座是橋跨結構的支承部分，它將橋跨結構的支承反力傳遞給墩臺，并保證橋跨

　　結構在荷載作用下滿足變形要求。

　　支座按其允許變形的可能性分為固定支座、單向活動支座，按其材料分為鋼支座、聚

　　四氟乙烯支座.、橡膠支座、鉛支座等。

　　雖然支座也是橋梁的一個重要組成部分，但它在整個橋梁工程的造價中所占比例

　　很小。

　　(三)橋梁下部結構

　　1.橋墩

　　(1)實體橋墩。實體橋墩是指橋墩是由一個實體結構組成的，按其截面尺寸、橋墩重

　　量的不同可分為實體重力式橋墩和實體薄壁橋墩(墻式橋墩)o

　　實體橋墩由墩帽、墩身和基礎組成。大跨徑的墩帽厚度一般不小于o.4m，中小跨梁

　　橋也不應小于0.3m，并設有50～100mm的檐口。墩帽采用C20號以上的混凝土，加配

　　構造鋼筋，小跨徑橋的墩帽除嚴寒地區(qū)外，可不設構造鋼筋。在墩帽放置支座的部位，應

　　布置一層或多層鋼筋網(wǎng)。當橋墩上相鄰兩孔的支座高度不同時，需加設混凝土墊石予以調

　　整，并在墊石內設置鋼筋網(wǎng)。

　　(2)空心橋墩。空心橋墩有兩種形式，一種為上述實體重力型結構。另一種采取薄壁

　　鋼筋混凝土的空格形墩身，四周壁厚只有30cm左右。為了墩壁的穩(wěn)定，應在適當間距設

　　置豎直隔墻及水平隔板。

　　空心橋墩墩身立面形狀可分為直坡式、臺坡式、斜坡式，斜坡率通常為50：1～

　　43：la

　　空心墩按壁厚分為厚壁與薄壁兩種，一般用壁厚與中面直徑(即同一截面的中心線直

　　徑或寬度)的比來區(qū)分：￡/D≥1/10為厚壁，￡/D<1/10為薄壁。

　　空心橋墩在構造尺寸上應符合下列規(guī)定：

　　1)墩身最小壁厚，對于鋼筋混凝土不宜小于30cm，對于素混凝土不宜小于50cmo

　　2)墩身內應設橫隔板或縱、橫隔板，通常的做法是：對40cm以上的高墩，不論壁

　　厚如何，均按6 ---10m的間距設置橫隔板。

　　3)墩身周圍應設置適當?shù)耐L孔與泄水孔，孔的直徑不宜小于20cm;墩頂實體段以

　　下應設置帶門的進入洞或相應的檢查設備。薄壁空心墩按計算配筋，一般配筋率在0.5%

　　左右，也有只按構造要求配筋的。

　　?

　　(3)柱式橋墩。柱式橋墩一般由基礎之上的承臺、柱式墩身和蓋梁組成。柱式橋墩的

　　墩身沿橋橫向布置，通常由1--4根立柱組成，柱身為0.6～1.5m的大直徑圓柱或方形、

　　六角形等，使墩身具有較大的強度和剛度，當墩身高度大于6～7m時，可設橫系梁加強

　　柱身橫向聯(lián)系。墩柱配筋的一般要求為：縱向受力鋼筋的直徑應不小于12mm;縱向受力

　　鋼筋截面積應不小于混凝土計算截面的0.4%;縱向受力鋼筋凈距應不小于50mm，凈保

　　護層不小于25mm;箍筋直徑應不小于6mm;在受力鋼筋的接頭處，箍筋間距應不大于

　　縱向鋼筋直徑的10倍或構件橫截面的較小尺寸，亦不大于40mm o

　　當用橫系梁加強樁柱的整體性時，橫系梁高度可取為樁(柱)徑的0.8～1.0倍，寬

　　度可取為樁(柱)徑0.6～1.O倍。橫系梁一般按橫截面積的0.10%配置構造鋼筋即可。

　　構造筋伸人樁內與樁內主筋連接。

　　蓋梁橫截面形狀一般為矩形或T形(或倒T形)，底面形狀有直線形和曲線形兩種。

　　(4)柔性墩。柔性墩是橋墩輕型化的途徑之一，是在多跨橋的兩端設置剛性較大的橋

　　臺，中墩均為柔性墩。同時，在全橋除在一個中墩上設置活動支座外，其余墩臺均采用固

　　定支座。

　　典型的柔性墩為柔性排架樁墩，是由成排的預制鋼筋混凝土沉人樁或鉆孔灌注樁頂端

　　連以鋼筋混凝土蓋梁組成。多用在墩臺高度5.O～7.Om，跨徑一般不宜超過13m的中、

　　小型橋梁上。

　　柔性排架樁墩分單排架和雙排架墩。單排架墩一般適用于高度不超過4.O～5. Omo.樁

　　墩高度大于5. Om時，為避免行車時可能發(fā)生的縱向晃動，宜設置雙排架墩;當受樁上荷

　　載或支座布置等條件限制不能采用單排架墩時，也可采用雙排架墩。蓋梁與梁的接觸面之

　　間墊10mm的油毛氈。為使全橋形成框架體系，可用錨栓將上、下部構造連接起來，錨

　　栓的直徑用25～28mm，預埋在蓋梁內。兩孔的接縫處用水泥砂漿填實，最好設置橋面連

　　續(xù)裝置。橋臺背墻與梁端接縫亦填以水泥砂漿，不設伸縮縫。

　　(5)框架墩。框架墩采用壓撓和撓曲構件，組成平面框架代替墩身，支承上部結構，

　　必要時可做成雙層或更多層的框架支承上部結構。這類空心墩為輕型結構，是以鋼筋混凝

　　土或預應力混凝土構件組成。

　　除以上所述類型外，還有彈性墩、拼裝式橋墩、預應力橋墩等。

　　2.橋臺

　　按照橋臺的形式，可分為以下幾種：

　　(1)重力式橋臺。重力式橋臺主要靠自重來平衡臺后的土壓力，橋臺本身多數(shù)由石

　　砌、片石混凝土或混凝土等圬工材料建造，并用就地澆筑的方法施工。重力式橋臺依據(jù)橋

　　梁跨徑、橋臺高度及地形條件的不同有多種形式，常用的類型有U形橋臺、埋置式橋臺、

　　八字式和耳墻式橋臺等，如圖2.2.12所示。埋置式橋臺將臺身埋置于臺前溜坡內，不需

　　要另設翼墻，僅由臺帽兩端耳墻與路堤銜接。

　　1)臺帽與背墻。橋臺頂帽由臺帽和背墻兩部分組成。臺帽采用C20素混凝土或鋼筋

　　混凝土，其中鋼筋的布置和支座邊緣到臺身的最小距離與橋墩相同。實體式橋臺背墻一般

　　不設鋼筋，懸臂式橋臺頂帽采用鋼筋混凝土，并按計算布置受力鋼筋。

　　2)臺身。實體式橋臺臺身前后設置斜坡呈梯形截面，外表面斜坡可取用10：1，內

　　側斜坡取8：1-6：l臺身頂?shù)拈L度與寬度應配合臺帽，當臺身為圬工結構時，并要求

　　臺身任一水平截面的縱向寬度不小于該截面到臺頂高度的0.4倍。埋置式橋臺，由于作用

　　在橋臺上的水平力較U形橋臺小些，在擬定尺寸時，臺身底部可略大于頂部尺寸。

　　3)翼墻及耳墻o U形橋臺的翼墻，外側呈直立，內側為3：1～5.1的斜坡。八字式

　　和一字式的翼墻，根據(jù)近年的設計經(jīng)驗，墻頂寬取0.4m，外側用10：1斜坡，內側可用

　　8：1-10：1，翼墻的長度根據(jù)實地地形確定，尾端應保持一個相當高度。埋置式橋臺的

　　擋土采用耳墻，耳墻長度不宜太長，一般不超過3～4mo厚度為0.15～0.3m，度高為

　　0.5～2.5m，耳墻應將主筋伸人臺帽或背墻借以錨固。

　　(2)輕型橋臺。輕型橋臺一般由鋼筋混凝土材料建造，其特點是用這種結構的抗彎能

　　力來減少圬工體積而使橋臺輕型化。常用的輕型橋臺有薄壁輕型橋臺和支撐梁輕型橋臺。

　　輕型橋臺適用于小跨徑橋梁，橋跨孔數(shù)與輕型橋墩配合使用時不宜超過三個，單孑L跨徑不

　　大于13m，多孔全長不宜大于20mo為了保持橋臺的穩(wěn)定，除構造物牢固地埋入土中外，

　　還必須保證鉸接處有可靠的支撐，故錨固上部塊件之栓釘孔、上部構造與臺背間及上部構

　　造各塊件間的連接縫，均需用與上部構造同標號的小石子混凝土填實。

　　(3)框架式橋臺。框架式橋臺是一種在橫橋向呈框架式結構的樁基礎輕型橋臺，它所

　　承受的土壓力較小，適用于地基承載力較低、臺身較高、跨徑較大的梁橋。其構造形式有

　　柱式、肋墻式、半重力式和雙排架式、板凳式等。

　　框架式橋臺均采用埋置式，臺前設置溜坡。為滿足橋臺與路堤的連接，在臺帽上部設

　　置耳墻，必要時在臺帽前方兩側設置擋板，以防溜坡土進入支座部位。

　　(4)組合式橋臺。為使橋臺輕型化，橋臺本身主要承受橋跨結構傳來的豎向力和水平

　　力，而臺后的土壓力由其他結構來承受，形成組合式的橋臺。常見的有錨定板式、過梁

　　式、框架式以及橋臺與擋土墻的組合等形式。

　　3.墩臺基礎

　　(1)擴大基礎。這是橋涵墩臺常用的基礎形式，屬于直接基礎，是將基礎底板設在直

　　接承載地基上，來自上部結構的荷載通過基礎底板直接傳遞給承載地基。其平面常為矩

　　形，平面尺寸一一般較墩臺底面要大一些。基礎較厚時，可在縱橫兩個剖面上都砌筑成臺

　　階形。

　　(2)樁與管柱基礎。當?shù)鼗鶞\層地質較差，持力土層埋藏較深，需要采用深基礎才臺邑

　　滿足結構物對地基強度、變形和穩(wěn)定性要求時，可用樁基礎。樁基礎依其施工工藝不同分

　　為沉人樁及鉆孑L灌注柱。當水文地質條件較復雜，特別是深水巖面不平，無覆蓋層或覆蓋

　　層很厚時，采用管柱基礎比較合適。管柱基礎的結構可采用單根或多根形式，主要由承

　　臺、多柱式柱身和嵌巖柱基三部分組成。

　　(3)沉井基礎。橋梁工程常用沉井作為墩臺的梁基礎。沉井是一種井筒狀結構物，依

　　靠自身重量克服井壁摩擦阻力下沉至設計標高而形成基礎，通常用混凝土或鋼筋混凝土制

　　成。它既是基礎，又是施工時的擋土和擋土圍堰結構物。

　　沉井形式各異，但在構造上均主要由井壁、刃腳、隔墻、井孑L、凹槽、封底、填心和

　　蓋板等組成。

　　此外，，還有地下連續(xù)墻基礎、組合式基礎等。