拱橋的優(yōu)缺點(diǎn):
優(yōu)點(diǎn):
1.跨越能力較大 2.能充分做到就地取材,與梁式橋相比可以省大量的鋼材和水泥 3.耐久性好,而且養(yǎng)護(hù)和維修費(fèi)用少 4.外形美觀 5.構(gòu)造較簡(jiǎn)單,尤其是圬工拱橋,技術(shù)容易被掌握,有利于廣泛采用 缺點(diǎn):
1.自重較大,相應(yīng)的水平推力也較大,增加的下部結(jié)構(gòu)的工程量,對(duì)地基條件的要求較高 2.拱橋一般都采用,支架上施工的方法,修建隨著跨徑和橋高的增加,支架或其他附屬設(shè)備的費(fèi)用大大增加,建橋時(shí)間也較長(zhǎng) 3.由于拱橋水平推力較大,在連續(xù)多孔的大、中橋梁中,為防止一孔破壞而影響全橋的安全需采用較復(fù)雜的措施或設(shè)置單向推力墩,增加了造價(jià) 4.與梁式橋相比,上承式拱橋的建筑高度較高,當(dāng)用于城市立體交叉及平原區(qū)的橋梁時(shí),因橋面標(biāo)高提高,而使兩岸接線的工程量增大,或使橋面縱坡增大,增大了造價(jià),又對(duì)行車不利 空腹式拱上結(jié)構(gòu)由橫墻或鋼架和橋面系組成 橫墻通常用石料或混凝土砌筑成,為節(jié)省圬工,減輕重量或便于檢修人員在拱上通行,當(dāng)橫墻較寬時(shí),可在橫墻的橫向挖孔,橫墻厚度一般不小于0.6m 下承式拱橋的橋跨結(jié)構(gòu)由拱肋、懸吊結(jié)構(gòu)和橫向連接系三部分組成 中下承式拱橋一般用于以下場(chǎng)合:
1. 建筑高度受到限制時(shí)可采用中、下承式拱橋以滿足橋下凈空的要求,也可以降低橋面標(biāo) 高 2. 在多孔拱橋中,為了盡量平衡橋墩所受的來自相鄰跨度的推力,有時(shí)將跨度大的一孔做 成中承式,以獲得較大的失跨比從而減少來自大跨空的推力 橋面系由橋面板和縱、橫梁組成 鋼管混凝土結(jié)構(gòu)的特點(diǎn):
1. 構(gòu)建承載力大大提高 2. 具有良好的塑性和韌性 3. 結(jié)構(gòu)自重和造價(jià)較低 4. 施工簡(jiǎn)單縮短工期 5. 防腐防火性能好 6. 結(jié)構(gòu)造型美觀 橫撐主要設(shè)置在,拱頂、拱角、拱肋與橋面系交接處,橫撐的主要作用是,將各片鋼管混凝土拱肋連成成體以確保結(jié)構(gòu)穩(wěn)定 系桿拱橋就是無推力拱式組合體系橋,它是在拱的兩拱角之間加一根系桿以承受拱的水平推力 鋼架拱橋的上部結(jié)構(gòu)由鋼架拱片、橫向聯(lián)系和橋面的部分組成 鋼架拱片是鋼架拱橋的主要承重結(jié)構(gòu),一般由跨中實(shí)腹段的主梁,空腹段的次梁主拱腿,次拱腿等構(gòu)成,與橋面板一起形成鋼架拱的主拱片 為了平衡水平推力減少連拱作用可以采用以下措施減少水平推力,改善橋墩基礎(chǔ)受力情況:
1. 采用不同的失跨比 2. 采用不同的拱角標(biāo)高 3. 調(diào)整拱上建筑和恒載重量 4. 采用不同類型的拱
拱形橋的優(yōu)點(diǎn)是承重力強(qiáng),造型美觀。萊垍頭條
缺點(diǎn)是腿腳不便的人和人力車、機(jī)動(dòng)車上下通過不太方便。改進(jìn)的方法是在設(shè)計(jì)施工建橋時(shí),視情降低地表拱橋的弧度,使橋面盡可能平緩為好。條萊垍頭
①橋面在拱下方的拱橋,橋板拉住了拱足,抵消拱向外的推力,橋面被水平方向的力拉緊,增加了抗彎曲能力。橋面也比較低而平坦,方便車輛通行。
②橋面在拱上方的拱橋,橋下空間高,便于船通行
拱形橋的優(yōu)點(diǎn)是承重力強(qiáng),造型美觀。
缺點(diǎn)是腿腳不便的人和人力車、機(jī)動(dòng)車上下通過不太方便。改進(jìn)的方法是在設(shè)計(jì)施工建橋時(shí),視情降低地表拱橋的弧度,使橋面盡可能平緩為好。
1、歷史悠久(記載的最早的石拱橋“旅人橋”大約建成于公元282年)。
2、幾乎到處都有(即多而且分布廣)。
3、大小不一,形式多樣,有許多是驚人的杰作--多樣杰出。
中國(guó)石拱橋的特點(diǎn)是在世界橋梁史上出現(xiàn)得比較早,不但形式優(yōu)美,而且結(jié)構(gòu)堅(jiān)固。其中最具有代表性的是河北省趙縣的趙州橋和北京豐臺(tái)區(qū)的盧溝橋,歷史悠久,氣魄宏偉、馳名中外,有中國(guó)石拱橋的典型特點(diǎn)。石拱橋的橋洞成弧形,就像虹。
古代神話里說,雨后彩虹是“人間天上的橋”,通過彩虹就能上天。我國(guó)的詩(shī)人愛把拱橋比作虹,說拱橋是“臥虹”“飛虹”,把水上拱橋形容為“長(zhǎng)虹臥波”。
拱橋上部結(jié)構(gòu)是由主拱圈和拱上建筑組成的。
拱圈是拱橋的主要承重結(jié)構(gòu)。
石拱橋的主拱圈通常做成實(shí)體的矩形截面。
常用的拱軸線有等截面圓孤拱和等截面懸鏈線拱。
所用的石料有料石、塊和片石等。
石拱橋的拱上建筑一般為實(shí)腹式,在跨徑較大時(shí)為了減輕自重也可做成空腹式。
石拱橋的主要優(yōu)點(diǎn):能充分做到就地取材,與鋼橋和鋼筋混凝土橋相比。
可以節(jié)省大量的鋼材和水泥;耐久性好,而且養(yǎng)護(hù)費(fèi)用少;構(gòu)造比較簡(jiǎn)單。
施工工藝易為群眾掌握;外型美觀。
最大的缺點(diǎn)就是自重大,相應(yīng)的水平推力也較大。
這就增加了下部結(jié)構(gòu)的工程數(shù)量,對(duì)地基條件的要求較高。
其次就是與梁式橋相比,上承式拱橋的建筑高度較高。
這是一座歷史悠久的石拱橋趙州橋有四個(gè)特征。
趙州橋橫跨在洨河上,是世界著名的古代石拱橋,也是造成后一直使用到現(xiàn)在的最古的石橋。這座橋修建于公元605年左右,到現(xiàn)在已經(jīng)1300多年了,還保持著原來的雄姿。到解放的時(shí)候,橋身有些殘損了,在人民政府的領(lǐng)導(dǎo)下,經(jīng)過徹底整修,這座古橋又恢復(fù)了青春。
趙州橋非常雄偉,全長(zhǎng)50.82米,兩端寬9.6咪,中部略窄,寬9米。橋的設(shè)計(jì)完全合乎科學(xué)原理,施工技術(shù)更是巧妙絕倫。唐朝的張嘉貞說它“制造奇特,人不知其所以為”。
這座橋的特點(diǎn)是:
(一)全橋只有一個(gè)大拱,長(zhǎng)達(dá)37.4米,在當(dāng)時(shí)可算是世界上最長(zhǎng)的石拱。橋洞不是普通半圓形,而是像一張弓,因而大拱上面的道路沒有陡坡,便于車馬上下。
(二)大拱的兩肩上,各有兩個(gè)小拱。這個(gè)創(chuàng)造性的設(shè)計(jì),不但節(jié)約了石料,減輕了橋身的重量,而且在河水暴漲的時(shí)候,還可以增加橋洞的過水量,減輕洪水對(duì)橋身的沖擊。同時(shí)拱上加拱,橋身也更美觀。
(三)大拱由28道拱圈拼成,就像這么多同樣形狀的弓合攏在一起,做成一個(gè)弧形的橋洞。每道拱圈都能獨(dú)立支撐上面的重量,一道壞了,其他各道不致受到影響。
(四)全橋結(jié)構(gòu)勻稱,和四周景色配合得十分和諧;就連橋上的石欄石板也雕刻得古樸美觀。唐朝的張鷟說,遠(yuǎn)望這座橋就像“初月出去,長(zhǎng)虹飲澗”。
趙州橋高度的技術(shù)水平和不朽的藝術(shù)價(jià)值,充分顯示了我國(guó)勞動(dòng)人民的智慧和力量。橋的主要設(shè)計(jì)者李春就是一位杰出的工匠,在橋頭的碑文里還刻著他的名字。
中國(guó)的拱橋的特點(diǎn)是獨(dú)具一格、形式之多,造型之美,世界少有。
有駝峰突起的陡拱,有宛如皎月的坦拱,有玉帶浮水的平坦的纖道多孔拱橋,也有長(zhǎng)虹臥波、形成自然縱坡的長(zhǎng)拱橋。拱肩上有敞開的如大拱上加小拱,現(xiàn)稱空腹拱和不敞開的現(xiàn)稱實(shí)腹拱。拱形有半圓、多邊形、圓弧、橢圓、拋物線、蛋形、馬蹄形和尖拱形。
孔數(shù)上有單孔與多孔,多孔以奇數(shù)為多,偶數(shù)較少,多孔拱橋,如果當(dāng)某孔主拱受荷時(shí),能通過橋墩的變形或拱上結(jié)構(gòu)的作用將荷載由近及遠(yuǎn)的傳遞到其它孔主拱上去,這樣的拱橋稱為連續(xù)拱橋,簡(jiǎn)稱連拱;江浙水鄉(xiāng)的三、五、七、九孔石拱橋,一般是中孔最大,兩邊孔徑依次按比例遞減,橋墩狹薄輕巧,具有劃一格局,令人欽佩。
第一,緩沖能力強(qiáng);對(duì)比平橋,拱橋的緩沖能力要強(qiáng)得多。眾所眾知,當(dāng)曲面面對(duì)沖擊力時(shí),可以分散沖擊力,不至于讓沖擊力集中在一點(diǎn),繼而減少?zèng)_擊力對(duì)曲面的損傷。拱橋通過其設(shè)計(jì)讓橋面呈現(xiàn)曲面狀,當(dāng)橋面受到?jīng)_擊以及承重之時(shí),就可以將力道分散到拱圈以及橋基之上,避免發(fā)生因?yàn)闆_擊以及過載而導(dǎo)致橋面坍塌,造成傷亡。這樣的安全性,較之平橋要好的多。
第二,適應(yīng)范圍廣;拱橋的設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)多變,能夠適應(yīng)不同的地理環(huán)境,例如拱橋就有板拱、肋拱、雙曲拱、箱形拱、桁架拱等等,多種多樣的設(shè)計(jì)方案。這就讓拱橋的適應(yīng)范圍,得到了極大的擴(kuò)張。甚至可以根據(jù)建橋之地的情況,可以對(duì)設(shè)計(jì)適當(dāng)予以調(diào)整。在需要防范洪水等災(zāi)害情況的地域,拱橋也能很好的適應(yīng),拱橋孔洞可以分散水流減少?zèng)_擊,甚至可以直接設(shè)計(jì)成大跨度的單孔拱橋。
第三,建造成本低;拱橋歷經(jīng)長(zhǎng)時(shí)間的考驗(yàn),其設(shè)計(jì)基本都已成熟。而且在建造之時(shí),所需要做的事便是打好地基,設(shè)計(jì)好拱形架構(gòu)即可。例如像是無鉸拱這類現(xiàn)代橋梁的結(jié)構(gòu),主體是依托于橋基而建造,無需那么復(fù)雜的設(shè)計(jì)。所以在建造之時(shí),拱橋的建造成本相對(duì)較低,而且建造方式也來的更簡(jiǎn)單一點(diǎn)。
第四,發(fā)展前景高;古人積累而來的拱橋建造經(jīng)驗(yàn),是一筆寶貴的財(cái)富。這些經(jīng)驗(yàn)加上現(xiàn)代技術(shù)的發(fā)展,可以讓拱橋的應(yīng)用再次變得廣泛。中國(guó)古代拱橋雖然會(huì)被現(xiàn)代拱橋替代,但是它仍舊是拱橋。甚至隨著技術(shù)的進(jìn)步,原本的拱橋設(shè)計(jì)也會(huì)新的光芒,促進(jìn)更多新式拱橋的誕生。
拱橋:主要受力構(gòu)件是拱圈,拱圈主要承受壓力,同是在拱腳處存在巨大的水平推力,這是拱橋的典型力學(xué)特點(diǎn)。
橋墩除承受垂直于地面的壓力外,還需要隨拱傳遞來的水平推力。所以拱橋橋墩最好建在堅(jiān)固的巖石地基上,還有一種解決外推力的辦法是在兩個(gè)拱足處安拉桿,用拉桿的拉力去抵消拱的外推力,這種拱又叫拉桿拱。拱橋是外觀形式最為多姿、活潑的橋型,橋面可在拱形以下、以上或穿過其中。拉索橋:以纜索作為承重構(gòu)件的橋,根據(jù)拉索的安裝方法又分懸索橋和斜拉橋。懸索橋由兩個(gè)橋塔將弧形主纜架起,成為主要承力構(gòu)件,主鋼纜與橋兩岸地下的錨碇相連,并將主鋼纜中的接力傳遞給巨大的地基基礎(chǔ)——錨碇。懸索橋的主要特征有三個(gè):一是用了高聳的橋塔。二是它那條弧形主纜呈優(yōu)美曲線,與挺拔的塔和剛勁的橋形成了直與曲、剛與柔的對(duì)比。三是在橋的兩岸各有一個(gè)體積巨大的錨碇塊用來固定接到岸邊的主纜。這個(gè)錨碇塊的重量要中以抵抗主纜形成的斜著向上的拔力,保證橋的安全。斜拉橋是現(xiàn)代才發(fā)明的一種橋梁,它是索塔往兩邊斜伸出的拉索易地橋梁吊起,斜拉橋不用錨碇,從經(jīng)濟(jì)效益上勝過了懸索橋。
拱橋上部結(jié)構(gòu)是由主拱圈和拱上建筑組成的。
拱圈是拱橋的主要承重結(jié)構(gòu)。石拱橋的主拱圈通常做成實(shí)體的矩形截面。常用的拱軸線有等截面圓孤拱和等截面懸鏈線拱。所用的石料有料石、塊和片石等。石拱橋的拱上建筑一般為實(shí)腹式,在跨徑較大時(shí)為了減輕自重也可做成空腹式。石拱橋的主要優(yōu)點(diǎn):能充分做到就地取材,與鋼橋和鋼筋混凝土橋相比。可以節(jié)省大量的鋼材和水泥;耐久性好,而且養(yǎng)護(hù)費(fèi)用少;構(gòu)造比較簡(jiǎn)單。施工工藝易為群眾掌握;外型美觀。最大的缺點(diǎn)就是自重大,相應(yīng)的水平推力也較大。這就增加了下部結(jié)構(gòu)的工程數(shù)量,對(duì)地基條件的要求較高。其次就是與梁式橋相比,上承式拱橋的建筑高度較高。
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