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大跨度拱桥的发展同济大学大跨度桥梁教研室1一.内容简介大跨度拱桥的发展世界拱桥的发展概述二.三.四.五.各类大跨度拱桥大跨度拱桥的轻型化和多样化施工方法的发展典型桥的设计与施工大跨度拱桥的发展同济大学大跨度桥梁教研室2世界拱桥发展概述一美国贝永桥L=504m1931澳大利亚悉尼港桥L=503m1932巴拿马塔歇尔桥L=344m1962加拿大曼港桥L=366m1964加拿大拉比奥莱特桥L=335m1967美国费里芝特桥L=383m1973美国新河桥L=518m1977美国罗斯福湖桥L=329m1990中国丫髻沙大桥L=360m2000世界十大钢拱桥中国卢浦大桥L=550m2003大跨度拱桥的发展同济大学大跨度桥梁教研室3世界拱桥发展概述一瑞典桑多桥L=264m1943葡萄牙阿拉比达桥L=270m1963巴西友谊桥L=290m1964澳大利亚格莱兹维尔乔治L=305m1964南斯拉夫克尔克一桥L=390m1980南非勃劳克兰斯桥L=272m1983法国沙托布里扬桥L=261m1991中国江界河L=330m1995中国邕宁邕江大桥L=312m1996世界十大混凝土拱桥中国万县长江大桥L=420m1997大跨度拱桥的发展同济大学大跨度桥梁教研室4世界拱桥发展概述（续）一钢筋混凝土拱桥采用支架法施工跨度最大的拱桥最大跨度混凝土桁架拱桥采用转体施工法跨度最大的拱桥采用缆索吊装法施工跨度最大的拱桥四川宜宾马鸣溪大桥L＝150m1979年四川攀枝花市宝鼎大桥L＝170m1982年广州丫髻沙大桥L＝360m2000年贵州江界河大桥L＝330m1995年大跨度拱桥的发展同济大学大跨度桥梁教研室5世界拱桥发展概述（续）一世界上最大跨度钢管混凝土拱桥世界上最大跨度钢拱桥世界最大跨度的石拱桥世界上跨度最大的钢筋混凝土拱桥（采用钢管混凝土拱桁结构作为劲性骨架）四川万县大桥L＝420m1997年山西晋城丹河大桥L＝146m2001年重庆巫山长江大桥L＝460m建设中上海卢浦大桥L＝550m建设中大跨度拱桥的发展同济大学大跨度桥梁教研室6世界拱桥发展概述（续）一我国公路拱桥的四个发展阶段第一阶段是50年代到60年代中，绝大多数是中小拱桥第二阶段是60年代中到70年代，主导桥型低配筋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）型拱桥第四阶段是90年代以后，主导桥型是桁拱桥、劲性骨架混凝土肋拱桥和钢管混凝土拱桥这时期，国外钢筋混凝土拱桥的最大跨径已达390m（克尔克I桥）,而钢拱桥的最大跨径已达518m（新河桥）。该时期，我国建的许多拱桥的跨度已居世界同类拱桥前列。back大跨度拱桥的发展同济大学大跨度桥梁教研室7各类大跨度拱桥二拱结构即使是圬工拱，就强度而论，目前拱跨未达到材料强度和构造条件极限早在三、四十年代，国外钢筋混凝土拱桥跨度已超过250m代表作品：主跨503.6米的贝永桥BayonneBridge主跨503米澳大利亚悉尼桥SydneyHarborBridge主跨260米的瑞典桥桑多桥SandöBridge(钢筋混凝土拱桥)大跨度拱桥的发展同济大学大跨度桥梁教研室8各类大跨度拱桥（续）二六十年代后，国外时兴无支架锚拉悬臂法施工，其中不少是200m以上的拱跨代表作品：主跨383m的弗里芝特桥FremontBridge主跨518m的新河桥NewRiverBridge主跨305m的克莱兹维尔桥GladesvilleBridge主跨390m的克尔克桥KrK－I(EastSpan)大跨度拱桥的发展同济大学大跨度桥梁教研室9各类大跨度拱桥（续）二据论证：这还不到未来拱跨的一半代表作品：山西丹河大桥贵州江界河大桥四川万县长江大桥广州丫髻沙大桥上海卢浦大桥九十年代后，我国拱桥的跨度也在不断的提高back大跨度拱桥的发展同济大学大跨度桥梁教研室10大跨度拱桥的轻型化和多样化三大跨度拱桥的轻型化拱圈的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。拱圈的轻型化，对设计和施工也提出了更严格的要求。（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。JapanBridge(France)大跨度拱桥的发展同济大学大跨度桥梁教研室11大跨度拱桥的轻型化和多样化（续）三（2）施工中的稳定问题拱圈轻型化后，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—步骤的稳定系数，保证施工万无一失。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，广泛用于地质较差的软土地区。CampoVolantinBridge(Spain)大跨度拱桥的发展同济大学大跨度桥梁教研室12大跨度拱桥的轻型化和多样化（续）三大跨度拱桥的多样化HanedaSky-ArchBridgeTokyoCity,JapanLaBarquetaBridge(Spain)主拱圈的横向变化吊索的变化大跨度拱桥的发展同济大学大跨度桥梁教研室13大跨度拱桥的轻型化和多样化（续）三大跨度拱桥的多样化AlamedaBridge(Spain)EuropeBridge(France)主拱圈的侧向变化大跨度拱桥的发展同济大学大跨度桥梁教研室14大跨度拱桥的轻型化和多样化（续）三大跨度拱桥的多样化ZaragozaBowstringBridge(Spain)BachdeRoda-FelipeIIBridge(Spain)西班牙的几座代表作大跨度拱桥的发展同济大学大跨度桥梁教研室15大跨度拱桥的轻型化和多样化（续）三大跨度拱桥的多样化Garde-AdhemarViaduct(France)SmithfieldBridge(U.S.A)变异的拱圈大跨度拱桥的发展同济大学大跨度桥梁教研室16大跨度拱桥的轻型化和多样化（续）三大跨度拱桥的多样化MosteiroBridge(Brazil)大跨度拱桥的发展同济大学大跨度桥梁教研室17大跨度拱桥的轻型化和多样化（续）三大跨度拱桥的多样化GatesheadMillenniumBridge曲线拱桥大跨度拱桥的发展同济大学大跨度桥梁教研室18大跨度拱桥的轻型化和多样化（续）三大跨度拱桥的多样化网状拱NetworkArch1963年建成的世界上第一座NetworkArch(Steinkjer,NorwaySpan:60m)世界上最细长的拱桥(BolstadstraumenBridgeSpan:84)大跨度拱桥的发展同济大学大跨度桥梁教研室19大跨度拱桥的轻型化和多样化（续）三大跨度拱桥的多样化网状拱NetworkArchKishiwadaBridge(Japan)ShinhamaderaBridge(Japan)FehmarnsundBridge(Germany)Terashima(Japan)NagaraBridge(Japan)大跨度拱桥的发展同济大学大跨度桥梁教研室20大跨度拱桥的轻型化和多样化（续）三大跨度拱桥的多样化Garde-AdhemarViaduct(France)Leonardo'sBridge(Norway)back大跨度拱桥的发展同济大学大跨度桥梁教研室21施工方法的发展四施工方法是大跨径拱桥最关键的技术，尤其是无支架施工技术的使用使拱桥更具有竞争能力。悬臂扣挂法国外绝大多数采用多段悬浇。且多用于单跨，节段长4～6.5m。跨径最大的是272m的南非Bloukrans桥，分61段，每段5.2m。最近建成的法国Rance河桥，跨径26lm，采用多段拼装，利用已建成的主拱部分自锚扣挂。我国常采用3～5段悬拼，个别多到9段，泛用于多孔。南非Bloukrans桥法国Rance河桥大跨度拱桥的发展同济大学大跨度桥梁教研室22施工方法的发展（续）四国外最早使用该施工方法的是跨径170m日本外津桥。跨径390m的南斯拉夫KrK桥和跨径116m的日本赤谷川铁路拱桥也是采用此法施工。我国用悬臂桁架法施工的预应力桁式组合拱，采用悬拼预制节段或预制杆件(跨径特大时)。跨径330m的贵州江界河桥采用钢人字桅杆进行悬拼，最大吊重已达120t。悬臂桁架法日本外津桥江界河桥大跨度拱桥的发展同济大学大跨度桥梁教研室23施工方法的发展（续）四国外竖转施工的拱桥，最大的是跨径150m德国Argentobel桥，我国用竖转方法修建的有跨径60m的四川杨家沟桥和三滩沟桥。我国的水平转体施工已由平衡重转体发展到无平衡重以至双箱对称同步转体。无平衡重双箱对称同步转体施工最大的拱桥是跨径200m的重庆涪陵乌江大桥。该施工法不仅用于箱形拱，而且用于刚架拱和桁架拱桥。转体施工法涪陵乌江大桥大跨度拱桥的发展同济大学大跨度桥梁教研室24施工方法的发展（续）四国外用劲性骨架法修建的最大拱桥，是跨径2l0m西班牙Esla桥。我国采用半劲性骨架法修建的最大拱桥是跨径240m四川宜宾金沙江大桥；采用劲性骨架法修建的最大拱桥是跨径420m的万县长江大桥和跨径312m的广西邕宁邕江大桥。劲性骨架和半劲性骨架法万县长江大桥邕宁邕江大桥大跨度拱桥的发展同济大学大跨度桥梁教研室25施工方法的发展（续）四组合施工法这是由上述方法组合的无支架施工方法。悬臂扣挂和刚性骨架组合法跨径204m的日本宇佐川桥，两侧各50m用悬浇扣挂，中间100m用刚性骨架。悬臂桁架和刚性骨架组合法跨径235m的日本别府明矾桥，两侧各82.5m用悬臂桁架分段悬浇施工，其他桁架杆件采用临时杆件，中间80m用刚性骨架合拢。明矾桥大跨度拱桥的发展同济大学大跨度桥梁教研室26施工方法的发展四拱架施工法湖南省用单层贝雷拱架建成跨径133m的缆子湾沅水大桥。转体与钢——混凝土刚性骨架组合法(也称为合成拱圈法)。跨径82m的城址桥(日本)，另一座为跨径58m的旭桥(日本)。我国竖转施工的四川每家沟桥，钢——混凝土刚性骨架由很薄的混凝土底扳、腹板及钢筋网架顶板组成。平转的有跨径130m的江西太白杨，骨架底板为钢筋混凝土，顶板角隅为两条钢管混凝土，其他为型钢。旭桥back大跨度拱桥的发展同济大学大跨度桥梁教研室27典型桥的设计与施工五卢浦大桥是黄浦江上的又一座大跨度桥梁。主跨550m，矢高100m，矢跨比1/5.5，主桥全长750m，双向六车道，通航净空48m，。采用钢拱梁组合体系，是世界第一跨度的中承式系杆拱桥。主要受力的钢拱肋宛如两道巨大的彩虹，以“一”字撑连接在一起。全桥巨大的水平推力由16根421束φ7的高强钢绞线承担。跨中桥面宽42m，通过112根吊杆悬挂在拱肋上。卢浦大桥工程概况大跨度拱桥的发展同济大学大跨度桥梁教研室28典型桥的设计与施工（续）五卢浦大桥总体施工工艺“三角区”施工主要包括钢拱座安装；斜撑及大、小立柱安装；边跨拱肋安装；锚碇、端横梁安装；河跨拱肋安装、河跨桥面安装、岸跨桥面施工。大跨度拱桥的发展同济大学大跨度桥梁教研室29典型桥的设计与施工（续）五卢浦大桥总体施工工艺主跨拱肋施工主要包括临时塔施工；拱上吊机安装，最大起吊能力400t，最大提升高度110m，采用1000t浮吊整体吊装；主跨拱肋标准段施工。大跨度拱桥的发展同济大学大跨度桥梁教研室30典型桥的设计与施工（续）五卢浦大桥总体施工工艺主跨拱肋施工(吊装合龙段)大跨度拱桥的发展同济大学大跨度桥梁教研室31典型桥的设计与施工（续）五卢浦大桥总体施工工艺主跨桥面系施工主要是指桥面以上水平索安装、吊杆安装、桥面安装、桥面以下水平索安装以及在桥面吊装过程中的水平索张拉和临时索拆除的相互体系转换。在拱肋合拢后，先安装张拉部分水平索，再吊装桥面，并逐步拆除临时索。水平索安装张拉、桥面加劲梁吊装和临时索拆除同步交叉进行。大跨度拱桥的发展同济大学大跨度桥梁教研室32典型桥的设计与施工（续）五卢浦大桥设计优化(同济大学提出)通过体系研究，发现组成拱桥的三大主要构件存在如下问题：拱肋a.拱肋恒载弯曲应力偏高；b.矢跨比偏小，拱内轴向力较大。纵梁设计采用全断面闭口钢箱梁，其纵梁正应力偏低。除造型要求外，均不要求采用全断面闭口箱梁。水平拉索水平拉索在温度升高时