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1、大跨度拱桥的发展大跨度拱桥的发展 同济大学同济大学 大跨度桥梁教研室大跨度桥梁教研室 1美美 国国 贝永桥贝永桥 L=504m 1931澳大利亚澳大利亚 悉尼港桥悉尼港桥 L=503m 1932 巴拿马巴拿马 塔歇尔桥塔歇尔桥 L=344m 1962加拿大加拿大 曼港桥曼港桥 L=366m 1964 加拿大加拿大 拉比奥莱特桥拉比奥莱特桥 L=335m 1967美美 国国 费里芝特桥费里芝特桥 L=383m 1973 美美 国国 新河桥新河桥 L=518m 1977美美 国国 罗斯福湖桥罗斯福湖桥 L=329m 1990 中中 国国 丫髻沙大桥丫髻沙大桥 L=360m 2000 世界十大钢拱桥
2、世界十大钢拱桥中中 国国 卢浦大桥卢浦大桥 L=550m 2003第第1页页/共共103页页大跨度拱桥的发展大跨度拱桥的发展 同济大学同济大学 大跨度桥梁教研室大跨度桥梁教研室 2瑞瑞 典典 桑多桥桑多桥 L=264m 1943葡萄牙葡萄牙 阿拉比达桥阿拉比达桥 L=270m 1963巴巴 西西 友谊桥友谊桥 L=290m 1964澳大利亚澳大利亚 格莱兹维尔乔治格莱兹维尔乔治 L=305m 1964 南斯拉夫南斯拉夫 克尔克一桥克尔克一桥 L=390m 1980南南 非非 勃劳克兰斯桥勃劳克兰斯桥 L=272m 1983 法法 国国 沙托布里扬桥沙托布里扬桥 L=261m 1991中中 国国
3、 江界河江界河 L=330m 1995中中 国国 邕宁邕江大桥邕宁邕江大桥 L=312m 1996世界十大混凝土拱桥世界十大混凝土拱桥中中 国国 万县长江大桥万县长江大桥 L=420m 1997 第第2页页/共共103页页大跨度拱桥的发展大跨度拱桥的发展 同济大学同济大学 大跨度桥梁教研室大跨度桥梁教研室 3钢筋混凝土拱桥钢筋混凝土拱桥采用支架法施工跨度最大的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四川宜宾马鸣溪大桥 L1
4、50m 1979年年四川攀枝花市宝鼎大桥四川攀枝花市宝鼎大桥 L170m 1982年年广州丫髻沙大桥广州丫髻沙大桥 L360m 2000年年贵州江界河大桥贵州江界河大桥 L330m 1995年年第第3页页/共共103页页大跨度拱桥的发展大跨度拱桥的发展 同济大学同济大学 大跨度桥梁教研室大跨度桥梁教研室 4世界上最大跨度钢管混凝土拱桥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上最大跨度钢拱桥世界最大跨度的石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）（采用钢管混凝土拱桁结构作为劲性骨架）四川万县大桥四川万县
5、大桥 L420m 1997年年山西晋城丹河大桥山西晋城丹河大桥 L146m 2001年年重庆巫山长江大桥重庆巫山长江大桥 L460m 建设中建设中上海卢浦大桥上海卢浦大桥 L550m 建设中建设中第第4页页/共共103页页大跨度拱桥的发展大跨度拱桥的发展 同济大学同济大学 大跨度桥梁教研室大跨度桥梁教研室 5我国公路拱桥的四个发展阶段我国公路拱桥的四个发展阶段第一阶段是第一阶段是50年代到年代到60年代中，绝大多数是中小拱桥年代中，绝大多数是中小拱桥第二阶段是第二阶段是60年代中到年代中到70年代，主导桥型低配筋双曲拱桥年代，主导桥型低配筋双曲拱桥第三阶段是第三阶段是70年代末到年代末到80年
6、代，主导桥型是大中跨预制年代，主导桥型是大中跨预制钢筋混凝土箱（肋）型拱桥钢筋混凝土箱（肋）型拱桥第四阶段是第四阶段是90年代以后，主导桥型是桁拱桥、劲性骨架年代以后，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这时期，国外钢筋混凝土拱桥的最大跨径已达390m390m（克尔克（克尔克I I桥）桥）, ,而而钢拱桥的最大跨径已达钢拱桥的最大跨径已达518m518m（新河桥）。（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。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第第5页页/共共103
7、页页大跨度拱桥的发展大跨度拱桥的发展 同济大学同济大学 大跨度桥梁教研室大跨度桥梁教研室 6拱结构即使是圬工拱，就强度而论，目前拱跨未达到材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：代表作品：主跨主跨503.6米的贝永桥米的贝永桥 Bayonne Bridge 主跨主跨503米澳大利亚悉尼桥米澳大利亚悉尼桥 Sydney Harbor Bridge 主跨主跨260米的瑞典桥桑多桥米的瑞典桥桑多桥 Sand Bridge(钢筋混凝土拱桥钢筋混
8、凝土拱桥)第第6页页/共共103页页大跨度拱桥的发展大跨度拱桥的发展 同济大学同济大学 大跨度桥梁教研室大跨度桥梁教研室 7六十年代后，国外时兴无支架锚拉悬臂法施工，其中不少六十年代后，国外时兴无支架锚拉悬臂法施工，其中不少是是200m以上的拱跨以上的拱跨代表作品：代表作品：主跨主跨383m383m的弗里芝特桥的弗里芝特桥 Fremont BridgeFremont Bridge 主跨主跨518m518m的新河桥的新河桥 New River BridgeNew River Bridge 主跨主跨305m305m的克莱兹维尔桥的克莱兹维尔桥 Gladesville BridgeGladesvil
9、le Bridge 主跨主跨390m390m的克尔克桥的克尔克桥 KrKKrKI(East Span)I(East Span)第第7页页/共共103页页大跨度拱桥的发展大跨度拱桥的发展 同济大学同济大学 大跨度桥梁教研室大跨度桥梁教研室 8据论证：这还不到未来拱跨的一半据论证：这还不到未来拱跨的一半代表作品：代表作品：山西丹河大桥山西丹河大桥 贵州江界河大桥贵州江界河大桥 四川万县长江大桥四川万县长江大桥 广州丫髻沙大桥广州丫髻沙大桥 上海卢浦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九十年代后，我国拱桥的跨度也在不断的提高back第第8页页/共共103页页大跨度拱桥的发展大跨度
10、拱桥的发展 同济大学同济大学 大跨度桥梁教研室大跨度桥梁教研室 9大跨度拱桥的轻型化大跨度拱桥的轻型化拱圈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，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。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。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。有限元理论来计算内力。Japan Bridge (France) 第第9页页/共共103页页大跨度拱桥的发展大跨度拱桥的发展 同济大学同济大学 大跨
11、度桥梁教研室大跨度桥梁教研室 10（2） 施工中的稳定问题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，计算每影响，计算每步骤的稳定系数，保证施工万无一失。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、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结构简便、轻巧，桥面视野开阔，广泛用
12、于地质较差的软土地区。软土地区。 Campo Volantin Bridge (Spain) 第第10页页/共共103页页大跨度拱桥的发展大跨度拱桥的发展 同济大学同济大学 大跨度桥梁教研室大跨度桥梁教研室 11大跨度拱桥的多样化大跨度拱桥的多样化Haneda Sky-Arch Bridge Tokyo City, Japan La Barqueta Bridge (Spain) 主拱圈的横向变化主拱圈的横向变化吊索的变化吊索的变化第第11页页/共共103页页大跨度拱桥的发展大跨度拱桥的发展 同济大学同济大学 大跨度桥梁教研室大跨度桥梁教研室 12大跨度拱桥的多样化大跨度拱桥的多样化Alame
13、da Bridge (Spain) Europe Bridge (France) 主拱圈的侧向变化主拱圈的侧向变化第第12页页/共共103页页大跨度拱桥的发展大跨度拱桥的发展 同济大学同济大学 大跨度桥梁教研室大跨度桥梁教研室 13大跨度拱桥的多样化大跨度拱桥的多样化Zaragoza Bowstring Bridge (Spain) Bach de Roda-Felipe II Bridge (Spain) 西班牙的几西班牙的几 座代表作座代表作第第13页页/共共103页页大跨度拱桥的发展大跨度拱桥的发展 同济大学同济大学 大跨度桥梁教研室大跨度桥梁教研室 14大跨度拱桥的多样化大跨度拱桥的多
14、样化Garde-Adhemar Viaduct (France) Smithfield Bridge (U.S.A) 变异的拱圈变异的拱圈第第14页页/共共103页页大跨度拱桥的发展大跨度拱桥的发展 同济大学同济大学 大跨度桥梁教研室大跨度桥梁教研室 15大跨度拱桥的多样化大跨度拱桥的多样化Mosteiro Bridge (Brazil) 第第15页页/共共103页页大跨度拱桥的发展大跨度拱桥的发展 同济大学同济大学 大跨度桥梁教研室大跨度桥梁教研室 16大跨度拱桥的多样化大跨度拱桥的多样化Gateshead Millennium Bridge曲线拱桥曲线拱桥第第16页页/共共103页页大跨度
15、拱桥的发展大跨度拱桥的发展 同济大学同济大学 大跨度桥梁教研室大跨度桥梁教研室 17大跨度拱桥的多样化大跨度拱桥的多样化 网状拱网状拱Network Arch19631963年建成的世界上第一座年建成的世界上第一座Network ArchNetwork Arch ( (Steinkjer, Norway Span:60mSteinkjer, Norway Span:60m) ) 世界上最细长的拱桥世界上最细长的拱桥(Bolstadstraumen Bridge Span:84) (Bolstadstraumen Bridge Span:84) 第第17页页/共共103页页大跨度拱桥的发展大跨度
16、拱桥的发展 同济大学同济大学 大跨度桥梁教研室大跨度桥梁教研室 18大跨度拱桥的多样化大跨度拱桥的多样化 网状拱网状拱Network ArchKishiwada Bridge (Japan) Shinhamadera Bridge (Japan) Fehmarnsund Bridge (Germany) Terashima (Japan) Nagara Bridge (Japan) 第第18页页/共共103页页大跨度拱桥的发展大跨度拱桥的发展 同济大学同济大学 大跨度桥梁教研室大跨度桥梁教研室 19大跨度拱桥的多样化大跨度拱桥的多样化Garde-Adhemar Viaduct (France)
17、 Leonardos Bridge (Norway) back第第19页页/共共103页页大跨度拱桥的发展大跨度拱桥的发展 同济大学同济大学 大跨度桥梁教研室大跨度桥梁教研室 20施工方法是大跨径拱桥最关键的技术，尤其是无支架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。施工技术的使用使拱桥更具有竞争能力。悬臂扣挂法悬臂扣挂法 国外绝大多数采用多段悬浇。且多用于单跨，节段长国外绝大多数采用多段悬浇。且多用于单跨，节段长46.5m。跨径最大的是。跨径最大的是272m的南非的南非Bloukrans桥，分桥，分61段，每段段，每段5.2m。最近建成的法国。最近建成
18、的法国Rance河桥，跨径河桥，跨径26lm，采用多段拼装，利用已建成的主拱部分自锚扣挂。采用多段拼装，利用已建成的主拱部分自锚扣挂。 我国常采用我国常采用35段悬拼，个别多到段悬拼，个别多到9段，泛用于多孔。段，泛用于多孔。南非南非Bloukrans桥桥法国法国Rance河桥河桥第第20页页/共共103页页大跨度拱桥的发展大跨度拱桥的发展 同济大学同济大学 大跨度桥梁教研室大跨度桥梁教研室 21 国外最早使用该施工方法的是跨径国外最早使用该施工方法的是跨径170m日本外津日本外津桥。跨径桥。跨径390m的南斯拉夫的南斯拉夫KrK桥和跨径桥和跨径116m的日本赤的日本赤谷川铁路拱桥也是采用此法
19、施工。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悬拼预制节段或预制杆件(跨径特大时跨径特大时)。跨径。跨径330m的贵的贵州江界河桥采用钢人字桅杆进行悬拼，最大吊重已达州江界河桥采用钢人字桅杆进行悬拼，最大吊重已达120t。悬臂桁架法悬臂桁架法日本外津桥日本外津桥江界河桥江界河桥第第21页页/共共103页页大跨度拱桥的发展大跨度拱桥的发展 同济大学同济大学 大跨度桥梁教研室大跨度桥梁教研室 22 国外竖转施工的拱桥，最大的是跨径国外竖转施工的拱桥，最大的是跨径150m德国德国Argentobel
20、桥，我国用竖转方法修建的有跨径桥，我国用竖转方法修建的有跨径60m的的四川杨家沟桥和三滩沟桥。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施工最大的拱桥是跨径200m的重庆涪陵乌江大桥。该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。施工法不仅用于箱形拱，而且用于刚架拱和桁架拱桥。转体施工法转体施工法涪陵乌江大桥涪陵乌江大桥第第22页页/共共103页页大跨度拱桥的发展大跨度拱桥的发展 同
21、济大学同济大学 大跨度桥梁教研室大跨度桥梁教研室 23 国外用劲性骨架法修建的最大拱桥，是跨径国外用劲性骨架法修建的最大拱桥，是跨径2l0m西班西班牙牙Esla桥。桥。 我国采用半劲性骨架法修建的最大拱桥是跨径我国采用半劲性骨架法修建的最大拱桥是跨径240m四四川宜宾金沙江大桥；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径420m的万县长江大桥和跨径的万县长江大桥和跨径312m的广西邕宁邕江大桥。的广西邕宁邕江大桥。劲性骨架和半劲性骨架法劲性骨架和半劲性骨架法万县长江大桥万县长江大桥邕宁邕江大桥邕宁邕江大桥第第23页页/共共103页页大跨度拱桥的发展大
22、跨度拱桥的发展 同济大学同济大学 大跨度桥梁教研室大跨度桥梁教研室 24组合施工法组合施工法这是由上述方法组合的无支架施工方法。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悬臂扣挂和刚性骨架组合法 跨径跨径204m的日本宇佐川桥，两侧各的日本宇佐川桥，两侧各50m用悬浇扣用悬浇扣挂，中间挂，中间100m用刚性骨架。用刚性骨架。悬臂桁架和刚性骨架组合法悬臂桁架和刚性骨架组合法 跨径跨径235m的日本别府明矾桥，两侧各的日本别府明矾桥，两侧各82.5m用悬臂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。用
23、刚性骨架合拢。明矾桥明矾桥第第24页页/共共103页页大跨度拱桥的发展大跨度拱桥的发展 同济大学同济大学 大跨度桥梁教研室大跨度桥梁教研室 25拱架施工法拱架施工法 湖南省用单层贝雷拱架建成跨径湖南省用单层贝雷拱架建成跨径133m的缆子湾沅水的缆子湾沅水大桥。大桥。转体与钢转体与钢混凝土刚性骨架组合法混凝土刚性骨架组合法(也称为合成拱圈法也称为合成拱圈法)。 跨径跨径82m的城址桥的城址桥(日本日本)，另一座为跨径，另一座为跨径58m的旭桥的旭桥(日本日本) 。 我国竖转施工的四川每家沟桥，钢我国竖转施工的四川每家沟桥，钢混凝土刚性骨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
24、转架由很薄的混凝土底扳、腹板及钢筋网架顶板组成。平转的有跨径的有跨径130m的江西太白杨，骨架底板为钢筋混凝土，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。顶板角隅为两条钢管混凝土，其他为型钢。旭桥旭桥back第第25页页/共共103页页大跨度拱桥的发展大跨度拱桥的发展 同济大学同济大学 大跨度桥梁教研室大跨度桥梁教研室 26 卢浦大桥是黄浦江上的又一座大跨度桥梁。主跨卢浦大桥是黄浦江上的又一座大跨度桥梁。主跨550m550m，矢高，矢高100m100m，矢跨比，矢跨比1/5.51/5.5，主桥全长，主桥全长750m750m，双向六车道，通航净空，双向六车道，通航
25、净空48m48m，。采用钢拱梁组合体系，是世界第一跨度的中承式系杆拱桥。，。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，以主要受力的钢拱肋宛如两道巨大的彩虹，以“一一”字撑连接在一字撑连接在一起。全桥巨大的水平推力由起。全桥巨大的水平推力由1616根根421421束束77的高强钢绞线承担。跨的高强钢绞线承担。跨中桥面宽中桥面宽42m42m，通过，通过112112根吊杆悬挂在拱肋上根吊杆悬挂在拱肋上。卢浦大桥卢浦大桥工程概况工程概况第第26页页/共共103页页大跨度拱桥的发展大跨度拱桥的发展 同济大学同济大学 大跨度桥梁教研室大跨度桥梁教研室 27卢浦
26、大桥卢浦大桥总体施工工艺总体施工工艺“三角区三角区”施工施工主要包括钢拱座安装；斜撑及主要包括钢拱座安装；斜撑及大、小立柱安装；边跨拱肋安大、小立柱安装；边跨拱肋安装；锚碇、端横梁安装；河跨装；锚碇、端横梁安装；河跨拱肋安装、河跨桥面安装、岸拱肋安装、河跨桥面安装、岸跨桥面施工。跨桥面施工。 第第27页页/共共103页页大跨度拱桥的发展大跨度拱桥的发展 同济大学同济大学 大跨度桥梁教研室大跨度桥梁教研室 28卢浦大桥卢浦大桥总体施工工艺总体施工工艺主跨拱肋施工主跨拱肋施工 主要包括临时塔施工；拱上吊主要包括临时塔施工；拱上吊机安装，最大起吊能力机安装，最大起吊能力400t400t，最大提升高度
27、最大提升高度110m110m，采用，采用1000t1000t浮吊整体吊装；主跨拱肋标准浮吊整体吊装；主跨拱肋标准段施工段施工 。 第第28页页/共共103页页大跨度拱桥的发展大跨度拱桥的发展 同济大学同济大学 大跨度桥梁教研室大跨度桥梁教研室 29卢浦大桥卢浦大桥总体施工工艺总体施工工艺主跨拱肋施工主跨拱肋施工( (吊装合龙段吊装合龙段) )第第29页页/共共103页页大跨度拱桥的发展大跨度拱桥的发展 同济大学同济大学 大跨度桥梁教研室大跨度桥梁教研室 30卢浦大桥卢浦大桥总体施工工艺总体施工工艺主跨桥面系施工主跨桥面系施工主要是指桥面以上水主要是指桥面以上水平索安装、吊杆安装、平索安装、吊杆
28、安装、桥面安装、桥面以下桥面安装、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、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。桥面加劲梁吊装和临时索拆除同步交叉进行。 第第30页页/共共103页页大跨度拱桥的发展大跨度拱桥的发展 同济大学同济大学 大跨度桥梁教研室大跨度桥梁教研室 31卢浦大桥卢浦大桥设计优化设计优化( (同济大学提出同济
29、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：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：拱肋拱肋a.a.拱肋恒载弯曲应力偏高；拱肋恒载弯曲应力偏高；b.b.矢跨比偏小，拱内轴向力较大。矢跨比偏小，拱内轴向力较大。纵梁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。要求外，均不要求采用全断面闭口箱梁。水平拉索水平拉索水平拉索在温度升高时存在预应力卸载现象，而且拉索截面水平拉索在温度升高时存在预应力卸载现象，而且拉索截面积愈大，预应力卸载现象愈严重，导致拱脚推力大幅增加。积
30、愈大，预应力卸载现象愈严重，导致拱脚推力大幅增加。第第31页页/共共103页页大跨度拱桥的发展大跨度拱桥的发展 同济大学同济大学 大跨度桥梁教研室大跨度桥梁教研室 32卢浦大桥卢浦大桥设计优化设计优化根本原因主拱圈安全度降低用钢量增大主拱圈安全度降低基础安全系数降低加劲梁采用闭口箱梁系杆拉索安全系数偏大拱轴线不合理，矢跨比偏小主拱圈轴力和弯矩产生的应力都大总体结构造价增加加劲梁恒载大系杆面积增大，轴向刚度同比增大温度引起的基础水平推力增大，主拱圈温度应力增大基础竖向力增大梁体用钢量增大三大构件的问题带来的其它问题有：三大构件的问题带来的其它问题有：第第32页页/共共103页页大跨度拱桥的发展大
31、跨度拱桥的发展 同济大学同济大学 大跨度桥梁教研室大跨度桥梁教研室 33卢浦大桥卢浦大桥设计优化设计优化结构优化拱安全度提高，降低主拱圈用钢量加劲梁改为开口箱梁将系杆安全系数与体外索取值一致或稍大优化拱轴线，矢跨比改变主拱圈弯曲应力下降结构安全度提高，用钢量减小，总投资下降加劲梁恒载降低温度引起的基础水平推力大幅度下降，主拱圈温度应力下降基础竖向力下降，梁体用钢量减小，拱圈恒载应力下降为了提高结构安全度，降低工程造价，使结构更加合理，为了提高结构安全度，降低工程造价，使结构更加合理，我们提出了对结构进行优化的途径，如下图所示。我们提出了对结构进行优化的途径，如下图所示。第第33页页/共共103
32、页页大跨度拱桥的发展大跨度拱桥的发展 同济大学同济大学 大跨度桥梁教研室大跨度桥梁教研室 34卢浦大桥卢浦大桥设计优化设计优化拱肋拱肋a.调整矢跨比，是减少拱肋轴向力和基础水平推力的有效调整矢跨比，是减少拱肋轴向力和基础水平推力的有效措施。措施。b.选择合理拱轴线是降低拱肋弯曲应力、提高拱的安全度选择合理拱轴线是降低拱肋弯曲应力、提高拱的安全度的有效措施。因此提出了在悬链线（或二次抛物线）基础的有效措施。因此提出了在悬链线（或二次抛物线）基础上叠加高次曲线或采用满足曲率半径一阶连续的三次样曲上叠加高次曲线或采用满足曲率半径一阶连续的三次样曲线作为设计拱轴线。线作为设计拱轴线。c.在优化拱轴线以
33、降低拱肋恒载弯曲应力基础上优化拱肋在优化拱轴线以降低拱肋恒载弯曲应力基础上优化拱肋截面。截面。第第34页页/共共103页页大跨度拱桥的发展大跨度拱桥的发展 同济大学同济大学 大跨度桥梁教研室大跨度桥梁教研室 35卢浦大桥卢浦大桥设计优化设计优化纵梁纵梁a.a.采用刚拱柔梁结构形式，纵梁成为承受局部荷载的二次采用刚拱柔梁结构形式，纵梁成为承受局部荷载的二次结构。结构。b.b.可以采用两种纵梁结构形式：一种是交叉梁格系，吊索可以采用两种纵梁结构形式：一种是交叉梁格系，吊索直接连接钢横梁顶部；第二种是在目前全断面闭口箱梁基直接连接钢横梁顶部；第二种是在目前全断面闭口箱梁基础上去掉础上去掉Z2Z2底板
34、，按受力要求增加底板，按受力要求增加Z5Z5板的厚度，横梁下缘板的厚度，横梁下缘改成工字形截面。改成工字形截面。第第35页页/共共103页页大跨度拱桥的发展大跨度拱桥的发展 同济大学同济大学 大跨度桥梁教研室大跨度桥梁教研室 36卢浦大桥卢浦大桥设计优化设计优化纵向水平索纵向水平索在卢浦大桥中，水平缆索中活载应力占总应力的比例很小，在卢浦大桥中，水平缆索中活载应力占总应力的比例很小，仅与体外预应力索相仿。国内外体外预应力索的安全系数仅与体外预应力索相仿。国内外体外预应力索的安全系数取值一般在取值一般在1.71.7左右，考虑到卢浦大桥的规模及结构重要左右，考虑到卢浦大桥的规模及结构重要性，建议纵
35、向索安全系数可以比体外索高一些，实际取值性，建议纵向索安全系数可以比体外索高一些，实际取值可以是可以是1.81.82.02.0。经过以上优化，不仅提高了结构的安全度，还可以节约材经过以上优化，不仅提高了结构的安全度，还可以节约材料费料费30003000万左右。万左右。back第第36页页/共共103页页大跨度拱桥的发展大跨度拱桥的发展 同济大学同济大学 大跨度桥梁教研室大跨度桥梁教研室 37第第37页页/共共103页页大跨度拱桥的发展大跨度拱桥的发展 同济大学同济大学 大跨度桥梁教研室大跨度桥梁教研室 38第第38页页/共共103页页大跨度拱桥的发展大跨度拱桥的发展 同济大学同济大学 大跨度桥
36、梁教研室大跨度桥梁教研室 39第第39页页/共共103页页大跨度拱桥的发展大跨度拱桥的发展 同济大学同济大学 大跨度桥梁教研室大跨度桥梁教研室 40第第40页页/共共103页页大跨度拱桥的发展大跨度拱桥的发展 同济大学同济大学 大跨度桥梁教研室大跨度桥梁教研室 41第第41页页/共共103页页大跨度拱桥的发展大跨度拱桥的发展 同济大学同济大学 大跨度桥梁教研室大跨度桥梁教研室 42第第42页页/共共103页页大跨度拱桥的发展大跨度拱桥的发展 同济大学同济大学 大跨度桥梁教研室大跨度桥梁教研室 43第第43页页/共共103页页大跨度拱桥的发展大跨度拱桥的发展 同济大学同济大学 大跨度桥梁教研室大
37、跨度桥梁教研室 44第第44页页/共共103页页大跨度拱桥的发展大跨度拱桥的发展 同济大学同济大学 大跨度桥梁教研室大跨度桥梁教研室 45第第45页页/共共103页页大跨度拱桥的发展大跨度拱桥的发展 同济大学同济大学 大跨度桥梁教研室大跨度桥梁教研室 46第第46页页/共共103页页大跨度拱桥的发展大跨度拱桥的发展 同济大学同济大学 大跨度桥梁教研室大跨度桥梁教研室 47第第47页页/共共103页页大跨度拱桥的发展大跨度拱桥的发展 同济大学同济大学 大跨度桥梁教研室大跨度桥梁教研室 48第第48页页/共共103页页大跨度拱桥的发展大跨度拱桥的发展 同济大学同济大学 大跨度桥梁教研室大跨度桥梁教
38、研室 49第第49页页/共共103页页大跨度拱桥的发展大跨度拱桥的发展 同济大学同济大学 大跨度桥梁教研室大跨度桥梁教研室 50第第50页页/共共103页页大跨度拱桥的发展大跨度拱桥的发展 同济大学同济大学 大跨度桥梁教研室大跨度桥梁教研室 51第第51页页/共共103页页大跨度拱桥的发展大跨度拱桥的发展 同济大学同济大学 大跨度桥梁教研室大跨度桥梁教研室 52第第52页页/共共103页页大跨度拱桥的发展大跨度拱桥的发展 同济大学同济大学 大跨度桥梁教研室大跨度桥梁教研室 53第第53页页/共共103页页大跨度拱桥的发展大跨度拱桥的发展 同济大学同济大学 大跨度桥梁教研室大跨度桥梁教研室 54
39、第第54页页/共共103页页大跨度拱桥的发展大跨度拱桥的发展 同济大学同济大学 大跨度桥梁教研室大跨度桥梁教研室 55第第55页页/共共103页页大跨度拱桥的发展大跨度拱桥的发展 同济大学同济大学 大跨度桥梁教研室大跨度桥梁教研室 56第第56页页/共共103页页大跨度拱桥的发展大跨度拱桥的发展 同济大学同济大学 大跨度桥梁教研室大跨度桥梁教研室 57第第57页页/共共103页页大跨度拱桥的发展大跨度拱桥的发展 同济大学同济大学 大跨度桥梁教研室大跨度桥梁教研室 58第第58页页/共共103页页大跨度拱桥的发展大跨度拱桥的发展 同济大学同济大学 大跨度桥梁教研室大跨度桥梁教研室 59第第59页
40、页/共共103页页大跨度拱桥的发展大跨度拱桥的发展 同济大学同济大学 大跨度桥梁教研室大跨度桥梁教研室 60第第60页页/共共103页页大跨度拱桥的发展大跨度拱桥的发展 同济大学同济大学 大跨度桥梁教研室大跨度桥梁教研室 61第第61页页/共共103页页大跨度拱桥的发展大跨度拱桥的发展 同济大学同济大学 大跨度桥梁教研室大跨度桥梁教研室 62第第62页页/共共103页页大跨度拱桥的发展大跨度拱桥的发展 同济大学同济大学 大跨度桥梁教研室大跨度桥梁教研室 63第第63页页/共共103页页大跨度拱桥的发展大跨度拱桥的发展 同济大学同济大学 大跨度桥梁教研室大跨度桥梁教研室 64第第64页页/共共1
41、03页页大跨度拱桥的发展大跨度拱桥的发展 同济大学同济大学 大跨度桥梁教研室大跨度桥梁教研室 65第第65页页/共共103页页大跨度拱桥的发展大跨度拱桥的发展 同济大学同济大学 大跨度桥梁教研室大跨度桥梁教研室 66第第66页页/共共103页页大跨度拱桥的发展大跨度拱桥的发展 同济大学同济大学 大跨度桥梁教研室大跨度桥梁教研室 67第第67页页/共共103页页大跨度拱桥的发展大跨度拱桥的发展 同济大学同济大学 大跨度桥梁教研室大跨度桥梁教研室 68第第68页页/共共103页页大跨度拱桥的发展大跨度拱桥的发展 同济大学同济大学 大跨度桥梁教研室大跨度桥梁教研室 69第第69页页/共共103页页大
42、跨度拱桥的发展大跨度拱桥的发展 同济大学同济大学 大跨度桥梁教研室大跨度桥梁教研室 70第第70页页/共共103页页大跨度拱桥的发展大跨度拱桥的发展 同济大学同济大学 大跨度桥梁教研室大跨度桥梁教研室 71第第71页页/共共103页页大跨度拱桥的发展大跨度拱桥的发展 同济大学同济大学 大跨度桥梁教研室大跨度桥梁教研室 72第第72页页/共共103页页大跨度拱桥的发展大跨度拱桥的发展 同济大学同济大学 大跨度桥梁教研室大跨度桥梁教研室 73第第73页页/共共103页页大跨度拱桥的发展大跨度拱桥的发展 同济大学同济大学 大跨度桥梁教研室大跨度桥梁教研室 74第第74页页/共共103页页大跨度拱桥的
43、发展大跨度拱桥的发展 同济大学同济大学 大跨度桥梁教研室大跨度桥梁教研室 75第第75页页/共共103页页大跨度拱桥的发展大跨度拱桥的发展 同济大学同济大学 大跨度桥梁教研室大跨度桥梁教研室 76第第76页页/共共103页页大跨度拱桥的发展大跨度拱桥的发展 同济大学同济大学 大跨度桥梁教研室大跨度桥梁教研室 77第第77页页/共共103页页大跨度拱桥的发展大跨度拱桥的发展 同济大学同济大学 大跨度桥梁教研室大跨度桥梁教研室 78第第78页页/共共103页页大跨度拱桥的发展大跨度拱桥的发展 同济大学同济大学 大跨度桥梁教研室大跨度桥梁教研室 79第第79页页/共共103页页大跨度拱桥的发展大跨度
44、拱桥的发展 同济大学同济大学 大跨度桥梁教研室大跨度桥梁教研室 80第第80页页/共共103页页大跨度拱桥的发展大跨度拱桥的发展 同济大学同济大学 大跨度桥梁教研室大跨度桥梁教研室 81第第81页页/共共103页页大跨度拱桥的发展大跨度拱桥的发展 同济大学同济大学 大跨度桥梁教研室大跨度桥梁教研室 82第第82页页/共共103页页大跨度拱桥的发展大跨度拱桥的发展 同济大学同济大学 大跨度桥梁教研室大跨度桥梁教研室 83第第83页页/共共103页页大跨度拱桥的发展大跨度拱桥的发展 同济大学同济大学 大跨度桥梁教研室大跨度桥梁教研室 84第第84页页/共共103页页大跨度拱桥的发展大跨度拱桥的发展
45、 同济大学同济大学 大跨度桥梁教研室大跨度桥梁教研室 85第第85页页/共共103页页大跨度拱桥的发展大跨度拱桥的发展 同济大学同济大学 大跨度桥梁教研室大跨度桥梁教研室 86第第86页页/共共103页页大跨度拱桥的发展大跨度拱桥的发展 同济大学同济大学 大跨度桥梁教研室大跨度桥梁教研室 87第第87页页/共共103页页大跨度拱桥的发展大跨度拱桥的发展 同济大学同济大学 大跨度桥梁教研室大跨度桥梁教研室 88第第88页页/共共103页页大跨度拱桥的发展大跨度拱桥的发展 同济大学同济大学 大跨度桥梁教研室大跨度桥梁教研室 89第第89页页/共共103页页大跨度拱桥的发展大跨度拱桥的发展 同济大学
46、同济大学 大跨度桥梁教研室大跨度桥梁教研室 90第第90页页/共共103页页大跨度拱桥的发展大跨度拱桥的发展 同济大学同济大学 大跨度桥梁教研室大跨度桥梁教研室 91第第91页页/共共103页页大跨度拱桥的发展大跨度拱桥的发展 同济大学同济大学 大跨度桥梁教研室大跨度桥梁教研室 92第第92页页/共共103页页大跨度拱桥的发展大跨度拱桥的发展 同济大学同济大学 大跨度桥梁教研室大跨度桥梁教研室 93第第93页页/共共103页页大跨度拱桥的发展大跨度拱桥的发展 同济大学同济大学 大跨度桥梁教研室大跨度桥梁教研室 94第第94页页/共共103页页大跨度拱桥的发展大跨度拱桥的发展 同济大学同济大学
47、大跨度桥梁教研室大跨度桥梁教研室 95第第95页页/共共103页页大跨度拱桥的发展大跨度拱桥的发展 同济大学同济大学 大跨度桥梁教研室大跨度桥梁教研室 96第第96页页/共共103页页大跨度拱桥的发展大跨度拱桥的发展 同济大学同济大学 大跨度桥梁教研室大跨度桥梁教研室 97第第97页页/共共103页页大跨度拱桥的发展大跨度拱桥的发展 同济大学同济大学 大跨度桥梁教研室大跨度桥梁教研室 98第第98页页/共共103页页大跨度拱桥的发展大跨度拱桥的发展 同济大学同济大学 大跨度桥梁教研室大跨度桥梁教研室 99第第99页页/共共103页页大跨度拱桥的发展大跨度拱桥的发展 同济大学同济大学 大跨度桥梁教研室大跨度桥梁教研室 100第第100页页/共共103页页大跨度拱桥的发展大跨度拱桥的发展 同济大学同济大学 大跨度桥梁教研室大跨度桥梁教研室 101第第101页页/共共103页页大跨度拱桥的发展大跨度拱桥的发展 同济大学同济大学 大跨度桥梁教研室大跨度桥梁教研室 102第第102页页/共共103页页大跨度拱桥的发展大跨度拱桥的发展 同济大学同济大学 大跨度桥梁教研室大跨度桥梁教研室 103第第103页页/共共103页页