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拱桥的构造
上承式拱桥的构造
行车道位于整个桥跨结构上面的拱桥称为上承式拱桥。它可分为两类:普通型和整体型。
普通型上承式拱桥是由主拱(圈)、拱上建筑和桥面系组成,主拱(圈)是主要的承重结构。整体型上承式拱桥(又称为拱片拱桥)是由主拱片和桥面系组成,主拱片是主要的承重结构。下面介绍普通型上承式拱桥。
主拱(圈)的构造
按主拱材料不同分为石板拱、混凝土板拱和钢筋混凝土板拱等。根据拱轴线型,板拱常采用等截面圆弧拱、等截面或变截面悬链线拱等拱轴形式。一般采用无铰拱,也可以做成两铰拱和三铰拱。
石板拱的构造
石砌拱桥的主拱圈通常都是做成实体的矩形截面,所以称为石板拱。按照砌筑主拱圈的石料规格,又可以分为料石板拱、块石板拱、片石板拱及乱石板拱等各种类型。在盛产石料的地区它是中、小跨径拱桥的主要桥型。
用来砌筑拱圈的石料应该石质均匀、不易风化、无裂纹,石料的加工应满足施工规范的要求。由于采用小石子混凝土砌筑时,其砌体强度比用同强度的水泥砂浆的砌体强度要善高,而且叮以节约水泥1/4~1/3,故目前常应用于高标号粗料石的大跨径石拱桥以及块、片乱石板拱桥中。
为便于拱石加工和确保砌筑符合主拱圈的构造要求,需要对拱石进行编号。对等截面圆弧拱,因截面相等,义是单心圆弧线,拱石规格较少,编号简单当采用变截面悬链线拱时,由于截面发生变化,曲率半径变化,拱石类型多,编号复杂;对等截面悬链线拱,因内外弧线与拱轴线平行,拱石编号大为简化。同时,还可以采用多心圆弧线代替悬链线放样。
在石板拱主拱圈砌筑时,根据受力(主要承受压力,其次是弯矩)特点和需要,构造上应满足以F要求。
错缝 对于料石拱,拱石受压面的砌缝应与拱轴线垂直,可以不错缝。当拱圈厚度不大时,叮采用单层砌筑,但要求其横向砌缝必须错开,且不小于lOOmm;当拱圈厚度较大时,可采用多层砌筑,但要求其垂直于受压面的顺桥向砌缝、拱圈横截面内拱石竖向砌缝以及各层横向砌缝必须错开,且不小于lOOmm,以免因存在通缝而降低砌体的抗剪强度和削弱其整体性。
对于块石拱或片石拱,应选择拱石较大平面与拱轴线垂直,拱石大头在上,小头在下,砌缝错开,且不小于80mm。较大的缝隙应用小石块嵌紧,同时还要求砌缝用砂浆或小石子混凝土灌满。
限制砌缝宽度 拱石砌缝宽度不能太大,因砂浆强度比拱石低得多,缝太宽必将影响砌体强度和整体性。通常,对料石拱不大于20mm,对块石拱不大于30mm,对片石拱不大于40mm,采用小石子混凝土砌筑时,块石砌缝宽不大于50mm,片石砌缝宽为40~70mm。
设五角石 拱圈与墩台、拱圈与空腹式拱上建筑的腹孔墩连接处,应采用特制的五角石以改善该处的受力状况。为了避免施工时损坏或被压碎,五角石不得带有锐角。为了简化施工,目前常用现浇混凝土拱座及腹孔墩底梁来代替制作复杂的五角石。重庆君正生产的桥梁预制充气内模,是先用氯丁橡胶、天然橡胶与锦纶布复合而成的材料,后用硫化工艺后制成橡胶充气芯模。既有很好的抗胀强度,又有弹性和柔韧性,抗高温并有良好的脱离性能,桥梁预制充气内模同时也具有良好的耐老化,耐磨性能,使用寿命长等特点,取代传统的刚模木模。