第三篇拱桥第6次课首页日期本课主题3.3拱桥的设计计算（1）目的主要掌握拱轴线的选择。序号时间讲授内容15知识回顾2403.1拱轴线的选择33.2自重效应的计算404总结5重点：重1）拱轴线的选择点2）自重效应的计算难难点：点1）拱轴线的选择方采用课堂讲授，举例示范，利用多媒体课件，将桥梁的结构体系法形象化，加深学生的理解。手段实习实验
第三篇拱桥第 6 次课首页 本课主题 3.3 拱桥的设计计算（1） 日期 目的 主要掌握拱轴线的选择。 序号 讲授内容 时间 1 知识回顾 5 2 3.1 拱轴线的选择 40 3 3.2 自重效应的计算 40 4 总结 5 重 点 难 点 重点： 1）拱轴线的选择 2）自重效应的计算 难点： 1）拱轴线的选择 方 法 手 段 采用课堂讲授，举例示范，利用多媒体课件，将桥梁的结构体系 形象化，加深学生的理解。 实 习 实 验
教案正文备注知识回顾：第3章拱桥的设计计算3.1、拱桥的总体布置（知识回顾）3.2、拱轴线型选择和拱上建筑物的布置3.3、拱圈截面变化规律及截面尺寸拟定拱桥的总体布置已经讲过，以提问为主。1.拱桥的总体布置1、桥址方案比较确定桥位；根据地质、通航等确定桥梁长度、跨径、孔数、桥面设计标高、主拱2、圈矢跨比：确定桥梁的设计标高和矢跨比：3桥面标高拱顶底面标高一起拱线标高文基础底面标高图3-3-1拱桥的主要标高示意图桥面标高拱桥的4大标高，重点强调！拱顶底面标高起拱线标高基础底面标高根据跨径、拱顶、拱脚标高确定跨比（f/1）设计浜水位K米勤通航空零求a立设计通航水位图3-3-2，拱桥下净空的有关就定
教案正文 知识回顾： 第 3 章 拱桥的设计计算 3.1、拱桥的总体布置（知识回顾） 3.2、拱轴线型选择和拱上建筑物的布置 3.3、拱圈截面变化规律及截面尺寸拟定 1.拱桥的总体布置 1、桥址方案比较确定桥位； 2、根据地质、通航等确定桥梁长度、跨径、孔数、桥面设计标高、主拱 圈矢跨比； 3、确定桥梁的设计标高和矢跨比： 桥面标高 拱顶底面标高 起拱线标高 基础底面标高 根据跨径、拱顶、拱脚标高确定矢跨比（f/l) 备 注 拱桥的总体布置已经讲过， 以提问为主。 拱桥的 4大标高，重点强调！
拱轴线型选择和拱上建筑物的布置拱轴线型选择原则：尽可能降低由于荷载产生的弯矩值。合理拱轴：拱轴线与各种荷载的压力线相吻合；拱圈截面上轴向力，无弯矩作用，应合理拱轴线的定义：在自重作用下主拱圈受力类似轴力均匀；心受压构件。拱轴线选择应满足：尽量减小拱圈截面弯矩，使截面在附加内力影响下各主要截面的应力相差不大，并不出现拉应力：对于无支架施工，不用临时性施工措施，能满足各施工阶段的要求；计算方法简便：线型美观，便于施工：压力线作为拱轴线公路拱桥恒载所占比重大，一般采用恒载压力线作为拱轴线：特殊情况，活载较大时，如铁路拱桥，可用恒载加一半活载的压力线作为拱轴线。拱桥常用的拱轴线型一一一能表达为拱轴线方程①圆弧线优点：拱轴各点曲率相同，线型简单；适缺点：失跨比较大时，与恒载压力线偏离较大，拱圈受力不均：合于20m以下的小跨径拱桥：②抛物线一均匀荷载下，拱的合理拱轴适合：恒载分布比较接近均匀的拱桥，如矢跨比较小的大跨径空腹式拱桥、桁架拱、刚架拱等；4fy=2x二次抛物线：也可采用高次抛物线
拱轴线型选择和拱上建筑物的布置 拱轴线型 选择原则： 尽可能降低由于荷载产生的弯矩值。 合理拱轴： 拱轴线与各种荷载的压力线相吻合；拱圈截面上轴向力，无弯矩作用，应 力均匀； 拱轴线选择应满足： 尽量减小拱圈截面弯矩，使截面在附加内力影响下各主要截面的应力相差 不大，并不出现拉应力； 对于无支架施工，不用临时性施工措施，能满足各施工阶段的要求； 计算方法简便； 线型美观，便于施工； 压力线作为拱轴线 公路拱桥恒载所占比重大，一般采用恒载压力线作为拱轴线； 特殊情况，活载较大时，如铁路拱桥，可用恒载加一半活载的压力线作为 拱轴线。 拱桥常用的拱轴线型-能表达为拱轴线方程 ①圆弧线 优点：拱轴各点曲率相同，线型简单； 缺点：矢跨比较大时， 与恒载压力线偏离较大，拱圈受力不均； 适 合于 20m 以下的小跨径拱桥； ②抛物线—均匀荷载下，拱的合理拱轴 适合： 恒载分布比较接近均匀的拱桥，如矢跨比较小的大跨径空腹式拱 桥、桁架拱、刚架拱等； 二次抛物线： 也可采用高次抛物线 合理拱轴线的定义：在自重 作用下主拱圈受力类似轴 心受压构件。 x l f y 2 2 4 =
③悬链线实腹拱桥的合理拱轴线---恒载集度（单位长度的恒重）由拱顶向拱脚连续分布、逐渐增大：空腹拱桥恒载压力线在腹孔墩处有转折点，用悬链线作拱轴线与恒载压力线有偏离，但对拱圈控制截面有利：1悬链线作空腹拱的拱轴线可采用“五点重合法”即：在拱顶、跨径1/4及拱脚处使拱轴线与恒载压力线重合：2悬链线、高次抛物线是目前大、中跨径拱桥采用最普遍的拱轴线型；3.3、拱圈截面变化规律和截面尺寸拟定主拱圈：等截面及变截面型式：变截面：沿拱轴方向宽度不变，高度变化；或高度不变，宽度变化：增大截面I对降低应力不是最有效；对大跨或很陡的亏工拱桥根据拱厚系数确定：L.福[1-(1-n)5]cos p拱厚系数n与恒载与活载的比值有关：恒载比重大则n较小（拱厚变化大）反之较大。空腹n=0.3~0.5：实腹n=0.4~0.6；钢砼n=0.5~0.8：【f/1较小，上述的n取较小】三、截面尺寸拟定拱圈宽度：拱圈的宽度，主要取决于桥面的宽度，即行车道宽度与人行道宽度之和。拱圈高度：估算主拱圈高度的经验公式或数据，可作为设计计算时拟定截面尺寸的参考拱圈构造尺寸
③悬链线 实腹拱桥的合理拱轴线- 恒载集度（单位长度的恒重）由拱顶向拱脚 连续分布、逐渐增大；空腹拱桥恒载压力线在腹孔墩处有转折点，用悬链 线作拱轴线与恒载压力线有偏离，但对拱圈控制截面有利； 1 悬链线 作空腹拱的拱轴线可采用“五点重合法”即：在拱顶、跨径 1/4 及拱脚处 使拱轴线与恒载压力线重合； 2 悬链线、高次抛物线是目前大、中跨径拱桥采用最普遍的拱轴线型； 3.3、拱圈截面变化规律和截面尺寸拟定 主拱圈：等截面及变截面型式； 变截面：沿拱轴方向宽度不变，高度变化；或高度不变，宽度变化； 增大截面 I 对降低应力不是最有效； 对大跨或很陡的圬工拱桥， 根据拱厚系数确定： 拱厚系数 n 与恒载与活载的比值有关： 恒载比重大则 n 较小（拱厚变化大）反之较大。 空腹 n=0.3～0.5；实腹 n=0.4～0.6；钢砼 n=0.5～0.8；【f/l 较小， 上述的 n 取较小】 三、截面尺寸拟定 拱圈宽度：拱圈的宽度，主要取决于桥面的宽度,即行车道宽度与人行道 宽度之和。 拱圈高度：估算主拱圈高度的经验公式或数据，可作为设计计算时拟定截 面尺寸的参考 拱圈构造尺寸 [1 (1 n) ]cos I I d − − =
第25次课尾页内容小结思考题与作业《桥梁工程》，姚玲森，人民交通出版社；（教材）1.《桥梁工程》，范立础，人民交通出版社；参考资料《桥梁工程》，邵旭东，人民交通出版社；P4.项海帆院士报告，欧美桥梁发展现状，教学后记
第 25 次课尾页 内容小结 思考题与作 业 参考资料 1.《桥梁工程》，姚玲森，人民交通出版社；（教材） 2.《桥梁工程》，范立础，人民交通出版社； 3.《桥梁工程》，邵旭东，人民交通出版社； 4.项海帆院士报告，欧美桥梁发展现状， 教学后记