石拱桥的建筑学原理是什么

如题所述

第1个回答  2015-04-19

    一,石拱桥的建筑学原理:

    拱桥中的力学原理, 就是通过一个水平推力把原本由荷载产生的弯矩应力变成压应力或者大部分转化为压应力.拱区别于梁的最大之处就是存在水平推力,如果这个水平推力和支座反力以及作用于其上的荷载的合力的作用点和方向刚好通过拱的轴线,这样的拱就是合理拱,而这样的拱是只受压应力的.如果两者不是重合的,那就存在一定的弯矩应力.但一般情况在拱的弯矩小于相同跨度的梁的.我们知道石材的抗压性能是很好的,而抗拉性能是较抗压性能差的,通过拱的原理,就可以把抗压性能好的石材在抗压方面的特点充分利用,并且能避免抗拉方面的不足.拱桥的抗压原理,作用于桥梁上的恒载、车道荷载、人群荷载均是方向向下的,而且拱脚受到竖向和水平向的约束,为了达到力系的平衡拱圈就必然有水平内力分力和竖直内力分力,两者在拱轴线切向的分力之和一般不为0,这个力就是轴力,而且该轴力一般为压力,因此拱圈受压。

    二,基本简介:

    石拱桥用天然石料作为主要建筑材料的拱桥,这种拱桥有悠久的历史,在石史料丰富的地区,仍在继续修建,但已向轻型方向发展。中国的赵州桥是世界上还保存着的最古老的一座石拱桥。

    三,基本类型:

    按结构材料分类,桥梁主要有石桥和木桥两种,依跨数有单跨与多跨之别,依结构型式则有拱桥与梁桥。拱桥大都是石桥,也有个别为木结构,称叠梁拱桥;梁桥又有平梁与悬臂梁之别,前者可能是石结构也可能是木结构,后者都是木结构。在所有桥的桥面上都可以建造桥廊或亭阁一类建筑,构成特别美丽的形象,称为廊桥。总之,为满足不同场合下的不同需要,桥梁有多种类型。

    四,施工方法:

    1、砌筑拱圈前,应根据拱圈跨径、矢高、厚度及拱架的情况,设计拱圈砌筑程序,砌筑时,须设置变形观测缝,随时注意观测拱架的变形情况,必要时对砌筑程序进行调整,控制拱圈的变形。

    2、跨径小于等于10m的拱圈,当用满布式拱架砌筑时,可从两端拱脚起顺序向拱顶方向对称、均衡地砌筑,最后砌拱顶石。当用拱式拱架砌筑时,宜分段、对称地先砌筑拱脚和拱顶段,后砌1/4跨径段。

    3、跨径10~20m的拱圈,不论用何种拱架,每半跨均应分成三段砌筑,先砌拱脚段和拱顶段,后砌1/4跨径段,两半跨应同时对称地进行。分段砌筑的拱段,其倾斜角大于砌块与模板间的摩擦角时,应在拱段下侧临时设置支撑,避免拱段滑移。

    4、跨径大于等于20m的拱圈,一般采用分段砌筑或分环分段相结合的方法砌筑,必要时应对拱架预加一定的压力。分环砌筑时,应待下环砌筑合龙、砌缝砂浆强度达到设计强度的75%以上后,再砌筑上环。

    5、多孔连续拱桥拱圈的砌筑,应考虑连拱的影响,制定相应的砌筑程序。

    五,图示:


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