1. 拱桥的组成和分类
（1）拱桥的组成。
拱桥是由上部结构（桥跨结构）和下部结构两大部分组成的，图7.1.1 为拱桥各主要组成部分的名称。
图7.1.1 拱桥的主要组成部分
1—主拱圈；2—拱顶；3—拱脚；4—拱轴线；5—拱腹；6—拱背；7—起拱线；8—桥台；9—桥台基础；10—锥坡；11—拱上建筑； l0—净跨径；l —计算跨径； f0—净矢高； f —计算矢高
拱桥的上部结构主要由主拱圈和拱上建筑组成，拱圈是拱桥的主要承重结构。拱桥的下部结构由桥墩、桥台及基础等组成，用以支承桥跨结构，并将桥跨结构的荷载传至地基，且与两岸路堤相连接。
（2）拱桥的分类。
① 按结构体系分类。
a. 简单体系拱桥。
简单体系拱桥，可以做成上承式、中承式或下承式，均为有推力拱。
按照主拱的静力特点，简单体系拱桥又可以分成如下三种，见图7.1.2。
图7.1.2 拱圈（肋）的静力图式
三铰拱属静定结构,由于温度变化、支座沉陷等原因引起的变形不会在拱内产生附加内力，计算时无须考虑体系弹性变形对内力的影响。当地基条件不良，又需要采用拱式桥梁时，可以采用三铰拱。但铰的存在使其构造复杂，施工较困难，维护费用增高，而且减小了结构的整体刚度，降低了抗震能力，所以，三铰拱一般较少被采用。
两铰拱属一次超静定结构。两铰拱由于取消了拱顶铰，使结构整体刚度较三铰拱大，在墩台基础可能发生位移的情况下或坦拱中采用，较无铰拱可以减小基础位移、温度变化、混凝土收缩和徐变等引起的附加内力。
无铰拱属三次超静定结构。在自重及外荷载作用下，拱内的弯矩分布比两铰拱均匀，材料用量省。由于无铰，结构的整体刚度大，构造简单，施工方便，维护费用少，因此在实际中使用最为广泛。
b. 组合体系拱桥。
在拱式桥跨结构中，行车系与拱组合，或拱、梁、刚架多种结构体系组合，共同受力，称为组合体系拱桥。由于行车系与主拱的组合方式不同，其静力图式也不同。组合体系拱可分成无推力的和有推力的两类。
无推力的组合体系拱的推力由刚性梁或柔性杆件承受，墩台不承受水平推力，适用于地质不良的桥位处，墩台与梁式桥基本相似，体积较大，只能做成下承式桥梁，建筑高度很小，桥面高程可设计得很低，以降低纵坡、减小引桥长度，因此可以节省材料，但是施工比较复杂。根据拱肋和系杆的刚度大小及吊杆的布置形式，无推力的组合体系拱的分类见图7.1.3。
图7.1.3 无推力的组合体系拱
有推力的组合体系拱没有系杆，有单独的梁和拱共同受力，拱的推力仍由墩台承受。图7.1.4（a）是刚性梁柔性拱（倒蓝格尔拱），图7.1.4（b）是刚性梁刚性拱（倒洛泽拱）。
图7.1.4 有推力的组合体系拱
② 按主拱的截面形式分类。
主拱的横截面形式很多，通常可分为下面几种类型（图7.1.5）。
图7.1.5 拱肋横截面形式
a. 板拱桥。
板拱桥主拱圈采用矩形实体截面，构造简单、施工方便，使用广泛，但自重较大，不经济，通常在地基较好的中小跨径圬工拱桥中采用。
b. 肋拱桥。
肋拱桥是由两条或两条以上分离式拱肋组成承重结构的拱桥，拱肋之间靠横向联系梁连接成整体而共同受力。这种桥横截面积较小、节省材料、自重轻、跨越能力大，多用于较大跨径的拱桥，可以用圬工、钢筋混凝土、钢材建造。
c. 双曲拱桥。(www.xing528.com)
双曲拱桥主拱圈横截面由一个或数个小拱组成，其主拱圈在纵向和横向均呈曲线形，通常有拱肋、拱波、拱板和横向联系等几部分。公路双曲拱桥采用最多的是多肋波的截面形式，对于跨径和荷载较小的单车道桥可采用单波的形式。双曲拱桥施工工序多，组合截面的整体性差、易开裂，因此，只宜在中小跨径桥梁中采用。
d. 箱形拱桥。
箱形拱桥的拱圈横截面由几个箱室组成。截面挖空率大，为全截面的50%～70%，较实体板拱桥可减少圬工用料与自重，适用于大跨度拱桥。截面抗扭刚度大，横向整体性和稳定性好，特别适用于无支架施工。
e. 钢管混凝土拱。
钢管混凝土拱桥是近一时期蓬勃发展的新桥型。它是利用钢板先卷制成钢管管节，然后与钢板组拼成整拱或两个半拱架设成为钢管拱肋，最后在钢管内灌注高强混凝土。当混凝土达到设计强度后，与钢管黏合在一起共同承受荷载，并增强钢管拱肋的刚度和稳定性。这种形式的拱桥外形轻巧美观，目前已成功修建了数座，如北盘江大桥、青藏铁路拉萨河大桥等。
③ 按建筑材料分类。
拱桥按建筑材料可分为圬工拱桥、钢筋混凝土拱桥、钢拱桥和钢管混凝土拱桥。用砖石、素混凝土建造的拱桥称为圬工拱桥。用石料建造的拱桥，外形美观、养护简便，并可以就地取材，以减低造价。其缺点是自重大，跨越能力有限，石料的开采、加工和砌筑均需要较多的劳动力，且工期较长，适用于小跨径桥梁。钢筋混凝土拱桥施工较石拱桥方便，但由于混凝土抗拉强度低，跨越能力小，多用于小跨径桥梁。钢拱桥和钢管混凝土拱桥采用钢材或组合材料建造其上部结构，具有跨越能力大、自重轻的优点，适用于大跨度桥梁。
④ 按拱上结构形式分类。
a. 实腹式拱桥：其构造形式比较简单，施工方便，但自重大。
b. 空腹式拱桥：其圬工体积小，桥型美观，还可以增大泄洪能力，但施工不如实腹式拱桥简单。
⑤ 按主拱圈所采用的拱轴线形式分类。
拱桥按主拱圈所采用的拱轴线形式可分为圆弧拱、抛物线拱及悬链线拱。
2. 拱上建筑的构造
拱上建筑是拱桥的重要组成部分。按照拱上建筑采用的不同构造方式，拱桥分为实腹式和空腹式两种。
（1）实腹式拱上建筑。
实腹式拱上建筑构造简单，施工方便，填料数量较多，恒载较重，所以一般用于小跨径的拱桥。实腹式拱上建筑由拱腹填料、侧墙、护拱、变形缝、防水层、泄水管以及桥面系组成（图7.1.6）。
（2）空腹式拱上建筑。
大、中跨径的拱桥，特别是当矢高较大时，实腹式拱上建筑的填料用量多、自重大，因而以采用空腹式拱上建筑为宜。空腹式拱上建筑除具有实腹式拱上建筑相同的构造外，还具有腹孔和腹孔墩。
图7.1.6 实腹式拱上建筑构造（尺寸单位：cm）
① 腹孔。
根据腹孔构造，空腹式拱上建筑可分为拱式拱上建筑和梁式拱上建筑两种。
a. 拱式拱上建筑。
拱式拱上建筑构造简单，外形美观，但质量较大，一般同于圬工拱桥。其腹孔一般对称布置在靠拱脚侧的一定范围内，跨中存在一实腹段[图7.1.7（a）]。目前也有采用全空腹形式[图7.1.7（b）]的，一般以奇数孔为宜。
b. 梁式拱上建筑。
梁式腹孔拱上建筑可减轻拱上重量，改善拱圈在施工过程中的受力状况，可获得更好的经济效果。其结构有简支腹拱[图7.1.8（a）]、连续腹拱[图7.1.8（b）]和框架式腹拱[图7.1.8（c）等多种形式。
图7.1.7 拱式拱上建筑
图7.1.8 梁式拱上建筑
② 腹孔墩。
腹孔墩可分为横墙式[图7.1.9（a）]和排架式[图7.1.9（b）]两种。
图7.1.9 腹孔墩构造形式
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