反兀型三铰拱桥,拱圈截面形式是拱肋在上,拱板在下,类似反二型。它的优点是:便于施工,外型美观, 结构合理,节约建材。反兀型三铰拱桥的拱轴线选择,拱圈内力计算,和一般三铰拱相同。
拱截面比较分析
三铰拱桥在受静、活荷载时,l / 4处断面弯矩值最大,因此仅就此截面,进行比较分析。
实际工程中拱圈为受压受弯构件,由于轴向压力的存在,使受拉应力有所缓和,但是反兀型断面对正兀型断面的优越性不会改变,由于轴向压力的存在而引起受压应力的增加,仍远远小于混凝土受压允许强度。
根据拱圈受力特性,和便于在拱脚拱顶处设铰,拱肋采取变高度,在拱脚拱顶处为零,在接近l / 4处取最大值,下面列出抛物线型拱轴线 ,受正弯矩时,拱肋高度变化系数。( 在实际工程中,拱板均采用等厚度。)
桥台形式选择
桥台是否稳定,至于拱圈的强度,只要施工时注意质量,则在设计计算和在实际运用中,都是足够安全的。
这种桥台的特点是:1、基坑开挖较浅,使地基壤土持力层一般在0.5米以上,不需要进行地基人工处理; 2、底板有较大的宽度,使得上部填土较多,增加桥台的稳定性,同时也减少地基应力;3、有较高的后墙台背, 后墙基坑开挖成倾斜形状,便于保持原状土不扰动。所靠的台背土抗力,对于抵抗拱圈推力,保持桥台稳定是一个必不可少的因素。
桥台设计要点:1、在拱圈推力H,垂直力V,自重,土重及墙后主动土压力作用下,合力作用线基本通过底板中心,使得底板前后地基反力均匀 ,并小于地基允许承载力。2、底板对地基的摩阻力加上墙后被动土压力之和,大于拱圈水平推力,这样拱圈在抗滑稳定方面,就有较可靠的保证。
施工注意事项
小跨径三铰拱桥计算理论十分简单,计算应力均小于材料容许应力。
1、了解地基 土质分布情况,使地基持力层至少应在海淤土以上50厘米,如果底板底面高程位于海淤土上或接近海淤土,则应进行可靠的加固处理。
2、 基坑开挖应力求保持原状土不扰动。对于保持桥台稳定,十分重要 。
3 、拱圈浇筑均用土模,土模宽度至少大于拱圈宽度1 ~ 2米,便于操作及立侧模,土模填筑要分层夯实牢固,表而平整并铺垫一层油毛毡或塑料布。
4 、拱板拱肋应分两次浇筑,待拱板达到一定强度后,再浇拱肋,注意拱板拱肋的养护工作。
5 、当拱板拱肋达到一定强度后,即可进行侧墙砌筑和拱上还土,要求对称进土,分层夯实 。
6、当拱板拱肋达到28天强度后,即可进行土模拆除。土模拆除亦要对称均衡,先从拱顶开始向两边对称开挖,土模拆除后,拱圈受力变形,拱顶必然下沉,因此在做土模时,应预留起拱度约 5 ~ 10 厘米。
7 、侧墙在拱顶处,要留有足够宽度的伸缩缝,避免侧墙产生裂缝 。