大跨度中承式拱橋結(jié)構(gòu)體系.pdf

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1、2013年7月第7期城市道橋與防洪橋梁結(jié)構(gòu)69大跨度中承式拱橋結(jié)構(gòu)體系馮希訓(xùn)，徐利平，張叢(1．天津市市政工程設(shè)計(jì)研究院，天津市300051；2．同濟(jì)大學(xué)建筑設(shè)計(jì)研究院，上海市200092)摘要：將大跨度中承式拱橋的結(jié)構(gòu)體系歸結(jié)為有推力單拱體系、自平衡連拱體系、自平衡剛構(gòu)式連拱體系、剛構(gòu)與下承式拱組合體系、具有梁橋支承體系的連拱結(jié)構(gòu)等5種結(jié)構(gòu)體系，并分析了這5種結(jié)構(gòu)體系的受力、傳力規(guī)律。結(jié)合已建實(shí)際工程案例，總結(jié)了各體系總體設(shè)置參數(shù)及構(gòu)造形式。關(guān)鍵詞：大跨度；中承式拱橋；結(jié)構(gòu)體系中圖分類號(hào)：U448．22文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：B文章編號(hào)：100

2、9—7716(2013)07—0069—04受力特點(diǎn)進(jìn)行對(duì)比研究，現(xiàn)將中承式拱橋結(jié)構(gòu)體0引言系分為以下5種。在目前的大跨度橋梁設(shè)計(jì)中，中承式拱橋是1．1有推力單拱體系優(yōu)先考慮的橋型之一。它具有優(yōu)越的力學(xué)特點(diǎn)和單拱體系即一孔跨越河流、山谷等障礙的單廣泛的適用場(chǎng)合。許多拱橋?yàn)楸苊鈨砂稑蚺_(tái)及基孔拱橋體系，主拱圈是主要承重構(gòu)件，承受橋上全礎(chǔ)的水中施工困難和拱肋防撞問題，起拱線設(shè)于部荷載，并通過其拱腳傳給墩臺(tái)與基礎(chǔ)。單拱體系常水位或低水位之上，在一定的跨徑和矢跨比條拱橋按照主拱的靜力特點(diǎn)又可分為三鉸拱、兩鉸件下，拱的矢高遠(yuǎn)大于起拱線與橋面標(biāo)高間

3、的距拱和無鉸拱，而單跨中承式拱橋多采用有推力的離，就無法采用上承式，而多采用中承式。無鉸拱體系。無鉸拱屬外部三次超靜定結(jié)構(gòu)，在自海諾·嗯戈?duì)枌⒔Y(jié)構(gòu)體系定義為：“結(jié)構(gòu)內(nèi)部重及外荷載作用下，拱內(nèi)彎矩分布均勻，材料用量荷載的傳遞方式以及為保持結(jié)構(gòu)內(nèi)部平衡而形成省。但是，由于其超靜定次數(shù)高，溫度變化、材料收的內(nèi)力狀態(tài)”。針對(duì)中承式拱橋，一般而言其傳力縮徐變、結(jié)構(gòu)變形、墩臺(tái)位移均會(huì)在拱內(nèi)產(chǎn)生較大方式為：橋面荷載直接作用在橋面上，對(duì)于以拱為附加力，所以無鉸拱一般建造在地基良好的條件主要承重構(gòu)件的結(jié)構(gòu)體系，橋道系把作用力通過下。但是，附加內(nèi)力的影響

4、會(huì)隨著跨徑增大而相對(duì)吊桿和立柱傳遞到主拱肋上，主拱肋又把這些作減小，故無鉸拱仍是大跨度橋梁采用較多的一種用力傳遞到拱座和地基，形成傳力主從結(jié)構(gòu)；對(duì)于構(gòu)造形式，特別適用于能一跨跨越河流、山谷的西以梁為主或拱梁共同承重的結(jié)構(gòu)體系，還有一部部山區(qū)地帶，如圖1所示。廣西邕寧邕江大橋、四川分橋面荷載由系梁來承受。但是，隨拱、梁間結(jié)合宜賓南門金沙江大橋、重慶巫山巫峽長(zhǎng)江大橋即采方式不同，最終又表現(xiàn)出不同的受力狀態(tài)。用該種體系。其總體設(shè)計(jì)參數(shù)、構(gòu)造形式見表1。目前文獻(xiàn)關(guān)于中承式拱橋受力特性的研究，1．2自平衡連拱體系主要集中在某座具體拱橋或者拱肋、

5、橫撐、吊桿、“連拱”即連續(xù)的多孔拱橋，當(dāng)支承在有限剛主梁等某個(gè)具體構(gòu)件上，缺乏對(duì)中承式拱橋結(jié)構(gòu)度橋墩上時(shí)，某一孔受到活載作用，其拱腳連同橋體系的系統(tǒng)分類和研究。本文將大跨度中承式拱墩墩頂將一同發(fā)生位移和轉(zhuǎn)角，引發(fā)連拱效應(yīng)；橋的結(jié)構(gòu)體系分為5種，即有推力單拱體系、自平“自平衡”即在兩邊拱端部張拉系桿，以平衡恒載衡連拱體系、自平衡剛構(gòu)式連拱體系、剛構(gòu)與下承作用下中墩基礎(chǔ)的水平推力，因此中墩基礎(chǔ)只承式拱組合體系、具有梁橋支承體系的連拱結(jié)構(gòu)，旨受溫度荷載、活載等產(chǎn)生的水平推力，能適應(yīng)軟土在分析這5種結(jié)構(gòu)體系的受力、傳力規(guī)律，并結(jié)合地基地質(zhì)條件

6、。已建實(shí)際工程案例，總結(jié)各體系總體設(shè)計(jì)參數(shù)及采用自平衡連拱體系的較大跨度中承式拱橋構(gòu)造形式，供類似設(shè)計(jì)參考。多配合無主梁的“橫梁+橋面板”橋道系形式，通常將較大跨一孔的矢跨比做大以減小大跨的水平1大跨度中承式拱橋結(jié)構(gòu)體系推力，并通過邊拱來平衡主拱產(chǎn)生的水平推力，亦通過對(duì)已建大跨度中承式拱橋的構(gòu)造形式、常在兩邊跨端部橫梁之間設(shè)置柔性系桿來平衡恒載作用下連拱剩余的水平推力(見圖2)。廣州、r髻收稿日期：2013—02—05作者簡(jiǎn)介：馮希訓(xùn)(1984一)，男，山東德州人，碩士，工程師，從沙大橋、武漢市江漢五橋、南昌生米大橋即采用自事橋梁設(shè)計(jì)

7、工作。平衡連拱體系，其總體設(shè)計(jì)參數(shù)、構(gòu)造形式見表2。70橋梁結(jié)構(gòu)城市道橋與防洪2013年7月第7期表2已建自平衡連拱體系大跨度中承式拱橋設(shè)計(jì)參數(shù)及構(gòu)造形式圖1單跨無鉸拱體系表1已建有推力單拱體系大跨度中承式拱橋總體設(shè)計(jì)參數(shù)及構(gòu)造形式?形妻?=囊邊-?拱肋截面薔凝土拱肋截謄’囂蕈蓁囊邊拱：R箱粱塑邊拱：Rc矩形截面嘉箸募0囊呈：嫠?拱邊界于設(shè)拱盆式座橡；邊膠跨支端座部喜蓋箸軍；h囂囂鬟3合個(gè)的方主式墩連處接固，蓁在結(jié)一橋面系形形式式形凝鋼土縱Ⅱ耄梁形+橋預(yù)面制板混一翟?RC莖力面橫板粱+髫槽形橋鋼橫粱和拱肋立橋面板在與拱橋面系與拱柱間設(shè)

8、雙向活動(dòng)行車道板支承于橫交接處支撐在肋連接方式抗震球形支座(釋梁上．漂浮體系肋間橫梁上并放彎矩和溫度力)設(shè)伸縮縫圖2自平衡連拱體系1．3自平衡剛構(gòu)式連拱體系邊跨主梁與邊拱肋、橋面以下主拱肋、拱上立柱組成剛性三角區(qū)，主梁為