剛架拱橋教材

剛架拱橋

剛架拱橋是在雙曲拱橋、桁架拱橋、肋拱橋和斜腿剛架橋基礎上發(fā)展起來的另一種新橋型。屬于有推力的高次超靜定結構。由于它具有構件少，自重輕，整體性好，剛度大，施工簡便，經濟指標較先進，造型美觀等優(yōu)點，在我國得到了廣泛應用。

剛架拱橋的上部結構由剛架拱片、橫向聯(lián)結系和橋面系等部分組成。1.主拱腿；2.實腹段；3.腹孔段(中腹孔和邊腹孔)；4.次拱腿；5.橫隔板。1.剛架拱的構造5.橫隔板；6.微彎板；7.懸臂板；8.現(xiàn)澆橋面；9.現(xiàn)澆接頭。

主梁和主拱腿的交接處稱為主節(jié)點，次梁和次拱腿的交接處稱為次節(jié)點。節(jié)點構造一般均按固結設計，并配置鋼筋。主拱腿和次拱腿的支座分別稱為主支座和次支座，根據(jù)構造型式和所選計算圖式不同，可以采用固結和鉸接(平鉸或較完善的弧形鉸)。主梁和主拱腿構成的拱形結構的幾何形狀是否合理，對全橋結構的受力有顯著的影響。主梁和次梁的梁肋上緣線一般與橋面縱向平行，主梁下邊緣線一般可采用：二次拋物線、圓弧線或懸鏈線，使主梁成為變截面構件。主拱腿可根據(jù)跨徑大小和施工方法等不同，設計成等截面直桿或微曲桿。有時從美觀考慮，也可采用與主梁同一曲線的弧形桿，同時可改善梁、拱腿的受力性能。

根據(jù)不同的施工方法和條件（運輸、安裝能力等），剛架拱片可以采用現(xiàn)澆或預制安裝方法施工，目前大多數(shù)采用后者。為了減小吊裝重量，可將實腹段和縱梁、斜撐等分別預制，現(xiàn)澆混凝土接頭連接。當跨徑較大時，縱梁還可分段預制。橫向聯(lián)系是為使剛架拱片聯(lián)成整體共同受力、并保證橫向穩(wěn)定而設置的。為了簡化構造，橫向聯(lián)系可采用預制裝配式的橫系梁和橫隔板形式，其間距視跨徑大小酌情布置，一般取為3～5m。一般在剛架拱片的跨中，主、次節(jié)點，次梁端部等處設置橫系梁。當跨徑較大或者跨徑小、橋面很寬時，為加強跨中實腹段剛架拱片間的橫向整體性，有利于荷載的橫向分布，可增設直抵橋面板的橫隔板。橋面系可由預制微彎板、現(xiàn)澆混凝土填平層、橋面鋪裝等部分組成，也可采用預制空心板、現(xiàn)澆混凝土層及橋面鋪裝構成。

剛架拱橋屬于有水平推力的輕型鋼筋混凝土拱式結構，目前多用于中等跨徑橋梁，它也是在軟土地基上修建拱橋的實踐中發(fā)展起來的一種新橋型，還待今后不斷的總結和提高。

2.剛架拱主要構造尺寸擬定剛架拱跨中截面的高度，可采用如下經驗公式估算：式中：－跨中截面高度(mm)；

－拱圈凈跨徑(mm);

－荷載系數(shù)，對于公路－I級為1.4，公路－II級為1.2。對于橋墩剛度較小的多跨剛架拱橋，跨中截面的高度通常約為跨徑的1/30～1/50。剛架拱片的數(shù)量與橋寬、跨徑等有關。拱片間距一般約為2.0～3.5m左右，當預應力混凝土空心板和預應力剛架拱片配合使用時，片間距離還可適當加大，減少拱片數(shù)量，可以取得較好的經濟效果。剛架拱片各主要節(jié)點的位置不僅關系到結構的受力狀況，也關系到全橋的外形美觀。主節(jié)點位置由實腹段長度和拱腿斜度確定。一般情況下，實腹段長度約為橋梁跨徑的0.4～0.5倍，拱腿與水平線夾角在30度左右，主節(jié)點位置取在0.25～0.3跨徑處。次節(jié)點的位置則與主節(jié)點位置和空腹段邊縱梁（墩或臺至第一根斜撐之間）跨度的大小有關，當只有一根斜撐的拱片，一般可將次節(jié)點布置在縱梁的中點附近，以改善縱梁的內力。實腹段一般為變截面構件，其底緣的弧線可采用矢跨比為1/16～1/20左右的二次拋物線或其他曲線，此時拱腿可采用直桿或微曲桿。為了改善拱片受力和美觀，拱腿與實腹段也可采用同一根曲線。剛架拱片的厚度一般為200～400mm，為了簡化施工，實腹段、斜撐均采用相同寬度?？v梁的高度由邊縱梁（無斜撐水平分壓力作用）的受力所控制，一般小于拱的跨中高度。實腹段、縱梁采用凸形截面，斜撐采用矩形截面。斜撐高度約為其高度的2.5～3.5倍。在初步擬訂截面尺寸后，再經過試算進行調整。其他相似構造的尺寸同桁架拱。3.剛架拱的計算(1)基本假定及計算模型1)恒載作用時，拱腿腳和斜撐腳均為鉸接，活載作用時，拱腿腳固結，斜撐腳鉸接、弦桿支座無論恒載、活載，均作為允許水平位移的豎向鏈桿。2)恒載全部由剛架拱片與橫系梁組成的結構承擔。3)活載和附加力由裸拱片與橋面系組成的整體結構承擔（不包括橋面磨耗層）。4)考慮活載的橫向分布，可按彈性支承連續(xù)梁簡化法或其他方法計算。5)在內力計算中，按單元全截面特征進行計算，在配筋計算中