刚架
拱桥是一种外观类似于斜腿刚架的拱桥,主要由刚架拱片、横系梁和桥面系统构成。刚架拱片作为拱肋与拱上建筑的整体承重结构,立面呈现拱形,通过横系梁和桥面系连接成为一体,共同承担荷载。相较于其他类型的拱桥,刚架拱桥的构件较少,重量较轻,能够节省材料,特别适合建造在
地基条件不佳的位置。
刚架拱桥是结合了
双曲拱桥、
桁架拱桥、
肋拱桥和
斜腿刚构桥等多种拱桥特性的新型桥型,属于有推力的高次超静定结构。它的大部分构件都处于偏心受压状态,没有纯拉构件,能有效利用混凝土的抗压能力。与桁架拱桥相比,刚架拱桥的混凝土和钢筋使用量均可减少,显示出显著的经济优势。此外,刚架拱桥的施工方法灵活多样,包括预制吊装、有支架吊装、悬臂拼装和转体施工法等。
刚架拱桥的上部结构由刚架拱片、横向连接系和桥面等部分组成。刚架拱片在施工期间承受上部构造的自重,在运营期间与桥面系一起承受恒载、活载和附加荷载,并将这些荷载传递至墩台。
实腹段的上缘为直线,下缘为曲线,通常占净跨径的0.4-0.5倍。其截面形状常为凸形,但对于大跨径的刚架拱桥,也可采用工字形、箱形等截面形式。实腹段内部的纵向受拉钢筋和受压钢筋需要用箍筋固定,箍筋直径不应小于8mm,间距不超过受力钢筋直径的10倍。
大、小节点处的杆件边缘应采用弧线过渡,确保过渡线起点接近同一截面。节点周围应设置包络钢筋,并确保主筋有足够的锚固长度。节点附近的箍筋应适当加密,以应对局部
应力。
刚架拱桥的理想跨径范围为25-70米。当跨径小于30米或弦杆配备预应力钢筋时,可以不设置斜撑。而对于较大的跨径(超过70米),可以在拱腿上增设斜撑,除了第一个斜撑直接支撑在桥台或墩柱上之外。实腹段的下底缘曲线通常采用二次
抛物线,但在实际设计中,也可能会采用
悬链线或圆弧线。拱腿的设计可以随着跨径的变化而变化,跨径在25-40米时,通常采用直杆;而在40米以上的跨径时,则更多考虑到美学因素,采用微曲杆件。