鋼桁架橋分類

鋼桁架橋按靜力

鋼桁架橋可分為簡支梁橋、連續(xù)梁橋和懸臂梁橋。

①簡支梁橋：主梁簡支在墩臺上,各孔獨立工作,不受墩臺變位影響。實腹式主梁構造簡單，設計簡便，施工時可用自行式架橋機或聯(lián)合架橋機將一片主梁一次架設成功。但簡支梁橋各孔不相連續(xù)，車輛在通過斷縫時將產生跳躍，影響車速的提高。因此，趨向于把主梁做成為簡支，而把橋面做成連續(xù)的形式。簡支梁橋隨著跨徑增大，主梁內力將急劇增大，用料便相應增多，因而大跨徑橋一般不用簡支梁。

②連續(xù)梁橋：主梁是連續(xù)支承在幾個橋墩上。在荷載作用時，主梁的不同截面上有的有正彎矩，有的有負彎矩，而彎矩的絕對值均較同跨徑橋的簡支梁小。這樣，可節(jié)省主梁材料用量。連續(xù)梁橋通常是將3～5孔做成一聯(lián)，在一聯(lián)內沒有橋面接縫，行車較為順適。連續(xù)梁橋施工時，可以先將主梁逐孔架設成簡支梁然后互相連接成為連續(xù)梁。或者從墩臺上逐段懸伸加長最后連接成為連續(xù)梁。近一、二十年，在架設預應力混凝土連續(xù)梁時，成功地采用了頂推法施工，即在橋梁一端（或兩端）路堤上逐段連續(xù)制作梁體逐段頂向橋孔，使施工較為方便。連續(xù)梁橋主梁內有正彎矩和負彎矩，構造比較復雜。此外，連續(xù)梁橋的主梁是超靜定結構，墩臺的不均勻沉降會引起梁體各孔內力發(fā)生變化。因此，連續(xù)梁一般用于　地基條件較好、跨徑較大的橋梁上。1966年建成的美國亞斯托利亞橋，是跨徑最大的鋼桁架連續(xù)梁橋，它的跨徑為376米。

③懸臂梁橋：又稱伸臂梁橋。是將簡支梁向一端或兩端懸伸出短臂的橋梁。這種橋式有單懸臂梁橋或雙懸臂梁橋。懸臂梁橋往往在短臂上擱置簡支的掛梁，相互銜接構成多跨懸臂梁。有短臂和掛梁的橋孔稱為懸臂孔或掛孔，支持短臂的橋孔稱為錨固孔。懸臂梁橋的每個掛孔兩端為橋面接縫，懸臂端的撓度也較大，行車條件并不比簡支梁橋有所改善。懸臂梁一片主梁的長度較同跨簡支梁為長，施工安裝上相應要困難些。對預應力混凝土懸臂梁橋多采用懸臂拼裝或懸臂澆筑的方法施工。為適應懸臂施工法的發(fā)展，保證主梁的內力狀態(tài)和施工時一樣，出現(xiàn)一種沒有錨固孔，并把懸伸的短臂和墩身直接固結在立面上，形成預應力混凝土 T形剛架橋，這種橋在20世紀50年代后發(fā)展起來。

鋼桁架橋按材料

有木梁橋、石梁橋、鋼梁橋、鋼筋混凝土梁橋、預應力混凝土梁橋以及用鋼筋混凝土橋面板和鋼梁構成的結合梁橋等。木梁橋和石梁橋只用于小橋；鋼筋混凝土梁橋用于中、小橋；鋼梁橋和預應力混凝土梁橋可用于大、中橋。

鋼桁架橋按結構

有實腹梁橋和桁架梁橋兩大類。實腹梁橋的截面積主要由彎矩決定，而彎矩大致與跨度的平方成正比（均布荷載條件下），當跨度大時，梁的腹板上的平均法向應力頗小，不能使材料充分利用，所以跨度不宜做得太大；桁架梁橋的桿件承受軸向力，材料能充分利用，自重較輕，跨越能力大，多用于建造大跨度橋。但實腹梁橋構造簡單，制造與架設均較方便。由于這兩種梁式橋的受力性質不同，實腹梁橋以用于預應力混凝土橋為主，而桁架梁橋則多用于鋼橋。

（1）梁墩柱剛性連接，梁因墩柱的抗彎而卸載，整個體系是壓彎結構，也是有推力結構。

（2）鋼桁架橋的橋下凈空比拱橋大，在同樣凈空要求下可修建較小的跨徑。

（3）鋼桁架橋施工較復雜，一般用于跨度不大的城市或公路的跨線橋和立交橋。

（4）采用預應力混凝土和懸臂施工的鋼桁架橋，己成為大跨度橋梁競爭方案之一。

一般用于跨徑不大的城市橋或公路高架橋和立交橋

鋼筋混凝土：中、小跨徑

預應力鋼筋混凝土：大跨度

直腿剛架（門式）和斜腿剛架：中、小跨徑

T形剛構、連續(xù)剛構：大跨度

（1）剛架構造分為直腿剛架（門式）和斜腿剛架。

（2）V形墩鋼桁架橋：為減少支柱肩部的負彎矩峰值，將支柱做成V形墩形式。

（3）帶拉桿形式：為方便采用懸臂施工，并且減少跨中正彎矩和撓度值，做成兩端帶拉桿的結構形式，施工時可在端部臨時壓重。

（4）T形剛構：橋跨結構的上部梁在墩上采用兩邊平衡懸臂施工，首先形成一個T字形的懸臂結構，然后相鄰的兩個T形懸臂在跨中可用剪力鉸或跨徑較小的掛梁聯(lián)成一體，稱為帶鉸或帶掛孔的T形剛構。

（5）連續(xù)剛構：如果在跨中采用預應力鋼筋和現(xiàn)澆混凝土聯(lián)成整體，則為連續(xù)剛構，亦稱為連續(xù)一剛構連續(xù)體系,簡稱為連續(xù)剛構橋。

簡稱門架橋，其腿和梁垂直相交呈門架形。腿所受的彎矩將隨腿和梁的剛度比率的提高而增大。用鋼或鋼筋混凝土制造的門架橋，多用于跨線橋。至于T形剛構橋(特點是在跨中有鉸)，及將腿做成V形兩撐桿與梁剛性相連的連續(xù)梁橋，其外形均與多跨的門架橋相近，但內力分布規(guī)律則不同(見預應力混凝土橋)。門架橋可分：①單跨門架橋。用鋼制造時，腿腳常設鉸，形成兩鉸門架。用鋼筋混凝土制造時，腿腳可設鉸;也可和基礎固結，形成固端單跨門架橋，主要用于地質良好處。②雙懸臂單跨門架橋。將梁的兩端懸伸至門腿之外，在懸伸端加平衡重或在懸伸端和腿腳間設置預應力拉桿，可使梁的支承截面產生較大的負彎矩，以降低梁的跨中正彎矩，相應地降低梁高，有利于修建跨線橋。③多跨門架橋。多用于跨度不大的跨線橋。④三跨兩腿門架橋。這種橋在兩端設有橋臺，采用預應力混凝土時，可將跨度做得較大。例如，美國1981年在休斯敦航道上修建的公路橋，分跨為114.3 228.7 114.3米。

剛架腿是斜置的，兩腿和梁中部的軸線大致呈拱形，這樣，腿和梁所受的彎矩比同跨度的門式剛架顯著減小，而軸向壓力有所增加。同上承式拱橋相比，這種橋不需要拱上結構，構件數(shù)目較少；當橋面較窄（如單線鐵路橋）而跨度較大時，可將其斜腿在橋的橫向放坡，以保證橋的橫向穩(wěn)定。著名的預應力混凝土斜腿鋼桁架橋有：聯(lián)邦德國霍雷姆鐵路橋(1953年，腿鉸跨度85.5米)，中國邯(鄲)長(治)鐵路濁漳河橋(1981年，腳鉸跨度82.0米)，法國圣米歇爾公路橋（1957年，按墩的中心距計的分跨為1×60 5×65.2米）等。著名的鋼斜腿鋼桁架橋有：盧森堡阿爾澤特公路橋（1965年，腳鉸跨度234.1米），南斯拉夫內雷特瓦鐵路橋(1966年，100米)，法國馬蒂格公路橋（1972年，210米），意大利斯法拉沙(Sfalasha)公路橋（1972年，376米），及中國安康漢江鐵路橋（1982年，176米）等。

（1）梁墩柱剛性連接，梁因墩柱的抗彎而卸載，整個體系是壓彎結構，也是有推力結構。

（2）鋼桁架橋的橋下凈空比拱橋大，在同樣凈空要求下可修建較小的跨徑。

（3）鋼桁架橋施工較復雜，一般用于跨度不大的城市或公路的跨線橋和立交橋。

（4）采用預應力混凝土和懸臂施工的鋼桁架橋，己成為大跨度橋梁競爭方案之一。

第一篇規(guī)劃與設計

第1章概述

1.1國外鋼桁架橋梁建設與發(fā)展

1.2國內鋼桁架橋梁建設與發(fā)展

1.3特大跨鋼桁拱橋技術特點

1.4特大跨鋼桁拱橋特點

1.5重慶朝天門大橋技術創(chuàng)新

第2章特大跨鋼桁拱橋方案研究與設計

2.1概述

2.2主要技術標準和建設條件

2.3工程初步方案

2.4結構體系設計

2.5架設流程設計

第3章特大跨鋼桁拱橋結構設計

3.1概述

3.2結構材料選用

3.3主桁結構設計

3.4聯(lián)結系結構設計

3.5橋面系結構設計

3.6吊索及輔助系桿設計

3.7桁拱的拱度設計

3.8結構力學行為分析

3.9鋼梁防腐涂裝設計

第4章特大跨鋼桁拱橋施工設計

4.1概述

4.2架設流程與鋼梁安裝設計

4.3架設過程體系轉換設計

4.4成橋狀態(tài)跨度及幾何、受力控制思想與允許范圍

4.5主要工況下的結構預控分析

第5章特大跨鋼桁拱橋設計技術創(chuàng)新

5.1概述

5.2三跨連續(xù)體系與支承設計

5.3高強鋼板材應用

5.4基于焊接收縮變形及板桁溫差的部分板桁結合橋面設計

5.5先拱后梁架設工藝設計

第二篇加工與制造

第1章概述

1.1鋼橋制造技術發(fā)展

1.2重慶朝天門大橋鋼結構工程特點

1.3重慶朝天門大橋鋼桁結構制造技術創(chuàng)新

第2章高強厚板橋梁鋼焊接技術

2.1高強厚板橋梁鋼

2.2超低碳貝氏體橋梁鋼Q420q試驗

2.3Q420q鋼焊接工藝評定試驗

2.4Q420q鋼應用

第3章特大型桿件加工與制造

3.1概述

3.2特大型變截面桿件制造技術

3.3節(jié)點板制造技術

3.4橫梁制造技術

3.5鋼橋面板塊拼裝技術

3.6整體鋼拱座制造技術

第4章試拼裝技術

4.1概述

4.2試拼裝技術

4.3試拼裝方案

4.4拼裝工藝流程及技術標準

4.5精度控制

4.6試拼裝技術應用

第5章橋梁鋼結構防腐

5.1概述

5.2鋼橋防腐體系

5.3鋼橋防腐影響因素與對策

5.4鋼桁結構涂裝工藝及質量控制

5.5附屬設施防腐

第6章15000t級球形支座研究與制造

6.1前言

6.215000t級球形支座設計

6.3支座設計計算

6.4支座鋼結構焊接技術要求

6.5支座黏結技術要求

6.6支座試驗檢測

第三篇架設與控制

第1章概述

1.1大跨徑拱橋建造工法

1.2重慶朝天門大橋結構及架設施工特點

第2章特大跨鋼桁拱橋施工方案研究

2.1施工方案比選

2.2架設施工總體方案與實施流程

2.3架設施工關鍵技術

2.4特大跨鋼桁拱橋架設施工控制原則、內容與方法

2.5大型設備施工設計

第3章架設施工過程結構分析

3.1概述

3.2基于空間梁索單元的施工全過程結構分析

3.3非線性對施工過程影響分析

3.4施工全過程彈性、彈塑性穩(wěn)定分析

3.5施工初始缺陷對結構性能影響分析

3.6分析結論與創(chuàng)新

第4章特大跨鋼桁拱橋桁拱架設與控制

4.1桁拱架設施工設計

4.2碼頭棧橋預拼場設計

4.3邊跨安裝輔助臨時墩

4.4中跨架設輔助斜拉扣掛系統(tǒng)

4.5鋼梁架設預偏狀態(tài)（位置）確定

4.6鋼梁架設

4.7鋼桁拱合龍施工

4.8臨時墩脫空控制

4.9抗傾覆技術措施

4.10斜拉扣掛扣索索力施加與控制

4.11桁拱狀態(tài)調整及線性控制

第5章中跨剛性系桿架設及控制

5.1中跨剛性系桿架設施工設計

5.2臨時系桿索設計、安裝及索力控制

5.3剛性系桿安裝與合龍控制

第6章鋼橋面板安裝與控制

6.1橋面系安裝工藝

6.2鋼橋面板焊接及變形控制

第四篇試驗與研究

第1章概況

1.1試驗研究內容

1.2主要試驗研究結果

第2章結構靜力模型試驗

2.1概述

2.2試驗模型設計與制作

2.3靜力模型有限元分析

2.4結構安裝主要工況和運營階段模擬試驗

2.5結構安裝主要工況和運營階段關鍵構件安全性評估

2.6結語

第3章結構動力性能試驗研究

3.1概述

3.2模態(tài)分析與試驗研究

3.3車橋耦合振動分析

第4章風洞試驗

4.1前言

4.2結構動力特性分析

4.3節(jié)段模型試驗研究

4.4全橋氣彈模型試驗研究

4.5風洞試驗結論

第5章結構抗震性能試驗研究

5.1概述

5.2主橋抗震性能理論分析

5.3振動臺模型試驗

5.4結構抗震試驗研究結論

第6章鋼桁架節(jié)點疲勞試驗研究

6.1概述

6.2疲勞試驗結構分析

6.3疲勞荷載的制訂

6.4疲勞試驗設計

6.5疲勞試驗結果分析

6.6拱桁交叉節(jié)點連接構造使用壽命分析

6.7主桁與橫梁連接節(jié)點連接可靠性評價

第7章板桁溫差效應測試研究

7.1板桁溫差的發(fā)現(xiàn)

7.2測試內容

7.3溫度場測點布置

7.4溫度傳感器選擇

7.5橋道結構上層構件溫度測試

7.6橋道結構上緣主桁上弦桿溫度

7.7橋道結構下層構件溫度測試

7.8橋道結構下緣主桁下弦桿溫度

7.9下層系桿桿件溫度

7.10溫差結果分析

7.11測試研究結論與成果應用

參考文獻