[科普中国]-钢桁架桥

受力特点

（1）梁墩柱刚性连接，梁因墩柱的抗弯而卸载，整个体系是压弯结构，也是有推力结构。

（2）钢桁架桥的桥下净空比拱桥大，在同样净空要求下可修建较小的跨径。

（3）钢桁架桥施工较复杂，一般用于跨度不大的城市或公路的跨线桥和立交桥。

（4）采用预应力混凝土和悬臂施工的钢桁架桥，己成为大跨度桥梁竞争方案之一。1

分类按静力钢桁架桥可分为简支梁桥、连续梁桥和悬臂梁桥。

①简支梁桥：主梁简支在墩台上,各孔独立工作,不受墩台变位影响。实腹式主梁构造简单，设计简便，施工时可用自行式架桥机或联合架桥机将一片主梁一次架设成功。但简支梁桥各孔不相连续，车辆在通过断缝时将产生跳跃，影响车速的提高。因此，目前趋向于把主梁做成为简支，而把桥面做成连续的形式。简支梁桥随着跨径增大，主梁内力将急剧增大，用料便相应增多，因而大跨径桥一般不用简支梁。1

②连续梁桥：主梁是连续支承在几个桥墩上。在荷载作用时，主梁的不同截面上有的有正弯矩，有的有负弯矩，而弯矩的绝对值均较同跨径桥的简支梁小。这样，可节省主梁材料用量。连续梁桥通常是将3～5孔做成一联，在一联内没有桥面接缝，行车较为顺适。连续梁桥施工时，可以先将主梁逐孔架设成简支梁然后互相连接成为连续梁。或者从墩台上逐段悬伸加长最后连接成为连续梁。近一、二十年，在架设预应力混凝土连续梁时，成功地采用了顶推法施工，即在桥梁一端（或两端）路堤上逐段连续制作梁体逐段顶向桥孔，使施工较为方便。连续梁桥主梁内有正弯矩和负弯矩，构造比较复杂。此外，连续梁桥的主梁是超静定结构，墩台的不均匀沉降会引起梁体各孔内力发生变化。因此，连续梁一般用于 地基条件较好、跨径较大的桥梁上。1966年建成的美国亚斯托利亚桥，是目前跨径最大的钢桁架连续梁桥，它的跨径为376米。1

③悬臂梁桥：又称伸臂梁桥。是将简支梁向一端或两端悬伸出短臂的桥梁。这种桥式有单悬臂梁桥或双悬臂梁桥。悬臂梁桥往往在短臂上搁置简支的挂梁，相互衔接构成多跨悬臂梁。有短臂和挂梁的桥孔称为悬臂孔或挂孔，支持短臂的桥孔称为锚固孔。悬臂梁桥的每个挂孔两端为桥面接缝，悬臂端的挠度也较大，行车条件并不比简支梁桥有所改善。悬臂梁一片主梁的长度较同跨简支梁为长，施工安装上相应要困难些。目前对预应力混凝土悬臂梁桥多采用悬臂拼装或悬臂浇筑的方法施工。为适应悬臂施工法的发展，保证主梁的内力状态和施工时一样，出现一种没有锚固孔，并把悬伸的短臂和墩身直接固结在立面上，形成预应力混凝土 T形刚架桥，这种桥在20世纪50年代后发展起来。1

按材料有木梁桥、石梁桥、钢梁桥、钢筋混凝土梁桥、预应力混凝土梁桥以及用钢筋混凝土桥面板和钢梁构成的结合梁桥等。木梁桥和石梁桥只用于小桥；钢筋混凝土梁桥用于中、小桥；钢梁桥和预应力混凝土梁桥可用于大、中桥。1

按结构有实腹梁桥和桁架梁桥两大类。实腹梁桥的截面积主要由弯矩决定，而弯矩大致与跨度的平方成正比（均布荷载条件下），当跨度大时，梁的腹板上的平均法向应力颇小，不能使材料充分利用，所以跨度不宜做得太大；桁架梁桥的杆件承受轴向力，材料能充分利用，自重较轻，跨越能力大，多用于建造大跨度桥。但实腹梁桥构造简单，制造与架设均较方便。由于这两种梁式桥的受力性质不同，实腹梁桥以用于预应力混凝土桥为主，而桁架梁桥则多用于钢桥。1

适用范围一般用于跨径不大的城市桥或公路高架桥和立交桥

钢筋混凝土：中、小跨径

预应力钢筋混凝土：大跨度

直腿刚架（门式）和斜腿刚架：中、小跨径

T形刚构、连续刚构：大跨度2

构架形式（1）刚架构造分为直腿刚架（门式）和斜腿刚架。

（2）V形墩钢桁架桥：为减少支柱肩部的负弯矩峰值，将支柱做成V形墩形式。

（3）带拉杆形式：为方便采用悬臂施工，并且减少跨中正弯矩和挠度值，做成两端带拉杆的结构形式，施工时可在端部临时压重。

（4）T形刚构：桥跨结构的上部梁在墩上采用两边平衡悬臂施工，首先形成一个T字形的悬臂结构，然后相邻的两个T形悬臂在跨中可用剪力铰或跨径较小的挂梁联成一体，称为带铰或带挂孔的T形刚构。

（5）连续刚构：如果在跨中采用预应力钢筋和现浇混凝土联成整体，则为连续刚构，亦称为连续一刚构连续体系,简称为连续刚构桥。2

门式钢桁架桥简称门架桥，其腿和梁垂直相交呈门架形。腿所受的弯矩将随腿和梁的刚度比率的提高而增大。用钢或钢筋混凝土制造的门架桥，多用于跨线桥。至于T形刚构桥(特点是在跨中有铰)，及将腿做成V形两撑杆与梁刚性相连的连续梁桥，其外形均与多跨的门架桥相近，但内力分布规律则不同(见预应力混凝土桥)。门架桥可分：①单跨门架桥。用钢制造时，腿脚常设铰，形成两铰门架。用钢筋混凝土制造时，腿脚可设铰;也可和基础固结，形成固端单跨门架桥，主要用于地质良好处。②双悬臂单跨门架桥。将梁的两端悬伸至门腿之外，在悬伸端加平衡重或在悬伸端和腿脚间设置预应力拉杆，可使梁的支承截面产生较大的负弯矩，以降低梁的跨中正弯矩，相应地降低梁高，有利于修建跨线桥。③多跨门架桥。多用于跨度不大的跨线桥。④三跨两腿门架桥。这种桥在两端设有桥台，采用预应力混凝土时，可将跨度做得较大。例如，美国1981年在休斯敦航道上修建的公路桥，分跨为114.3+228.7+114.3米。2

斜腿钢桁架桥刚架腿是斜置的，两腿和梁中部的轴线大致呈拱形，这样，腿和梁所受的弯矩比同跨度的门式刚架显著减小，而轴向压力有所增加。同上承式拱桥相比，这种桥不需要拱上结构，构件数目较少；当桥面较窄（如单线铁路桥）而跨度较大时，可将其斜腿在桥的横向放坡，以保证桥的横向稳定。著名的预应力混凝土斜腿钢桁架桥有：联邦德国霍雷姆铁路桥(1953年，腿铰跨度85.5米)，中国邯(郸)长(治)铁路浊漳河桥(1981年，脚铰跨度82.0米)，法国圣米歇尔公路桥（1957年，按墩的中心距计的分跨为1×60+5×65.2米）等。著名的钢斜腿钢桁架桥有：卢森堡阿尔泽特公路桥（1965年，脚铰跨度234.1米），南斯拉夫内雷特瓦铁路桥(1966年，100米)，法国马蒂格公路桥（1972年，210米），意大利斯法拉沙(Sfalasha)公路桥（1972年，376米），及中国安康汉江铁路桥（1982年，176米）等。2