[科普中国]-刚构桥

简介

钢构桥(steel bridge)，主要承重结构采用钢材的桥梁，即钢结构桥梁、钢桥。装配式钢桥在世界各地都得到了广泛应用。最初的装配式钢桥由英国唐纳德·贝雷(Donald Bailey)工程师在1938年第二次世界大战初期设计。主要的设计概念是以最少种类的单元构件，拼装成能承载各种荷载、不同跨径的装配式钢桥，且只需一般中型卡车运输，特殊情况下能全部依靠人力来搭建。1

发展历史装配式钢桥在世界各地都得到了广泛应用。最初的装配式钢桥由英国唐纳德·贝雷（Donald Bailey）工程师在1938年第二次世界大战初期设计。主要的设计概念是以最少种类的单元构件，拼装成能承载各种荷载、不同跨径的装配式钢桥，且只需一般中型卡车运输，特殊情况下并能全部以依靠人力来搭建。

在第二次世界大战期间，装配式钢桥被大量用于欧洲及远东战场，抢修桥梁或架设临时便桥。美国于1941年从英国购买了专利，制造装配式钢桥，命名为M1型；经过改进后（车行道加宽12%），命名为M2型 。

二战后，许多国家引进了装配式钢桥，并开始广泛应用于民用。在中国，装配式钢桥也得到了很大发展，并于1965年定型生产，现广泛应用于国防战备、交通工程、市政水利工程。2

结构形式分类门式刚构桥其腿和梁垂直相交呈门形构造，可分为单跨门构、双悬臂单跨门构、多跨门构和三跨两腿门桥。前三种跨越能力不大，适用于跨线桥 ，要求地质条件良好，可用钢和钢筋混凝土结构建造。三跨两腿门构桥，在两端设有桥台，采用预应力混凝土结构建造时，跨越能力可达200多米。2

斜腿刚构桥桥墩为斜向支撑的刚构桥，腿和梁所受的弯矩比同跨径的门式刚构桥显著减小，而轴向压力有所增加；同上承式拱桥相比不需设拱上建筑 ，使构造简化。桥型美观、宏伟，跨越能力较大，适用于峡谷桥和高等级公路的跨线桥，多采用钢和预应力混凝土结构建造。如安康汉江桥（铁路桥），腿趾间 距176米，1982年建成。

T型刚构桥是在简支预应力桥和大跨钢筋混凝土箱梁桥的基础上，在悬臂施工的影响下产生的。其上部结构可为箱梁、桁架或桁拱，与墩固结形成整体，桥型美观 、宏伟、轻型，适用于大跨悬臂平衡施工，可无支架跨越深水急流，避免下部施工困难或中断航运，也不需要体系转换，施工简便。

T型刚构可分为带挂梁结构的T型刚构桥和带剪力铰结构的T型刚构桥。1

连续刚构桥分主跨为连续梁的多跨刚构桥和多跨连续刚构桥，均采用预应力混凝土结构 ，有两个以上主墩采用墩梁固结，具有T形刚构桥的优点。但与同类桥（ 如连续梁桥、T形刚构桥）相比：多跨刚构桥保持了上部构造连续梁的属性，跨越能力大，施工难度小，行车舒顺，养护简便，造价较低，如广东洛溪桥。多跨连续刚构桥则在主跨跨中设铰接，两侧跨径为连续体系，可利用边跨连续梁的重量使T构做成不等长悬臂，以加大主跨的跨径。

连续梁桥是一种古老的结构体系，它具有变形小，结构刚度好，行车平顺舒适，伸缩缝少，养护简单，抗震能力强等优点。但由于施工方法限制，50年前的连续梁跨径均在百米以下，随着悬臂、悬拼等施工方法的出现，产生了T型刚构。上个世纪60年代，跨径在100～200m范围内，几乎都是大跨径预应力混凝土梁桥为优胜方案。早期有典型意义的桥梁便是联邦德国1953年建造的霍尔姆斯桥和1954年建造的科布伦茨（Koblenz）桥，然而这种结构由于中间带铰，并对混凝土徐变、收缩变形估计不足，又因温度等因素影响使结构在铰处形成明显的折线变形状态，对行车不利，因此对行车有利的连续梁式刚构桥型出现了。在上世纪60年代修建的联邦德国的本道夫桥已初步体现T型刚构与连续梁体系相结合的布置，而且T型刚构的粗大桥墩已被薄型柔性墩所代替，后续的一些著名桥例也采用了类似的结构形式。这样逐步形成了采用柔性薄墩（墩壁厚度一般为0.2～0.3支点梁高），墩梁固结形式的连梁刚构体系。1

最高的刚构桥世界最高的连续刚构桥是位于云南省元墨高速公路上的“红河大桥” 。

此桥长801米，宽20余米，桥的最大跨径265米（是中国第三大跨径桥），桥面距江面高度163米，是迄今同类同型桥梁中的世界第一高桥。2