桁式組合拱橋的力學(xué)性能

一、桁式組合拱橋的力學(xué)性能
桁式組合拱橋結(jié)構(gòu)的主要特點(diǎn)是：上弦在墩頂與拱頂之間的適當(dāng)位置斷開，使上弦放松，以調(diào)節(jié)各桿件的內(nèi)力，使結(jié)構(gòu)受力趨于合理。此類橋型的受力特點(diǎn)是：
1、 上弦在墩頂與拱頂之間適當(dāng)位置斷開，形成一個(gè)斷縫，將全橋明顯地分為兩個(gè)受力區(qū)段：斷縫至拱頂區(qū)段是拱式受力體系，上弦及實(shí)腹段均受壓；斷縫至橋墩（或邊孔橋臺(tái)）區(qū)段是梁式受力體系，上弦受拉，下弦受壓。即這類橋型兼有拱和梁的受力特點(diǎn)，是一個(gè)拱、梁式組合體系結(jié)構(gòu)。全橋可以看成兩端的懸臂桁架梁，支撐著中部的桁架拱。
2、 它既不象拱式橋（如箱型拱、一般桁架拱）那樣，全橋的負(fù)荷主要由下弦（拱圈）承擔(dān)；也不象梁式橋（如桁式T構(gòu)）那樣，全橋的負(fù)荷主要由上弦承擔(dān)。它的拱腳彎矩和軸力比一般拱式橋小，它的上弦拉力又比一般拱桁式梁橋小，即它的下弦、斜桿、上弦都充分發(fā)揮了承擔(dān)負(fù)荷的作用，全橋受力趨于均勻、合理。
3、 上弦斷縫位置，對(duì)內(nèi)力的分配起著重要的作用。在跨徑、拱矢度等確定的前提下，可以通過選擇斷點(diǎn)的位置，人為地調(diào)節(jié)各桿件內(nèi)力，達(dá)到全橋各桿件受力均勻，材料利用更充分合理的目的。
二、桁式組合拱橋的經(jīng)濟(jì)性
桁式組合拱橋由于拱上建筑聯(lián)合作用好，且受力比較均勻，所以，各桿件均可能采用較小的斷面尺寸，從而減小工程數(shù)量和結(jié)構(gòu)自重，在相同跨徑的各式橋梁中，桁式組合拱橋的經(jīng)濟(jì)指標(biāo)是很低的。主橋330m的貴州江界河大橋，下弦高度僅2.7m，為計(jì)算跨徑的1/122.2，這在世界各國(guó)330m左右的拱橋中，主拱圈高度是很小的。下表列出了世界上部分跨徑為270—390箱型拱橋的主拱圈高度，以資比較。


三、桁式組合拱橋在材料使用上的協(xié)調(diào)性
桁式組合拱橋與桁架伸臂的365JT施工方法相配合，在結(jié)構(gòu)桿件和材料的有效利用方面，將得到比較理想的結(jié)果。桁式組合拱橋在懸拼施工中，穩(wěn)定結(jié)構(gòu)所需的斜桿就是結(jié)構(gòu)的永久性構(gòu)件，無(wú)需過多設(shè)置臨時(shí)構(gòu)件，施工階段和使用階段結(jié)構(gòu)構(gòu)件保持一致，預(yù)應(yīng)力鋼筋也得到了充分利用。
四、桁式組合拱橋的懸拼工藝
桁式組合拱橋采用以鋼人字桅桿吊機(jī)為吊裝工具的桁架伸臂法懸拼架設(shè)，具有剛度大、穩(wěn)定性好等優(yōu)點(diǎn)。
人字桅桿吊機(jī)是一種常見的起重機(jī)械，具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、操作簡(jiǎn)便、起重量大、運(yùn)轉(zhuǎn)安全可靠等優(yōu)點(diǎn)。針對(duì)懸拼施工中構(gòu)件不斷接長(zhǎng)，吊機(jī)必須多次移動(dòng)等特點(diǎn)，在人字桅桿吊機(jī)的365JT設(shè)計(jì)中，對(duì)其靈活性和穩(wěn)定性作了改進(jìn)，并解決了桅桿整體移動(dòng)的365JT技術(shù)難題。現(xiàn)在人字桅桿的最大起重力已達(dá)1200KN。由于桅桿本身用鋼量少，吊裝設(shè)備是比較省的。以150m跨徑的橋梁為例，采用人字桅桿吊機(jī)比纜索吊機(jī)可以減少施工用鋼80%以上。