剛構橋

剛構橋，主要承重結構採用剛構的橋樑，即梁和腿或墩台身構成剛性連線。剛構橋的主要承重結構是梁與橋墩固結的剛架結構，由於墩梁固結，使得梁和橋墩整體受力，橋墩不僅承受樑上荷載引起的豎向壓力，還承擔彎矩和水平推力。剛構橋在豎向荷載作用下，梁的 彎矩通常比同等跨徑連續梁或簡支梁小，其跨越能力大於梁橋；墩梁固結省去了大型支座，結構整體性強、抗震性能好。因此，預應力混凝土剛構橋是目前大跨徑橋樑的主要橋型。

基本介紹

• 中文名：剛構橋
• 外文名：rigid frame bridge
• 定義：主要承重結構採用剛構的橋樑
• 承重結構：剛構
• 結構形式：門式、斜腿、T形、連續
• 學科：橋樑工程

簡介

鋼構橋(steel bridge)，主要承重結構採用鋼材的橋樑，即鋼結構橋樑、鋼橋。裝配式鋼橋在世界各地都得到了廣泛套用。最初的裝配式鋼橋由英國唐納德·貝雷(Donald Bailey)工程師在1938年第二次世界大戰初期設計。主要的設計概念是以最少種類的單元構件，拼裝成能承載各種荷載、不同跨徑的裝配式鋼橋，且只需一般中型卡車運輸，特殊情況下能全部依靠人力來搭建。

發展歷史

裝配式鋼橋在世界各地都得到了廣泛套用。最初的裝配式鋼橋由英國唐納德·貝雷（Donald Bailey）工程師在1938年第二次世界大戰初期設計。主要的設計概念是以最少種類的單元構件，拼裝成能承載各種荷載、不同跨徑的裝配式鋼橋，且只需一般中型卡車運輸，特殊情況下並能全部以依靠人力來搭建。

在第二次世界大戰期間，裝配式鋼橋被大量用於歐洲及遠東戰場，搶修橋樑或架設臨時便橋。美國於1941年從英國購買了專利，製造裝配式鋼橋，命名為M1型；經過改進後（車行道加寬12%），命名為M2型 。

二戰後，許多國家引進了裝配式鋼橋，並開始廣泛套用於民用。在中國，裝配式鋼橋也得到了很大發展，並於1965年定型生產，現廣泛套用於國防戰備、交通工程、市政水利工程。

結構形式分類

門式剛構橋

其腿和梁垂直相交呈門形構造，可分為單跨門構、雙懸臂單跨門構、多跨門構和三跨兩腿門橋。前三種跨越能力不大，適用於跨線橋 ，要求地質條件良好，可用鋼和鋼筋混凝土結構建造。三跨兩腿門構橋，在兩端設有橋台，採用預應力混凝土結構建造時，跨越能力可達200多米。

結構形式分類

斜腿剛構橋

橋墩為斜向支撐的剛構橋，腿和梁所受的彎矩比同跨徑的門式剛構橋顯著減小，而軸向壓力有所增加；同上承式拱橋相比不需設拱上建築 ，使構造簡化。橋型美觀、宏偉，跨越能力較大，適用於峽谷橋和高等級公路的跨線橋，多採用鋼和預應力混凝土結構建造。如安康漢江橋（鐵路橋），腿趾間 距176米，1982年建成。

T型剛構橋

是在簡支預應力橋和大跨鋼筋混凝土箱梁橋的基礎上，在懸臂施工的影響下產生的。其上部結構可為箱梁、桁架或桁拱，與墩固結形成整體，橋型美觀 、宏偉、輕型，適用於大跨懸臂平衡施工，可無支架跨越深水急流，避免下部施工困難或中斷航運，也不需要體系轉換，施工簡便。

T型剛構可分為帶掛梁結構的T型剛構橋和帶剪力鉸結構的T型剛構橋。

連續剛構橋

分主跨為連續梁的多跨剛構橋和多跨連續剛構橋，均採用預應力混凝土結構 ，有兩個以上主墩採用墩梁固結，具有T形剛構橋的優點。但與同類橋（ 如連續梁橋、T形剛構橋）相比：多跨剛構橋保持了上部構造連續梁的屬性，跨越能力大，施工難度小，行車舒順，養護簡便，造價較低，如廣東洛溪橋。多跨連續剛構橋則在主跨跨中設鉸接，兩側跨徑為連續體系，可利用邊跨連續梁的重量使T構做成不等長懸臂，以加大主跨的跨徑。

連續梁橋是一種古老的結構體系，它具有變形小，結構剛度好，行車平順舒適，伸縮縫少，養護簡單，抗震能力強等優點。但由於施工方法限制，50年前的連續梁跨徑均在百米以下，隨著懸臂、懸拼等施工方法的出現，產生了T型剛構。上個世紀60年代，跨徑在100～200m範圍內，幾乎都是大跨徑預應力混凝土梁橋為優勝方案。早期有典型意義的橋樑便是聯邦德國1953年建造的霍爾姆斯橋和1954年建造的科布倫茨（Koblenz）橋，然而這種結構由於中間帶鉸，並對混凝土徐變、收縮變形估計不足，又因溫度等因素影響使結構在鉸處形成明顯的折線變形狀態，對行車不利，因此對行車有利的連續梁式剛構橋型出現了。在上世紀60年代修建的聯邦德國的本道夫橋已初步體現T型剛構與連續梁體系相結合的布置，而且T型剛構的粗大橋墩已被薄型柔性墩所代替，後續的一些著名橋例也採用了類似的結構形式。這樣逐步形成了採用柔性薄墩（墩壁厚度一般為0.2～0.3支點梁高），墩梁固結形式的連梁剛構體系。

最高的剛構橋

世界最高的連續剛構橋是位於雲南省元墨高速公路上的“紅河大橋” 。

此橋長801米，寬20餘米，橋的最大跨徑265米（是中國第三大跨徑橋），橋面距江面高度163米，是迄今同類同型橋樑中的世界第一高橋。