無鉸拱橋

無鉸拱橋結構整體鋼度大，構造簡單，施工方便，維護費用少，因此在實際中使用最廣泛。

基本介紹

• 中文名：無鉸拱橋
• 外文名：hingless arch bridge
• 拼音：wu jiao gong qiao
• 結構：外部三次超靜定

簡介

無鉸拱橋是指在整個拱上不設鉸，屬外部三次超靜定結構。由於無鉸，結構整體鋼度大，構造簡單，施工方便，維護費用少，因此在實際中使用最廣泛。但由於超靜定次數高，溫度變化，材料收縮，結構變形，特別是墩台位移會產生較大附加應力。

懸鏈線

定義

懸鏈線是實腹式拱橋在恆載作用下不計彈性壓縮影響時的合理拱軸線，而對於空腹式拱橋，由於拱上建築的形式發生了變化，其相應的恆載壓力線也不再是懸鏈線，如仍採用懸鏈線作為拱軸線，恆載壓力線與拱軸線將有偏離，這種偏離對主拱控制截面的內力是有利的因此，懸鏈線是小跨徑實腹式拱橋和大、中跨徑空腹式拱橋常用的拱軸線形式。

拱軸係數

通過總體布置確定懸鏈線拱橋的矢跨比後，拱軸線的形狀以及主拱截面的內力分布和大小則主要取決於拱軸係數

內力計算

確定了拱軸係數後，可進一步進行主拱的內力分析，內力計算的方法可根據力法原理，採用彈性中心法進行計算，計算的項目包括:彈性中心位置、拱圈彈性壓縮係數、拱軸線偏離內力、恆載內力、裸拱內力、溫度變化內力、混凝土收縮徐變內力、拱腳變位內力、活載內力計算等，其中活載內力一般通過在影響線上載入進行計算，而且對於公路、城市道路、鐵路以及其它專用橋樑構造物來講，由於其設計荷載不同，計算出內力影響線後再載入計算也是比較方便的。

養護維修對策

（1）維護破損、露筋的護欄和受損欄桿，及時修理、更換個別損傷構件；

（2）加強日常養護，清理堵塞的排水孔，保證橋面排水順暢，對大橋外觀質量進行改善；

（3）對橋樑結構出現的裂縫及時進行處理，並觀測其發展狀況；

（4）對永久性橋墩、台側牆及橋面進行修理，同時修理調治構造物等附屬構件；

（5）結合大橋技術現狀，建議對大橋進行適時地小修或中修，限制超限車輛通行；

（6）加強對大橋的養護管理，對維修後橋樑的技術狀況做進一步檢查和記錄，以利於對大橋技術狀況的準確評定；

（7）對於拱橋混凝土表面裂縫，檢驗標準規定，寬度超過0.15mm的裂縫要求進行修補；

（8）通過對大橋進行定期檢查，重點對橋樑主體結構的技術狀況進行全面檢查，蒐集結構技術狀況的動態數據，及時、科學地評定橋樑使用功能，為制定管理養護計畫提供參考。

實例分析——重慶雙龍堡大橋

上部結構主要缺陷及其成因分析

上部承重結構主要缺陷為開裂、滲水、鏽蝕、錯位，缺陷的具體成因分析如下。

裂縫缺陷

上部承重結構裂縫寬度都在限值以內，主拱裂縫寬度在0.005～0.2mm之間，小於限值（0.3mm），而且裂縫大多為空腹式拱橋常見裂縫，卸載後增大裂縫可以恢復，說明結構裂縫缺陷已經基本穩定或發展緩慢。

橋面混凝土破碎及其他裂縫成因分析

現場調查發現“拱上立柱和腹拱開裂、滲水現象普遍，路面破裂、坑槽較多。”對其成因進一步深入分析表明:

（1）主拱線形無明顯下沉和變形；

（2）橋面破損嚴重區域主要分布在慢車道區域，慢車道貨車超載現象十分嚴重，是造成橋面混凝土破碎，腹拱拱頂橫向裂縫，腹拱橫隔板豎向裂縫的主要原因之一；

（3）大橋處於兩個間距很近的彎道之間，而且線路有明顯縱坡，車輛在過橋時時常會有剎車現象發生，對橋樑結構產生較大的衝擊，這樣容易引起腹拱拱頂附近的橫向裂縫；

（4）大橋對車輛動荷載衝擊效應十分敏感，汽車動荷載衝擊是造成結構損傷的原因之一；

（5）拱上填料採用的是片石混凝土，由於各種原因在施工過程中可能造成拱上填料不夠密實，在荷載的長期反覆作用下，拱上填料下沉或變形，造成橋面混凝土裂縫、破碎；

（6）該橋在2005年11月份進行的普查之前沒有詳細的養護維修記錄，正常養護維修工作不到位也是造成大橋損傷加劇的重要原因之一。

主拱聯接鋼板鏽蝕

由於原設計對於主拱聯接鋼板沒有防鏽要求，因而，在橋址處潮濕暴露的環境中，聯接鋼板很容易發生鏽蝕，應該對其進行除銹、防護處理。

主拱拱底有錯位

通過對施工資料的查詢，發現其錯位的主要原因為箱拱肋段預製、安裝誤差，並非後期成橋後因荷載因素引起，因而對橋樑外觀質量有一定影響，但對結構技術性能基本沒有太大影響。

主拱拱肋橫向聯接

主拱拱肋橫向聯接縫不夠密實，橫向聯接性能相對較弱，拱間接縫不夠密實，下口多處採用黃泥填塞。但荷載試驗結果表明:原有結構橫向聯接構造基本能夠發揮其作用，主拱接縫處沒有嚴重斷裂現象，而且檢查結果表明邊拱拱肋沒有明顯的橫移和外傾跡象。

上部主要承重構件技術狀況評定

大橋上部主要承重部件的缺損情況主要包括以下幾個方面。

（1）整體結構基本完好，無嚴重損壞構件，也無重要構件脫落。

（2）上部結構主拱裂縫寬度在0.005～0.2mm之間，小於限值（0.3mm），而且裂縫大多為空腹式拱橋常見裂縫，初步統計主拱、腹拱表面裂縫區面積均小於各自表面積的3%，卸載後增大的裂縫可以恢復，說明結構裂縫缺陷已經基本穩定或發展緩慢。

（3）碳化平均深度為1.5mm，遠小於鋼筋保護層厚度（30mm）；上部主體承重結構沒有發現鋼筋露筋、鋼筋鏽蝕現象，結構耐久性滿足要求。

（4）主拱拱肋橫向聯接縫不夠密實，橫向聯接性能相對較弱，但原有結構橫向聯接構造基本能夠發揮其作用，主拱接縫處沒有嚴重斷裂現象，而且檢查結果表明邊拱拱肋沒有明顯的橫移和外傾跡象，說明結構穩定性基本滿足要求，拱間接縫已採用膨脹混凝土進行了全面修復，修復效果顯著。

（5）經過查閱施工資料，主拱圈豎向錯位為施工安裝誤差造成，非後期荷載所致。

（6）主拱段間接縫鏽蝕鋼板已經修復完畢，效果良好。按養護規範對其缺損狀況進行評定，由於雙龍堡大橋上部結構存在的主要缺陷缺損程度較輕，經過初步修復後，缺損程度為“輕度”，標度為“0”；缺損對結構使用功能的影響程度為“大、重要”，標度為“2”；對橋樑上部結構檢查確定缺損“發展緩慢”或基本“趨於穩定”，標度為“0”。因此大橋上部主要承重部件缺損狀況評分為2分，和雙龍堡大橋檢驗報告對上部主要承重構件評定一致，橋樑結構屬於“較好二類”。