鋼桁架橋

鋼桁架橋是一種介於梁與拱之間的一種結構體系，它是由受彎的上部梁結構與承壓的下部柱整體結合在一起的結構。由於梁和柱的剛性連線，梁因柱的抗彎剛度而得到卸荷作用，整個體系是壓彎結構，也是有推力的結構。

基本介紹

• 中文名：鋼桁架橋
• 領域：橋樑建設
• 相關概念：梁、拱
• 分類方式：靜力、材料等
• 適用範圍：城市橋或公路高架橋和立交橋
• 特點：建設簡潔方便

受力特點

（1）梁墩柱剛性連線，梁因墩柱的抗彎而卸載，整個體系是壓彎結構，也是有推力結構。

（2）鋼桁架橋的橋下淨空比拱橋大，在同樣淨空要求下可修建較小的跨徑。

（3）鋼桁架橋施工較複雜，一般用於跨度不大的城市或公路的跨線橋和立交橋。

（4）採用預應力混凝土和懸臂施工的鋼桁架橋，己成為大跨度橋樑競爭方案之一。

分類

按靜力

鋼桁架橋可分為簡支梁橋、連續梁橋和懸臂樑橋。

①簡支梁橋：主梁簡支在墩台上,各孔獨立工作,不受墩台變位影響。實腹式主梁構造簡單，設計簡便，施工時可用自行式架橋機或聯合架橋機將一片主梁一次架設成功。但簡支梁橋各孔不相連續，車輛在通過斷縫時將產生跳躍，影響車速的提高。因此，目前趨向於把主梁做成為簡支，而把橋面做成連續的形式。簡支梁橋隨著跨徑增大，主梁內力將急劇增大，用料便相應增多，因而大跨徑橋一般不用簡支梁。

②連續梁橋：主梁是連續支承在幾個橋墩上。在荷載作用時，主梁的不同截面上有的有正彎矩，有的有負彎矩，而彎矩的絕對值均較同跨徑橋的簡支梁小。這樣，可節省主梁材料用量。連續梁橋通常是將3～5孔做成一聯，在一聯內沒有橋面接縫，行車較為順適。連續梁橋施工時，可以先將主梁逐孔架設成簡支梁然後互相連線成為連續梁。或者從墩台上逐段懸伸加長最後連線成為連續梁。近一、二十年，在架設預應力混凝土連續梁時，成功地採用了頂推法施工，即在橋樑一端（或兩端）路堤上逐段連續製作梁體逐段頂向橋孔，使施工較為方便。連續梁橋主梁內有正彎矩和負彎矩，構造比較複雜。此外，連續梁橋的主梁是超靜定結構，墩台的不均勻沉降會引起梁體各孔內力發生變化。因此，連續梁一般用於　地基條件較好、跨徑較大的橋樑上。1966年建成的美國亞斯托利亞橋，是目前跨徑最大的鋼桁架連續梁橋，它的跨徑為376米。

③懸臂樑橋：又稱伸臂梁橋。是將簡支梁向一端或兩端懸伸出短臂的橋樑。這種橋式有單懸臂樑橋或雙懸臂樑橋。懸臂樑橋往往在短臂上擱置簡支的掛梁，相互銜接構成多跨懸臂樑。有短臂和掛梁的橋孔稱為懸臂孔或掛孔，支持短臂的橋孔稱為錨固孔。懸臂樑橋的每個掛孔兩端為橋面接縫，懸臂端的撓度也較大，行車條件並不比簡支梁橋有所改善。懸臂樑一片主梁的長度較同跨簡支梁為長，施工安裝上相應要困難些。目前對預應力混凝土懸臂樑橋多採用懸臂拼裝或懸臂澆築的方法施工。為適應懸臂施工法的發展，保證主梁的內力狀態和施工時一樣，出現一種沒有錨固孔，並把懸伸的短臂和墩身直接固結在立面上，形成預應力混凝土 T形剛架橋，這種橋在20世紀50年代後發展起來。

按材料

有木樑橋、石樑橋、鋼樑橋、鋼筋混凝土梁橋、預應力混凝土梁橋以及用鋼筋混凝土橋面板和鋼樑構成的結合梁橋等。木樑橋和石樑橋只用於小橋；鋼筋混凝土梁橋用於中、小橋；鋼樑橋和預應力混凝土梁橋可用於大、中橋。

按結構

有實腹梁橋和桁架梁橋兩大類。實腹梁橋的截面積主要由彎矩決定，而彎矩大致與跨度的平方成正比（均布荷載條件下），當跨度大時，梁的腹板上的平均法向應力頗小，不能使材料充分利用，所以跨度不宜做得太大；桁架梁橋的桿件承受軸向力，材料能充分利用，自重較輕，跨越能力大，多用於建造大跨度橋。但實腹梁橋構造簡單，製造與架設均較方便。由於這兩種梁式橋的受力性質不同，實腹梁橋以用於預應力混凝土橋為主，而桁架梁橋則多用於鋼橋。

適用範圍

一般用於跨徑不大的城市橋或公路高架橋和立交橋

鋼筋混凝土：中、小跨徑

預應力鋼筋混凝土：大跨度

直腿剛架（門式）和斜腿剛架：中、小跨徑

T形剛構、連續剛構：大跨度

構架形式

（1）剛架構造分為直腿剛架（門式）和斜腿剛架。

（2）V形墩鋼桁架橋：為減少支柱肩部的負彎矩峰值，將支柱做成V形墩形式。

（3）帶拉桿形式：為方便採用懸臂施工，並且減少跨中正彎矩和撓度值，做成兩端帶拉桿的結構形式，施工時可在端部臨時壓重。

（4）T形剛構：橋跨結構的上部梁在墩上採用兩邊平衡懸臂施工，首先形成一個T字形的懸臂結構，然後相鄰的兩個T形懸臂在跨中可用剪力鉸或跨徑較小的掛梁聯成一體，稱為帶鉸或帶掛孔的T形剛構。

（5）連續剛構：如果在跨中採用預應力鋼筋和現澆混凝土聯成整體，則為連續剛構，亦稱為連續一剛構連續體系,簡稱為連續剛構橋。

門式鋼桁架橋

簡稱門架橋，其腿和梁垂直相交呈門架形。腿所受的彎矩將隨腿和梁的剛度比率的提高而增大。用鋼或鋼筋混凝土製造的門架橋，多用於跨線橋。至於T形剛構橋(特點是在跨中有鉸)，及將腿做成V形兩撐桿與梁剛性相連的連續梁橋，其外形均與多跨的門架橋相近，但內力分布規律則不同(見預應力混凝土橋)。門架橋可分：①單跨門架橋。用鋼製造時，腿腳常設鉸，形成兩鉸門架。用鋼筋混凝土製造時，腿腳可設鉸;也可和基礎固結，形成固端單跨門架橋，主要用於地質良好處。②雙懸臂單跨門架橋。將梁的兩端懸伸至門腿之外，在懸伸端加平衡重或在懸伸端和腿腳間設定預應力拉桿，可使梁的支承截面產生較大的負彎矩，以降低梁的跨中正彎矩，相應地降低梁高，有利於修建跨線橋。③多跨門架橋。多用於跨度不大的跨線橋。④三跨兩腿門架橋。這種橋在兩端設有橋台，採用預應力混凝土時，可將跨度做得較大。例如，美國1981年在休斯敦航道上修建的公路橋，分跨為114.3+228.7+114.3米。

斜腿鋼桁架橋

剛架腿是斜置的，兩腿和梁中部的軸線大致呈拱形，這樣，腿和梁所受的彎矩比同跨度的門式剛架顯著減小，而軸向壓力有所增加。同上承式拱橋相比，這種橋不需要拱上結構，構件數目較少；當橋面較窄（如單線鐵路橋）而跨度較大時，可將其斜腿在橋的橫向放坡，以保證橋的橫向穩定。著名的預應力混凝土斜腿鋼桁架橋有：聯邦德國霍雷姆鐵路橋(1953年，腿鉸跨度85.5米)，中國邯(鄲)長(治)鐵路濁漳河橋(1981年，腳鉸跨度82.0米)，法國聖米歇爾公路橋（1957年，按墩的中心距計的分跨為1×60+5×65.2米）等。著名的鋼斜腿鋼桁架橋有：盧森堡阿爾澤特公路橋（1965年，腳鉸跨度234.1米），南斯拉夫內雷特瓦鐵路橋(1966年，100米)，法國馬蒂格公路橋（1972年，210米），義大利斯法拉沙(Sfalasha)公路橋（1972年，376米），及中國安康漢江鐵路橋（1982年，176米）等。