21世纪刚架桥发展动态及关键技术分析

21世纪刚架桥发展动态及关键技术分析

土木1110 11160299 司振

摘要：刚架桥的分类，刚架桥的未来发展和最新技术的应用，关于建设过

程中关键技术分析

关键词：单跨，多跨，直柱式，斜柱式，大跨径连续刚架，关键技术分析，

抗震性

21st century development dynamics and key technology analysis

of rigid frame bridge

Summary：Classificationof rigid frame, rigid frame bridge of the future development and application of the latest technologies，

Analysis on construction process of key technologies

Keyword：single span，multispan，Column，Inclined column，For long-span continuous rigid frame，Key technology analysis，Antiknock

characteristics

1.刚架桥的定义

刚架桥（刚构桥）是一种介于梁与拱之间的一种结构体系，它是由受弯的

上部梁（或板）结构与承压的下部柱（或墩）整体结合在一起的结构。由

于梁和柱的刚性连接，梁因柱的抗弯刚度而得到卸荷作用，整个体系是压

弯结构，也是有推力的结构。（属于基本体系）

2. 刚架桥的主要类型

刚架桥可以是单跨或多跨。单跨刚架桥的支柱可以做成直柱式( 也称门形

刚架，如图 1a、 b、 c 所示) 或斜柱式( 也称斜腿刚架，如图 1d、 e

所示) 。

图 1 单跨刚架桥的类型

多跨刚架桥的主梁，可以做成 V 形墩身的刚架桥，亦可以做成连续式或

非连续式。非连续式是在主梁跨中设铰或悬挂简支梁，形成 T 形刚构或带挂梁的 T 形刚构，这样有利于采用悬臂法施工，而静定结构则可以减小次内力、简化主梁配筋。对于连续式主梁的多跨刚架桥，当全桥太长时，宜设置伸缩缝，或者做成数座互相分离的连续式主梁的刚架桥。中、小跨度的连续式刚架通常做成等跨，以利于施工。跨度较大时，为了减少边跨的弯矩，使之与中跨相近，利于设计和构造，也可使边跨跨度小于中跨。有时，当连续刚架边跨的跨度远小于中间跨时，可能导致主梁端支座承受很大的上拔力，需要进行特殊的处理。通常可将边跨主梁截面改成实体的.或加平衡重，以使端支座获得正的反力(压力)。

3.刚架桥的未来发展

刚架桥发展桥型有大跨径连续刚构和斜腿钢架。

（一）大跨径连续刚构

大跨径混凝土梁式桥的发展趋势，随着高速交通的迅速发展，要求行车平顺舒适，多伸缩缝的T型刚构也不能很好满足要求，因此连续梁得到了迅速的发展。悬臂施工时，梁墩临时固结，合拢后梁墩处改设支座，转换体系而成连续梁。连续梁除两端外其他无伸缩缝，有利于行车，但需梁墩临时固结和转换体系；同时需设大吨位盆式支座，费用高，养护工作量大。于是连续刚构应运而生，近年来得到较快的发展。其结构特点是梁体连续、梁墩固结，既保持了连续梁无伸缩缝、行车平顺的优点，又保持了T型刚构不设支座、不需转换体系的优点，方便施工，且有很大的顺桥向抗弯刚度和横向抗扭刚度，能满足特大跨径桥梁的受力要求

例如在时速350公里的广深港铁路客运专线，全长168米的连续刚构桥全部成功合龙（见图2），创中国铁路连续刚构桥跨径之最。

（图2）

连续刚构采用自架设体系施工，支架少，施工方便，造价低，后期养护费用低。由于连续刚构受力和使用上的特点，在300m以下跨径混凝土桥中，具有很强竞争力。大跨径连续刚构的发展伴随着高标号混凝土和群锚体系的发展而发展。目前。已建成的连续刚构为挪威的新斯托儿马桥（New

Stolma）主跨301m，为世界第一跨径连续刚构。见图3

（图3）

（二）连续刚构发展趋势

1)跨径可进一步增大

目前，中国修建连续刚构桥的热潮仍在继续中。跨径280 m的奉节长江大桥的设计正由我公司进行中。我公司在伶仃洋通道横门东航道桥工程中，已提出了跨径318 m的连续刚构方案(图4)。可以预计，在不久的将来，跨径300 m以上的连续刚构桥必须将在中国出现

(图4)

2)上部构造不断轻型化

结构的轻型化，可以减少上下部构造的自重和材料用量，可以减轻对挂篮的要求，可以经济造价。由于采用大吨位锚具、高强混凝土和轻质混凝土，上部构造不断轻型化，这也是连续刚构桥的发展方向。

3）简化预应力束类型

中国连续刚构桥设计中，已有相当多桥取消弯起束和连续束，以竖向预应力和纵向预应力来克服主拉应力，极大地方便了施工，受到施工部门的欢迎。

4)取消边跨合拢的落地支架

采用合适的边、主跨比，在导梁上合拢边跨，或与引桥的悬臂相连接来实现合拢。在高墩的场合下，取消落地支架有一定的经济效益，方便了施工。（三）斜腿刚架桥

刚架腿是斜置的，两腿和梁中部的轴线大致呈拱形，这样，腿和梁所受的弯矩比同跨度的门式刚架显著减小，而轴向压力有所增加。同上承式拱桥相比，这种桥不需要拱上结构，构件数目较少；当桥面较窄（如单线铁路桥）而跨度较大时，可将其斜腿在桥的横向放坡，以保证桥的横向稳定。著名的预应力混凝土斜腿刚架桥有：联邦德国霍雷姆铁路桥(1953年，腿铰跨度85.5米)，中国邯(郸)长(治)铁路浊漳河桥(1981年，脚铰跨度82.0米，见图5)，法国圣米歇尔公路桥（1957年,按墩的中心距计的分跨为1×60+5×65.2米）等。著名的钢斜腿刚架桥有：卢森堡阿尔泽特公路桥（1965年，脚铰跨度234.1米）,南斯拉夫内雷特瓦铁路桥(1966年,100米),法国马蒂格公路桥（1972年，210米）,意大利斯法拉沙(Sfalasha)公路桥（1972年，376米）,及中国安康汉江铁路桥（1982年,176米，见图6）等。

（图5，中国邯(郸)长(治)铁路浊漳河桥）

（图6，中国安康安江铁路桥）