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预应力混凝土系杆
拱桥的设计与施工
金成棣
同济大学
接上期
系杆拱桥设计要点
系杆拱桥,主要指钢管混凝土拱肋、预应力混凝
土系梁及横梁、柔性吊杆、桥面板等组成的拱梁组合
桥梁。设计要点着重研究系杆拱范围内桥型方案选
择,或称方案设计,总体布置及各构件设计,即确定相
关尺寸的经验,细部构造,以及有关设计计算的原则
与要点,并结合《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥
涵设计规范》—相关条文的实施及经验。
. 方案设计
系杆拱桥就车道位置可分为:上承式、中承式、半
中承式以及下承式。
..上承式系杆拱
系杆位于拱肋的上部,系梁、横梁及桥面板三者图江苏武进县奔牛桥悬臂梁
组合在一起,不占桥面空间,可采取多肋式,系梁与拱上承式系杆拱的水平推力由设置在系梁及桥面
之间的立面布置分二部分,一为实腹段,拱肋与系梁板内的纵向预应力索承担,拱肋及立柱均为钢筋混凝
整体组合;二为空腹段,拱肋与系梁藉立柱连接形成土构件,二者以受压为主。因此,这类桥型结构当矢跨
组合体。上承式系杆拱的基本结构图式可以是单悬比毒~ 左右,无论预应力束及钢筋用量指标均
臂、双悬臂梁及连续梁,见图、已建成的上承式系较低,受力合理,构造简单。但矮立柱上下端易开裂,
杆拱桥,无论连续梁或悬臂梁,主跨均达。一般应采取构造措施,上下端铰接。同时空实腹交界
处,受力复杂,必须加强配筋。恰如连续箱梁一样,这
类结构建筑高度较大,边跨长度也较长,在方案经济
比较时,其单位平方米造价虽较低,但主桥及引桥较
长,总造价偏高。在平原地区不易推广。
作者曾经设计的连续梁型桥有云梨大桥、友联大
桥,主跨跨径。及绍兴学府路廊桥等,悬臂梁型
桥有汾湖大桥、屯浦大桥以及金牛大桥,主跨跨径
。对于沟谷地形或建筑高度不受限制场合,采用
本桥型可以降低造价,如图为廊桥效果图,图
为跨沟谷桥的效果图。
同济大学建筑规划设计研究院市政分院对上述
桥型有所发展,去除了拱上立柱,代替以弧形系梁的
拱上大空间,造型更简洁明朗,具有时代氛围,见图
图江苏省吴江市云梨桥连续梁
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平推力由布置在系梁内及桥面内的纵向索承担。中承
式拱桥在边跨采取半拱,其余为全拱。根据国内曾出
现的事故,对于边跨应特别注意,系梁与拱肋交点至
边支承范围内为实腹段,该段当边跨作用荷载时不起
拱的作用,基本上属于一端固定,一端铰接的变截面
梁,边跨将承受正弯矩作用,预应力束配置应该按系
梁的弯矩包络图来配置,不能假想按拱肋延伸至支座
的错误图式进行配索。中承式系杆拱桥的力学基本模型
一般采取三跨及五跨,跨径划分可以采取不等跨方案,
图浙江绍兴学府路廊桥使立面产生一种有序错落的音律感,如图、所示。
图
图
图
上海卢浦大桥为三跨中承式系杆拱桥中跨径最
图跨沪杭高速公路立交桥位于松江区大的代表。边跨与中跨之比,一般:..:;卢
浦大桥::.:,由于边跨过短,需要
.中承式系杆拱桥大量压重,以避免出现负反力而需设拉力支座。
车道位于拱的中央区间,通过预应力混凝土系这类桥型造型较美,俗称