钢拱桥

钢拱桥

钢拱桥的主要结构形式

钢拱桥上部结构主要由拱圈、吊杆（或拱上立柱）、系杆、桥道梁等构件组成。

1、按照结构构造形式分类

（1）按照主拱圈截面形式分为：钢箱拱、钢管拱、钢桁架拱

（2）按照两拱肋的空间姿态分：平行拱肋、提篮拱肋、蝶形拱肋

（3）按照行车道系所处位置分：上承式、中承式、下承式拱桥

（4）按照吊杆的布置形式分类：平行竖吊杆、斜吊杆、网状吊杆

2、按照结构体系分类

钢拱桥既有组合体系拱桥，也有简单体系拱桥。在组合体系拱桥中，有系杆拱、洛泽拱、蓝格尔拱和其他组合体系拱桥等几种。

（1）简单体系拱桥：仅有拱圈是主体受力构件，简单体系均为有推力拱结构，拱的推力直接由墩台或基础承受。

（2）组合体系拱桥：行车道梁与拱组合，共同受力。

主拱构造

钢拱可设计成桁架拱、箱拱、板拱。国外多建造桁架拱桥，国内建造了十多座钢箱拱桥，板拱很少采用。桁架拱桥是特大跨径刚拱桥的重要形式。

桁架拱桥的主拱沿跨度方向：等高度、变高度。

大跨度钢桁架拱桥总体设计参数有：

①拱肋桁架的布置形式；

②拱轴线；

③矢跨比；

④拱顶和拱脚高度的选择；

⑤边界条件；

⑥杆件截面形式；

⑦杆件截面面积。

桁式拱肋按主桁框架分类可分为柏式(Pratt)桁架、华伦(Warren)桁架、K式桁架、再分式桁架等多种形式。

力学性能，K式桁架最好；

经济性，W式桁架用钢量最少；

构造施工及美学，P式桁架具有优势。

一、钢拱桥主要组成部分的构造特点

1、拱肋

结构的主要承重构件，主要承受轴向压力，还承受部分弯矩，以受压为主的偏心受压构件。

根据截面形式分为：箱形、管形、桁架式

桁架式拱肋自重轻，跨越能力更大，经济性好。

2、吊杆

是一种传力构件，把桥面系荷载传递至承重构件拱肋，吊杆主要是轴心受拉构件。 

吊杆可分为刚性和柔性两种，刚性吊杆多用钢管或型钢制成，可承受压力；柔性吊杆采用高强钢丝束或钢绞线制成，只能受拉，施工方便，外形美观。

吊杆的立面布置

吊杆间距即为行车道纵梁的跨长，通常吊杆取相等间距。

吊杆按其在拱平面内的布置形式分为：平行竖吊杆、倾斜式吊杆、网状吊杆。

按照布置数量还分为单吊杆、双吊杆

3、系杆（梁）

对于无推力拱，拱的推力全部由系杆承担，系杆承受较大的轴向拉力。

分为：刚性系杆、柔性系杆。

4、横撑

为了保证两片拱肋的横向刚度和稳定，从而承受作用在

拱肋、桥面及吊杆上的横向水平力，必须设置横撑。

横撑可以大大提高全桥的面外刚度和扭转刚度，但是

基本不提高面内刚度。

基本要求

设置在桥面净空高度范围之外的拱段上；

横撑宽度不应小于长度的1/15。

横撑的构造形式

常见的有“一字撑”、“K形撑”、“X形撑”、“米形撑”；

横撑位置一般与吊点位置对应，对称于拱顶奇数布置；

拱顶一般设置“一字撑”，1/4L附近拱肋一般设置“K形撑”；

大跨径宽桥常在拱顶设置“米形撑”，两侧布置“K形撑”。

5、拱上立柱

立柱用于上承式拱桥或者中承式拱桥的上承部分，是桥面系与主拱肋之间的传力结构。

二、拱肋的总体设计参数

大跨度钢桁架拱桥的主要设计参数有：矢跨比；拱轴线的选取；拱顶和拱脚高度的选择。

矢跨比

主要根据桥址的地形、地质条件、桥下净空要求等因素确定。

拱肋矢跨比常用范围在1/4~1/7，钢桁架拱桥矢跨比通常在1/4~1/5

矢跨比越小，拱脚水平推力越大；地质条件差时，可采用较大矢跨比以减少水平推力。

拱轴线

最理想拱轴线是与拱上压力线吻合，截面只承受压力而无弯矩，可以充分利用材料强度。

常见的拱轴线形式：圆弧线、二次抛物线、悬链线

拱肋的拱顶与拱脚高度选择

根据拱肋高度的变化，分为等高度拱肋和变高度拱肋

跨径较大时采用变高度拱肋，以适应拱肋内力分布并节省工程量。

钢拱桥的应用：

系杆拱的推力由体系内部消化，适合于大跨刚拱桥；刚拱刚梁的洛泽拱适合于重载铁路桥；刚梁柔拱的蓝格尔拱适合于公铁两用的双桥面布置。

钢拱桥的特点：

钢拱外形雄伟壮观、跨越能力大、承载能力高。已建成的钢拱桥，最大跨度已达552m。