采用蝶形拱的大跨径梁拱组合桥设计文献综述

 2022-10-25 11:01:07
  1. 文献综述(或调研报告):

3.1 梁拱组合桥梁概述

梁桥是以承受弯矩为主要承重构件的一类桥梁,梁桥的受力明确,构造简单,易于施工,因此在中小跨径上被广泛采用。随着预应力技术的兴起和钢结构的广泛采用,梁桥的跨径进一步地增大,其跨越能力可达到 300m。

拱桥是一种古老的桥梁结构形式,与梁桥和其他结构形式桥梁受力不同,在竖向荷载作用下,主拱圈主要承担轴向压力,拱脚处主要承担水平力和竖向力,使得主拱圈受力更加合理。起初是天然地貌形成的“拱形”跨越障碍物的通道,后来逐渐发展为利用天然的石材进行简单的砌筑。随着人类文明的发展,拱桥修建的历史意义渐渐成为了时代的符号,隋朝时期的敞肩式石拱桥安济桥(赵州桥),建造于金代的北京卢沟桥,以及江南绵绵流水之上的各式拱桥,都在中国拱桥建造史乃至在世界桥梁史上占据着重要的位置。纵观桥梁的发展过程,由于拱桥的跨越能力大、造型美观以及施工工艺复杂,拱桥较其他桥型的历史意义更加重要,在桥梁建设史上一直发挥着巨大的作用。

由于拱桥的受力对拱脚处地基基础的要求很高,须要合适的地质条件承担拱脚处水平方向的力。传统的拱桥只依靠地基的土压力、桥台基地摩阻力等,但是在软土地基处,拱桥在恒载以及活载的作用下会发生微量变形,并且可能发生一些难以控制的沉降,这些不利的受力形式都会影响到上部结构的安全,所以软土地基处拱桥建设的发展受到限制。

随着桥梁结构理论的不断发展以及计算机应用技术的日益成熟,在进行桥梁的设计时,对原有形式进行结构上的创新,提出了梁拱组合体系桥梁,把梁和拱两种结构形式结合起来,优化了原有的传力路径。这种桥梁结构充分施展梁和拱的各自的力学性能,使梁抗弯的特点得到了充分地施展,也使拱充分施展抗压的特点,梁拱组合式桥梁的结构受力特点是体外静定结构、内部多次超静定,此种传力机理对地基的要求下降,应用更加广泛。

3.2 梁拱组合桥梁分类及特点

梁拱组合体系桥梁主要分为三类:简支梁拱组合体系桥梁、悬臂梁拱组合体系桥梁和连续梁拱组合体系桥梁。

图2 简支梁拱组合体系

图3 悬臂梁拱组合体系

图4 连续梁拱组合体系

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