1.钢管混凝土拱桥
近20年来，我国兴建了不少钢管混凝土（concrete-filled tube）拱桥。它是指以内灌混凝土的钢管作为拱肋的拱桥。所谓钢管混凝土，就是在薄壁钢管内填充混凝土，形成钢管与混凝土两者共同工作的一种组合构件。钢管混凝土的基本力学特征是，管内混凝土受到钢管的约束，在承受大的轴向压力时发生的侧向膨胀受到限制而处于三向受压状态，从而具有比普通钢筋混凝土大得多的承载能力和变形能力。同时，因混凝土填满钢管，分担绝大部分轴向压力，较薄的钢管壁就不会出现局部失稳。
钢管混凝土拱桥的特点，在于先架设以钢管（包括各钢管之间的缀板、横撑等）为主的拱肋，再用泵送混凝土填满于钢管内，待混凝土凝固后，钢管与混凝土共同承受荷载。钢管既可看作是混凝土中的受力钢筋，又可起到浇筑混凝土时的模板及支架作用。
目前，国内采用的钢管混凝土拱桥的拱肋形式有单肢、双肢哑铃形、三肢或四肢格构式、四肢双哑铃形等，分别见图8.32（a）～（d）。哑铃形可竖向、横向布置，三肢格构式也可竖向、横向或三角形状布置。
图8.32 钢管混凝土拱的横截面形式
钢管混凝土在土木工程中的应用较早。早在20世纪30年代，钢管混凝土就开始应用于建筑结构。在桥梁工程方面，国外只有极少数用钢管或钢管混凝土作为拱圈的公路拱桥。1960年，瑞典建成阿斯克勒海峡（Askerö Fjord）桥，该桥拱肋为水平哑铃状的两钢管，跨度288m，已在1980年1月的一次大雾之中被船撞毁。另一座钢管拱桥是日本的松岛（Matsushima）大桥，该桥建于1966年，跨度126m，采用直径1.8m的两钢管作为主拱圈，钢管水平布置，其间设横向联结。法国的Antrena桥（1994年）是一座上承式钢管混凝土拱桥，采用单根钢管作为拱肋，其上布置斜撑及桥面板，桥长86m，主跨56m，桥宽为11m。美国芝加哥的Dampen Avenue桥（中承式，1999年）的拱肋采用直径1.2m、壁厚25mm的钢管，拱脚段灌有混凝土；桥长94m，主跨74m，桥宽为21.9m，拱肋中心间距为16.3m；采用整体吊装方法施工拱肋。
钢管混凝土在我国桥梁工程中的应用，始于1990年四川旺苍东河大桥。该桥为跨度115m双车道下承式预应力系杆钢管混凝土拱桥（见图8.33）；每道拱肋包含两根钢管（直径0.8m，壁厚10mm），上下设置（两管间垂直中距1.2m），用两块钢板作腹板，将其上、下缘焊于钢管，呈哑铃状，总高2m。在钢管及钢腹板之间，均填C30混凝土。两肋间用直径0.8m的钢管作横撑，以保持拱肋的横向稳定。2000年广州市在其环城高速公路上修建了跨越珠江的丫髻沙桥，其为三跨连续自锚中承式钢管混凝土系杆拱桥，分跨为76m＋360m＋76m。主跨拱有拱肋两条，每拱肋包含6根 φ0.75m钢管，每3根钢管用平联钢板组成一宽3.45m的弦杆，用 φ0.45m及φ0.35m钢管作腹杆，所组成的桁架式拱肋为变高度（以管中心计的高度自拱顶处的4m变至拱趾处的8m），拱的矢跨比是1∶4.5；边跨拱为双肋上承式，每肋用4根φ0.6m钢管为劲性骨架，外包混凝土；桥上行驶6线汽车，主跨拱肋按外缘计的宽度为39.4m。2009年建成的支井河大桥，为跨度430m的上承式钢管混凝土公路拱桥。矢跨比为1/5.5，主拱圈断面采用钢管混凝土与空钢管组成的桁架式断面，断面高度从拱顶6.5m变化到拱脚13.0m，钢管采用Q345c钢材，外径1200mm，管壁厚度24～35mm，管内填充C50高强混凝土。
图8.33 四川旺苍东河大桥
钢管混凝土构件既可以作为拱桥的拱肋，也具有良好的劲性骨架性能。因此，在大跨度钢筋混凝土拱桥（如万州长江大桥）的设计中，常把钢管混凝土作为劲性骨架的一部分。图8.34所示为广西邕宁邕江桥（1996年，跨度312m）立面图，图8.35为其拱肋截面图。邕江桥是中承式拱，每道拱肋外轮廓尺寸是3m×5m（宽×高），顶板、底板各厚0.36m，腹板厚0.26m；在其四角各置一钢管，钢管内填注混凝土；采用劲性骨架法施工。
图8.34 广西邕宁邕江桥（尺寸单位：cm）(www.xing528.com)
图8.35 拱肋截面图（尺寸单位：cm）
对于将钢管混凝土用作劲性骨架的钢筋混凝土拱桥，因其由钢筋混凝土所提供的受力截面积及截面惯性矩都比由钢管混凝土所提供者为大，桥的承载能力将决定于前者，故可将其视为钢筋混凝土拱桥。对于不填混凝土的钢管拱桥，则可视其为钢拱桥的一种，为保持钢管的稳定性，其用钢量不会少。
2.桁架拱桥
一般，把承重结构为桁架式的拱桥称为桁架拱桥（称为trussed arch）。由于钢材的抗拉、压性能良好，这一形式在钢拱桥中早有应用（如悉尼港桥，美国新河谷桥等），近年来在我国特大跨铁路、公路桥中也得到应用（如宜万铁路万州长江大桥，京沪高速南京大胜关桥，重庆朝天门桥等）。将钢拱桥的拱圈从实腹式改为桁架式，是为了增加结构刚度，加大跨度并节省材料。
钢筋混凝土桁架拱桥则主要指把常规拱桥的传力构件（拱上建筑）与承重构件（主拱圈）联成整体桁架、共同承载的拱桥。这种拱桥的结构刚度较大，整体性能较好，自重较小，适合于软土地基。通常，钢筋混凝土桁架拱桥的上部结构由桁架拱片、横向联结系和桥面三部分组成，见图8.36。根据桁间杆件的布置，桁架分为斜杆式和竖杆式（指桁间均布置竖杆）两类。斜杆式中包括三角形式、带竖杆的三角形式、斜压杆式、斜拉杆式（见图8.36）和其他组合形式。
图8.36 桁架拱桥的主要组成部分
钢筋混凝土桁架拱桥的大部分构件可预制安装，对吊装能力的要求也不高。上部结构预制和下部结构施工可平行进行，工期可相应缩短。不足之处是：制作构件的模板较复杂；在一些受拉、受弯杆件上和刚性节点处，仍难免产生裂缝，导致结构的耐久性不足。
1995年建成的位于贵州瓮安县、跨越乌江的江界河桥，跨度330m，是目前跨度最大的桁架式拱桥，见图8.37。该桥的中段是一桁架拱，两端各有一段锚于岸坡岩体的悬臂桁架。这种悬臂桁架与拱串联的桥型的主要特点是，上弦在墩顶和拱顶之间的适当位置断开，在该处形成桥面伸缩缝，并使上弦预应力在该处放松（以调整各杆件的内力），结构受力更为合理。悬臂桁架在其伸臂端承受中段拱的反力，其下弦是中段桁架拱下弦的延续，其上弦的拉力靠预应力钢筋承受，力筋通过设在拱外的斜杆锚固于坚实岩层。
图8.37 江界河桁架拱桥（单位：cm）
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