桥涵施工与养护：刚架桥类型及特点

刚架桥的梁和墩台（支柱）整体相连。由于两者之间的刚性连接，在梁端产生负的支承弯矩，减小了跨中正弯矩的数值，因此梁的跨中截面可比一般梁式桥小。刚架桥的支柱除承受压力外，还承受弯矩，故必须配置普通钢筋或预应力钢筋。

由于刚架桥中梁的建筑高度可以比一般梁式桥小，支柱设置钢筋后尺寸也可以较小。因为能节省混凝土的用量，并可提供较大的桥下净空，故刚架桥特别适宜用于跨线桥和栈桥。然而在有漂流物（如水流、木筏等）的河流中，单薄的支柱不利于抵抗漂流物的撞击，不宜采用刚架桥。此外，刚架桥施工一般比梁式桥复杂，用钢量也较多，因此刚架桥的采用要视具体条件和要求而定。

（一）刚架桥的种类

从受力特点看，刚架桥和拱桥相似，在垂直荷载作用下，产生垂直反力和水平推力。刚架桥可以是单跨结构，也可以是多跨结构。

刚架桥的主要类型有：门式刚架桥、斜腿刚架桥、带铰的T形刚构桥、带挂梁的T形刚构桥、连续式连续刚构桥、分离式连续刚架桥等。

1．门式刚架桥

门形刚架在截面上特别是两肩处有较大的弯矩产生，不如拱桥有利。单跨刚架桥的支腿可设计成直柱式，称为门式刚架桥（见图5-3-9）。

图5-3-9　门式刚架桥

2．斜腿刚架桥

设计成斜柱式，称为斜腿刚架桥（见图5-3-10）。

图5-3-10　斜腿刚架桥

在斜腿刚架桥中，两侧支承于桥台的伸出部分可以使梁的跨中弯矩进一步减小，因此预应力混凝土斜腿刚架桥的跨度可以做得比较大而依然经济。

3．带铰的或带挂梁的T形刚构桥

多跨刚架桥的主梁可以做成非连续式，即在主梁跨中设置剪力铰或悬挂简支梁，从而形成所谓带铰的T形刚构或带挂梁的T形刚构（见图5-3-11）。

图5-3-11　T形刚构桥

图5-3-11（a）所示带铰的T形刚构为一种超静定结构，它的上部结构全部是悬臂部分，相邻两悬臂通过剪力铰相连接。剪力铰是一种只传递竖向剪力而不传递纵向水平力和弯矩的连接构造。剪力铰不仅结构复杂，用钢量多，造成费用增加，而且铰和梁的刚度差异引起结构变形不协调，致使桥面不平顺，导致行车不舒适。上述种种缺点限制了带铰T形刚构桥的应用范围。

T形刚构桥无论是带铰的还是带挂梁的，它与预应力混凝土连续梁桥相比，同样采用悬臂施工法，可节省墩梁固结和跨中合龙两道关键工序。虽然桥墩刚度较大，但可节省昂贵的支座，其综合用材和费用比连续梁经济。

4．连续式连续刚构桥(www.xing528.com)

多跨刚架桥也可以将主梁做成连续结构，形成所谓的连续刚构。

将T形刚构的粗厚桥墩减薄，形成柔性桥墩，并使墩梁固结、主梁连续，从而形成连续刚构桥。连续刚构桥实际上是一种墩梁固结的连续梁桥，这种体系利用主墩的柔性来适应结构由预应力、混凝土收缩徐变和温度变化所引起的纵向位移，当跨度大、桥墩高时采用这种体系最合适。

连续刚构桥跨中一般不设铰也不带挂梁，除桥面连续、行车平顺外，更重要的是梁体内的内力分布更加合理，能充分发挥高强材料的作用，有利于增大跨径。随着桥梁施工技术水平的提高，大跨度预应力混凝土连续刚构桥已成为目前主要采用的桥梁结构体系之一。

5．分离式连续刚架桥

对于主梁连续式的多跨刚架桥，当桥梁全长太大时，宜设置伸缩缝，或做成数座分离式的连续刚架桥，如图5-3-12所示。分离式连续刚架桥主要用于城市高架桥。

图5-3-12　分离式连续刚架桥

（二）刚架桥的纵、横断面

刚架桥主梁截面形状与梁式桥相同，可以做成如图5-3-13所示的各种形式。

图5-3-13　刚架桥的主梁截面

主梁在纵桥向可做成等截面、等高变截面、变高度截面三种形式。有时根据实际需要可将主梁做成几种不同的截面形式，以适应主梁内力的变化和方便施工。刚架桥的梁通常采用变高度的纵断面形式。

变高度主梁底部的线形可以是曲线形、折线形、曲线加直线形等，具体应根据主梁内力的分布情况，按等强度原则选定。

刚架桥中的梁承受正负弯矩，常采用箱形截面。在跨度不大的刚架桥中，为简化构造、降低梁高，也可采用板式截面。

【项目训练】

5.1　拱桥的分类有哪些？

5.2　简述悬索桥的构造。

5.3　简述斜拉桥的结构形式。

5.4　简述斜拉桥的组成及其各部分的受力特点。

5.5　简述刚构桥的构造特点。