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百年进展之桁桥浏览(下)
2012-01-04 来源:作者:刘效尧 来源:中国桥梁网
(续)3.分类

     以上40余种桁桥结构特征互有交叉,为更明晰起见应作如下分类。

    (1)按承式分类

    a)上承式:行车道支承在上弦;

    b)下承式:行车道支承在下弦;

     半穿式:上弦高度小于通行净空高度,不设上风撑,要考虑上弦稳定性;

     全穿式:上弦高度满足通行净空要求,设有上风撑,空间稳定性较好;

                                                        
                        半穿式                    全穿式

a)上承式                    b)下承式

图1.承式和穿式

     (2)按弦形分类

    a)平行弦桁:上下弦平行,桁等高;

    b)折弦桁:三角形或多边形桁;

    c)凸曲线弦桁:多为单跨简支桁;

     上曲弦:上弦如拱具有系杆拱的特征,直下弦如系杆,腹杆如吊杆;

     下曲弦:类平背鱼腹,也称鱼腹桁;

     双曲弦:上下均为曲弦,或称透镜桁,也可称鱼腹桁;

    d)凹曲线弦桁:多跨桁,负弯矩处设凹曲(折)线弦,例如悬臂桁;


a)平行弦                        b)折弦


上曲弦                     下曲弦                     双曲弦

c)凸曲线弦


d)凹曲线弦

图2.弦形

     (3)按腹杆形式分类

    a)斜杆布置:

     拉斜杆:斜杆布置在受拉方向,如Pratt桁;

     压斜杆:斜杆布置在受压方向,如豪式桁;

     双向斜杆:受拉和受压方向都布置斜杆;

     半斜杆:K式腹杆;

     复式斜杆:斜杆间距小,一根腹杆与多根腹杆相交;


图3.斜杆布置

    b)竖杆布置:

     有竖杆:有斜杆,或无斜杆——亦称空腹桁;

     无竖杆:有斜杆;


图4.竖杆布置

    (4)按组合形式分类

    a)简单桁:单一的桁式结构;

    b)组合桁:在简单桁中附加另一种结构体系,二者互相耦合共分摊荷载,例如在简单桁中增加斜拉索、悬索、拱等。但是,若桁高不大,组合作用有限;


斜拉索桁                     悬索桁                       拱桁 

图5.组合桁

     (5)按外部形式分类

     简支桁:单孔;

     悬臂桁:三孔双悬臂;

     连续桁:多孔;

    4.近代桁桥

     随着桥梁跨度增大,桁架杆件加长,稳定性要求增大,从技术经济来衡量单一截面的杆件难以适应。近代桁桥已经从单纯型桁桥向混合型桁桥过渡,桁架成为桥梁的一个受力单元,而不是全部。但是,在组合时对荷载承受比例的配置差别较大,有的桁架仍是主要受力构件,有时仅是辅助构件。

    4.1.中国近代桁桥

    4.1.1.单纯型桁桥

    武汉长江大桥(三联3×128m连续钢桁梁,1957年,为“万里长江第一桥”);

    南京长江大桥(三联3×160m连续钢桁梁,1969年);


图1 武汉长江大桥     图2 南京长江大桥

    4.1.2.混合型桁桥

    (1)并联式

    九江长江大桥(180+260+160m桁梁拱组合桥,1993年);

    芜湖长江大桥(180+312+180m桁梁斜拉组合桥,1999年);

    香港青马大桥(主跨1377m桁梁悬索组合桥,1997年);

    重庆朝天门大桥(190+552+190m桁拱桁梁组合桥,2010年)世界最大跨径拱桥;

    (2)串联式

    南京大胜关长江大桥(109+192+2×336+192+109m桁拱桁梁组合桥,三桁六线,2009年)


图3 九江长江大桥    图4 芜湖长江大桥


图5 香港青马大桥    图6 重庆朝天门大桥



图7 南京大胜关长江大桥

    4.2.世界近代桁桥

     近代美欧日兴建了一大批桁梁桥,除单纯型桁桥外,特别是一些大跨斜拉桥和悬索桥都采用桁架作为主梁,二十世纪末新兴国家也加入了这个队伍,下面是一些代表性的桥梁。

    1.Peace Bridge New York(拱桁桥,全长1768m,1927年);

    2.Brooklyn Bridge, New York City(悬索桁桥,全长1825m主跨486.3m,1883年);

    3.Forth Rail Bridges, Scotland(悬臂桁桥,全长2528.7m主跨2×521.3m,1890年);

    4.Quebec Bridge, Quebec, Canada(悬臂桁桥,全长987 m主跨549 m,1919年);

    5.Verrazano Narrows Bridge, New York City(悬索桁桥,主跨1298m,1964年);

    6.Malmo-Copenhagen Bridge(?resund Bridge)(桁梁桥,全长7845m主跨490m,2000年);

    7.New River Gorge Bridge, West Virginia(拱桁桥,全长924m主跨518.2m,1977年);

    8.港大桥,大阪,日本(235+510+235m,悬臂桁桥,1974年);

    9.明石大桥,日本(主跨1991,悬索桁桥,1998年);

    10.闵浦大桥,中国(4×63+708+4×63m,斜拉桁桥,2010年);


图8 Peace Bridge



图9 Brooklyn Bridge          图10 Forth Rail Bridges



图11 Quebec Bridge        图12Verrazano Narrows Bridge



图13Malmo-Copenhagen Bridge(Oresund Bridge)



图14 New River Gorge Bridge           图15 港大桥
 


图16 明石大桥                 图17上海闵浦大桥

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