基本概念:两种或两种以上的基本结构体系组合而成的桥梁。
组合体系桥主要类型
壹/预应力混凝土梁拱组合体系桥
贰/部分斜拉桥
叁/刚构-连续组合梁桥
肆/桁架拱和刚架拱等其他体系桥
壹 预应力混凝土梁拱组合体系桥
梁拱组合体系桥是产生最早和应用最广的一种组合结构。它将梁桥与拱桥进行有机组合,利用梁的轴向拉力来平衡拱的水平推力,结构总弯矩主要表现为梁受拉、拱受压的形式,剪力则主要成为拱轴力的竖向分力。
梁拱组合体系桥是目前组合体系桥梁中较为常见的一种,它的雏形在100 年以前就产生于设计者的大胆试验中。
紧接着1858 年,奥地利人兰格尔获得了刚性梁柔性拱的系杆拱桥专利。在19 世纪末期,洛泽拱桥的先驱——透镜形弦杆铁路桥在德国的易北河上成功建造了,其主跨为96.35m,总共有10 跨。
我国首座公路梁拱组合体系桥是天津杨村(今武清县)的双龙桥,其建于1922年,是一座跨径20m的3孔钢筋混凝土下承式梁拱组合体系桥。
随后,我国在20世纪五六十年代又先后修建了一些梁拱组合体系桥,八九十年代之后,随着经济的发展和桥梁设计理论的进步,各种形式的梁拱组合体系桥不断在我国涌现。
21 世纪初,金成棣( 2000) 教授用了大量的精力来研究梁拱组合体系桥的施工和设计。
刘世忠等( 2009) 运用自行设计的SMAD 有限元软件,建模和分析了具有V 型桥墩的刚构梁拱组合体系桥的受力,并对其进行了优化。最终对于其所具有的温度应力、收缩徐变内力和预应力带来的不利影响,给出了解决方案。
梁拱组合体系桥形式多样、种类繁多,根据不同的分类标准可以划分为不同的类型。
根据拱肋与加劲梁的相对抗弯刚度的大小,一般将梁拱组合体系桥分为柔梁刚拱、柔拱刚梁、刚梁刚拱,他们的区别如下图,同学们可以自己体会。
柔梁刚拱
柔拱刚梁
刚梁刚拱
乍一看是不是觉得这三货长得一毛一样?哈哈,这里必须了解一下这三个词各自的含义:柔梁刚拱指的是柔性系杆刚性拱,所以有没有看到有的线粗一点有点线细一点?
柔拱刚梁……刚梁刚拱……
为什么只解释了一个?哈哈哈,你见到的是史上最懒的小编。
a.简支梁拱组合体系桥
简支梁梁拱组合体系桥,其只适用于下承式桥。国内建成的代表性的此类桥梁有主跨202m的辽宁丹东月亮岛大桥,以及主跨190m的杭州钱江四桥(又名复兴大桥)
丹东月亮岛大桥
杭州钱江四桥
结构特点:简支梁上设置加强拱,梁端结点刚接,梁拱间布置吊杆。
力学特点:外部静定结构,内部超静定结构。
其他特点:跨度远大于简支梁,梁的拉力与拱内水平分力组成力矩平衡截面内弯矩。
b.悬臂梁拱组合体系桥
结构特点:相当于空腹单悬臂梁桥;外部为静定结构;与单悬臂梁桥比,自重小,跨径大,一般适用经济跨径在40~80m;有铰或挂梁,有伸缩缝,行车不利,不宜用于交通繁忙的线路。
适用条件:上承式,经济跨径40~80m,承担轻、中交通量。
c.连续梁梁拱组合体系桥
结构特点:以连续梁为基体,采用拱来加强。
力学特点:外部超静定结构;拱分担梁的弯矩;拱轴力的垂直分力分担梁的剪力 。
结构类型:上承式、中承式、下承式
上承式