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现仅根据其中两种不同的分类方式对拱桥的主要类型作一些介绍。
1.按结构受力式分类
1)简单体系拱桥
此类拱桥一般不考虑行车系结构(上承式拱桥的拱上建筑或中、下承式拱桥的拱下悬吊结构)参与主拱幽一起共同受力,主拱圈以裸拱作为主要的承重结构。按照主拱圈的静力式,简单体系拱桥又分为:三铰拱、两铰拱和无铰拱三种。
三铰拱 为外部静定结构。温度变化、支座沉陷、混凝土收缩和徐变等原因引起的变形,不会在拱内产生附加内力,计算时不需要考虑结构体系弹性变形对内力的影响。当地基条件较差,又需要采用拱桥时,可以考虑采用三铰拱。但由于铰的存在,使其构造复杂,施工较困难,维护费用增大,而且减小了结构的整体刚度,降低了拱桥的抗震能力;同时,由于拱的挠度曲线在拱顶铰处有转折,对行车不利,因此三铰拱一般较少采用。目前,较大跨径的三铰拱桥为德国的莫赛尔桥,跨径达107m。我国仅在一些较小跨径的桥上采用。空腹式桥拱上建筑中的边腹孔常用三铰拱。
两铰拱 为外部一次超静定结构。它的特点介于三铰拱与无铰拱之间,由于取消了跨中的拱顶铰,使结构的整体刚度比三铰拱大。又由于墩台基础位移、温度变化、混凝土收缩和徐变等因素引起的附加内力比无铰拱的影响小,当因地基条件较差而不宜修建无铰拱时或在坦拱中,可考虑采用。目前,世界上较大跨径的两铰拱桥是日本的外津桥,跨径为170m。
无铰拱 为外部三次超静定结构。在自重及外荷载作用下,由于主拱内的弯矩分布要比两铰拱均匀,所以材料用量省。又由于无铰,使得结构的整体刚度大,构造简单,施工方便,维护费用少,因此在实践中使用较为广泛。但由于无铰拱的超静定次数高,当温度变化、材料收缩、结构变形、特别是墩台位移时,会在拱内产生较大的附加内力,所以无铰拱一般反适用于地基良好的条件下,这使得它的使用范围受到了一定的限制。不过,随着跨径的增大附加内力的影响要相对地减小,因此无铰拱仍是国内外拱桥上采用较多的一种构造形目前,世界上较大跨径的钢筋混凝土无铰拱桥是我国的重庆万县长江大桥,跨径为420m。
2)组合体系拱桥
组合体系拱桥一般由拱肋、系杆、吊杆(或立柱)、行车道梁(板)及桥面系等组成,是将梁和拱两种基本结构按不同的构造方式构成一个整体,以共同承受桥面荷载和水平推力,充分发挥梁受弯、拱受压的结构特性及其组合作用,达到节省材料的目的。根据不同的组合方式和受力特点,组合体系拱桥又分为无推力的和有推力的。通常前者使用较为广泛。
无推力的组合体系拱桥 无推力的组合体系拱桥是外部静定结构,兼有拱桥跨越能力大和简支梁桥对地基适应能力强这两大特点。拱的推力由系杆承受,系杆的含义就是一个将两拱脚相互联系在一起的水平构件,因而墩台不承受水平推力。根据拱肋和系杆(梁))相
对刚度的大小及吊杆的布置形式可以分为:具有竖直吊杆的柔性系杆刚性拱——称为系杆拱a;具有竖直吊杆的刚性系杆柔性拱——称为蓝格尔拱b;具有直吊仟的刚性系杆刚性拱——称为洛泽拱。以上三种拱,当用斜吊杆来代替竖直吊杆时,称为尼尔森拱。
有推力的组合体系拱桥 有推力的组合体系拱桥是外部超静定结构,由单独的梁和拱共同受力,由于没有系杆,拱的推力仍由墩台承受。a)为倒蓝格尔拱(刚性梁柔性拱),b)为倒洛泽拱(刚性梁刚性拱)。
3)拱片拱桥
拱片拱桥是属于有推力的拱桥,它是将整个桥跨结构的所有组成部分刚性联结成一个整体,称为拱片。它的上边缘是水平的,下边缘是曲线形的有推力结构。拱片的立面可以做成实体拱片,也可以被挖空做成桁架的形式。根据桥梁宽度的不同,拱片拱桥可出片或两片以上的拱片组成,并用横向联结系将各拱片联成整体,共同受力,行车道板支承在拱片上。拱片拱桥可以做成无铰、两铰或三铰结构,它的特点是没有其他形式拱桥那样明确的理论拱轴线,且仅适用于上承式拱桥。重庆君正生产的桥梁预制充气内模,是先用氯丁橡胶、天然橡胶与锦纶布复合而成的材料,后用硫化工艺后制成橡胶充气内模。既有很好的抗胀强度,又有弹性和柔韧性,抗高温并有良好的脱离性能,桥梁预制充气内模同时也具有良好的耐老化,耐磨性能,使用寿命长等特点,取代传统的刚模木模。