组合体系桥梁文献综述.docxVIP

文献综述【摘要】本文系统收集了组合体系桥梁对应结构形式的多方论述，首先梳理国内发展组合体系桥梁的实际需要，对该桥型所采用的多项技术成果作出评述，一、组合体系拱桥的演进历程桥梁作为交通线路中断时跨越障碍的重要构造物，是区域资源流通和人员流通的重要中继点。桥梁结构与其他土建结构有类似的基本受力单元，分别为梁单元、拱单元、缆索单元和部分桁架单元，桥梁整体结构形式大多以各单元的优势为考量，发展出梁式桥、拱式桥、缆索受力体系等基本桥型，直到生产能力和施工技术大幅进步，以及新型材料得到广泛应用，组合体系桥型才日渐得到桥梁工作者的亲睐，并在跨度要求较高、桥梁景观价值受到重视的方案中得到多样适用。现在常见的组合体系拱桥在百年前就在设计者的大胆尝试中诞生了雏形。其后，奥地利人蓝格尔于1858年获得刚性系杆柔性拱专利。19世纪末，在德国易北河上建造诶多10跨透镜式弦杆铁路桥成为洛泽拱的发展起点。尼尔森为提高结构刚度提出将之前采用的竖向吊杆替换为斜向吊杆的设想，最终于1929年获得专利权。 我国建设组合体系拱桥可追溯到1922年，天津杨村三孔跨径20m的双龙桥正是下承式钢混梁拱组合桥。解放后五、六十年代的大规模建设和八、九十年代设计理论和计算手段的进步分别为组合体系拱桥的发展奠定了经验基础和理论框架。21世纪以来，公铁交通的迅猛发展与其相对应交通需要的大幅波动推动了桥梁设计在优化结构受力、创新结构外形方面的工作，使得组合体系桥梁更多地得到研究与应用。二、连续梁拱组合体系桥的应用范围和受力特点2.1基于国内发展现状对组合体系桥的简要分类梁拱组合是应用最早的组合体系桥形式，根据梁单元受力还可分为简支梁拱组合体系、连续梁拱组合体系、悬臂梁拱组合体系、桁式梁拱组合体系。其中以连续梁拱组合体系为代表，既克服了采用简支梁仅能适用于下承式的限制，也通过拱与梁轴力的相互作用达到共同受力的目的，现有拉萨河特大桥（2005年完工）采用五跨三拱连续梁钢管混凝土拱，成功满足青藏铁路工程的严苛条件。其后的两类则是在遵循梁拱联合作用的原则下，考虑到全桥受力均匀而进行的修正。 此外，刚拱构、斜拉拱、悬索拱也属于组合体系，桥型的跨类别组合显得更为突出，刚构桥、斜拉桥和悬索桥在形成各自基本体系时，可以作为安装拱肋的支架，便于结合施工现实，在需要弥补原主梁刚度上，拱单元的加入提升了桥整体的技术经济指标。这类深度组合不乏尝试：广州新光大桥在原V形刚构基础上加入拱单元使梁体大幅减薄，结构轻巧；湘潭湘江四桥为斜拉飞燕拱，在主拱两侧设有索塔支承拱肋；无锡五里湖大桥主桥采用斜塔悬索组合结构，造型新颖大胆，成为城市景观的一部分。 2.2 连续梁拱组合体系的性能李国平在其《连续梁拱组合桥的性能和特点》一文中指出：我国采用拱桥作为跨越结构已久，然而由于传统施工方法的不便，面对60m~200m的跨径更多采用预应力连续梁桥。拱桥在软弱地基上存在显著的拱脚变位的病害，因而在解放后杭嘉湖平原建设现代桥梁拱桥缺乏竞争力。而上世纪末我国悬臂浇筑、转体施工的发展使得拱梁组合体系有效克服之前的施工问题而被广泛应用，尤其是钢管混凝土和劲性骨架改善了混凝土受力性能，防止拱肋失稳。连续梁拱可在成桥后才出现多余约束，一期荷载基本不引起水平推力，外部受力适宜软弱地基，内部受力表现为梁受拉、拱受压，或拱轴向力分力可抵抗剪力，即梁拱自平衡。取中承式桥型举例：结构整体受弯，弯矩较大的跨中和中支点处拱和梁相对距离增大，作为剪力控制点的中支点，拱轴线与水平线呈最大倾角，而边跨采用较小跨径即无碍墩两侧不平衡弯矩，边跨弯矩主要为负弯矩适宜预应力布置。综上所见，连续梁拱体系是组合体系修正原简单体系各自缺点的典型案例，并适合使用高强材料，有利于技术进步。2.3连续梁拱体系施工过程与受力特点转体施工：上承式连续梁拱组合桥适宜采用。结构首先作为两个单体在支架上现浇和部分张拉预应力，而后平衡悬臂转体，调整合拢标高，跨中临时固结实施现浇，完全张拉纵向预应力形成连续结构。少支架施工：下承式连续梁拱组合桥适合采用。首先纵梁分段预制，在少支架上现浇纵梁接头和端横梁，通过张拉预应力形成纵向连续梁肋，再架设中横梁和钢管拱肋，灌注钢管混凝土，逐一调整吊杆力，最终拆除支架。全现浇施工：适合各种形式，应主要考虑施工时该桥位的通航要求和施工难度。取中承式举例，施工时分成桥面上下两个部分，分次浇筑逐次成型，纵梁分段截面组合考虑吊杆初张拉问题和预应力施加，保证落架是结构达到受力许可条件。三、钢管混凝土技术在组合体系拱桥中的应用3.1钢管混凝土本文所描述的钢管混凝土主要面向大跨度拱桥，同时不包含混凝土填充的方钢管。圆钢管混凝土突出的技术优势在于钢管对核心混凝土的约束作用，又称“套箍作用”，核心混凝土处于三向受力，尤其是进入塑性后由于钢管约束了纵向裂缝