楊嚴(yán)華
(龍建路橋股份有限公司第四工程處)
剛架橋可以是單跨或多跨。單跨剛架橋的支柱可以做成直柱式(也稱門形剛架,如圖1a、b、c所示)或斜柱式(也稱斜腿剛架,如圖1d、e所示)。
圖1 單跨剛架橋的類型
單跨的剛架橋一般會產(chǎn)生較大的水平反力。為了抵抗水平反力,可用拉桿連接兩根支柱的底端(圖1b),或做成封閉式剛架。門形剛架也可兩端帶有懸臂(圖1e),這樣可減小水平反力,改善基礎(chǔ)的受力狀態(tài),而且有利于與路基連接,但會增加主梁的長度。
有不少跨線橋采用斜腿剛架,它不僅造型輕巧美觀,施工也較拱橋簡單。
多跨剛架橋的主梁,可以做成V形墩身的剛架橋,亦可以做成連續(xù)式或非連續(xù)式。非連續(xù)式是在主梁跨中設(shè)鉸或懸掛簡支梁,形成T形剛構(gòu)或帶掛梁的T形剛構(gòu),這樣有利于采用懸臂法施工,而靜定結(jié)構(gòu)則可以減小次內(nèi)力、簡化主梁配筋。對于連續(xù)式主梁的多跨剛架橋,當(dāng)全橋太長時,宜設(shè)置伸縮縫,或者做成數(shù)座互相分離的連續(xù)式主梁的剛架橋。
中、小跨度的連續(xù)式剛架通常做成等跨,以利于施工??缍容^大時,為了減少邊跨的彎矩,使之與中跨相近,利于設(shè)計和構(gòu)造,也可使邊跨跨度小于中跨。有時,當(dāng)連續(xù)剛架邊跨的跨度遠(yuǎn)小于中間跨時,可能導(dǎo)致主梁端支座承受很大的上拔力,需要進(jìn)行特殊的處理。通??蓪⑦吙缰髁航孛娓某蓪嶓w的,或加平衡重,以使端支座獲得正的反力(壓力)。
剛架橋的支承分鉸結(jié)(圖1a)和固結(jié)(圖1c)兩種。固結(jié)剛架橋的基礎(chǔ)要承受固端彎矩,內(nèi)力也較鉸結(jié)剛架橋大許多,但主梁彎矩可減小。鉸結(jié)剛架橋的構(gòu)造和施工都比較復(fù)雜,養(yǎng)護也比較費時。
剛架橋主梁截面形狀與梁橋相同,可做成整體肋梁、板式截面或箱梁。主梁在縱向的變化可做成等截面、等高變截面和變高度截面三種。變高度主梁的下緣形狀有曲線形、折線形、曲線加直線形等。
剛架橋支柱有薄壁式和立柱式。立柱式又可分為多柱和單柱。多柱式的柱頂通常都用橫梁相連,形成橫向框架,以承受側(cè)向作用力。當(dāng)立柱較高時,尚應(yīng)在其中部用橫撐將各立柱連接起來。當(dāng)橋梁很高時,為了增加其橫向剛度,還可做成斜向立柱,立柱的橫截面可以做成實體矩形、I字形或箱形等。
剛架橋的節(jié)點是指立柱與主梁相連接的地方,又稱角隅節(jié)點。該節(jié)點必須具有非常大的剛度,以保證主梁和立柱的剛性連接。角隅節(jié)點和主梁(或立柱)相連接的截面受很大的負(fù)彎矩,因此在節(jié)點內(nèi)緣,混凝土承受較高的壓應(yīng)力。節(jié)點外緣的拉力由鋼筋承擔(dān)。
對于板式剛架,可在節(jié)點內(nèi)緣加梗腋,以改善其受力情況,而且可以減少配筋,以利施工。角隅節(jié)點的外緣鋼筋必須連續(xù)繞過隅角之后加以錨固。
當(dāng)主梁和立柱都是箱形截面時,角隅節(jié)點可做成三種形式:僅在箱形截面內(nèi)設(shè)置斜隔板;設(shè)有豎隔板和平隔板;兼有斜隔板、豎隔板和平隔板。為了使角隅節(jié)點有強大的剛性,并簡化施工,也可將它做成實體的。
剛架橋的鉸支座,按所用的材料分為鉛板鉸、混凝土鉸和鋼鉸。
鉛板鉸就是在支柱底面與基礎(chǔ)頂面之間墊有鉛板,中間設(shè)銷釘,銷釘?shù)纳习虢厣烊酥鶅?nèi),下半截伸入基礎(chǔ)內(nèi),利用鉛材容易產(chǎn)生變形的特點形成鉸的轉(zhuǎn)動作用。鋼鉸支座一般為鑄鋼制成,其構(gòu)造與梁固定支座和拱橋支座相同?;炷零q就是在需要設(shè)置鉸的位置將混凝土截面驟然減小(稱為頸縮),使截面剛度大大減小,因而該處的抗彎能力很低,可產(chǎn)生結(jié)構(gòu)所需要的轉(zhuǎn)動,這樣就形成了鉸。