刚架桥的构造特点及类型

杨严华

(龙建路桥股份有限公司第四工程处)

1 刚架桥的主要类型

刚架桥可以是单跨或多跨。单跨刚架桥的支柱可以做成直柱式(也称门形刚架，如图1a、b、c所示)或斜柱式(也称斜腿刚架，如图1d、e所示)。

图1 单跨刚架桥的类型

单跨的刚架桥一般会产生较大的水平反力。为了抵抗水平反力，可用拉杆连接两根支柱的底端(图1b)，或做成封闭式刚架。门形刚架也可两端带有悬臂(图1e)，这样可减小水平反力，改善基础的受力状态，而且有利于与路基连接，但会增加主梁的长度。

有不少跨线桥采用斜腿刚架，它不仅造型轻巧美观，施工也较拱桥简单。

多跨刚架桥的主梁，可以做成V形墩身的刚架桥，亦可以做成连续式或非连续式。非连续式是在主梁跨中设铰或悬挂简支梁，形成T形刚构或带挂梁的T形刚构，这样有利于采用悬臂法施工，而静定结构则可以减小次内力、简化主梁配筋。对于连续式主梁的多跨刚架桥，当全桥太长时，宜设置伸缩缝，或者做成数座互相分离的连续式主梁的刚架桥。

中、小跨度的连续式刚架通常做成等跨，以利于施工。跨度较大时，为了减少边跨的弯矩，使之与中跨相近，利于设计和构造，也可使边跨跨度小于中跨。有时，当连续刚架边跨的跨度远小于中间跨时，可能导致主梁端支座承受很大的上拔力，需要进行特殊的处理。通常可将边跨主梁截面改成实体的，或加平衡重，以使端支座获得正的反力(压力)。

刚架桥的支承分铰结(图1a)和固结(图1c)两种。固结刚架桥的基础要承受固端弯矩，内力也较铰结刚架桥大许多，但主梁弯矩可减小。铰结刚架桥的构造和施工都比较复杂，养护也比较费时。

2 一般构造

刚架桥主梁截面形状与梁桥相同，可做成整体肋梁、板式截面或箱梁。主梁在纵向的变化可做成等截面、等高变截面和变高度截面三种。变高度主梁的下缘形状有曲线形、折线形、曲线加直线形等。

刚架桥支柱有薄壁式和立柱式。立柱式又可分为多柱和单柱。多柱式的柱顶通常都用横梁相连，形成横向框架，以承受侧向作用力。当立柱较高时，尚应在其中部用横撑将各立柱连接起来。当桥梁很高时，为了增加其横向刚度，还可做成斜向立柱，立柱的横截面可以做成实体矩形、I字形或箱形等。

3 刚架桥节点构造

刚架桥的节点是指立柱与主梁相连接的地方，又称角隅节点。该节点必须具有非常大的刚度，以保证主梁和立柱的刚性连接。角隅节点和主梁(或立柱)相连接的截面受很大的负弯矩，因此在节点内缘，混凝土承受较高的压应力。节点外缘的拉力由钢筋承担。

对于板式刚架，可在节点内缘加梗腋，以改善其受力情况，而且可以减少配筋，以利施工。角隅节点的外缘钢筋必须连续绕过隅角之后加以锚固。

当主梁和立柱都是箱形截面时，角隅节点可做成三种形式:仅在箱形截面内设置斜隔板;设有竖隔板和平隔板;兼有斜隔板、竖隔板和平隔板。为了使角隅节点有强大的刚性，并简化施工，也可将它做成实体的。

4 铰的构造

刚架桥的铰支座，按所用的材料分为铅板铰、混凝土铰和钢铰。

铅板铰就是在支柱底面与基础顶面之间垫有铅板，中间设销钉，销钉的上半截伸人柱内，下半截伸入基础内，利用铅材容易产生变形的特点形成铰的转动作用。钢铰支座一般为铸钢制成，其构造与梁固定支座和拱桥支座相同。混凝土铰就是在需要设置铰的位置将混凝土截面骤然减小(称为颈缩)，使截面刚度大大减小，因而该处的抗弯能力很低，可产生结构所需要的转动，这样就形成了铰。