双曲拱桥的诞生的结构特征
双曲拱桥的诞生的结构特征
在江南水乡无锡,六十年代出现了一种由民间建造的拱桥双曲拱桥动画,即双曲拱桥。因其结构轻盈,适合在软土地基上建设双曲拱桥动画,成为当时农村小跨轻载桥梁的理想选择,因此得到了广泛应用。
双曲拱桥在施工过程中存在隐定性不足的问题,其断面抗弯性能相对较弱。这些缺陷导致其天生不足,难以满足大跨度、重载以及软土地基等要求。经过一段时间的使用,桥梁出现了诸多隐患,从而影响了其使用寿命。
双曲拱桥的主体拱圈一般由拱肋、拱波、拱板以及横向的连接部件等构成。在建造过程中,我们采取“化整为零”的策略,先将拱肋和拱波预制,然后进行组合拼装,与现场浇筑的混凝土拱背层相结合,从而形成拱圈。这样的设计使得桥梁能够以组合式的整体结构来承担重量。
拱肋作为主拱圈的关键构成部分,与拱圈协同承担所有恒定荷载和活动荷载,对主拱圈的整体质量起着至关重要的作用。鉴于此,确保拱肋具备充足的强度、刚度以及纵向和横向的稳定性是至关重要的。在施工过程中,拱肋一般采用支架现浇混凝土或者预制安装的方式。对于预制拱肋,若其长度过长双曲拱桥的诞生的结构特征双曲拱桥的诞生的结构特征,不利于预制、运输及吊装,因此往往需要将其分成数段。拱顶通常承受着最大的压力双曲拱桥动画,因此在进行拱肋分段时,接头的位置不宜选在拱顶。接头应放置在拱肋自重引起的弯矩最小的区域,通常位于跨径的0.29至0.32倍处。因此,拱肋通常被均匀地分为三段。
拱波与主拱圈协同分担荷载,拱板在拱圈截面的构成中占据最大份额,同时,现浇的混凝土拱板将拱肋与拱波紧密结合,从而使得拱圈能够实现“集零为整”的效果。鉴于此,拱板在增强拱圈整体性方面扮演着至关重要的角色。
双曲拱桥的试验结果显示,与梁桥相似,若拱肋之间缺乏横向的连接,那么在集中荷载,如车辆荷载的作用下,各个拱肋在横向的变形分布极不均匀。然而,若拱圈具有较好的横向联系,那么各肋之间的变形则会相对均匀且一致。这一现象表明,通过设置和增强横向联系,能够确保拱圈在受到外部荷载时受力均匀,从而有效避免拱波顶部可能出现的纵向裂缝。显然,对于宽桥,横向联系的作用就更加突出。