空腹式拱上建筑
大、中跨径的拱桥,特别是当矢高较大时,由于实腹式拱上建筑的填料用量多、重量大,应以采用空腹式拱上建筑为宜。空腹式拱上建筑除具有实腹式拱上建筑相同的构造外,还具有腹孔和腹孔墩。
腹孔
腹孔的形式和跨径的选择,应在考虑尽量减小拱上建筑重量的同时,又不致因荷载过分集中于腹孔墩处,给主拱圈受力性能造成不利的影响。此外,还要考虑方便施工以及使拱桥外形更加协调美观。
腹孔结构的形式可以分为两类:一类是拱式拱上建筑,另一类是梁式拱上建筑。
①拱式拱上建筑
拱式拱上建筑构造简单,外形美观,但自重较大,对地基条件要求高,一般用于圬工拱桥。拱式腹孔通常对称布置在主拱上建筑高度所允许的自拱脚到拱顶的一定区段内,其长度在半跨内以不超过主拱跨径的1/3~1/4为宜,此时,跨中存在一实腹段。腹孔跨数随主拱跨径的不同而不同,对中、小跨径的拱桥,一般以3-6孔为宜。目前,也有采用全空腹形式,即在全拱长度上用腹拱连续跨越,不存在跨中实腹段。此时,在确定了腹孔跨径后即可确定其孔数,一般以奇数孔为宜。
腹孔跨径的大小主要应考虑主拱的受力需要,合理确定。腹孔跨径过大时,腹孔墩处的集中力就大,对主拱受力不利。腹孔跨径过小时,对减小拱上建筑重量不利,构造也较复杂。对中、小跨径的拱桥,腹孔跨径一般选用2. 5~5. 5m为宜。对于大跨径拱桥则控制在主拱跨径的1/8~1/15之间,其比值随主拱圈跨径的增大而减小。腹孔构造宜统一,最好做成跨的,以便于施工和有利于腹孔墩的受力。
腹拱圈一般川以采用石砌、混凝土预制或现浇的圆弧形板拱,矢跨比一般为1/5~1/2。腹拱圈的厚度与它的构造形式和跨径大小等有关。当跨径为1~4m时,可采用厚度不小于300mm的石板拱或厚度不小于150mm的混凝土板拱,也可采用厚度为140mm的微弯板。当跨径大于4m时,可按板拱厚度的经验公式或参考已成桥的设计资料。
靠近桥墩台的第一个腹拱的做法有两种:一种是将腹拱的拱脚直接支承在墩台上另一种是跨越桥墩,使两侧腹拱圈相连。
腹拱圈在拱上建筑需要设置伸缩缝或变形缝的地方应设铰三铰或两铰,其余为无铰拱。腹拱的拱腹填料与实腹拱的相同。
②梁式拱上建筑
在大跨径钢筋混凝土拱或无支架施工的拱桥中,为了进一步减小重量,降低拱轴系数使拱上建筑的恒载分布接近于均布荷载,改善拱圈在施工过程中的受力情况,使桥梁造型轻巧美观,获得更好的经济效果,常采用钢筋混凝土梁式拱上建筑。其跨径及布置同拱式拱上建筑腹拱的布置要求基本相同。
梁式腹孔结构有简支的、连续的和连续框架式等多种形式。不同的腹孔结构形式使拱上建筑参与主拱联合作用的程度也不相同。
a.简支腹孔纵铺行车道板梁
简支腹孔由底梁座、立柱、盖梁和纵向简支行车道板梁组成这种形式的结构体系简单,基本上不存在拱与拱上结构的联合作用,受力明确,是大跨径拱桥拱上建筑主要采用的形式。
腹孔布置的范围及实腹段的构造与拱式腹拱相同。由于拱顶段上面全部被覆盖,空腹段和实腹段拱上荷载差异较大。目前,大跨径拱桥的梁式拱上建筑一般都取消拱顶实腹段,而采用全空腹式拱上建筑。
全空腹式腹孔数宜采用奇数,避免拱顶设有立柱,使拱顶受力不利。通常先确定两拱脚的立柱位置,然后将其间距除以某个奇数后,即可确定各立柱位置和腹孔跨径,若得出的腹孔跨径不恰当,可调整孔数以满足受力需要。
b.连续腹孔横铺行车道板梁
连续腹孔由拱上立柱、连续纵梁、实腹段垫墙及行车道板梁组成。在拱上立柱上设置连续纵梁,再在纵梁上和拱顶段垫墙上铺设横向行车道板,形成拱上传载结构,这种形式主要用于肋拱桥。其特点是行车道板横置,拱顶上只有一个板厚含垫墙及桥-面铺装厚,建筑高度很小,适合于建筑高度受限制的拱桥。重庆君正的桥梁试重橡胶水袋具有搬运铺装方便快捷、成本低廉、可重复使用、符合预压支撑桥梁底模板载量计量,广泛适用于铁路公路桥梁建设。桥梁试重橡胶水袋咨询电话:15703040215(微信)。