桁架拱桥与刚架拱桥构造简介

桁架的理论原理和应用简介桁架是一种由直线杆件和节点构成的结构系统，常用于工程建筑和机械设计中。

本文将介绍桁架的理论原理和应用，包括桁架的基本构造、力学原理、优势和常见应用领域。

桁架的基本构造桁架主要由两种基本元素构成：直线杆件和节点。

直线杆件通常由金属材料（如钢铁、铝合金）制成，具有较高的强度和刚度。

节点用于连接杆件，通常由钢铁或铝制成，能够稳定地连接多个杆件。

桁架的构造可以简化为三个基本形式：平面桁架、空间桁架和刚支撑桁架。

平面桁架主要由水平和垂直杆件组成，常见于桥梁和屋顶结构。

空间桁架由三维杆件组成，常见于大跨度建筑和塔楼。

刚支撑桁架则通过支撑点在一侧固定，另一侧滑动，以适应温度变化引起的结构变形。

桁架的力学原理桁架的力学行为可以通过分析节点和杆件之间的受力来理解。

节点是桁架结构的关键连接点，其力学特性决定了整个桁架的稳定性和承载能力。

节点受力主要有两种类型：轴力和剪力。

轴力是杆件沿其轴线方向受到的拉伸或压缩力，其大小由施加在节点上的外部载荷决定。

剪力是杆件在节点处的横向受力，其大小由相邻杆件的相对位置和节点刚度决定。

桁架中的杆件承受着轴力和剪力的共同作用。

为了保证桁架的稳定性和强度，杆件必须具有足够的截面积和强度。

另外，桁架的几何形状和节点布置也会影响其整体力学性能。

桁架的优势桁架结构具有以下几个优势，使其在工程建筑和机械设计中得到广泛应用：1.重量轻：桁架使用轻质材料制造，可以减少结构自重，适用于大跨度和高层建筑。

2.刚度高：由于桁架采用杆件和节点组成的刚性网格结构，具有较高的整体刚度。

3.施工灵活：桁架结构可以预制并进行现场组装，便于施工和安装。

4.适应性强：桁架结构可以根据实际需求进行调整和改变，灵活应对不同场景。

桁架的应用领域桁架结构在各个领域都有广泛的应用，包括但不限于以下几个方面：1.建筑领域：桁架广泛应用于大跨度建筑物的屋顶结构，如体育馆、会展中心和机场航站楼等。

2.桥梁工程：桁架结构常用于桥梁的主体结构，如悬索桥、斜拉桥和拱桥等。

２０１３年第６期　（总第２３２期）　黑龙江交通科技　

ＨＥＩＬｏＮＧＪＩＡＮＧ　ＪＩＡＯＴＯＮＧ　ＫＥｄ　Ｎｏ．６，２０１３　

（Ｓｕｍ　Ｎｏ．２３２）　

桁架拱桥与刚架拱桥的施工　吴　涛　（贵州省交通建设咨询监理有限公司）　

摘要：桁架拱桥与刚架拱桥，由于构件预制装配，具有构件重量轻、安装方便、造价低等优点，从２Ｏ世纪７０　年代以来在全国各地被广泛应用。桁架拱桥与刚架拱桥施工的主要部分是构件的预制和安装。　关键词：桁架拱桥；刚架拱桥；施工　中图分类号：Ｕ４４２　文献标识码：Ｃ　文章编号：１００８—３３８３（２０１３）０６—０１４３—０１　

１桁架拱桥的施工　１．１构件的预制　桁架拱片的桁架段预制构件一般采用卧式预制，实腹段　构件采用立式预制，故桁架段构件在吊离预制底座出坑之后　和安装之前，需在某一阶段由平卧状态转换到竖立状态。这　个转换足巾吊机的操作来完成的，其基本步骤是先将桁架段　构件平吊离地，然后制动下弦杆吊索，继续收紧上弦杆吊索，　或者制动上弦杆吊索，缓慢放松下弦杆吊索，这样构件就在　空中翻身。　１．２桁架拱片的安装　（１）有支架安装　有支架安装时，需在桥孔下没置临时排架。桁架拱片的　预制构件由运输工具运到桥孔后，用浮吊或龙门吊机等安装　就位，然后进行接头和横向连接。　吊装时，应合理地确定构件上吊点的位置和数目，正确　地规定吊装的操作步骤，以保证安装工作安全顺利地进行。　排架的位置根据桁架拱片的接头位置确定。每处的排　架一般为双排架，以便分别支承两个连接构件的相邻两端，　并在其上进行接头混凝土的浇筑或接头铜板的焊接等。　以后就位的平行各片构件则用横撑与前片暂时联系，直　到安上横向连接系构件后拆除。斜撑系史承于墩台和排架　上，如斜撑能兼作压杆和拉杆，则仅用单边斜撑即可。横撑　可采用木夹板的形式。当桁架拱片和横向连接系构件的接　头均完成后，即可进行卸架。卸架设备有木樱、木马或砂筒　等。卸架按一定顺序对称均匀地进行。如用木楔卸架，为保　证均衡卸落，最好在每一支承处增设一套木楔，两套木楔轮　流变替卸落。一般采用一次卸架，卸架后桁架拱片完全受　力。为保证卸架安全成功，在卸架过程中，要对桁架拱片进　行仔细的观测，发现问题及时停下处理。卸架的时间宜安排　在气温较高时进行．这样较易卸落。　（２）无支架安装　无支架安装，是指桁架拱片预制段在用吊机悬吊着的状　态下进行接头和合龙的安装过程。常采用的方法有塔架斜　缆安装、多机安装、缆索吊机安装和悬臂拼装等。　塔架斜缆安装，就是在墩台顶部设一塔架，桁架拱片边　段吊起后用斜向缆索（亦称扣索）和风缆稳住再安装中段。　一般合龙后即松盘抖缆，接着移动塔架，进行下一片的安装。　塔架可用Ａ形钢塔架，也可用圆术或钢管组成的人字　扒杆。塔架的结构尺寸，应通过计算确定。　收稿日期：２０１３—０２一ｌ７　作者简介：吴涛（１９８２一），男，广东南海人，助理工程师。　斜缆是安装过程中的承重索，一般用制丝绳，钢丝绳的　直径根据受力大小选定。斜缆的数虽与桁架拱片连接的部　位应根据桁架拱片的长度和重量来确定。一般来醣，长度和　重量不大的桁架拱片，只需用一道斜缆在一个结点部位连接　即可；如果长度和重量比较大，可用两道斜缆在两个结点部　位连接。连接斜缆时，须注意小要左右偏位，以保证桁架拱　片悬吊叫的竖直。　桁架预制段的高程和平面位置可利用斜缆和风缆调整，　待两个桁架预制段都如法吊装就位并稳住后，再用浮吊等设　备吊装实腹段合龙。待接头完成、横向稳住后，松去斜缆。　用此法安装，所用吊装设备较少，并元需设置排架。　多机安装就是一片桁架拱片的各个预制段各用一台吊　机吊装，一起就位合龙。待接头完成后，吊机再松索离击，进　行下一片桁架拱片的安装。这种安装方法丁序少进度快，当　吊机设备较多叫可以采用。　用上述两种元支架安装方法时，须特别注意桁架拱片在　施工过程中的稳定陛。为此，应采取比有支架安装更可靠的　临时固定措施，并及时安装横向联结系构件。对第一片桁架　拱片的临时固定，其拱脚端可与有支架安装时一样用木斜撑　固定，跨中端则用风缆固定。其余几片也可采用木夹板固　定。木夹板除了在上弦杆之间布置外，下弦杆之间也应适当　地设置几道。对于多孔桁架拱桥，安装时须注意邻孔间施工　的均衡性。每孔桁架拱片台北后吊机松索时，桁架拱片对桥　墩产生推力，应避免桥墩承受过大的单边推力。　当起重吊装能力有限，桁架拱片的预制构件重最不能太　大时，可采用拱肋式安袈，即将桁架拱片分成下弦杆构件和　

论述桁架结构的形式,使用范围以及构造特点[摘要]：世纪旗云工具箱钢结构平面桁架模块可进行多种结构形式桁架的设计计算，自动组合各种荷载，程序最终提供各个杆件内力结果，并根据用户提供的杆件截面可选项选出最合理的杆件截面。

桁架指的是桁架梁，是格构化的一种梁式结构。

由于大多用于建筑的屋盖结构，桁架通常也被称作屋架。

桁架结构常用于大跨度的厂房、展览馆、体育馆和桥梁等公共建筑中。

其主要结构特点在于，各杆件受力均以单向拉、压为主，通过对上下弦杆和腹杆的合理布置，可适应结构内部的弯矩和剪力分布。

由于水平方向的拉、压内力实现了自身平衡，整个结构不对支座产生水平推力。

结构布置灵活，应用范围非常广。

桁架梁和实腹梁（即我们一般所见的梁）相比，在抗弯方面，由于将受拉与受压的截面集中布置在上下两端，增大了内力臂，使得以同样的材料用量，实现了更大的抗弯强度。

在抗剪方面，通过合理布置腹杆，能够将剪力逐步传递给支座。

这样无论是抗弯还是抗剪，桁架结构都能够使材料强度得到充分发挥，从而适用于各种跨度的建筑屋盖结构。

桁式组合拱桥是由两个悬臂桁架支承一个桥梁拱组成，它除保持桁式拱结构的用料省、跨越能力大、竖向刚度大等特点外，更具有桁梁的特性和可以采用无支架悬臂安装的方法施工，使桁式组合拱桥具有一定的竞争能力。

我国贵州省建造桁式组合拱桥数量最多，国内较知名的有以下几座：(1)贵州省剑河大桥，桥梁跨径为150m，桥面宽为11m，建于1985年；(2)四川省牛佛大桥，桥梁跨径为160m，桥面宽为11m，建于1990年；(3)贵州省江界河大桥，桥梁跨径为330m，桥面宽为12m，建于1995年。

以下介绍剑河大桥的施工方法，大桥总体布置.（一）桁式组合拱桥构造特点为了减轻自重，保证截面的强度和整体刚度，桁式组合拱桥的上下弦杆和腹杆及实腹段的截面，一般均采用闭合箱形截面，并按照吊装顺序，分次拼装组合而成。

为了增强构件的整体性，在所有箱形杆件内均设有隔板加强，隔板间距为4m至5m。

第五章拱桥的构造和特点•5.1 拱桥的基本特点及其适用范围力学特点，将桥面的竖向荷载转化为部分水平推力，使拱的弯距大大减小，拱主要承受压力，充分发挥圬工材料抗压性能；•拱桥的优点：•1、具有较大的跨越能力，充分发挥圬工及其它抗压材料的性能；•2、构造较简单，受力明确简洁；•3、形式多样、外型美观；•拱桥的缺点：•1、有水平推力的拱桥，对地基基础要求较高，多孔连续拱桥互相影响；•2、跨径较大时，自重较大，对施工工艺等要求较高；•3、建筑高度较高，对稳定不利；5.2 拱桥的组成及主要类型•一、拱桥的主要组成:•拱圈（拱背、拱腹、拱顶、拱脚）、拱上结构•矢跨比f/L—反映拱桥受力特性的重要指标二、拱桥分类•按材料•圬工拱桥•钢拱桥•钢筋混凝土拱桥•钢管混凝土拱桥•型钢混凝土拱桥•圬工拱桥是使用圬工材料修建的的拱桥，如：石拱桥以及拱圈不配钢筋的混凝土拱桥等拱桥分类•按行车道位置上承式拱桥中承式拱桥下承式拱桥•按拱轴线型式：圆弧拱桥抛物线拱桥选链线拱桥•按拱上结构形式：实腹式拱桥空腹式拱桥按截面板拱桥箱型拱桥肋拱桥双曲拱桥按结构受力图式：•简单体系：无铰拱二铰拱三铰拱组合体系（有无推力）：刚架拱桥桁架拱桥桁式组合拱梁拱组合桥系杆拱桥-按拱肋及系杆的尺寸，柔性、刚性三、拱桥的选择与布置•1、应根据地形、地质条件及施工的方便和可能确定拱桥类型及分孔；•2、多孔拱桥最好选用等跨分孔；采用不等跨分孔应采取措施减少跨间的不平衡，如：不同的矢跨比，不同的拱脚标高及调整拱上建筑重量等；•3、选则合理的矢跨比及拱轴线，一般拱桥失跨比在1/5~1/10；•4、根据环境选择结构的造型及注意全桥的美观；永保桥跨越澜沧江，主孔为下承式80m肋拱桥，东岸2x24m连续梁，西岸1孔18m斜梁。

该桥为柔性纵梁的下承式肋拱桥，主拱圈的推力分别传至两岸桥台。

高明桥是一跨越西江的大型公路桥，主通航孔采用中承式钢管混凝土拱，引桥系钢筋混凝土肋拱。