鋼結(jié)構(gòu)橋梁的主要結(jié)構(gòu)形式,是按照受力體系、構(gòu)件組成及外形特征劃分的,不同形式適用于不同跨度、荷載需求及地形條件。以下是主流的鋼結(jié)構(gòu)橋梁結(jié)構(gòu)形式及特點(diǎn)詳解:
一、 梁式鋼結(jié)構(gòu)橋
這是較常見的鋼結(jié)構(gòu)橋梁形式,梁體以受彎為主,支座僅承受豎向反力,無水平推力,構(gòu)造簡單、施工便捷。
鋼板梁橋
結(jié)構(gòu)組成:由上下翼緣板和腹板焊接成工字形或箱形截面,腹板上可設(shè)加勁肋增強(qiáng)剛度。
適用場景:中小跨度(公路橋跨徑 10 - 40m,鐵路橋跨徑 8 - 32m),多用于城市立交、鄉(xiāng)村道路橋。
特點(diǎn):自重輕、加工方便,造價(jià)較低。
鋼箱梁橋
結(jié)構(gòu)組成:由頂板、底板、腹板及內(nèi)部橫隔板組成封閉箱型截面,分為單箱單室、單箱多室等形式。
適用場景:中長跨度(跨徑 40 - 200m),尤其適合大跨度公路橋、城市快速路高架橋,也可用于跨海大橋引橋。
特點(diǎn):抗扭剛度極大,受力均勻,行車平順性好,風(fēng)穩(wěn)定性佳。
鋼桁架梁橋
結(jié)構(gòu)組成:由上弦桿、下弦桿、腹桿(豎桿 + 斜桿)組成桁架體系,桿件主要承受軸力。
適用場景:中長跨度(鐵路橋跨徑 32 - 168m,公路橋跨徑 50 - 200m),常用于鐵路干線橋、重載公路橋。
特點(diǎn):剛度大、承載能力強(qiáng),自重比鋼板梁、鋼箱梁更輕,適合大跨重載場景。
連續(xù)鋼箱梁橋
結(jié)構(gòu)組成:多跨鋼箱梁通過支座連續(xù)布置,中間支座處產(chǎn)生負(fù)彎矩。
適用場景:多跨連續(xù)的城市高架橋、跨河大橋(跨徑 50 - 300m)。
特點(diǎn):相比簡支梁,跨中彎矩大幅減小,可減小梁高,節(jié)省材料,行車更平順。
二、 拱式鋼結(jié)構(gòu)橋
拱肋為主要承重構(gòu)件,以受壓為主,支座需承受豎向反力和水平推力,跨越能力強(qiáng),造型美觀。
鋼桁架拱橋
結(jié)構(gòu)組成:拱肋采用鋼桁架結(jié)構(gòu),橋面系通過吊桿或立柱與拱肋連接,分為上承式、中承式、下承式。
適用場景:中長跨度(跨徑 50 - 300m),多用于城市景觀橋、跨河公路橋。
特點(diǎn):自重輕、跨越能力強(qiáng),兼具實(shí)用性與觀賞性。
系桿鋼拱橋
結(jié)構(gòu)組成:在拱腳設(shè)置水平系桿平衡拱的水平推力,無需依賴強(qiáng)大的橋臺,分為剛性系桿和柔性系桿。
適用場景:軟土地基地區(qū)的大跨度橋梁(跨徑 100 - 500m),比如城市內(nèi)河橋、沿海軟基橋。
特點(diǎn):對地基要求低,施工難度低于普通拱橋,應(yīng)用范圍廣。
三、 剛構(gòu)式鋼結(jié)構(gòu)橋
梁與墩固結(jié)為整體,受力時(shí)梁墩共同變形,支座處產(chǎn)生負(fù)彎矩,可減小跨中梁高,提升跨越能力。
T 型剛構(gòu)鋼橋
結(jié)構(gòu)組成:主梁與橋墩固結(jié)形成 T 型結(jié)構(gòu),分為單跨 T 構(gòu)、雙跨 T 構(gòu),可通過懸臂施工拼接成連續(xù)剛構(gòu)。
適用場景:大跨度橋梁(跨徑 100 - 400m),多用于跨江、跨峽谷橋梁。
特點(diǎn):跨越能力強(qiáng),施工時(shí)可采用懸臂澆筑或懸臂拼裝,對橋下交通干擾小。
連續(xù)剛構(gòu)鋼橋
結(jié)構(gòu)組成:多跨 T 構(gòu)通過橋面連續(xù)段連接,梁墩固結(jié),整體剛度大。
適用場景:特大跨度橋梁(跨徑 200 - 500m),適合深水、峽谷等復(fù)雜地形。
特點(diǎn):受力均勻,變形小,行車舒適性好,是大跨度橋梁的常用形式之一。
四、 懸索式鋼結(jié)構(gòu)橋
主纜為核心承重構(gòu)件,以受拉為主,加勁梁(多為鋼箱梁或鋼桁架梁)通過吊桿懸掛在主纜上,是跨越能力較強(qiáng)的橋梁形式。
結(jié)構(gòu)組成:由主纜、塔架、錨碇、吊桿、加勁梁組成。主纜承擔(dān)全部豎向荷載,錨碇平衡主纜的拉力。
適用場景:特大跨度橋梁(跨徑 500 - 2000m 及以上),多用于跨海大橋、跨江特大橋,如港珠澳大橋部分橋段。
特點(diǎn):跨越能力極強(qiáng),受力明確,材料利用率高;但需設(shè)置大型錨碇,造價(jià)較高,施工周期長。
五、 斜拉式鋼結(jié)構(gòu)橋
由塔、梁、索三大核心構(gòu)件組成,拉索受拉,加勁梁(多為鋼箱梁)受壓彎,跨越能力僅次于懸索橋。
結(jié)構(gòu)組成:橋塔支撐斜拉索,拉索一端連接橋塔,一端連接加勁梁,分為漂浮體系、半漂浮體系等。
適用場景:大跨度橋梁(跨徑 200 - 1000m),常用于跨江、跨海大橋,如上海楊浦大橋。
特點(diǎn):剛度大,變形小,施工便捷,造型美觀;相比懸索橋,無需大型錨碇,對地形適應(yīng)性更強(qiáng)。
六、 組合體系鋼結(jié)構(gòu)橋
結(jié)合兩種及以上結(jié)構(gòu)形式的優(yōu)點(diǎn),優(yōu)化受力性能,提升跨越能力。
梁拱組合鋼結(jié)構(gòu)橋:梁體與拱肋協(xié)同受力,拱肋分擔(dān)梁體荷載,減小跨中彎矩,適合中長跨度景觀橋。
斜拉 - 懸索組合鋼結(jié)構(gòu)橋:結(jié)合斜拉橋剛度大與懸索橋跨越能力強(qiáng)的特點(diǎn),適合千米級特大跨度橋梁。