4.2 铁路桥梁的桥型

4.2 铁路桥梁的桥型

随着社会经济和科学技术的不断发展,铁路桥梁项目越来越多,规模越来越大,桥型也越来越多样及新颖。

(1)简支桥梁。简支桥梁设有两个支座,桥底下基本没有桥墩,直接将两个目标点连接起来,完全不用考虑负弯矩和负剪力,跨度基本不大于20m。简支桥梁结构简单,建造速度快、成本低廉,适合在承重要求不高的低等级公路和非机动车道路使用。如合武高速铁路大别山中的白水河大桥、京沪高铁简支梁桥、大西铁路客运专线跨汾河特大桥等。

(2)大跨度连续梁桥或连续刚构桥。大跨度即跨度大于80m。连续梁桥即两跨或两跨以上连续的梁桥,属于超静定体系。连续梁在恒活载作用下,产生的支点负弯矩对跨中正弯矩有卸载的作用,使内力状态比较均匀合理,因而梁高可以减小,由此可以增大桥下净空,节省材料,且刚度大,整体性好,超载能力大,安全度高,桥面伸缩缝少,并且因为跨中截面的弯矩减小,使得桥跨可以增大。连续刚构桥是墩梁固结的连续梁桥。如京杭大运河大跨度连续梁桥、大西线晋陕黄河多跨连续刚构桥、京沪高铁淮河特大桥等。

(3)大跨度组合钢桁桥。如京沪高铁郑新黄河大桥(图4.6)、武汉天兴洲长江大桥等。

图4.6 京沪高铁郑新黄河大桥

(4)大跨度斜拉桥。斜拉桥又称斜张桥,是将主梁用许多拉索直接拉在桥塔上的一种桥梁,是由承压的塔、受拉的索和承弯的梁体组合起来的一种结构体系。其可看作是拉索代替支墩的多跨弹性支承连续梁。其可减小梁体内弯矩,降低建筑高度,减轻了结构重量,节省了材料。如荆州长江二桥、郑西高铁洛阳特大桥等。

(5)大跨度钢桁拱桥。如大胜关长江大桥、南宁至钦州高速铁路邕江双线特大桥、广州东平水道大跨度钢桁拱桥等(图4.7)。

图4.7 广州东平水道大跨度钢桁拱桥

(6)大跨度系杆拱桥。系杆拱又可称为简支梁拱。因为系杆拱类似一片简支梁,拱内轴向力在拱脚处所产生的水平作用与系梁轴力在体系内部达到平衡,对墩台仅产生竖向作用,不产生水平推力,类似简支梁对墩台的作用。系杆拱桥消除了拱肋对拱脚处基础的巨大推力,使桥墩或桥台的设计无须考虑推力,只需考虑竖向荷载,可以像普通简支梁或连续梁一般修建桥墩或桥台,完美地解决了平原地区建设拱桥的问题,使得系杆拱桥在各种地基条件下都可以建造。如武广高铁汀泗河特大桥、甬台温铁路雁荡山特大桥、拉萨河大桥(三跨连续梁系杆拱桥)等。

(7)大跨度系杆拱-连续梁桥。连续梁-拱组合桥作为一种新型组合结构,整个体系桥梁主要由拱肋、系梁、吊杆、桥面系组成,连续梁拱克服了拱桥对地基要求较高和连续梁对材料要求较高的缺点,又改善了连续梁桥较大的弯矩和剪力的受力状况,最大限度地发挥了拱桥与混凝土连续梁桥的优势,具有动力稳定性好、结构刚度大、跨越能力大、施工方便、造型美观等显著优点,而且还具有显著的工程实用价值和经济效益。如合蚌高铁九龙岗特大桥连续梁拱桥、哈尔滨松花江特大桥等。

(8)连续钢桁梁桥。如钱塘江大桥、南京长江大桥、芜湖长江大桥(图4.8)等。

图4.8 芜湖长江大桥

(9)V形墩连续梁桥。如郑西高铁偃师V形墩转体特大桥、跨浙赣铁路大跨度V形墩连续刚构桥、台湾桃园机场快捷线路V形墩桥(图4.9)等。

(10)斜腿刚构连续梁桥。斜腿刚构连续梁桥带有两个斜腿的刚架结构,斜腿的下端设铰,通常用钢筋混凝土或预应力混凝土制作,也有用钢制作的。斜腿下端铰的设置,避免了下端承受较大的弯矩,有利于斜腿构件的长久安全;而且由于斜腿的支撑,减小了中跨跨度,降低了梁体高度,减少了结构用材,建筑高度较低,用于立交桥有其较突出的优点。如安康汉江铁路桥(我国第一座斜腿刚构桥)、山西浊漳河特大桥(我国第一座铁路预应力混凝土斜腿刚构桥)等。

图4.9 台湾桃园机场快捷线路V形墩桥