第1章　绪论

1.1　V型墩刚构桥概述

根据受力体系不同,桥梁结构可分为梁式、拱式、索式三大基本体系,其中梁式桥以受弯为主,拱式桥以受压为主,索式桥以受拉为主[1]。对于梁式桥,根据支承形式不同,又可分为简支梁桥、连续梁桥和悬臂梁桥。通常把墩梁固结的连续梁桥称为刚构桥,由于刚构桥省去了昂贵的支座装置,悬臂施工时不用进行结构体系转换,结构优势明显[2]。刚构桥桥墩两侧梁体的受力状态接近平衡,主梁以承受拉(压)弯为主,桥墩接近中心受压,常用的桥墩形式有门式、斜腿式、V型式、双肢或多肢式和箱形截面空心式等,其中,以V型式作为墩柱的刚构桥称为V型墩连续刚构桥。

V型墩连续刚构桥之所以发展成为一种单独的桥梁结构体系,在于它区别于其他类型桥梁所独有的结构外形、受力形式、预应力钢筋布设方法和墩柱材料的选择、施工方法等方面的特点,在桥梁建设中得到广泛应用。与其他形式的桥梁相比,具有以下优点[3-5]:

(1)主梁受力更加合理。由于采用V型墩,与同跨径竖直墩的连续梁桥或刚构桥相比,主梁的计算跨径减少,支承位置处的负弯矩大幅度减少,跨中位置处正弯矩也有所减少,可以节省主梁材料用量和在一定程度上提高主梁的跨越能力。

(2)因减少了主梁的建筑高度,所以桥面标高得到降低,从而减少路线纵坡或增加桥下净空,适用于城市混合交通繁忙处等对桥梁纵坡或桥下净空要求严格的桥梁。此外,这种结构形式对减少两岸引道的高度和长度有着十分重要的意义。

(3)结构整体刚度较大。由于V型墩与主梁固结,极大地增加了桥墩支承位置处主梁的整体刚度;同时,V型墩墩身高度相对较小,结构的水平向刚度也得到增大。

(4)可以采用多种施工方法,施工方便。V型墩连续刚构桥可以采用的施工方法有悬臂法、劲性骨架、平衡架和满堂支架法等。桥墩处无支座,悬臂施工时不需要进行体系转换,减少施工工序,施工方便。

(5)工程造价低,养护维修方便。由于V型墩刚构桥弯矩小、刚度大,因此截面尺寸可以适当减少,可以降低桥高,节约材料用量,减少引道长度,造价较低。由于墩梁固结,所以减少了支座的布置数量,支座养护维修的工作量得到减少,可进一步降低工程造价。

(6)富有寓意,外形美观。因V型在英文中蕴含“victory”(胜利)之意,而备受喜爱。主梁通常采用变截面布置,配合V型桥墩,使得整个结构线条流畅、轻盈美观,尤其适合于对桥梁美观有较高要求的地区采用。

V型墩连续刚构桥也有一定的缺点,比如V型墩会存在大偏心受力,结构超静定次数比较多,设计施工比较复杂,若V撑处有水流时,流向存在一定的紊乱。此外,桥下有人或车通行时,对交通也有一定的影响。