桁架梁桥

[拼音]：hengjialiangqiao

[外文]：truss girder bridge

用桁架作为主要承重结构的梁式桥，简称桁梁桥。

桁梁桥早期曾采用木桁架，但因木材易腐朽，强度低，跨越能力不大，现在已不大使用。近代的桁梁桥以钢结构最多，近20年来预应力混凝土桁梁桥也有所发展，钢筋混凝土桁梁桥因拉杆易产生裂缝，故甚少修建。

构造

桁梁桥一般是由两片主桁架和纵向联结系及横向联结系组成空间结构（见桥梁）。

钢桁梁桥的杆件由型钢和钢板组成，截面一般有槽形、工字形和箱形，常用铆接或焊接成型。铆接杆件早期多使用缀板和缀条，现在以型钢和整板为主。焊接杆件绝大部分用钢板。小跨度桁架梁中有的部分采用型钢(扁钢、角钢)做杆件。桁架杆件的交会点称为节点。把交会的杆件以节点板连接而成桁架。其连接方式又有铆接、螺栓或高强度螺栓栓接、焊接等方式（见钢结构连接），早期还有枢接，现已不采用。在军用结构中有的还采用销接。理论上，全焊桁梁桥是最经济的，但较大跨度的桁架，不可能在工厂全部焊成整体，而工地条件难于保证焊接质量，故多在工厂焊接杆件和其他部件，在工地用高强度螺栓连接，建成栓焊梁桥。普通螺栓的连接多用于临时性桁梁桥。

预应力混凝土桁架梁桥，则以预应力混凝土受拉(或拉压，)杆件和钢筋混凝土受压杆件组合而成（见预应力混凝土桥）。

类型按主要承重桁架形式分类

（1）单柱式桁梁桥（图1a）。主桁架是最简单的桁架，仅有两个三角形，因腹杆只有中间一根竖杆，故也称帝柱式桁架。

（2）双柱式桁梁桥（图1b）。主桁架腹杆有两根竖杆，又称后柱式桁架。因中间部分为几何可变形的长方形，其上弦应是刚性梁。

（3）三角形桁梁桥（图1c）。主桁架为1846年英国人J.沃伦所提出，是典型的较简单的桁架。如腹杆和弦杆成60°角，便是由等边三角形组成的桁架（图1d）；因其杆件传力路线简捷，杆件的材料用量较省，至今仍大量采用。在基本三角形桁架中，若节间长度较长，可派生出各种再分节间的三角形桁架（图1e、f、g）。

（4）斜压腹杆桁梁桥（图1h）。当满跨受载时，主桁架竖杆受拉，斜杆受压，在早期铁、木组合结构中，竖杆用铁，斜杆、弦杆用木。近代预应力混凝土结构中，仅竖杆预加应力，锚头布置比较简单。

（5）斜拉腹杆桁梁桥（图1i）。主桁架竖杆受压，斜杆受拉，这样，压杆长度比拉杆小；用于钢桁梁时，可因压杆长度较短而节省钢材。

（6）交叉腹杆桁梁桥。主桁架腹杆交叉布置，将它们设计成受压杆件者，称豪氏桁架(图1j)。也可设计成交叉腹杆受拉，让竖杆受压（图1k）。

（7）菱形桁梁桥(图1l、m)。主桁架由两组三角形桁架腹杆错开重叠布置而得。此桁架中虽有几何可变的菱形图形，其整体仍是几何不变形的结构。1873年首次应用图1l式的超静定桁架。1890年有图1m的静定式桁架。此桁架每节间的斜杆成双，每一斜杆承受一半的剪力，截面尺寸较小。在欧洲采用此式较多；中国在武汉、南京、枝城等地的长江公铁两用桥均为此形式。

（8）多腹杆桁梁桥（图1n）。主桁架有多组错开重叠的三角形腹杆，故其腹杆截面尺寸小。早期腹杆用木板，后来用钢板加竖向加劲，也有用型钢的。

（9）K形桁梁桥（图1）。1830年首次应用，其斜杆折成K形，当桁架较高，节间较小时，可使斜杆与竖杆间的夹角不致过小。

（10）空腹桁梁桥（图1p）。主桁架不用斜杆，节点均为刚性，所有杆件同时受轴向力和弯矩，曲弦较平行弦的弯距为小。焊接钢桥初期，此式在比利时曾盛行一时，但由于母材和焊接工艺不良，在布鲁塞尔的阿尔贝特运河上曾有三座这种形式的桥梁脆断毁坏。现在空腹桁梁桥仅在小跨或活载不大处使用。

按桁梁的结构体系分类

（1）简支桁梁桥。桥的桁架以孔为单元，各有两个支点，是最简单的静定桁梁桥，最早为平行弦。18世纪70年代，美国C.H.帕克采用曲弦，使弦杆布置和弯矩图形较为相近，杆件截面比较均匀，用料较为经济。但杆件长短不一，节点比较复杂，增加了制造与安装的困难。1829年法国工程师设计了上下弦均为曲弦的桁架，也称鱼腹式桁架。1917年建成的美国伊利诺伊州梅特罗波利斯(Metropolis)单孔219米钢桥，为当前最长跨的铁路桁梁桥。1974年建成的美国宾州切斯特钢悬臂桁梁桥的悬孔为250米，是当前公路桥的最长跨简支桁梁。

（2）悬臂桁梁桥。以锚孔、悬臂和简支挂孔(或称悬孔)所组成的桁梁桥。早期的悬臂桁梁桥的桁梁外形，有时也尽可能随弯矩图形变化，如1890年建成的英国福斯湾铁路桥（见彩图），1918年建成的加拿大魁北克桥。近代的悬臂梁桥外形比较和顺，如1974年日本建成的港大桥，为双层共8车道公路栓焊桁梁桥，分跨为255+510+235米。

（3）连续桁梁桥。多孔连续桁梁桥比简支的经济，比悬臂的刚度大，在采用悬臂架设及防止因破坏落梁方面有其优点，但对基础不均匀沉陷反应敏感，故在地基比较差的连续梁桥需要设置调整支座高低的设施。目前，世界上最大跨度的连续桁梁桥为1966年建成的美国阿斯托里亚(Astoria)桥，跨度为376米。中国最大跨度的连续桁梁桥为跨度160米的南京长江桥(见彩图），是一座铆接连续桁梁桥；而山东省北镇黄河公路桥（1972年，4×122米）和京山（北京－山海关）铁路双线永定新河桥（1980年，3×144米），均为连续栓焊桁梁桥。