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桁架拱渡槽

以桁架式拱或拱型桁架作为槽身支承结构的渡槽。桁架式拱将拱式渡槽的主拱圈与拱上支承结构结合在一起,主要起拱的作用。拱型桁架则有所不同,它的上弦杆虽呈拱形,但起主要作用的仍是整个桁架。 图1和图2(a)为上承式桁架拱,桁架拱片由上下弦杆及腹杆(包括竖杆与斜杆)组成,下弦杆为拱形,上弦杆为直线形,槽身搁置于上弦杆上,槽身荷载以节点集中力的方式传递给桁架拱

以桁架式拱或拱型桁架作为槽身支承结构的渡槽。桁架式拱将拱式渡槽的主拱圈与拱上支承结构结合在一起,主要起拱的作用。拱型桁架则有所不同,它的上弦杆虽呈拱形,但起主要作用的仍是整个桁架。

图1和图2(a)为上承式桁架拱,桁架拱片由上下弦杆及腹杆(包括竖杆与斜杆)组成,下弦杆为拱形,上弦杆为直线形,槽身搁置于上弦杆上,槽身荷载以节点集中力的方式传递给桁架拱,受力图形如图2(a)所示。随着 下、上弦杆刚度比的增大,下弦杆拱的作用显著增加,并可以减少上部弦杆的应力,对改善结构的受力状态是有利的。电算成果表明,以下、上弦杆刚度比大于6为宜。上承式桁架拱拱脚处水平推力大,施工过程中对槽墩受力不利。适用于低槽墩和两岸地基较好的情况。

图2(b)为下承式桁架拱,上弦杆为拱形,下弦杆为直线型,槽身搁置于下弦杆上。当上、下弦杆刚度比较大时,上弦杆拱的作用较突出,拱脚有较大的水平推力传给下弦杆,使下弦杆受拉。当上、下弦杆刚度比较小时,梁的作用较突出,实质上是拱型桁架。下承式受力特点是拱脚的水平推力由下弦杆或下弦杆与图2c为中承式桁架拱,介于上承式与下承式之间,而更接近下承式,但结构更复杂,采用不多。图2d为复拱式桁架拱。上、下弦杆都是拱形,在竖向荷载作用下弦杆受压,拱的性能最突出。竖杆复拱式各杆的弯矩较小,但加设斜杆后,因荷重加大和结构性能的改变,使各杆的轴向力和部分杆的杆端弯矩反而增大,因此,不宜采用斜杆式。复拱式桁架拱渡槽只能在槽身两侧各设一榀桁架拱片,故流量和跨度受到一定限制。

图1 上承式桁架拱渡槽

图2 桁架拱渡槽受力图

墩台共同承担。使下弦杆、竖杆均受拉,而且下弦杆的拉力较大,容易产生裂缝,因此,这种型式的渡槽适用于高槽墩、中小流量与中小跨度的情况。

桁架拱渡槽属空间刚架体系。在竖向荷载与水平风荷载作用下,根据结构纵向、横向变形相容条件,用杆系有限单元法,把空间刚架结构离散成有限个杆端刚性连接的杆件单元,利用位移法原理,编写空间刚架电算程序,可以求解各杆端的内力与变位。