箱型拱桥,桁架拱桥和刚架拱桥。
钢筋混凝土箱型拱桥具有刚度大、材料省的优点。
中国第一座大跨径的箱型拱桥为一九七二年建成的四川省攀枝花市跨越金沙江的6号桥。
该桥主跨146米,全长327米。
拱箱系单箱3室,在钢拱架上进行浇筑施工。
该桥在设计上为了节省拱架的用钢量,虽然也考虑了拱圈与钢拱架共同受力,而钢拱架仍达740吨。
为了节省钢筋混凝土箱型拱桥的施工支架材料,四川省公路部门在修桥老工人甘师傅的建议下,吸取双曲拱桥集零为整、逐步组合成拱的工艺优点,提出钢筋混凝土箱型拱圈缆索吊装的施工方法。
他们建议在设计时,把主拱圈改由多个U形截面拱肋组成。
吊装就位后,再加预制盖板和现浇混凝土顶板,使之成为闭合的单室多箱截面。
这样就比双曲拱桥更能适应无支架施工。
按此建议进行模型试验后,于一九七〇年七月,在川藏公路上建成了一座跨径30米的无支架施工的箱型拱试验桥。
在其吊装过程中,这种改进了的箱型主拱圈截面充分显示出它的优越性,避免了双曲拱桥在吊装中所出现的一些困难问题。
随后,四川省陆续修建多座,都取得成功。
由于这种改进的箱型主拱圈截面吊装安全、方便,所以在中国公路上得到广泛的应用。
据不完全统计,截至一九八七年,已修建的大、中型箱型拱桥有70余座,其中有大桥、特大桥60座,总长约1.6万米。
跨径在100米以上的有14座,其中跨径最大的是攀枝花市规划设计研究院设计、攀枝花市桥梁工程处施工修建的四川省攀枝花市的7号桥,主桥为单孔跨径170米。
另外,还有云南省金沙江上的继红桥和金安桥,四川省攀枝花市的5号桥和宜宾市的马鸣溪桥,以及青海省的尖扎马克塘黄河大桥和甘肃省的玛曲黄河大桥。
大多数箱型拱桥都采用缆索吊装法施工,但随着跨径的增大,箱型拱桥吊装设备的用钢量剧增,吊装难度也增大,所以对大跨径桥梁的桥型和施工方案必须进行多方周密比较,不可忽视。
一九八〇年,浙江省用桁架式悬臂拼装法建成单孔跨径60米、单室箱型截面的兰江大桥中洲支桥和两孔跨径各92米、单室箱型截面的曹娥江清风大桥,显示出这种主拱圈截面型式和悬臂拼装法对修建大跨径拱桥不失为一种比较成熟的、经济的设计、施工方案。
拱桥结构自身的重量偏大,在一定程度上限制了它的使用范围。
为了进一步减轻拱桥结构体系的自重,实现在软弱地基上建拱的设想,中国公路桥梁工程技术人员在总结圬工(砖、石和混凝土)拱桥、双曲拱桥及钢筋混凝土拱桥的基础上,着重从改革拱桥结构型式入手,进行探索,取得了明显的成绩。
从六十年代后期至八十年代中期,已创建了两种适应于这一目的的钢筋混凝土拱桥桥型,即桁架拱桥和刚架拱桥。
桁架拱是由桁架和拱组合而成的一种混合结构体系。
它兼具两者的性能、优点,能充分发挥各个构件的潜力。
桁架拱桥的拱上构造和拱肋组成的桁架片,既是传力结构,也是受力结构,因而用料较省,自重较轻,对软弱地基的适应性也较双曲拱桥、肋拱桥、箱型拱桥为好。
六十年代中期,上海市嘉定、金山等县修建了一些不同型式的试验性的轻型农村道路桥,并创建成功一种把主拱圈的拱肋和拱上构造联成为桁架式拱片的桁架拱。
一九七〇年,第一座跨径26米的桁架拱公路桥(在上海市金山县)建成。
同年,浙江省修建了多座跨径30至50米的桁架拱公路桥。
由此,逐步积累了桁架拱桥在设计、施工方面的经验。
随后,各省、市相继修建。
到一九七九年,在全国干线公路和县乡公路上修建的大、中型桁架拱桥达140座以上,同类的小桥和农村道路桥则为数更多,其中最长的公路桁架拱桥是江苏省的墩尚沭河桥(全长684米)。
经过十多年的运营考验,虽然有些桥的受拉构件出现一些裂缝,但总的来看,桁架拱桥是一种成功的桥型。
预应力的引入,更使这种桥型在设计和施工工艺上有更新的发展,其整体性与耐久性都有所提高。
七十年代中期修建的预应力混凝土桁架拱公路桥,有浙江省宁海县的越溪桥和河南省的嵩县大桥。
越溪桥单孔跨径75米,全长138米。
嵩县大桥是9孔,跨径各50米,全长489米。
这种桥在四川、江西、贵州等省也有修建。
而贵州省在八十年代所修建的长岩桥、白果沱桥(跨径100米)和剑河桥(跨径150米),则是预应力混凝土悬臂桁架拱桥采用桁架悬
臂拼装法施工的最好范例。
长岩桥单孔跨径75米,桥面高出河谷70米,桥位处深谷峭壁,两岸引道类似栈道,从半山腰挖成,出桥头就是急弯,地势十分险恶,施工场地极为窄小。
主孔跨径150米的剑河桥,为贵州省交通规划勘察设计院设计,是中国公路上已建成的跨径最大、造价最低的桁架拱桥。
该桥下临深谷,施工也极为困难。
刚架拱桥可以减轻拱桥自重,有利于在软基上修建拱桥。
从一九七六年无锡县建成第一座单孔跨径45米的刚架拱农村道路桥(单车道)以后,一九七七年江苏省又先后修建两座单孔跨径各为50米的刚架拱公路桥——锡航桥和志公桥。
这期间,上海市川沙县也曾修建了10多座刚架拱农村道路桥。
实践证明,这是一种成功的桥型。
它既能充分发挥主拱圈和拱上构造的整体作用,又有构件数量和材料用量较少的优点。
它的结构特征是没有受拉杆件,因而能较充分地发挥混凝土的抗压性能,可使结构自重减轻,整体性较好,因此,得到了广泛重视。
江苏、甘肃、湖南、湖北、河南、广东、山东、黑龙江等省相继修建了30余座,其中最长的是广东省清远北江桥,全长1058米;而跨径最大的是江苏省金城桥,单孔跨径100米。
一九七九年,交通部对刚架拱进行了技术鉴定,并充分肯定了这种桥型的优点。
由于桁架拱与刚架拱的研制成功,进一步解决了拱桥轻量化和软弱地基建拱两个难题。
拱桥的应用范围就更加扩大了。