基于桁架原理的一种新型公铁两用拱桥

现有公铁两用拱桥随着跨径的增大,强度、刚度及稳定性等都会快速下降,且活载作用时容易发生剪切、弯曲变形,为解决这些问题,基于桁架原理提出一种新型公铁两用拱桥——公铁两用桁架拱桥,其原理是:拱肋和主梁间采用三角网替代立柱,将不稳定的平行四边形结构转换为稳定性良好的三角形结构,通过三角形角点对拱肋与主梁形成多点弹性约束,提高两者的线刚度,同时形成桁架结构以大幅提高拱桥的力学性能。为验证结构力学特性的优越性,修建跨径为10 m的试验桥,通过静载试验测得主要构件的应力值、拱肋位移值及梁端转角值;利用有限元软件对大跨公铁两用桁架拱桥进行建模计算。结果表明:试验结果与有限元计算结果较为吻合;在用钢量相同时(即两者经济效应相差不大的前提下),公铁两用桁架拱桥与传统结构的主拱肋应力水平基本相当,但是刚度与稳定性大幅提高,梁端转角大幅减少。