公路下承式异型拱桥的结构受力特点分析

周资斌

在桥梁发展史中占有一席之地的拱桥，迄今已走过了 2000多年的发展历程。拱桥的起源众说纷纭，莫衷一是。拱桥的发展始终受力学、材料力学和施工技术的制约，并与历史进程的生产力发展水平息息相关。伴随着科学技术的迅猛发展，拱桥以其形态美、造价低、承载力强而在世界范围内被广泛运用，长盛不衰。

在形态万千的拱桥中，下承式系杆拱桥以其特有的魅力深深吸引了桥梁设计者。通常，下承式系杆拱桥属于无推力拱梁组合体系，具有受力合理、造型美观、结构简洁、外形线条流畅以及便于施工等优势。本文论述的异型拱正是由下承式系杆拱桥演变而来的一种桥型。

1 结构特点

1.1 外形特征

异型拱是将普通下承式系杆拱桥(正型拱)中全部的吊杆按相同的斜率倾斜布置，同时将拱轴线转变为偏态不对称曲线的一种桥型(如图 1所示)。在倾斜吊杆的拉力作用下，根据压力线与拱轴线重合的原理，从而得到理想拱轴线曲线形式为偏态的抛物线或悬链线。

1.2 美学效果

正型拱桥外形曲线柔和，吊杆强劲，给人良好的视觉效果。异型拱桥不仅保留了正型拱的美学特点，而且由于异型拱吊杆倾斜、主拱圈偏态，构成独特、新颖的外形。

2 受力特点

异型拱桥通常为外部静定，内部超静定的结构(如图 2所示)。桥面荷载通过横梁传递至系梁，系梁将部分荷载传递给吊杆，再由吊杆传递给主拱结构，最后由主拱圈将荷载传递至拱脚支座。这种结构形式中，为能够有效地抵消主拱圈传递至拱脚的水平推力，系梁内需张拉预应力钢束。……