无铰拱桥

无铰拱桥结构整体钢度大，构造简单，施工方便，维护费用少，因此在实际中使用最广泛。

简介

无铰拱桥是指在整个拱上不设铰，属外部三次超静定结构。由于无铰，结构整体钢度大，构造简单，施工方便，维护费用少，因此在实际中使用最广泛。但由于超静定次数高，温度变化，材料收缩，结构变形，特别是墩台位移会产生较大附加应力。

悬链线

定义

悬链线是实腹式拱桥在恒载作用下不计弹性压缩影响时的合理拱轴线，而对于空腹式拱桥，由于拱上建筑的形式发生了变化，其相应的恒载压力线也不再是悬链线，如仍采用悬链线作为拱轴线，恒载压力线与拱轴线将有偏离，这种偏离对主拱控制截面的内力是有利的因此，悬链线是小跨径实腹式拱桥和大、中跨径空腹式拱桥常用的拱轴线形式。

拱轴系数

通过总体布置确定悬链线拱桥的矢跨比后，拱轴线的形状以及主拱截面的内力分布和大小则主要取决于拱轴系数

内力计算

确定了拱轴系数后，可进一步进行主拱的内力分析，内力计算的方法可根据力法原理，采用弹性中心法进行计算，计算的项目包括:弹性中心位置、拱圈弹性压缩系数、拱轴线偏离内力、恒载内力、裸拱内力、温度变化内力、混凝土收缩徐变内力、拱脚变位内力、活载内力计算等，其中活载内力一般通过在影响线上加载进行计算，而且对于公路、城市道路、铁路以及其它专用桥梁构造物来讲，由于其设计荷载不同，计算出内力影响线后再加载计算也是比较方便的。

养护维修对策

（1）维护破损、露筋的护栏和受损栏杆，及时修理、更换个别损伤构件；

（2）加强日常养护，清理堵塞的排水孔，保证桥面排水顺畅，对大桥外观质量进行改善；

（3）对桥梁结构出现的裂缝及时进行处理，并观测其发展状况；

（4）对永久性桥墩、台侧墙及桥面进行修理，同时修理调治构造物等附属构件；

（5）结合大桥技术现状，建议对大桥进行适时地小修或中修，限制超限车辆通行；

（6）加强对大桥的养护管理，对维修后桥梁的技术状况做进一步检查和记录，以利于对大桥技术状况的准确评定；

（7）对于拱桥混凝土表面裂缝，检验标准规定，宽度超过0.15mm的裂缝要求进行修补；

（8）通过对大桥进行定期检查，重点对桥梁主体结构的技术状况进行全面检查，搜集结构技术状况的动态数据，及时、科学地评定桥梁使用功能，为制定管理养护计划提供参考。

实例分析——重庆双龙堡大桥

上部结构主要缺陷及其成因分析

上部承重结构主要缺陷为开裂、渗水、锈蚀、错位，缺陷的具体成因分析如下。

裂缝缺陷

上部承重结构裂缝宽度都在限值以内，主拱裂缝宽度在0.005～0.2mm之间，小于限值（0.3mm），而且裂缝大多为空腹式拱桥常见裂缝，卸载后增大裂缝可以恢复，说明结构裂缝缺陷已经基本稳定或发展缓慢。

桥面混凝土破碎及其他裂缝成因分析

现场调查发现“拱上立柱和腹拱开裂、渗水现象普遍，路面破裂、坑槽较多。”对其成因进一步深入分析表明:

（1）主拱线形无明显下沉和变形；

（2）桥面破损严重区域主要分布在慢车道区域，慢车道货车超载现象十分严重，是造成桥面混凝土破碎，腹拱拱顶横向裂缝，腹拱横隔板竖向裂缝的主要原因之一；

（3）大桥处于两个间距很近的弯道之间，而且线路有明显纵坡，车辆在过桥时时常会有刹车现象发生，对桥梁结构产生较大的冲击，这样容易引起腹拱拱顶附近的横向裂缝；

（4）大桥对车辆动荷载冲击效应十分敏感，汽车动荷载冲击是造成结构损伤的原因之一；

（5）拱上填料采用的是片石混凝土，由于各种原因在施工过程中可能造成拱上填料不够密实，在荷载的长期反复作用下，拱上填料下沉或变形，造成桥面混凝土裂缝、破碎；

（6）该桥在2005年11月份进行的普查之前没有详细的养护维修记录，正常养护维修工作不到位也是造成大桥损伤加剧的重要原因之一。

主拱联接钢板锈蚀

由于原设计对于主拱联接钢板没有防锈要求，因而，在桥址处潮湿暴露的环境中，联接钢板很容易发生锈蚀，应该对其进行除锈、防护处理。

主拱拱底有错位

通过对施工资料的查询，发现其错位的主要原因为箱拱肋段预制、安装误差，并非后期成桥后因荷载因素引起，因而对桥梁外观质量有一定影响，但对结构技术性能基本没有太大影响。

主拱拱肋横向联接

主拱拱肋横向联接缝不够密实，横向联接性能相对较弱，拱间接缝不够密实，下口多处采用黄泥填塞。但荷载试验结果表明:原有结构横向联接构造基本能够发挥其作用，主拱接缝处没有严重断裂现象，而且检查结果表明边拱拱肋没有明显的横移和外倾迹象。

上部主要承重构件技术状况评定

大桥上部主要承重部件的缺损情况主要包括以下几个方面。

（1）整体结构基本完好，无严重损坏构件，也无重要构件脱落。

（2）上部结构主拱裂缝宽度在0.005～0.2mm之间，小于限值（0.3mm），而且裂缝大多为空腹式拱桥常见裂缝，初步统计主拱、腹拱表面裂缝区面积均小于各自表面积的3%，卸载后增大的裂缝可以恢复，说明结构裂缝缺陷已经基本稳定或发展缓慢。

（3）碳化平均深度为1.5mm，远小于钢筋保护层厚度（30mm）；上部主体承重结构没有发现钢筋露筋、钢筋锈蚀现象，结构耐久性满足要求。

（4）主拱拱肋横向联接缝不够密实，横向联接性能相对较弱，但原有结构横向联接构造基本能够发挥其作用，主拱接缝处没有严重断裂现象，而且检查结果表明边拱拱肋没有明显的横移和外倾迹象，说明结构稳定性基本满足要求，拱间接缝已采用膨胀混凝土进行了全面修复，修复效果显著。

（5）经过查阅施工资料，主拱圈竖向错位为施工安装误差造成，非后期荷载所致。

（6）主拱段间接缝锈蚀钢板已经修复完毕，效果良好。按养护规范对其缺损状况进行评定，由于双龙堡大桥上部结构存在的主要缺陷缺损程度较轻，经过初步修复后，缺损程度为“轻度”，标度为“0”；缺损对结构使用功能的影响程度为“大、重要”，标度为“2”；对桥梁上部结构检查确定缺损“发展缓慢”或基本“趋于稳定”，标度为“0”。因此大桥上部主要承重部件缺损状况评分为2分，和双龙堡大桥检验报告对上部主要承重构件评定一致，桥梁结构属于“较好二类”。

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