王思颖 陆天成 杨闰诏 张智超 张昊嘉 颜喜林

摘 要：在传统拱结构的基础上，基于张弦结构原理，通过添加撑杆和拉索，依靠撑杆对桥体的预应力，减少拱结构在压力下的弯矩，以减少桥体载荷下的挠度。最终得到一种具有张拉形式的创新拱结构桥梁。基于创新设计，建立实物桥梁模型，并对其进行加载实验，比较前后两种模型实验结果，实验证明张弦结构的新型拱结构桥梁拥有更好的承载能力，有效提升结构刚度与稳定性。

关键词：拱结构 预应力 张弦结构 创新桥梁结构

中图分类号：U44 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2018）01（a）-0058-02

拱桥，作为我国的一种传统桥梁，始建于东汉中后期，已有1800余年的历史，由伸臂木石梁桥、撑架桥等逐步发展而成的。在形成和发展过程的外形都是曲的，所以古时常称为曲桥。中国拱桥建筑历史悠久，在古代桥梁中，以石拱桥为主要桥型。中国现存最早，并且保存良好的是隋代赵州安济桥，又称赵州桥。在1991年9月，赵州桥被美国土木工程师学会选定取为第十二个“国际土木工程里程碑”。

1 拱结构分析

在竖向荷载作用下，拱结构（如图1所示）是一种主要承受轴向压力并由两端推力维持平衡的曲线或折线构件。拱结构由拱圈及其支座组成。支座可做成能承受垂直力、水平推力以及弯矩的支墩；也可用墙、柱或基础承受垂直力而用拉杆承受水平推力[1]。拱圈主要承受轴向压力，与同跨度的梁相比，弯矩和剪力较小，从而能节省材料、提高刚度、跨越较大空间。……