寬甸地處山區(qū)，山村道路所經(jīng)河流的河床大部分都很開闊，建橋低矮，現(xiàn)在許多鄉(xiāng)道缺橋涉水不能適應(yīng)國民經(jīng)濟(jì)發(fā)展的需要，急待建橋。我們于1987年在寬甸縣硼海鎮(zhèn)三道灣河道建成一座七孔10米適合于寬淺河床，經(jīng)濟(jì)(實(shí)用)的微彎板坦助拱橋。該橋型由甘肅省公路總段，甘肅省交通科研所和西安公路研究所聯(lián)合研究，并在西北地區(qū)推廣應(yīng)用?，F(xiàn)將其設(shè)計(jì)、應(yīng)用、發(fā)展概況作一介紹。
1.構(gòu)造與設(shè)計(jì)
1.1 上部構(gòu)造
從本橋外型可以看出，它是肋供，少筋微彎板橋和雙曲拱的混合體。實(shí)際上它正是在肋拱的基礎(chǔ)上，集“少筋微彎板組合橋體”和“雙曲拱橋”的優(yōu)點(diǎn)，在我們地區(qū)所見不到的一種低矮經(jīng)濟(jì)橋型結(jié)構(gòu)，主拱圈一般是由拱肋和微彎板通過組合縫結(jié)合組成，其斷面一般采用等截面。
拱肋斷面為矩形，肋底與拱軸線弧度一致，肋頂在跨度不大時(shí)可按微彎板的長度做成折線形。當(dāng)跨徑大于15m、矢跨比小于1／15時(shí)，由于每塊微彎板兩端與拱肋上弧座標(biāo)差<3cm，肋頂可以做成與肋軸線一致的弧形。拱助主筋按計(jì)算配置，拱圈上緣受壓鋼筋≮0.2%bh。(b為肋寬，h為主拱圈有效高度)。
微彎板的結(jié)構(gòu)與交通部科學(xué)研究院研究試驗(yàn)的“少筋微彎板”構(gòu)造相同。只是板的底寬每邊大于板跨5厘米，安裝時(shí)放在拱肋上，板的長度視吊裝能力及肋的弧度大小分段成奇數(shù)f以保證拱頂部板塊平穩(wěn)。
1.2 下部構(gòu)造
本橋型是一種水平推力較大的結(jié)構(gòu)，對橋臺的剛度和穩(wěn)定性要求較高。但是這種橋型上部構(gòu)造輕，恒載推力小，雖然因矢跨比較小。使得活載推力增大，但組合推力卻不會大于石拱橋和雙曲拱橋。因此，本橋型的橋臺尺寸無需增大。只要注意臺背填土持質(zhì)量與密實(shí)度，仍然可以采用輕型墩臺。
1.3 設(shè)計(jì)計(jì)算理
結(jié)構(gòu)內(nèi)力按兩絞理論計(jì)算。多孔彈性墩的附加影響按坦拱理論計(jì)算。結(jié)構(gòu)強(qiáng)度用極限狀態(tài)方法計(jì)算，用允許應(yīng)力法校核。
2 .適應(yīng)范圍
由于本橋型矢跨比和建筑高度小，適用于寬淺河床，中、小跨度低矮橋位建橋。我們于1987年建成的微彎板橋橋址位于三道灣河下游，屬山前區(qū)寬淺型變遷性河段，河灘沖積堆較多，河槽不穩(wěn)定，洪水時(shí)南北擺動。而且南側(cè)岸線不明，岸槽高差小，最大值僅1．6m。本橋址如按常規(guī)選定橋型必定是梁式結(jié)構(gòu)，而梁式橋需耗費(fèi)大宗鋼材，增加投資本橋址如選用拱矢比較大的拱橋，雖因拱式結(jié)構(gòu)由于有推力作用可以充分利用當(dāng)?shù)氐V石建筑材料，達(dá)到節(jié)省鋼的目的。但由于橋與地形不相適應(yīng)，不但降低使用標(biāo)準(zhǔn)，加大引道工程數(shù)量，而且有礙景觀。而微彎板坦肋拱橋與圬工板拱相比，能得到更平坦的矢跨比，與雙曲拱相比，除矢跨比減小外，微彎板的高度也比拱波的高度小，所以在寬淺河床上修建微彎板坦肋拱橋是符合“因地制宜，就地取材”的建橋原則。
3 .經(jīng)濟(jì)效益
因?yàn)闃蛄航ㄔO(shè)的經(jīng)濟(jì)效益雖含內(nèi)容繁多，各種橋型存在著可比擬的因素，不易做全面綜合的比較分析，現(xiàn)僅以我縣建成的微彎板坦肋拱橋和空心板梁橋?yàn)槔?，就材料消耗和施工難易程度而論，其具體數(shù)據(jù)列入下表：
從上表里可以看出，微彎板坦肋拱橋在材料消耗上均較梁式橋有大幅度的節(jié)省。雖然下部墩臺工程數(shù)量增加l1％。但總觀是微不足道的。同時(shí)由于構(gòu)件規(guī)模小，吊裝重量輕，施工簡易，便于掌握，容易實(shí)行旌工裝配化、機(jī)械化、能加快施工進(jìn)度。滿足快速的施工要求。
4. 效果分析
組成微彎板坦肋拱主拱圈的肋，在重型荷載時(shí)肋高約為0.03L
0，中型荷載時(shí)約為0．025L
0。微彎板高度21cm，這樣主拱圈的慣性矩比兩鉸板拱橋、雙曲拱橋都要小，可以減少一部分因矢跨比減少而增加的溫度變化或拱腳位移引起的附加內(nèi)力，因此主拱圈的鋼度?。郊觾?nèi)力小。
由于微彎板坦肋拱是綜合“微彎板組合梁橋”和“雙曲拱橋”的優(yōu)點(diǎn)而產(chǎn)生的。與雙曲拱橋拱波相比，微彎板雖然多了一些鋼筋．但由于產(chǎn)生的效果是明顯的。微彎板沿橋縱向尺寸大。比雙曲拱拱波接縫少，且拱肋通過伸出的鋼筋與微彎板伸出的鋼筋相連接，用現(xiàn)澆混凝土使肋與板緊密結(jié)合，其結(jié)合處的受力通過下面式子可以看出，這是其它橋型無法比擬的。
拱頂區(qū)段徑向拉力：P：T／R+g
ocos
φ。
∵式中R-計(jì)算截面處拱圈曲率半徑，當(dāng)拱圈線為懸鏈線時(shí)，其值為H
g／g
s；
∴
P=Tgs／Hg+g0cosφ
在矢跨比較小的坦拱中g(shù)
s值較小，而
Hg值較大，因此徑向拉力P值一般都很小，用兩根
φ6間距d=25cm的箍筋承受，δ
g只有[δ
g]的1/6—1/4。
拱腳區(qū)的縱向剪力
計(jì)算截面處的最大徑向剪力
Qx
Qx：HSin
φx—Vcos
φx
坦拱的拱軸系數(shù)較小，因此在拱腳區(qū)段Sin
φx值小，相應(yīng)cos
φx值大。
Qx式中第一項(xiàng)雖然H值大，但Sin
φx小，第二項(xiàng)cos
φx雖然大，但垂直力V小。
Qx右端的代數(shù)和并不大。比如：L
0=10米，矢跨比為1/12的三道灣河橋
Qx=1．92t，只有容許應(yīng)力的12%。所以肋與板的結(jié)合是牢固的。
此外肋、板、組合縫混凝土均采用同一標(biāo)號即25
#。而且預(yù)制安裝體積占有絕對優(yōu)勢。因此主拱圈混凝土收縮小，肋、板結(jié)合面由于令期不一，標(biāo)號不一而產(chǎn)生的收縮差甚微。微彎板本身在組合梁橋的研究和使用過程中本身就安全可靠，在本橋型中，其雙向受壓的情況更會保證微彎板本身不會開裂。這樣主拱圈的抗壓強(qiáng)度得到充分保證，承受力的性能格外加強(qiáng)，不會向雙曲拱橋那樣容易開裂。雖然微彎板坦肋拱橋具有上述優(yōu)越性，但由于它的拱矢比小。水平推力大，溫度變化、混凝土收縮、墩臺移位等因素均會使橋梁產(chǎn)生較大的內(nèi)力，因此必須合理的選擇矢跨比，采取各種有效措施降低它們的影響。
雖然在西北地區(qū)修建中型荷載橋梁的基礎(chǔ)上我們建成一座重型荷載的微彎板坦肋拱橋。但由于對本橋型的設(shè)計(jì)理論、施工方法理解的不深透，加之條件所限，對該橋的應(yīng)變、撓度、位移以及動態(tài)、靜態(tài)荷載等觀測試驗(yàn)工作沒有進(jìn)行。現(xiàn)通過十幾年的正常運(yùn)行，該橋仍然保持良好的狀態(tài)，給地方經(jīng)濟(jì)帶來了發(fā)展，提高了城鄉(xiāng)之間的物資迅速集散。改善了良好的外部環(huán)境。
