桁架是平面结构中受力较合理的形式之一。桁架由上弦、下弦、腹杆组成;腹杆的形式又分为斜腹杆、直腹杆;由于杆件本身长细比较大,虽然杆件之间的连接可能是“固接”,但是实际杆端弯矩一般都很小,因此,设计分析时可以简化为“铰接”。简化计算时,杆件都是“二力杆”,承受压力或者拉力。
有些桥梁桥面设置在上弦,因此力主要通过上弦传递;也有的桥面设置在下弦(比如现在比较多的高速公路桥梁采用这种形式),由于平面外刚度的要求,上弦之间仍需要连接以减少上弦平面外计算长度。桁架的弦杆在跨中部分受力比较大,向支座方向逐步减小;而腹杆的受力主要在支座附件zui大,在跨中部分腹杆的受力比较小,甚至有理论上的“零杆”。
考虑桁架各结点的平衡,结点承受汇交力系作用,逐次建立各结点的投影平衡方程,可求出所有的未知杆力,这种方法称结点法,适用于简单桁架。求解时宜根据组成特点先判定零杆,并尽可能避免解联立方程。有时只需求少数杆件内力或者对于联合桁架和复杂桁架,结点法无法奏效时,需用截面法。
桁架的高度与跨度之比,通常,立体桁架为1/12~1/16,立体拱架为1/20~1/30,张拉立体拱架为1/30~1/50,在设计手册和规范中均有具体规定。桁架的使用范围很广,在选择桁架形式时应综合考虑桁架的用途、材料和支承方式、施工条件,其较佳形式的选择原则是在满足使用要求前提下,力求制造和安装所用的材料和劳动量为zui小。