Cấu trúc trên củacầu vòm thépchủ yếu bao gồm vòng vòm, thanh treo (hoặc cột vòm), thanh giằng, dầm cầu và các thành phần khác. Bố cục chung của cầu vòm khung cứng chủ yếu phụ thuộc vào khẩu độ cầu và kích thước tải trọng.

Tấm cầu có thể được xây dựng bằng cách sử dụng các tấm vi mô tiền chế với lớp lấp đầy bê tông đổ tại chỗ và mặt đường, hoặc thay thế bằng các tấm rỗng tiền chế kết hợp với lớp bê tông đổ tại chỗ và mặt đường.

• Dạng mặt cắt:Vòm hộp thép, vòm ống thép, vòm giàn thép
• Tư thế không gian:Sườn vòm song song, sườn vòm giỏ, sườn vòm cánh bướm
• Vị trí mặt cầu:Cầu vòm kiểu chịu lực trên, kiểu chịu lực giữa và kiểu chịu lực dưới
• Bố cục dầm:Dầm dọc song song, dầm nghiêng, dầm lưới

Cầu vòm hệ đơn giản:Chỉ có vòng vòm đóng vai trò là thành phần chịu lực chính, tạo thành một cấu trúc vòm đẩy, trong đó lực đẩy vòm được chịu trực tiếp bởi trụ hoặc móng.

Cầu vòm hệ kết hợp:Dầm mặt cầu và vòm hoạt động kết hợp để chia sẻ tải trọng.

Vòm thép có thể được thiết kế dưới dạng vòm giàn, vòm hộp hoặc vòm bản. Cầu vòm giàn đặc biệt quan trọng đối với các ứng dụng khẩu độ lớn.

Các thông số thiết kế chính cho cầu vòm giàn thép khẩu độ lớn bao gồm:

• Bố cục giàn sườn vòm
• Cấu hình trục vòm
• Tỷ lệ nhịp vector
• Lựa chọn chiều cao vòm và chân vòm
• Điều kiện biên
• Dạng và diện tích mặt cắt thanh

Sườn vòm giàn được phân loại theo loại khung giàn chính:

• Giàn loại K:Tính chất cơ học tốt nhất
• Giàn loại W:Tiết kiệm nhất với việc sử dụng thép ít nhất
• Giàn loại P:Ưu điểm trong xây dựng và thẩm mỹ

Thành phần chịu lực chính, chủ yếu chịu áp lực dọc trục đồng thời chịu một phần mô men uốn. Có sẵn trong các mặt cắt dạng hộp, ống và giàn, với vòm giàn có trọng lượng nhẹ, khả năng vượt nhịp lớn hơn và kinh tế tốt.

Thành phần truyền lực truyền tải trọng mặt cầu đến sườn vòm. Có sẵn dưới dạng cấu hình cứng (ống thép/thép hình) hoặc linh hoạt (bó dây thép cường độ cao).

Đối với vòm không đẩy, thanh giằng chịu lực đẩy của vòm thông qua lực căng dọc trục. Có sẵn trong cấu hình cứng và linh hoạt.

Cần thiết để duy trì độ cứng và ổn định ngang, giằng chéo có nhiều cấu hình khác nhau bao gồm các giá đỡ một chữ, hình chữ K, hình chữ X và hình mét.

Tỷ lệ nhịp tăng:Thông thường 1/4~1/7 đối với vòm giàn thép, với tỷ lệ nhỏ hơn làm tăng lực đẩy ngang.

Trục vòm:Các dạng phổ biến bao gồm đường cung, parabol bậc hai và đường catenary để phân phối lực tối ưu.

Chiều cao sườn vòm:Vòm chiều cao thay đổi được sử dụng cho các nhịp lớn để tối ưu hóa việc sử dụng vật liệu.

• Được xây dựng bằng thép cường độ cao làm vật liệu chính
• Yêu cầu các mố ở mỗi đầu và các trụ đỡ
• Nhiều cấu hình khác nhau có sẵn cho các yêu cầu tải trọng khác nhau
• Thiết kế kết cấu tối ưu để sử dụng vật liệu hiệu quả