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1、桥梁的组成结构桥梁由五大部件与五小部件组成。桥梁的基本组成和分类（续1）所谓“五大部件”是指桥梁承受汽车或其他运输车辆荷载的桥跨上部结构与 下部结构，它们必须通过承受荷载的计算与分析，是桥梁结构安全性的保证。五大部件：1）桥跨结构（或称桥孔结构、上部结构）。路线遇到障碍（如江河、山谷或其他路线等） 的结构物。2）支座系统。支承上部结构并传递荷载于桥梁墩台上，它应保证上部结构预计的在荷 载、温度变化或其他因素作用下的位移功能。3）桥墩。是在河中或岸上支承两侧桥跨上部结构的建筑物。4）桥台。设在桥的两端；一端与路堤相接，并防止路堤滑塌；另一端则支承桥跨上部 结构的端部。为保护桥台和路堤填土，桥台两
2、侧常做一些防护工程。5）墩台基础。是保证桥梁墩台安全并将荷载传至地基的结构。基础工程在整个桥梁工 程施工中是比较困难的部分，而且常常需要在水中施工，因而遇到的问题也很复杂。前两个部件是桥跨上部结构，后三个部件是桥跨下部结构。桥梁的基本组成和分类（续2）所谓“五小部件”，是直接与桥梁服务功能有关的部件，过去总称为桥面构造。五小部件：1）桥面铺装（或称行车道铺装）。铺装的平整、耐磨性、不翘曲、不渗水是保证行车舒适的关键。特别是在钢 箱梁上铺设沥青路面时，其技术要求甚严。2）排水防水系统。应能迅速排除桥面积水，并使渗水的可能性降至最小限 度。城市桥梁排水系统应保证桥下无滴水和结构上无漏水现象。3）栏
3、杆（或防撞栏杆）。它既是保证安全的构造措施，又是有利于观赏的 最佳装饰件。4）伸缩缝。桥跨上部结构之间或桥跨上部结构与桥台端墙之间所设的缝隙， 以保证结构在各种因素作用下的变位。为使行车顺适、不颠簸，桥面上要设 置伸缩缝构造。5）灯光照明。现代城市中，大跨桥梁通常是一个城市的标志性建筑，大多 装置了灯光照明系统，构成了城市夜景的重要组成部分。一、按使用性分：公路桥、公铁两用桥、人行桥、机耕桥、过水桥等。二、按跨径大小和多跨总长分为：特大桥、大桥、中桥、小桥、涵洞。其中：特大桥：多孔跨径总长500米，单孔跨径100米大桥：多孔跨径总长100米，单孔跨径40米中桥：30米多孔跨径总长100米，20
4、V单孔跨径40米小桥：8米V多孔跨径总长300米，5单孔跨径20米涵洞：多孔跨径总长8米，单孔跨5米三、按行车道位置分为：上承式桥、中承式桥、下承式桥。四、按承重构件受力情况可分为：梁桥、板桥、拱桥、钢结构桥、吊桥、组合体 系桥（斜拉桥、悬索桥）。五、按使用年限可分为：永久性桥、半永久性桥、临时桥。六、按材料类型分为：木桥、圬工桥、钢筋砼桥、预应力桥、钢桥。1、梁式桥以受弯为主的主梁作为主要承重构件的桥梁。主梁可以是实腹梁或者是桁架梁 （空腹梁）。实腹梁外形简单，制作、安装、维修都较方便，因此广泛用于中、小跨径桥梁。 但实腹梁在材料利用上不够经济。桁架梁中组成桁架的各杆件基本只承受轴向力， 可
5、以较好地利用杆件材料强度，但桁架梁的构造复杂、制造费工，多用于较大跨 径桥梁。桁架梁一般用钢材制作，也可用预应力混凝土或钢筋混凝土制作，但用 的较少。过去也曾用木材制作桁架梁，因耐久性差，现很少使用。实腹梁主要用 钢筋混凝土、预应力混凝土制作，也可以用钢材做成钢钣梁或钢箱梁.实腹梁桥的 最早形式是用原木做成的木梁桥和用石材做成的石板桥。由于天然材料本身的尺 寸、性能、资源等原因，木桥现在已基本上不采用，石板桥也只用作小跨人行 桥。根据实腹梁的截面形式可分为板梁、口形梁、丁形梁或箱形梁等按照主梁的 静力图式，梁桥又可分为简支梁桥、连续梁桥和悬臂梁桥。简支梁桥：主梁简支在墩台上，各孔独立工作，不受
6、墩台变位影响。实 腹式主梁构造简单，设计简便，施工时可用自行式架桥机或联合架桥机将一片主 梁一次架设成功。但简支梁桥各孔不相连续，车辆在通过断缝时将产生跳跃，影 响车速的提高。因此，目前趋向于把主梁作成为简支，而把桥面作成为连续的形式。简支梁桥随着跨径增大，主梁内力将急剧增大，用料便相应增多，因而大跨 径桥一般不用简支梁。连续梁桥：主梁是连续支承在几个桥墩上。在荷载作用时，主梁的不同截面 上有的有正弯矩，有的有负弯矩，而弯矩的绝对值均较同跨径桥的简支梁小。这 样，可节省主梁材料用量。连续梁桥通常是将35孔做成一联，在一联内没有 桥面接缝，行车较为顺适。连续梁桥施工时，可以先将主梁逐孔架设成简支
7、梁然 后互相连接成为连续梁。或者从墩台上逐段悬伸加长最后连接成为连续梁。近一、 二十年，在架设预应力混凝土连续梁时，成功地采用了顶推法施工，即在桥梁一 端（或两端）路堤上逐段连续制作梁体逐段顶向桥孔，使施工较为方便。连续梁 桥主梁内有正弯矩和负弯矩，构造比较复杂。此外，连续梁桥的主梁是超静定结 构，墩台的不均匀沉降会引起梁体各孔内力发生变化。因此，连续梁一般用于地 基条件较好、跨径较大的桥梁上。1966年建成的美国亚斯托利亚桥，是目前跨 径最大的钢桁架连续梁桥，它的跨径为376米。悬臂梁桥：又称伸臂梁桥。是将简支梁向一端或两端悬伸出短臂的桥梁。 这种桥式有单悬臂梁桥或双悬臂梁桥。悬臂梁桥往往在
8、短臂上搁置简支的挂梁， 相互衔接构成多跨悬臂梁。有短臂和挂梁的桥孔称为悬臂孔或挂孔，支持短臂的 桥孔称为锚固孔。悬臂梁桥的每个挂孔两端为桥面接缝，悬臂端的挠度也较大， 行车条件并不比简支梁桥有所改善。悬臂梁一片主梁的长度较同跨简支梁为长， 施工安装上相应要困难些。目前对预应力混凝土悬臂梁桥多采用悬臂拼装或悬臂 浇筑的方法施工。为适应悬臂施工法的发展，保证主梁的内力状态和施工时一样， 出现一种没有锚固孔，并把悬伸的短臂和墩身直接固结在立面上，形成预应力混 凝土 T形刚架桥，这种桥在20世纪50年代后发展起来。2、拱式桥 拱桥是以承受轴向压力为主的拱（称为主拱圈）作为主要承重构件的桥梁。按照主拱圈
9、的静力图式，拱轿可分为三铰拱、两铰拱和无铰拱。三铰拱是静定结构，其整体刚度较低，尤其是挠曲线在拱顶铰处产生 折角，致使活载对桥梁的冲击增强，对行车不利。拱顶铰的构造和维护也较复杂。 因此，三铰拱除有时用于拱上建筑的腹拱圈外，一般不用作主拱圈。两铰拱取消了拱顶铰，构造较三铰拱简单，结构整体刚度较三铰拱为 好，维护也较三铰拱容易，而支座沉降等产生的附加内力较无铰拱为小，因此在 地基条件较差和不宜修建无铰拱的地方，可采用两铰拱桥。无铰拱属三次超静定结构，虽然支座沉降等引起的附加内力较大，但 在荷载作用下拱的内力分布比较均匀，且结构的刚度大，构造简单，施工方便, 因此无铰拱是拱桥中，尤其是圬工拱桥和钢
10、筋混凝土拱桥中普遍采用的形式。按照主拱圈的构成形式，拱又可分为板拱、肋拱、双曲拱、箱形拱、桁架 拱等。板拱：拱圈横截面呈矩形实体截面，它横向整体性较好、拱圈截面高 度小、构造简单,但抵抗弯矩能力较差，一般用于圬工拱桥。1972年建成的四川 九溪沟桥为石砌的板拱桥，跨径达到116米，为目前世界上最大跨径的石拱桥。肋拱：拱圈是由两条或多条拱肋组成，肋与肋之间用横系梁相联系，拱 肋形状可以是矩形、工字形、箱形或圆管形，它的抗弯能力较板拱为优，用料较 省，但制作较板拱复杂，多用于钢筋混凝土拱桥或钢拱桥。I960年建成的瑞典恩 斯科洛夫约桥，跨径为278米，为目前最大的钢管拱桥。双曲拱：60年代以后,在
11、中国采用的一种拱式桥梁.它在横向除有拱肋外, 还有由拱波、拱板等构成的小拱将整个拱圈联结成整体，它在施工时可以将拱肋、 拱波预制，安装后再浇筑拱板，减轻吊装重量，并可以不用拱架，或只需用简单支 架，为混凝土拱桥提供了一种新的结构形式和简便易行的施工方法。但需采取措 施保证拱圈的整体性。1969年建成的河南省前河桥跨径为150米，为目前跨径 最大的双曲拱桥。箱形拱：横截面可为整体多室箱形或分离箱形。混凝土或钢筋混凝土箱 形拱也可采用无支架施工。它的整体性、横向稳定性和抗扭性能都较双曲拱的结 构为好，但在中、小跨径时不如双曲拱简便和节省钢材。1979年建成的南斯拉 夫克拉克桥，跨径为390米，是当
12、前世界上最大的钢筋混凝土箱形拱桥。桁架拱：拱圈由桁架构成，可做成桁肋拱或肩拱形式。桁架拱的材料用 量较经济，但桁架的某些杆件将承受拉力，故主要用在钢拱桥或预应力混凝土拱 桥中。1976年建成的美国新河桥，跨径为518米，为目前跨径最大的钢桁架拱桥。拱桥主拱圈沿桥跨方向的形状，可以做成横截面尺寸沿拱轴线不变的等截面 拱，或者做成横截面尺寸由拱脚向拱顶逐渐变化的变截面拱。变截面拱能较好地 适应拱圈内力的变化，用料较经济；等截面拱构造简单、施工方便，因而采用较 普遍。主拱圈的拱轴线形状，对拱圈截面的应力大小将产生直接影响。一般尽量使 拱轴线与荷载作用下的拱圈压力线相吻合，以减小截面的弯矩值。当不计拱
13、圈弹 性压缩及其他因素的影响时，拱在均布荷载作用下的压力线为抛物线;在由拱顶 向拱脚按拱轴线形状逐渐增大的分布荷载作用下，拱的压力线将为悬链线；而圆 弧线线形最简单，利于施工。故这几种线形成为拱桥中常用的拱轴线形状。拱还可按拱上建筑的形式不同而分为实腹式拱和空腹式拱。实腹式拱是将 主拱圈以上全桥面间的空间全部用填料填实，一般用于小跨径的桥梁；空腹式拱 则在主拱圈以上设有横桥向贯通的腹孔，一般用于中等以上跨径的桥梁。赵州桥 是现存修建最早的空腹式拱桥。在竖直荷载作用下，作为承重结构的拱肋主要承受压力。拱桥的支座则不但 要承受竖直方向的力，还要承受水平方向的力。因此拱桥对基础与地基的要求比 梁桥要
14、高。下图分别表示上承式拱桥（桥面在拱肋的上方）、中承式拱桥（桥面 一部分在拱肋上方，一部分在拱助下方）与下承式拱桥（桥面在拱肋下方）。仅 供人、言行走的拱桥可以把桥面直接铺在拱肋上。而通行现代交通工具的拱桥， 桥面必须保持一定的平直度，不能直接铺在曲线形的拱肋上，因此要通过立柱或 吊杆将桥面间接支承在拱肋上。下承式拱桥可做成系杆拱，即在拱脚处用一报称为系杆的纵向水平受拉杆件 将两拱脚连接起来。此时作用于支座上的水平推力就由系杆来承受，支座不再承 受水平方向的力。这样做可以减轻地基承受的荷载，特别是在地质状况不良时。3、斜拉桥斜拉桥由主梁、斜向拉紧主梁的钢缆索以及支承缆索的索塔等部分组成。斜拉桥
15、 的缆索张拉成直线形，整个结构为几何不变体，其刚度比悬索桥大。主梁同弹性支 承上的连续梁的性能相似。斜拉桥的跨径一般在梁桥和悬索桥之间。1977年法国建成的布鲁东纳桥，跨径 达320米，是目前世界上跨径最大的预应力混凝土斜拉桥；1975年法国建成的卢 瓦尔河钢斜拉桥，主跨径为404米。斜拉桥在构造上有单塔或双塔、单面布索或 两面布索、密索或少索等形式，索的布置也有不同的放射形式，塔、梁、墩之间 铰接或固接等也有多种类型。斜拉桥日文称斜张桥，德文称斜索桥，英文称拉索桥（Cable Stayed Br idge）。将梁用若干根斜拉索拉在塔在上，便形成斜拉桥。与多孔梁桥对照起 来看，一根斜拉索就是代
16、替一个桥墩的（弹性）支点，从而增大了桥梁的跨度。斜拉桥这种结构型式古已有之。但是由于斜拉索中所受的力很难计算和很难 控制，所以一直没有得到发展和广泛应用。直到本世纪中，由于电子计算机的出 现，解决了索力计算难的问题，以及调整装置的完善，解决了索力的控制问题， 使得斜拉桥成为近50年内发展最快，应用日广的一种桥型。4、悬索桥悬索桥又名吊桥，是以承受拉力的缆索或链索作为主要承重构件的桥梁。悬索桥 由悬索、索塔、锚碇、吊杆、桥面系等部分组成（图6悬索桥示意图）。悬索 桥的主要承重构件是悬索，它主要承受拉力，一般用抗拉强度高的钢材（钢丝、 钢绞线、钢缆等）制作。由于悬索桥可以充分利用材料的强度，并具有用料省、 自重轻的特点，因此悬索桥在各种体系桥梁
