公路桥梁的分类

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1、公路桥梁的分类1、按桥梁主要承重构件的受力情况可分为： 梁桥 主要承重构件是梁（板） 。在竖向荷载作用下，梁承受弯矩，墩台承受竖向压力。 拱桥 主要承重构件是拱圈。在竖向荷载作用下，拱圈主要承受压力，但也承受弯矩。墩 台除承受竖向压 力和弯矩外，还承受水平推力。 刚架桥 上部结构和墩台（支柱）彼此连成一个整体。在竖向荷载作用下，柱脚产生竖向 反力、水平反力 和弯矩。这种桥的受力情况介于梁和拱之间。 吊桥 以缆索作为承重构件。在竖向荷载作用下，缆索只承受拉力，墩台除承受竖向反力 外，还承受水平 推力。 组合体系桥 它是由几个不同受力体系的结构所组成， 互相联系， 共同受力， 如斜拉桥等。2、按行

2、车道的位置可分为上承式桥、中承式桥和下承式桥。石拱桥 拱桥上部结构是由主拱圈和拱上建筑组成的。 拱圈是拱桥的主要承重结构。 石拱桥的主拱圈 通常做 成实体的矩形截面。 常用的拱轴线有等截面圆孤拱和等截面悬链线拱。 所用的石料有 料石、 块和片石等。 石拱桥的拱上建筑一般为实腹式， 在跨径较大时为了减轻自重也可做成 空腹式。石拱桥的主要优点： 能充分做到就地取材， 与钢桥和钢筋混凝土桥相比， 可以节省大量的钢 材和水泥； 耐久性好， 而且养护费用少； 构造比较简单， 施工工艺易为群众掌握； 外型美观。 最大的缺点就是自重 大， 相应的水平推力也较大， 这就增加了下部结构的工程数量， 对地基 条件

3、的要求较高；其次就是与梁式 桥相比，上承式拱桥的建筑高度较高。我国石拱桥有着悠久的历史， 早在东汉中期就开始修建石拱桥， 驰名中外的赵州桥， 就是我 国古代石拱桥 的杰出代表，至今在盛产石料的地区仍修建了不少的石拱桥。 1972 年建成的 四川涪陵丰都县九溪沟大桥，（见图1）跨径达116m。世界上跨度最大的石拱桥是1946年瑞典建成的绥依纳松特桥，跨度为155m。图 1 四川涪陵丰都县九溪沟大桥 （1972 年）双曲拱桥双曲拱桥是我国江苏无锡建桥职工， 1964 年自己创造设计的一种桥型结构，它的主拱圈是 由沿桥跨方向的 拱肋、 铺设在拱肋之间的拱波和浇筑在拱波上的拱板组成。 为了加强受力的

4、整体性， 在拱肋之间设置有横 系梁。 根据桥梁宽度的不同， 双曲拱桥主拱圈横截面可以做成图2 双曲拱桥上部构造1 拱肋； 2 预制拱波； 3 横隔板； 4 防水层； 5 填料； 6 路面； 7 人行道块件； 8 侧墙； 9 腹 拱； 10盖梁； 11立柱； 12 桥墩。双曲拱桥最大的特点是： 施工时化整为零， 受力时集零为整。 这就使得双曲拱桥具有轻型化、 装配化、省 工省料、 施工工艺易被群众掌握而得到迅速推广。 据统计， 在双曲拱桥闻世后的 十年内就建成了 4000 多座，总长约为 30万延米。在短时间内修建数量之多， 是其它桥型无 法相比的。目前我国跨径在百米以上 的双曲拱桥有 16 座

5、之多，河南的前河大桥是双曲拱桥 的代表作，跨径达 150m。箱形拱桥 为了提高拱桥在无支架吊装中的稳定性，四川省建桥职工于 1970年建成了箱形拱桥。这种 箱形 拱的特点是：截面控空率高，截面中性轴居中，力学性能好；块件刚度大，稳定性好， 可以单片成拱， 便于 无支架吊装； 拱箱吊装完成后整个拱圈截面大部形成， 剩余的现浇混凝 土工作量较小； 预制块件间系大面 积接触，拱圈整体性好。但制作模板的工作量大；块件的 浇筑比较困难。箱形拱桥的跨径在 50m 以上时才显得经济。四川宜宾马鸣溪大桥，跨径为 150m ；四川渡口市6号桥（图3）跨径为146m。四川渡市7号桥，跨径为170m ； 1989年

6、采用无支架施工修建的四川 涪陵乌江大桥，跨径达200m ;河南洛阳至三门峡高速公路上许沟大桥，采用有支架施工，跨径达220m。国外修建的箱形拱桥有南斯拉夫的KRK铁托大桥，主跨达390m。1998 年建成四川万县长江大桥采用钢箱形拱，跨径达 420m ，居世界第一位。图3渡市6号桥（1972年）钢管混凝土拱桥钢管混凝土作为钢 混凝土组合材料的一种， 一方面借助内填混凝土提高钢管壁受压时的 稳定性， 提高 钢管的抗腐蚀性和耐久性， 另一方面借助管壁对混凝土的套箍作用， 提高了混 凝土的抗压强度和延性将钢 材和混凝土有机地组合起来，在施工方面， 钢管混凝土可利用空心钢管作为劲性骨架甚至模板，施工吊

7、装重量轻，进度快，施工用钢量省。钢管混凝土拱桥的结构形式有板拱、肋拱、桁拱、箱拱、桁架拱、刚架拱。截面形式有单圆 形、哑铃形、多 肢桁式、横哑铃形桁式和箱肋形等。施工方法有支架法、一般吊装法、缆索吊装和转体施工方法等。我国已建成的钢管混凝土拱桥有广东南海三山西大桥，主跨200m；广西邕宁邕江大桥，主跨312m ；国外修建的单圆钢管拱桥有法国凯泽莱尔桥，主跨220m ；日本的松岛桥，为126m上承式管拱，管径18m。图4为湖北宜昌莲沱特钢管混凝土拱桥，主跨跨径114m。图 4 湖北宜昌莲沱特大桥连续梁桥连续梁桥是大跨度桥梁建筑中常用的桥梁形式之一，其承重结构（板、T型梁或箱梁），不间断地跨越几个

8、桥孔而形成 -超静定结构 （如图 5、沙洋汉江公路大桥） ，连续孔数通常为三孔 或五孔， 当桥梁跨径较多时，需要把桥长分建成几组（或称几联）连续梁。连续梁由于荷载 作用下支点截面产生负弯 矩， 从而显著降低了跨中的正弯矩， 从而减小跨中截面的建筑高度， 节省钢筋和混凝土用量， 当跨径增大 时， 节省就愈益显著， 连续梁通常适用于桥基十分良好 的场合建造。图 5 沙洋汉江公路大桥由于预应力混凝土连续梁桥跨越能力大， 施工方法灵活（可用预制装配法、 悬臂施工法、遂 孔施工法和顶 推法进行施工） ，在国内外发展极为迅速。 1983年，我国采用柔性墩多点顶推 的架桥先进技术修建了包火 黄河公路大桥（3

9、05m 联共3联）和柳州第二公路大桥（9X60m） ,1990年建成的云南怒江公路大桥跨度达154m。世界最大跨度的预应力混凝土连续梁桥是德 国的摩萨尔桥，主孔跨度为 192m ；世界上最长的连续梁桥为德国的跨峡谷弯道 桥，全长约 1km 左右。刚构桥T 型刚构式桥梁是指桥墩与桥梁上部结构固结， 用悬臂法施工的预应力钢筋混凝土桥梁。 60 年代至 80 年 代，多采用在桥梁跨中设铰或设挂梁的T型刚构桥。90年代多采用连续刚构组合梁桥。其形式如图6重 庆长江大桥。图 6 重庆长江大桥预应力钢筋混凝土 T型刚构桥与其立桥型相比，在一定条件下具有用料省、施工简便，养护费用低，行车平 稳，等优点。并且

10、宜于采用悬臂法施工。这就为在海湾、深谷、大江、大 河上建造大跨度桥梁提供了一种较 理想的桥梁结构。我国自1964年以来，相继建造了近20座大跨度预应力混凝土 T型刚构型。其中重庆长江大桥（带吊梁）主跨达174m，四川石棉大桥（带铰），主跨84m,广东虎门大桥（连续）跨度达270m。在这一桥型上，我国已达到世界先进水平。钢筋混凝土桁架拱桥 钢筋混凝土桁架拱桥是一种具有水平推力的拱形桁架结构, 其型式有斜杆式、 竖杆 式、 圆孔拱片式,（见图 7）。图7斜腹杆桁架拱（剑河大桥）尺寸单位：cm钢筋混凝土桁架拱桥外型轻巧美观。在结构上兼有桁架和拱的特点。各部件截面尺寸较小, 重力较轻,不但节 省材料,

11、而且减少对墩台的垂直压力和水平推力。作为主要承重构件的桁架拱片,可以分段整片预制,因此,结构整体性好,装配化程度高, 施工程序少。钢筋混凝土刚架拱桥 刚架拱桥的外形与桁架拱桥相似, 但构造比桁架拱桥简单, 整个桥跨只有两根斜杆, 外 观也 比较整洁。它由拱圈、斜杆和弦杆组成（见图8）。刚架拱桥与桁架拱桥一样,外部是一个具有水平的拱形结构, 内部为超静定结构。 计算方法同桁架拱桥, 但受力图式比桁架拱桥明 确。适用于修建 跨径 50m 左右的拱桥。图 8 刚架拱桥刚架拱桥外形轻巧美观。 构件截面尺寸小,重力轻,具有桁架拱桥分块预制构件的优点,而 且预制构件的形状 简单。由于这种桥型施工方便、预制

12、构件数量少、造价低、节约钢材、施 工工期快和对地基承载力要求低,所 以在目前的拱桥建筑中已逐步得到采用。斜拉桥预应力混凝土斜拉桥,由于跨越能力大、 结构经济合理、 外型轻巧美观,便于无支架施工等 优点,修建数量不 断增加,结构型式不断推陈出新。斜拉桥的型式如图9（南浦大桥）和图10（重庆长江二桥） 。图 9 上海南浦大桥预应力混凝土斜拉桥主要由加劲主梁、 塔架和斜拉钢索三部分组成， 利用由塔架伸出的高强 钢索作为加劲主梁的弹性支承以代替中间支墩， 降低主梁内的弯矩， 减少主梁截面尺寸， 减 轻重力，并增大跨越能力 主梁的建筑高度比其它桥型要小的多，仅为跨径的1/40-1/100 ，甚至更小。图

13、 10 重庆长江二桥预应力混凝土斜拉桥的加劲主梁有连续梁、 悬臂梁和悬臂刚构等形式， 其中多数采用连续梁 形式。主梁截 面大多数用抗扭刚度较大的箱形截面。斜拉桥的塔架形式很多。在横桥方向，常用的有单柱型、双柱型、门型、斜腿门型、倒v型和倒Y A型、 型等。斜拉钢索按构造分为刚性索和柔性索两大类。刚性索是在斜拉钢索外包预应力混凝土构件， 这种索截面大， 施工困难； 柔性索是在斜拉钢索外包一层较薄的防腐材料， 这种结构安装比 较方便。斜拉钢索的横向布置大致可分成三种形式：单面索、双面索、 双斜索。斜拉钢索的纵向布置 大致可分成四种 型式：辐射式、竖琴式、扇形、星形。斜拉钢索的间距，近年来多采用分散

14、的密索体系（一般为10 25m）,其主要的优点在于减少梁的重力弯矩，降低梁高，简化锚固装置，便于施工。结构的抗震、抗风能力也较强。目前国内外已建成的以复合结构为加劲梁的斜拉桥最大跨度为865m （法国）。我国上海杨浦大桥跨度达602m，居世界第二，钢斜拉桥最大跨度为510m （日本），预应力混凝土斜拉桥最大跨度为 440m （西班牙）。我国安徽铜陵长江大桥跨度为 430m。吊桥吊桥（悬索桥） ，是一种古老的桥型。吊桥通常由桥塔、锚碇、主缆、吊索、加劲梁及鞍座 等主要部分组 成。如图 11（日本明石海峡大桥）和图 12（江阴长江公路大桥） 。桥塔是支承 主缆的重要构件。 吊桥的 活载和恒载以及加

15、劲梁支承在塔身上的反力， 都将通过桥塔传递到 下部的塔墩和基础。 锚碇是主缆的锚固 体， 锚碇将主缆中的拉力传递给地基基础。 主缆是吊 桥的主要承重构件，主缆除承受自身恒载外，又通过 索夹和吊索承受活载和加劲梁的恒载。 加劲梁的主要功能是提供桥面系防止桥面发生过大的挠曲变形和扭曲 变形。鞍座是支承主缆的重要构件， 通过它可以使主缆中的拉力以垂直力和不平衡水平力均匀地传递到塔顶或锚碇的支架外。图 11 日本明石海峡大桥吊桥被公认为特大跨径桥梁的主要形式，一般认为其经济跨径为500m以上，最大跨径可达4000m以上。 我国修建的江苏江阴长江大桥主跨径1385m ，居世界第三位。国外早在1937年建成的旧金山金门大桥主跨径为1280m，此桥曾保持世界最大跨径的记录达27年之久；1991年日本建成的明石海峡大桥，主跨径1990m，居当今世界第一位。图 12 江阴长江公路大桥总体布置钢桥A3 号低碳钢，近代钢桥指一座桥梁上部结构的主要承重部分用钢材制成， 至于下部结构、 索塔等则可由其它材 料制成 用于桥梁的钢材主要是钢板、型钢和高强度钢索。钢板和型钢过去常用多数采用低合金钢16Mn或16Mng。某些部件则要用铸钢和优质碳素钢（例如45号钢等）。由于一般钢材要防止锈蚀，需要经常除锈、油漆，这是一件费钱费时的工作，因此发展了一些不需要油漆的耐候钢材品种，例如美国的A242及A588号