橋梁的基本組成和分類

1、本word文檔可編輯修改 橋梁的 基本組成和分類傳統(tǒng)的 說法橋梁主要由橋跨結(jié)構(gòu)、墩臺(tái)、基礎(chǔ)、附屬 工程等部分組成。隨著大型橋梁的 增多、結(jié)構(gòu)先進(jìn)性和復(fù)雜性的 增強(qiáng)、提法的 局限性逐漸顯露。對(duì)橋梁使用品質(zhì)的 要求越來越高，傳統(tǒng)現(xiàn)在的 提法：橋梁由 五大部件 與五小部件 組成。橋梁的 基本組成和分類（續(xù) 1）所謂“五大部件”是指橋梁承受汽車或其他運(yùn)輸車輛荷載的 橋跨上部結(jié)構(gòu)與下部結(jié)構(gòu)，它們必須通過承受荷載的 計(jì)算與分析，是橋梁結(jié)構(gòu)安全性的 保證。五大部件：1）橋跨結(jié)構(gòu) (或稱橋孔結(jié)構(gòu)、上部結(jié)構(gòu) )。路線遇到障礙（如江河、山谷或其他路線等）的 結(jié)構(gòu)物。2）支座系統(tǒng)。支承上部結(jié)構(gòu)并傳遞荷載于橋梁墩臺(tái)上

2、，它應(yīng)保證上部結(jié)構(gòu)預(yù)計(jì)的 在荷載、溫度變化或其他因素作用下的 位移功能。3）橋墩。是在河中或岸上支承兩側(cè)橋跨上部結(jié)構(gòu)的 建筑物。4）橋臺(tái)。設(shè)在橋的 兩端；一端與路堤相接，并防止路堤滑塌；另一端則支承橋跨上部結(jié)構(gòu)的 端部。為保護(hù)橋臺(tái)和路堤填土，橋臺(tái)兩側(cè)常做一些防護(hù) 工程。5）墩臺(tái)基礎(chǔ)。是保證橋梁墩臺(tái)安全并將荷載傳至地基的 結(jié)構(gòu)?；A(chǔ) 工程在整個(gè)橋梁 工程施 工中是比較困難的 部分，而且常常需要在水中施 工，因而遇到的 問題也很復(fù)雜。前兩個(gè)部件是橋跨上部結(jié)構(gòu)，后三個(gè)部件是橋跨下部結(jié)構(gòu)。橋梁的 基本組成和分類（續(xù) 2）所謂“五小部件”，是直接與橋梁服務(wù)功能有關(guān)的 部件，過去總稱為橋面構(gòu)造。五小部件：

3、1）橋面鋪裝 (或稱行車道鋪裝 )。鋪裝的 平整、耐磨性、不翹曲、不滲水是保證行車舒適的 關(guān)鍵。特別是在鋼箱梁上鋪設(shè)瀝青路面時(shí)，其技術(shù)要求甚嚴(yán)。關(guān)注我 實(shí)時(shí)更新 最新資料 2）排水防水系統(tǒng)。應(yīng)能迅速排除橋面積水，并使?jié)B水的 可能性降至最小限度。城市橋梁排水系統(tǒng)應(yīng)保證橋下無滴水和結(jié)構(gòu)上無漏水現(xiàn)象。3）欄桿（或防撞欄桿）。它既是保證安全的 構(gòu)造措施，又是有利于觀賞的 最佳裝飾件。4）伸縮縫。橋跨上部結(jié)構(gòu)之間或橋跨上部結(jié)構(gòu)與橋臺(tái)端墻之間所設(shè)的 縫隙，以保證結(jié)構(gòu)在各種因素作用下的 變位。為使行車順適、不顛簸，橋面上要設(shè)置伸縮縫構(gòu)造。5）燈光照明?，F(xiàn)代城市中，大跨橋梁通常是一個(gè)城市的 標(biāo)志性建筑，大多裝

4、置了燈光照明系統(tǒng)，構(gòu)成了城市夜景的 重要組成部分。一、按使用性分：公路橋、公鐵兩用橋、人行橋、機(jī)耕橋、過水橋等。二、按跨徑大小和多跨總長分為：特大橋、大橋、中橋、小橋、涵洞。其中：特大橋：多孔跨徑總長 500米，單孔跨徑 100米大橋：多孔跨徑總長 100米，單孔跨徑 40米中橋： 30米多孔跨徑總長 100米， 20單孔跨徑 40米小橋： 8米多孔跨徑總長 300米， 5單孔跨徑 20米涵洞：多孔跨徑總長 8米，單孔跨 5米三、按行車道位置分為：上承式橋、中承式橋、下承式橋。四、按承重構(gòu)件受力情況可分為：梁橋、板橋、拱橋、鋼結(jié)構(gòu)橋、吊橋、組合體系橋（斜拉橋、懸索橋）。五、按使用年限可分為：永

5、久性橋、半永久性橋、臨時(shí)橋。六、按材料類型分為：木橋、圬 工橋、鋼筋砼橋、預(yù)應(yīng)力橋、鋼橋。1、梁式橋以受彎為主的 主梁作為主要承重構(gòu)件的 橋梁。主梁可以是實(shí)腹梁或者是桁架梁（空腹梁）。實(shí)腹梁外形簡單，制作、安裝、維修都較方便，因此廣泛用于中、小跨徑橋梁。但實(shí)腹梁在材料利用上不夠經(jīng)濟(jì)。桁架梁中組成桁架的 各桿件基本只承受軸向力，可以較好地利用桿件材料強(qiáng)度，但桁架梁的 構(gòu)造復(fù)雜、制造費(fèi) 工，多用于較大跨徑橋梁。桁架梁一般用鋼材制作，也可用預(yù)應(yīng)力混凝土或鋼筋混凝土制作，但用的 較少。過去也曾用木材制作桁架梁，因耐久性差，現(xiàn)很少使用。實(shí)腹梁主要用鋼筋混凝土、預(yù)應(yīng)力混凝土制作 ,也可以用鋼材做成鋼鈑梁或

6、鋼箱梁 .實(shí)腹梁橋的 最早形式是用原木做成的 木梁橋和用石材做成的 石板橋。 由于天然材料本身的 尺寸、性能、資源等原因，木橋現(xiàn)在已基本上不采用，人行橋。石板橋也只用作小跨 根據(jù)實(shí)腹梁的 截面形式可分為板梁、形梁、 T形梁或箱形梁等按照主梁的 靜力圖式，梁橋又可分為簡支梁橋、連續(xù)梁橋和懸臂梁橋。簡支梁橋：主梁簡支在墩臺(tái)上，各孔獨(dú)立 工作，不受墩臺(tái)變位影響。實(shí)腹式主梁構(gòu)造簡單，設(shè)計(jì)簡便，施 工時(shí)可用自行式架橋機(jī)或聯(lián)合架橋機(jī)將一片主梁一次架設(shè)成功。但簡支梁橋各孔不相連續(xù)，車輛在通過斷縫時(shí)將產(chǎn)生跳躍，影響車速的 提高。因此，目前趨向于把主梁作成為簡支，而把橋面作成為連續(xù)的 形式。簡支梁橋隨著跨徑增大

7、，主梁內(nèi)力將急劇增大，用料便相應(yīng)增多，因而大跨徑橋一般不用簡支梁。連續(xù)梁橋：主梁是連續(xù)支承在幾個(gè)橋墩上。在荷載作用時(shí)，主梁的 不同截面上有的 有正彎矩，有的 有負(fù)彎矩，而彎矩的 絕對(duì)值均較同跨徑橋的 簡支梁小。這樣，可節(jié)省主梁材料用量。連續(xù)梁橋通常是將 35孔做成一聯(lián)，在一聯(lián)內(nèi)沒有橋面接縫，行車較為順適。連續(xù)梁橋施 工時(shí)，可以先將主梁逐孔架設(shè)成簡支梁然后互相連接成為連續(xù)梁。或者從墩臺(tái)上逐段懸伸加長最后連接成為連續(xù)梁。近一、二十年，在架設(shè)預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)梁時(shí)，成功地采用了頂推法施 工，即在橋梁一端（或兩端）路堤上逐段連續(xù)制作梁體逐段頂向橋孔，使施 工較為方便。連續(xù)梁橋主梁內(nèi)有正彎矩和負(fù)彎矩，構(gòu)造

8、比較復(fù)雜。此外，連續(xù)梁橋的 主梁是超靜定結(jié)構(gòu)，墩臺(tái)的 不均勻沉降會(huì)引起梁體各孔內(nèi)力發(fā)生變化。 因此，連續(xù)梁一般用于地基條件較好、跨徑較大的 橋梁上。 1966年建成的 美國亞斯托利亞橋，是目前跨徑最大的 鋼桁架連續(xù)梁橋，它的 跨徑為 376米。懸臂梁橋：又稱伸臂梁橋。是將簡支梁向一端或兩端懸伸出短臂的 橋梁。這種橋式有單懸臂梁橋或雙懸臂梁橋。懸臂梁橋往往在短臂上擱置簡支的 掛梁，相互銜接構(gòu)成多跨懸臂梁。有短臂和掛梁的 橋孔稱為懸臂孔或掛孔，支持短臂的 橋孔稱為錨固孔。懸臂梁橋的 每個(gè)掛孔兩端為橋面接縫，懸臂端的 撓度也較大，行車條件并不比簡支梁橋有所改善。懸臂梁一片主梁的 長度較同跨簡支梁為長

9、，施 工安裝上相應(yīng)要困難些。目前對(duì)預(yù)應(yīng)力混凝土懸臂梁橋多采用懸臂拼裝或懸臂澆筑的 方法施 工。為適應(yīng)懸臂施 工法的 發(fā)展，保證主梁的 內(nèi)力狀態(tài)和施 工時(shí)一樣，出現(xiàn)一種沒有錨固孔，并把懸伸的 短臂和墩身直接固結(jié)在立面上，形成預(yù)應(yīng)力混凝土 T形剛架橋，這種橋在 20世紀(jì) 50年代后發(fā)展起來。2、拱式橋拱橋是以承受軸向壓力為主的 拱 (稱為主拱圈 )作為主要承重構(gòu)件的 橋梁。按照主拱圈的 靜力圖式，拱轎可分為三鉸拱、兩鉸拱和無鉸拱。三鉸拱是靜定結(jié)構(gòu)，其整體剛度較低，尤其是撓曲線在拱頂鉸處產(chǎn)生折角，致使活載對(duì)橋梁的 沖擊增強(qiáng)，對(duì)行車不利。拱頂鉸的 構(gòu)造和維護(hù)也較復(fù)雜。因此，三鉸拱除有時(shí)用于拱上建筑的

10、腹拱圈外，一般不用作主拱圈。兩鉸拱取消了拱頂鉸，構(gòu)造較三鉸拱簡單，結(jié)構(gòu)整體剛度較三鉸拱為好，維護(hù)也較三鉸拱容易，而支座沉降等產(chǎn)生的 附加內(nèi)力較無鉸拱為小，因此在地基條件較差和不宜修建無鉸拱的 地方，可采用兩鉸拱橋。 無鉸拱屬三次超靜定結(jié)構(gòu)，雖然支座沉降等引起的 附加內(nèi)力較大，但在荷載作用下拱的 內(nèi)力分布比較均勻，且結(jié)構(gòu)的 剛度大，構(gòu)造簡單，施 工方便,因此無鉸拱是拱橋中 ,尤其是圬 工拱橋和鋼筋混凝土拱橋中普遍采用的 形式。按照主拱圈的 構(gòu)成形式，拱又可分為板拱、肋拱、雙曲拱、箱形拱、桁架拱等。板拱：拱圈橫截面呈矩形實(shí)體截面 ,它橫向整體性較好、拱圈截面高度小、構(gòu)造簡單 ,但抵抗彎矩能力較差，

11、一般用于圬 工拱橋。 1972年建成的 四川九溪溝橋?yàn)槭龅?板拱橋，跨徑達(dá)到 116米,為目前世界上最大跨徑的 石拱橋。肋拱：拱圈是由兩條或多條拱肋組成，肋與肋之間用橫系梁相聯(lián)系，拱肋形狀可以是矩形、 工字形、箱形或圓管形，它的 抗彎能力較板拱為優(yōu),用料較省,但制作較板拱復(fù)雜，多用于鋼筋混凝土拱橋或鋼拱橋。 1960年建成的 瑞典恩斯科洛夫約橋，跨徑為 278米,為目前最大的 鋼管拱橋。雙曲拱： 60年代以后 ,在中國采用的 一種拱式橋梁 .它在橫向除有拱肋外,還有由拱波、拱板等構(gòu)成的 小拱將整個(gè)拱圈聯(lián)結(jié)成整體，它在施 工時(shí)可以將拱肋、拱波預(yù)制 ,安裝后再澆筑拱板 ,減輕吊裝重量，并可以不用

12、拱架，或只需用簡單支架，為混凝土拱橋提供了一種新的 結(jié)構(gòu)形式和簡便易行的 施 工方法。但需采取措施保證拱圈的 整體性。 1969年建成的 河南省前河橋跨徑為 150米，為目前跨徑最大的 雙曲拱橋。箱形拱：橫截面可為整體多室箱形或分離箱形?；炷粱蜾摻罨炷料湫喂耙部刹捎脽o支架施 工。它的 整體性、橫向穩(wěn)定性和抗扭性能都較雙曲拱的 結(jié)構(gòu)為好，但在中、小跨徑時(shí)不如雙曲拱簡便和節(jié)省鋼材。1979年建成的 南斯拉夫克拉克橋，跨徑為 390米,是當(dāng)前世界上最大的 鋼筋混凝土箱形拱橋。桁架拱：拱圈由桁架構(gòu)成，可做成桁肋拱或肩拱形式。桁架拱的 材料用量較經(jīng)濟(jì)，但桁架的 某些桿件將承受拉力 ,故主要用在鋼拱橋

13、或預(yù)應(yīng)力混凝土拱橋中。1976年建成的 美國新河橋 ,跨徑為 518米，為目前跨徑最大的 鋼桁架拱橋。拱橋主拱圈沿橋跨方向的 形狀，可以做成橫截面尺寸沿拱軸線不變的 等截面拱，或者做成橫截面尺寸由拱腳向拱頂逐漸變化的 變截面拱。 變截面拱能較好地適應(yīng)拱圈內(nèi)力的 變化，用料較經(jīng)濟(jì)；等截面拱構(gòu)造簡單、施 工方便，因而采用較普遍。主拱圈的 拱軸線形狀，對(duì)拱圈截面的 應(yīng)力大小將產(chǎn)生直接影響。一般盡量使拱軸線與荷載作用下的 拱圈壓力線相吻合，以減小截面的 彎矩值。當(dāng)不計(jì)拱圈彈性壓縮及其他因素的 影響時(shí)，拱在均布荷載作用下的 壓力線為拋物線;在由拱頂向拱腳按拱軸線形狀逐漸增大的 分布荷載作用下 ,拱的 壓

14、力線將為懸鏈線；而圓弧線線形最簡單，利于施 工。故這幾種線形成為拱橋中常用的 拱軸線形狀。 拱還可按拱上建筑的 形式不同而分為實(shí)腹式拱和空腹式拱。實(shí)腹式拱是將主拱圈以上至橋面間的 空間全部用填料填實(shí)， 一般用于小跨徑的 橋梁；空腹式拱則在主拱圈以上設(shè)有橫橋向貫通的 腹孔，一般用于中等以上跨徑的 橋梁。趙州橋是現(xiàn)存修建最早的 空腹式拱橋。在豎直荷載作用下，作為承重結(jié)構(gòu)的 拱肋主要承受壓力。拱橋的 支座則不但要承受豎直方向的 力，還要承受水平方向的 力。因此拱橋?qū)A(chǔ)與地基的 要求比梁橋要高。下圖分別表示上承式拱橋（橋面在拱肋的 上方）、中承式拱橋（橋面一部分在拱肋上方，一部分在拱助下方）與下承式

15、拱橋（橋面在拱肋下方）。僅供人、言行走的 拱橋可以把橋面直接鋪在拱肋上。而通行現(xiàn)代交通 工具的 拱橋，橋面必須保持一定的 平直度，不能直接鋪在曲線形的 拱肋上，因此要通過立柱或吊桿將橋面間接支承在拱肋上。下承式拱橋可做成系桿拱，即在拱腳處用一報(bào)稱為系桿的 縱向水平受拉桿件將兩拱腳連接起來。此時(shí)作用于支座上的 水平推力就由系桿來承受，支座不再承受水平方向的 力。這樣做可以減輕地基承受的 荷載，特別是在地質(zhì)狀況不良時(shí)。3、斜拉橋斜拉橋由主梁、斜向拉緊主梁的 鋼纜索以及支承纜索的 索塔等部分組成。 斜拉橋的 纜索張拉成直線形 ,整個(gè)結(jié)構(gòu)為幾何不變體 ,其剛度比懸索橋大。主梁同彈性支承上的 連續(xù)梁的

16、性能相似。斜拉橋的 跨徑一般在梁橋和懸索橋之間。 1977年法國建成的 布魯東納橋，跨徑達(dá) 320米,是目前世界上跨徑最大的 預(yù)應(yīng)力混凝土斜拉橋； 1975年法國建成的 盧瓦爾河鋼斜拉橋 ,主跨徑為 404米。斜拉橋在構(gòu)造上有單塔或雙塔、單面布索或兩面布索、密索或少索等形式，索的 布置也有不同的 放射形式，塔、梁、墩之間鉸接或固接等也有多種類型。斜拉橋日文稱 斜張橋 ，德文稱 斜索橋 ，英文稱 拉索橋（Cable StayedBridge）。將梁用若干根斜拉索拉在塔在上，便形成斜拉橋。與多孔梁橋?qū)φ掌饋砜?，一根斜拉索就是代替一個(gè)橋墩的 （彈性）支點(diǎn)，從而增大了橋梁的 跨度。斜拉橋這種結(jié)構(gòu)型式古

17、已有之。但是由于斜拉索中所受的 力很難計(jì)算和很難控制，所以一直沒有得到發(fā)展和廣泛應(yīng)用。直到本世紀(jì)中，由于電子計(jì)算機(jī)的 出現(xiàn)，解決了索力計(jì)算難的 問題，以及調(diào)整裝置的 完善，解決了索力的 控制問題，使得斜拉橋成為近 50年內(nèi)發(fā)展最快，應(yīng)用日廣的 一種橋型。4、懸索橋懸索橋又名吊橋，是以承受拉力的 纜索或鏈索作為主要承重構(gòu)件的 橋梁。 懸索橋由懸索、索塔、錨碇、吊桿、橋面系等部分組成（圖6懸索橋示意圖）。懸索橋的 主要承重構(gòu)件是懸索，它主要承受拉力，一般用抗拉強(qiáng)度高的 鋼材（鋼絲、 鋼絞線、鋼纜等）制作。由于懸索橋可以充分利用材料的 強(qiáng)度，并具有用料省、自重輕的 特點(diǎn) ,因此懸索橋在各種體系橋梁中

18、的 跨越能力最大跨徑可以達(dá)到1000米以上。1981年建成的 英國恒比爾懸索橋的 跨徑為 1410米，是目前世界上跨,徑最大的 橋梁。懸索橋的 主要缺點(diǎn)是剛度小，在荷載作用下容易產(chǎn)生較大的 撓度和振動(dòng)，需注意采取相應(yīng)的 措施。按照橋面系的 剛度大小，懸索橋可分為柔性懸索橋和剛性懸索橋。柔性懸索橋的 橋面系一般不設(shè)加勁梁，因而剛度較小，在車輛荷載作用下，橋面將隨懸索形狀的 改變而產(chǎn)生 S形的 變形，對(duì)行車不利，但它的 構(gòu)造簡單，一般用作臨時(shí)性橋梁。剛性懸索橋的 橋面用加勁梁加強(qiáng)，剛度較大。加勁梁能同橋梁整體結(jié)構(gòu)承受豎向荷載。除以上形式外，為增強(qiáng)懸索橋剛度，還可采用雙鏈?zhǔn)綉宜鳂蚝托钡鯒U式懸索橋等形式，但構(gòu)造較復(fù)雜。橋面支承在懸索（通常稱大攬）上的 橋稱為懸索橋。英文為SuspensionBridge，是懸掛的 橋梁 之意，故也有譯作 吊橋的 。吊橋的 懸掛系統(tǒng)大部分情況下用索做成，故譯作 懸索橋 ，但個(gè)別情況下， 索也有用剛性桿或鍵桿做成的 ，故譯作懸索橋 不能涵蓋這