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文檔簡介

1、1運輸體系 鐵路 道路 航空 水路 管道2城市道路分類 快速路 主干路 次干路 支路3公路設計包括線形設計和結(jié)構(gòu)設計兩大類,具體為線形組成和結(jié)構(gòu)組成兩個部分。4線形設計基本要求:1保證行車穩(wěn)定性2保證行車暢通、安全和迅速3保證平、縱、橫合理布局4保證行車舒適性5路線線性的基本依據(jù) 1地形條件 2水文、地質(zhì)條件3設計車輛 4設計行車速度5 交通量6通行能力a設計車速:氣候正常,交通密度小,車輛行駛僅受公路幾何條件的影響,一般的駕駛員能夠安全順適的行駛所能達到的最大車速。直接影響:曲線半徑、超高、視距等b交通量:單位時間內(nèi)通過道路某斷面最大車輛數(shù)。設計交通量:擬建道路到達預測設計年限時,所能達到的

2、年平均日交通量,是設計依據(jù)。c通行能力:單位時間內(nèi),道路與交通正常條件下,保持一定速度安全行駛時,可能通過的車輛數(shù)。交通量和通行能力的關系6路線設計希望達到的成果:有一定技術標準、滿足行車要求、工程費用最省的路線。7線性設計的基本要求:保證行車穩(wěn)定性 保證行車暢通、安全和迅速 保證平、縱、橫合理布局 保證行車舒適性一、平面線性1平面線形三要素:曲率為零的線形:直線 曲率為常數(shù)的線形:圓曲線 曲率為變數(shù)的線形:緩和曲線緩和曲線:同向曲線間最小長度:6V;反向:2V;2行車視距的含義:為了行車安全,駕駛員應能隨時看到汽車前面相當遠的一段路程,一旦發(fā)現(xiàn)前方路面有障礙物或迎面來車,能及時采取措施,避免

3、相撞,這一必須的最短距離a行車視距包括:停車視距 會車視距 超車視距b停車視距: ST = S1 + S2 + S3 反應距離 剎車距離 安全距離c會車視距:同一車道上對向行駛的汽車能及時剎車所必須的最短安全距離。為2倍的停車視距。二、縱面線形1縱斷面圖由直線和豎曲線坡度i:坡度線的兩端高差與其水平長度比值的百分數(shù)。2合成坡度:指由路線縱坡與彎道超高橫坡(路拱橫坡)組合而成的坡度,其方向為流水線方向。 3豎曲線的設計及計算a坡度差:0:為凸形豎曲線L :豎曲線的長度(m)4爬坡車道:陡坡路段正線行車道外側(cè)增設的供載重汽車行駛的專用車道沿上坡方向載重汽車的行駛速度降到規(guī)范規(guī)定的允許最低速度下時,

4、可設置爬坡車道;上坡路段的設計通行能力小于設計小時交通量時,應設置爬坡車道。一、平面交叉1道路與道路或道路與鐵路相交的部位稱為道路交叉口;2產(chǎn)生沖突點最多的是左拐彎車輛。3沖突點的計算分流點=合流點=n*(n-2)、沖突點= n*n*(n-1)*(n-2)/64消除沖突點的方法:a、實行交通管制;b、渠化交通(平面交叉);c、設置立體交叉。5平面交叉口的基本要求:保證車輛與行人以最短的時間順利通過,通行能力適應各條道路要求,保證轉(zhuǎn)彎車輛的行車穩(wěn)定,同時符合排水要求。22zhiii合(%).(%);路線設計縱坡坡度超高橫坡或路拱橫坡Zhii RL 1中間帶的作用:起誘導視線作用。高速公路必設中間

5、帶。2超高 當曲線半徑小于不設超高的半徑,要安全舒適的以設計行車速度行使,克服由離心力產(chǎn)生的滑移危險,把行車道設成外側(cè)高、內(nèi)側(cè)低的單坡面。2.設置的條件RR不設超高的最小半徑。超高緩和段的長度:一般和緩和曲線長度相同。3加寬:汽車在彎道上行使,形成前軸外輪軌跡曲率半徑大,后軸內(nèi)輪軌跡曲率半徑小,汽車在彎道時行使所需寬度大于在直線上行使所需寬度,將平曲線內(nèi)側(cè)加寬的型式。設置的條件R=250m4路基土石方數(shù)量計算平均斷面法(棱柱法)二、立體交叉1立體交叉口1. 按相交道路跨越方式劃分(1) 上跨式(2) 下穿式2. 按交通功能劃分(分離式和互通式) 路塹-碎落臺,路堤-護坡道路基工程 路塹-碎落臺

6、,路堤-護坡道路基工程導論1路基設計基本要求:足夠的強度和剛度; 足夠的水溫穩(wěn)定性; 足夠的整體穩(wěn)定性2路基可分為:路堤、路塹、填挖結(jié)合路基三種。3路基的幾何尺寸由寬度、高度和邊坡組成橫斷面的尺寸4路基的干濕類型與(不利季節(jié)路槽下80CM土層的平均相對含水量Wx)有關。類型:干燥,中濕,潮濕,過濕。LFFV221二、路基排水1路基排水:地面排水設施1邊溝和截水溝2跌水和急流槽3虹吸管(涵)。地下排水設施盲溝,滲溝和滲井,其特點是排水量不大,主要是以滲流方式匯集水流,并就近排出路基范圍以外2明渠水力計算過水斷面面積:濕周x: k:系數(shù)水力半徑R:流速V流量.容許的最小流速與最大流速三、路基穩(wěn)定性

7、驗算1分析方法:直線滑動面法(適用于砂石土、砂土、砂性土);圓弧滑裂面法(適用于粘性土路基)2邊坡坡面防護:主要是保護邊坡表面從而保護整體穩(wěn)定性,兼顧路基美化和協(xié)調(diào)自然環(huán)境。包括植物防護和礦料防護 路塹開挖縱挖法 橫挖法 混合法1影響壓實 的主要因素1含水量2土質(zhì)3壓實功4溫度5壓實厚度最佳含水量和最大干密度2mhbhkhbx212mkxRRicV VQ21minRV5%QQSmaxminVVV驗算公式2壓實度 概念:現(xiàn)場壓實后土的干密度與室內(nèi)用重型擊實試驗測定的土的最大干密度的比值的百分數(shù)。r :現(xiàn)場壓實后土的干密度;(g/cm3);rmax:土的最大干密度(g/cm3);1對路面的基本要求

8、1.強度和剛度2.水溫穩(wěn)定性3.耐久性4.表面平整性5.抗滑性6.環(huán)保性2路面結(jié)構(gòu)層包括:面層(包含磨耗層)、基層和墊層(副基層)面層 承受車輪垂直力和水平力作用和自然氣候影響 應平實堅固、耐磨抗滑,并具有不透水性能。分層作用:面層 : 承受車輪垂直力和水平力作用和自然氣候影響 應平實堅固、耐磨抗滑,并具有不透水性能?;鶎?:承受面層傳來的作用,并擴散到墊層 除了具有強度外,還應該具有足夠的水穩(wěn)定性。由半剛性材料(石灰土,水泥砂礫等)和碎礫石材料做成。墊層: 為了改善土基的濕度和溫度狀況,用來隔離路基土中水的上冒或防止路面下的冰凍深度深入至土基引起凍融翻漿 。又稱隔離層或隔溫層。 常用材料有砂

9、石、爐渣、片石和二灰集料等。3路面分為:剛性路面、柔性路面、半剛性路面三大類a半剛性材料:無機結(jié)合料(水泥、石灰)柔性路面的特點:A優(yōu)點:1有彈性、柔性較好,2路面無接縫,易于養(yǎng)護維修3平整度好,行車舒適性較好,4投資少,易于施工,進度快B缺點:1剛度較小抗拉強度較低,荷載作用下變形較低大,其下基層需要承受荷載2土基和基層強度對路面結(jié)構(gòu)的整體有較大的影響3,受溫度的影響較大。%100maxK剛性路面的特點:A優(yōu)點:1.具有較高強度,穩(wěn)定性好,使用壽命長(2030年);2.路面粗糙,抗滑性好,抗磨耗能力強;3.經(jīng)常性維修和養(yǎng)護費用少;B缺點:1.水泥用量大(每方砼需水泥330kg);2.混凝土需

10、要濕治養(yǎng)生開放交通較遲;3.接縫是路面的薄弱部分,行車引起車輛振動,易導致路面破壞;4.混凝土板破壞后,修復困難、影響交通二、瀝青路面1瀝青路面定義:使用瀝青作為粘結(jié)料修筑的面層并與各類基層和墊層所組成的路面。又成為黑色路面。2瀝青路用性質(zhì)的三大主要指標有:1、粘性針入度;2、塑性延度;3、溫度穩(wěn)定性軟化點;按照強度構(gòu)成原理分為嵌擠式和密實式兩類。3瀝青灌入式路面 淺貫入:厚度45cm深貫入:厚度68cm4根據(jù)瀝青路面的技術特性分 1瀝青表面處治指用瀝青和集料按照層鋪法或拌和法鋪筑而成的厚度不超過3cm的瀝青路面。作用:不承重,作為磨耗層保護路面2瀝青貫入式路面指將瀝青貫入基本壓實成型的碎石層

11、后再撒鋪嵌縫料逐層壓實的路面。淺貫入:厚度45cm深貫入:厚度68cm上拌下貫:表面加鋪拌和層,此時拌和層的厚度宜為34cm,總厚度為710cm。瀝青路面使用的瀝青材料有石油瀝青、煤瀝青、液體石油瀝青、瀝青乳液等5瀝青路面的破壞形式 (1)裂縫2)沉陷、車轍(3)推移4)坑槽、泛油 破壞狀態(tài)1路面表面產(chǎn)生較大的彎沉變形;2 路面結(jié)構(gòu)層被拉裂;3 路面結(jié)構(gòu)層的剪切破壞三、柔性路面設計;路面設計彎沉值Ld:路面在設計年限末期的不利季節(jié),在設計標準軸載作用下容許出現(xiàn)的最大回彈彎沉值。:路表實測彎沉值Ls (0.01mm) bscedAAANl2 . 0600 FEplcs1210001跨徑的增長和承

12、載的增大是反映橋梁技術水平的主要指標。中小跨徑橋梁構(gòu)件,以裝配式結(jié)構(gòu)為主。大跨徑橋梁多采用懸臂式施工技術2橋梁五大部件:上部結(jié)構(gòu)1橋跨結(jié)構(gòu)是路線遇到障礙中斷時,跨越這類障礙的結(jié)構(gòu)物2支座系統(tǒng)支撐上部結(jié)構(gòu)并傳遞荷載于橋梁敦臺上,保證上部結(jié)構(gòu)在荷載、溫度變化或其他因素作用所預計的位移功能下部結(jié)構(gòu)3橋臺橋臺位于橋的兩端,兼起擋墻作用。4墩臺在河中或岸上支撐兩側(cè)橋跨上部結(jié)構(gòu)的建筑物。5墩臺基礎將橋墩(臺)傳來的荷載分布到地基土壤基巖中去3橋梁的主要術語 1凈跨徑(L0)2總跨徑(L0)3計算跨徑(l)4標準跨徑(lb)5橋梁全長(L)6橋梁高度(H1)7橋下凈空高度(H)8建筑高度(h或h)9凈矢高(

13、f0)10計算矢高(f )11矢跨比(f / l)12涵洞(名詞解釋):洪峰季節(jié)河流中的最高水位稱為高水位。橋梁設計中按照規(guī)定的設計洪水頻率計算所得的高水位,稱為設計洪水位??菟竟?jié)的最低水位稱為低水位;凈跨徑L0:對于梁式橋是設計洪水位上相鄰兩個橋墩(或橋臺)間的凈距;對于拱式橋是每孔拱跨兩個拱腳截面最低點之間的水平距離??偪鐝絃0:多孔橋梁中各孔凈跨徑的總和,反映橋下宣泄洪水的能力。計算跨徑l :指橋跨結(jié)構(gòu)相鄰兩個支座中心之間的距離;對于拱式橋是相鄰拱腳截面形心點之間的水平距離。橋跨結(jié)構(gòu)的力學計算以此為基準。(拱軸線)橋梁全長L:橋梁兩個橋臺的側(cè)墻或八字墻后端點間的距離。橋梁高度H1:指橋

14、面與低水位之間的高差,或橋面與橋下線路路面之間的距離。橋下凈空高度H:是設計洪水位或計算通航水位至橋跨結(jié)構(gòu)最下緣之間的距離。建筑高度h或h :是橋上行車路面至橋跨結(jié)構(gòu)最下緣之間的距離。標準跨徑 lb :對標準設計或新建橋涵跨徑在60m以下時,一般均應盡量采用。從0.75m60m,共分22種。對于梁式橋指兩相鄰橋墩中線之間的距離,對于拱式橋,則是凈跨徑。凈矢高 f0 :從拱頂截面下緣至相鄰兩拱腳截面下緣最低點之連線的垂直距離。計算矢高 f :從拱頂截面形心至相鄰兩拱腳截面形心之連線的垂直距離。矢跨比 f /l :是拱橋中拱圈(或拱肋)的計算矢高與計算跨徑之比,又稱為拱矢度,反映拱橋受力特性的指標

15、。涵洞:用來宣泄路堤下水流的構(gòu)造物;多孔跨徑的全長不到8m和單孔跨徑不到5m的泄水結(jié)構(gòu)物。4按橋梁結(jié)構(gòu)受力不同分為 梁式、拱式、剛架橋、吊橋(懸索橋)、斜拉橋、組合體系橋橋梁的各種體系的受力特點梁式橋:在豎直荷載作用下,梁的截面只承受彎矩,支座只承受豎直方向的力的橋梁結(jié)構(gòu)型式。拱式橋:拱橋的主要承重結(jié)構(gòu)拱圈或拱肋,在豎向荷載作用下,橋墩或橋臺不僅承受豎向力而且將承受水平推力。剛架橋:受力介于梁橋和拱橋之間;建筑高度小,降低線路標高,改善縱坡,減少路堤土方量;普通鋼筋混凝土的鋼架橋施工較困難,梁柱鋼接處易發(fā)生裂縫。吊橋(懸索橋):采用高強度的鋼纜,發(fā)揮其抗拉性能,可設置特大跨徑;鋼纜易于運輸,結(jié)

16、構(gòu)的構(gòu)件組成輕,便于無支架懸吊拼裝;在山嶺地帶,多采用吊橋;自重輕,結(jié)構(gòu)剛度差。斜拉橋:主梁尺寸減小,自重降低,節(jié)省結(jié)構(gòu)材料,增加跨越能力;與吊橋相比,結(jié)構(gòu)剛度大,結(jié)構(gòu)變形小,抵抗風振的能力好。組合體系橋:其承重結(jié)構(gòu)由幾種結(jié)構(gòu)型式組合而成的橋梁型式。5橋梁的分類a按用途分1公路橋、2鐵路橋、3公路鐵路兩用橋、農(nóng)橋、人行橋,各種專用橋b按主要承重結(jié)構(gòu)材料分1圬工橋2鋼筋混凝土橋3預應力混凝土橋4鋼橋5木橋c按跨越障礙物的性質(zhì)分1跨河橋2跨線橋(立體交叉)3高架橋4棧橋d按上部結(jié)構(gòu)行車道的位置分1上承式橋2中承式橋3下承式橋e 按橋梁全長和跨徑的不同分為特殊大橋、中橋、大橋、小橋6橋梁的設計荷載

17、永久荷載 可變荷載 偶然荷載7橋梁設計的基本要求 使用上的要求a.橋梁寬度應能保證車輛和人群的安全暢通;b.橋下能滿足泄洪、安全通航或通車的要求;c.保證使用年限,并便于檢查和維修。經(jīng)濟上的要求 結(jié)構(gòu)尺寸和構(gòu)造上的要求應具有足夠的強度、剛度、穩(wěn)定性和耐久性。施工上的要求 美觀上的要求 環(huán)保的要求道路運輸?shù)奶攸c機動靈活,適應性強可實現(xiàn)“門到門”直達運輸 在中、短途運輸中,運送速度較快 原始投資少,資金周轉(zhuǎn)快 運量較小,運輸成本較高 運行持續(xù)性較差 安全性較低,污染環(huán)境較大鋼筋混凝土梁橋的優(yōu)缺點(1)造價低(2)耐久性好(3)可塑性強(4)剛度大(5)噪音小(6)自重大(7)鋼筋混凝土梁帶裂縫工作

18、(8)無法利用高強度材料來減輕結(jié)構(gòu)自重,增大跨越能力 梁橋按施工方法可分為:整體式將橋梁上部分整體現(xiàn)澆或整體預制安裝。橋梁上部結(jié)構(gòu)在橋位上整體現(xiàn)場澆筑或整體預制安裝就位。節(jié)段式江橋梁上部結(jié)構(gòu)分若干段,在橋位上整體現(xiàn)澆 或整體預制安裝就位。按承重結(jié)構(gòu)的靜力體系劃分:懸臂梁橋特點(1)恒載在支點處負彎矩的卸載作用,使跨中正彎矩大大減小;(2)靜定結(jié)構(gòu),地基要求不高,能適用于地基較差的橋位;(3)跨中有伸縮縫,行車條件不好;(4)施工不方便,必須采用臨時固定措施;(5)牛腿,伸縮縫的構(gòu)造麻煩,易于損壞;適合于中等以上跨徑橋梁; 連續(xù)梁橋特點(1)對恒載和活載均有卸載作用,彎矩分布較合理;(2) 超靜

19、定結(jié)構(gòu),溫度變化,混凝土收縮徐變,地基不均勻沉降影響顯著,對地基要求高;(3)結(jié)構(gòu)剛度大,變形小,動力性能好,主梁變形撓曲線平緩,有利于高速行車;(4)適合于中等以上跨徑橋梁。 拱橋的特點:主要優(yōu)點跨越能力大;能充分做到就地取材;耐久性好,養(yǎng)護、維修費用小;外形美觀;構(gòu)造較簡單,有利于廣泛采用。主要缺點:1)是有推力的結(jié)構(gòu),而且自重較大,因而水平推力也較大,增加了下部結(jié)構(gòu)的工程量,對地基要求也高;2)由于水平推力較大,在連續(xù)多孔的大、中橋中,為防止一孔破壞而影響全橋的安全,需要采取較復雜的措施,或設置單向推力墩,增加了造價;3)上承式拱橋的建筑高度較高。1)永久作用應采用標準值作為代表值。(2

20、)可變作用應根據(jù)不同的極限狀態(tài)分別采用標準值、頻遇值或準永久值作為其代表值。承載能力極限狀態(tài)設計及按彈性階段計算結(jié)構(gòu)強度時應采用標準值為可變作用的代表值。正常使用極限狀態(tài)按短期效應(頻遇)組合設計時,應采用頻遇值為可變作用的代表值;按長期效應(準永久)組合設計時,應采用準永久值為可變作用的代表值。(3)偶然作用取其標準值為代表值。橋梁上部結(jié)構(gòu)的恒載:結(jié)構(gòu)重力 、附屬設備等外加力。橋梁下部結(jié)構(gòu)的恒載:由支座傳遞下來的結(jié)構(gòu)重力、墩臺本身的重力、土壓力及水浮力等。蘇通大橋四項世界之最:最大主跨1088m最深基礎114m最高橋塔300.4m最長拉索577m蘇通大橋的建設面臨四大挑戰(zhàn):氣象條件差、水文條

21、件復雜、基巖埋藏深航運密度高蘇通大橋十項關鍵技術:1、主橋結(jié)構(gòu)體系研究 。2、抗風性能研究 。3、抗震性能研究。 4、防船撞系統(tǒng)研究。5、超大群樁基礎設計與施工。6、沖刷防護設計與施工,7、超高鋼混橋塔設計與施工。8、超長斜拉索減振技術。9、主梁架設技術。10、施工控制技術。(二)按跨徑分 橋梁按跨徑可分為:特大、大、中、小橋。 當 8mL30m 或5m20m 稱為小橋; 當 30mL100m 或20m40m 稱為中橋 當 L100m 或40m 時,稱為大橋 當 L500m 或100m 時,稱為特大橋。俄羅斯島大橋:1104m,2012年楓橋夜泊:月落烏啼霜滿天, 江楓漁火對愁眠。姑蘇城外寒山

22、寺, 夜半鐘聲到客船。 楓橋,舊稱封橋。位于蘇州西北七里小鎮(zhèn)楓橋鎮(zhèn),橫跨于運河支流之上。楓橋只是一座江南普通的月牙形單孔石拱橋,長39.6米,高7米,寬4.2米,跨徑10米。道路的分類與技術標準一、道路的分類 道路的功能主要是為各種車輛和行人服務,按其所處的位置、交通性質(zhì)及使用特點的不同,道路可分為公路、城市道路、廠礦及林業(yè)道路等。(一)公路 公路是聯(lián)結(jié)城、鎮(zhèn)和工礦基地、港口及集散地等,主要供汽車行駛,具備一定技術和設施的道路。而公路工程是以公路為對象而進行的規(guī)劃、設計、施工、養(yǎng)護和管理工作的全過程及其所從事的工程實體。我國公路根據(jù)其使用任務、性質(zhì)和適應的交通量,按照交通部頒布的公路工程技術標

23、準,把公路分為:高速公路、一級公路、二級汽車專用公路、二級公路、三級公路、四級公路六個等級。 高速公路:具有特別重要的政治、經(jīng)濟意義,專供汽車分道高速行駛并全部控制出入的公路。 一級公路:連接重要的政治、經(jīng)濟中心,通往重點工礦區(qū)、港口、機場,專供汽車分道行駛并部分控制出入的公路。 二級公路:連接重要政治、經(jīng)濟中心或大工礦區(qū)、港口、機場等地的公路。 三級公路:溝通縣以上城市的公路。 四級公路:溝通縣、鄉(xiāng)、鎮(zhèn)、村的公路。1、城市道路的分類 1)快速路 快速路主要設置在特大或大城市,為城市中大量、長距離的快速交通服務,是聯(lián)系城市各主要功能分區(qū)及過境交通服務??焖俾凡捎梅窒?、分車道、全立交和控制進、出

24、口。 2)主干路 主干路是聯(lián)系城市中功能分區(qū)(如工業(yè)區(qū)、生活區(qū)、文化區(qū)等)的干路,是城市內(nèi)部的大動脈,并以交通功能為主,擔負城市的主要客、貨運交通。 3)次干路 次干路是城市中數(shù)量較多的一般交通道路。次干路與主干路組合成道路網(wǎng),起集散交通的作用,兼有服務的功能。 4)支路 支路是城市中數(shù)量較多的一般交通道路。支路為次干路與街坊路的連接線,解決局部地區(qū)交通,以服務功能為主。分類:A線形標準用于確定路線線形幾何尺寸b載重標準用于結(jié)構(gòu)設計C凈空標準用于確定道路用地及其他指標 2、城市道路的分級 在上述城市道路的分類中,除快速路以外,每類道路按照所在城市的規(guī)模、設計交通量、地形等條件,分為、級。大城市

25、應采用各類道路中的級標準、中等城市應采用各類道路中的級標準、小城市應采用各類道路中的級標準。(三)廠礦道路和林業(yè)道路 1、廠礦道路 2、林業(yè)道路三、道路的設計分為初步設計、技術設計和施工圖設計階段:1、初步設計 初步設計階段的目的是確定設計方案2、技術設計技術設計應根據(jù)初步設計批復意見、測設合同的要求,對重大、復雜的技術問題通過科學試驗、專題研究,加深勘探調(diào)查及分析比較,解決初步設計中未解決的問題,落實技術方案,計算工程數(shù)量,提出修正的施工方案,修正設計概算。批準后則為編制施工圖設計的依據(jù)。一、橋梁的基本組成部分: 1、橋跨結(jié)構(gòu)2、橋墩、橋臺3、墩、臺基礎一、橋梁的分類(一)按用途分 橋梁按用途可分為:公路橋、鐵路橋、公鐵兩用橋、農(nóng)橋、運水橋(或渡槽)、其他專用橋等。(三)按主要承重結(jié)構(gòu)所用材料分 橋梁按主要承重結(jié)構(gòu)所用材料可分為:木橋、鋼橋、圬工橋、鋼筋混凝土橋、預應力混凝土橋等。(四)按結(jié)構(gòu)體系分 橋梁按結(jié)構(gòu)體系可分為:梁式橋、拱式橋、剛架橋、懸索橋、斜拉橋以及各種組合式橋等。(五)按上部結(jié)構(gòu)的行車道位置分 橋梁按上部結(jié)構(gòu)的行車道位置可分為:上承式、中承式和下承式等。(六)按跨越障礙物的性質(zhì)分 橋梁按跨越障礙物的性質(zhì)可分為:跨河橋、跨線橋、跨越深谷橋、高架橋、棧橋等。(七)其他種類 橋梁的其他種類除固定式橋外,還有開啟橋、浮橋、漫水橋等。42我國橋梁的成

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