公路橋梁的分類

公路橋梁的分類1、按橋梁主要承重構(gòu)件的受力情況可分為：①梁橋主要承重構(gòu)件是梁（板）。在豎向荷載作用下，梁承受彎矩，墩臺(tái)承受豎向壓力。②拱橋主要承重構(gòu)件是拱圈。在豎向荷載作用下，拱圈主要承受壓力，但也承受彎矩。墩臺(tái)除承受豎向壓力和彎矩外，還承受水平推力。③剛架橋上部結(jié)構(gòu)和墩臺(tái)（支柱）彼此連成一個(gè)整體。在豎向荷載作用下，柱腳產(chǎn)生豎向反力、水平反力和彎矩。這種橋的受力情況介于梁和拱之間。④吊橋以纜索作為承重構(gòu)件。在豎向荷載作用下，纜索只承受拉力，墩臺(tái)除承受豎向反力外，還承受水平推力。⑤組合體系橋它是由幾個(gè)不同受力體系的結(jié)構(gòu)所組成，互相聯(lián)系，共同受力，如斜拉橋等。2、按行車道的位置可分為上承式橋、中承式橋和下承式橋。石拱橋拱橋上部結(jié)構(gòu)是由主拱圈和拱上建筑組成的。拱圈是拱橋的主要承重結(jié)構(gòu)。石拱橋的主拱圈通常做成實(shí)體的矩形截面。常用的拱軸線有等截面圓孤拱和等截面懸鏈線拱。所用的石料有料石、塊和片石等。石拱橋的拱上建筑一般為實(shí)腹式，在跨徑較大時(shí)為了減輕自重也可做成空腹式。石拱橋的主要優(yōu)點(diǎn)：能充分做到就地取材，與鋼橋和鋼筋混凝土橋相比，可以節(jié)省大量的鋼材和水泥；耐久性好，而且養(yǎng)護(hù)費(fèi)用少；構(gòu)造比較簡(jiǎn)單，施工工藝易為群眾掌握；外型美觀。最大的缺點(diǎn)就是自重大，相應(yīng)的水平推力也較大，這就增加了下部結(jié)構(gòu)的工程數(shù)量，對(duì)地基條件的要求較高；其次就是與梁式橋相比，上承式拱橋的建筑高度較高。我國(guó)石拱橋有著悠久的歷史，早在東漢中期就開始修建石拱橋，馳名中外的趙州橋，就是我國(guó)古代石拱橋的杰出代表，至今在盛產(chǎn)石料的地區(qū)仍修建了不少的石拱橋。1972年建成的四川涪陵豐都縣九溪溝大橋，（見圖1）跨徑達(dá)116m。世界上跨度最大的石拱橋是1946年瑞典建成的綏依納松特橋，跨度為155m。圖1四川涪陵豐都縣九溪溝大橋（1972年）雙曲拱橋雙曲拱橋是我國(guó)江蘇無(wú)錫建橋職工，1964年自己創(chuàng)造設(shè)計(jì)的一種橋型結(jié)構(gòu)，它的主拱圈是由沿橋跨方向的拱肋、鋪設(shè)在拱肋之間的拱波和澆筑在拱波上的拱板組成。為了加強(qiáng)受力的整體性，在拱肋之間設(shè)置有橫系梁。根據(jù)橋梁寬度的不同，雙曲拱橋主拱圈橫截面可以做成單波、雙波、多波、懸半波和高低波。圖2為雙曲拱橋的上部構(gòu)造。圖2雙曲拱橋上部構(gòu)造1拱肋；2預(yù)制拱波；3橫隔板；4防水層；5填料；6路面；7人行道塊件；8側(cè)墻；9腹拱；10蓋梁；11立柱；12橋墩。雙曲拱橋最大的特點(diǎn)是：施工時(shí)化整為零，受力時(shí)集零為整。這就使得雙曲拱橋具有輕型化、裝配化、省工省料、施工工藝易被群眾掌握而得到迅速推廣。據(jù)統(tǒng)計(jì)，在雙曲拱橋聞世后的十年內(nèi)就建成了4000多座，總長(zhǎng)約為30萬(wàn)延米。在短時(shí)間內(nèi)修建數(shù)量之多，是其它橋型無(wú)法相比的。目前我國(guó)跨徑在百米以上的雙曲拱橋有16座之多，河南的前河大橋是雙曲拱橋的代表作，跨徑達(dá)150m。箱形拱橋?yàn)榱颂岣吖皹蛟跓o(wú)支架吊裝中的穩(wěn)定性，四川省建橋職工于1970年建成了箱形拱橋。這種箱形拱的特點(diǎn)是：截面控空率高，截面中性軸居中，力學(xué)性能好；塊件剛度大，穩(wěn)定性好，可以單片成拱，便于無(wú)支架吊裝；拱箱吊裝完成后整個(gè)拱圈截面大部形成，剩余的現(xiàn)澆混凝土工作量較??；預(yù)制塊件間系大面積接觸，拱圈整體性好。但制作模板的工作量大；塊件的澆筑比較困難。箱形拱橋的跨徑在50m以上時(shí)才顯得經(jīng)濟(jì)。四川宜賓馬鳴溪大橋，跨徑為150m；四川渡口市6號(hào)橋（圖3）跨徑為146m。四川渡口市7號(hào)橋，跨徑為170m；1989年采用無(wú)支架施工修建的四川涪陵烏江大橋，跨徑達(dá)200m；河南洛陽(yáng)至三門峽高速公路上許溝大橋，采用有支架施工,跨徑達(dá)220m。國(guó)外修建的箱形拱橋有南斯拉夫的KRK鐵托大橋,主跨達(dá)390m。1998年建成四川萬(wàn)縣長(zhǎng)江大橋采用鋼箱形拱，跨徑達(dá)420m,居世界第一位。圖3渡口市6號(hào)橋（1972年）鋼管混凝土拱橋鋼管混凝土作為鋼混凝土組合材料的一種，一方面借助內(nèi)填混凝土提高鋼管壁受壓時(shí)的穩(wěn)定性，提高鋼管的抗腐蝕性和耐久性，另一方面借助管壁對(duì)混凝土的套箍作用，提高了混凝土的抗壓強(qiáng)度和延性將鋼材和混凝土有機(jī)地組合起來(lái)，在施工方面，鋼管混凝土可利用空心鋼管作為勁性骨架甚至模板，施工吊裝重量輕，進(jìn)度快，施工用鋼量省。鋼管混凝土拱橋的結(jié)構(gòu)形式有板拱、肋拱、桁拱、箱拱、桁架拱、剛架拱。截面形式有單圓形、啞鈴形、多肢桁式、橫啞鈴形桁式和箱肋形等。施工方法有支架法、一般吊裝法、纜索減雌臃工施集雕己獻(xiàn)神勤藤士崎r楠輕咽搦,攜20加廣醺寧敞烯,±溝312m；國(guó)夕卜修鼬憚雕靚橋有法國(guó)掰辣軸h主皆22皿日本翻島機(jī)為126m上弒融懿L81no圖4為觥宜昌翻醐管飆城機(jī)攜雕11M融獻(xiàn)宜麋濟(jì)烯殿燕竣集腱熠就轆斛常岫臊腺之］疑翳構(gòu)（機(jī)T嚼就孰不同瞅蹦扒個(gè)飆而緘?超鞭胡（嫄5、辨時(shí)公豺嘛）,連覿雕常為引或五孔當(dāng)橋賭微多時(shí)，融蹄長(zhǎng)耀成腳（BO）您博。醪鼬球教作麻支殿靜生鰭伽麻躥獻(xiàn)了鐘的送他傾副嘴幡醐建囑明節(jié)省麟儺肚膛當(dāng)背健捌,儲(chǔ)般藕爰連殿通髓肝腿十分良好的場(chǎng)合建逐@5眇鞭?獻(xiàn)橋護(hù)費(fèi)用低，行車平穩(wěn)，等優(yōu)點(diǎn)。并且宜于采用懸臂法施工。這就為在海灣、深谷、大江、大河上建造大跨度橋梁提供了一種較理想的橋梁結(jié)構(gòu)。我國(guó)自1964年以來(lái)，相繼建造了近20座大跨度預(yù)應(yīng)力混凝土T型剛構(gòu)型。其中重慶長(zhǎng)江大橋（帶吊梁）主跨達(dá)174m,四川石棉大橋（帶較），主跨84m,廣東虎門大橋（連續(xù)）跨度達(dá)270m。在這一橋型上，我國(guó)已達(dá)到世界先進(jìn)水平。鋼筋混凝土桁架拱橋鋼筋混凝土桁架拱橋是一種具有水平推力的拱形桁架結(jié)構(gòu)，其型式有斜桿式、豎桿式、圓孔拱片式，（見圖7）。圖7斜腹桿桁架拱（劍河大橋）尺寸單位：cm鋼筋混凝土桁架拱橋外型輕巧美觀。在結(jié)構(gòu)上兼有桁架和拱的特點(diǎn)。各部件截面尺寸較小，重力較輕，不但節(jié)省材料，而且減少對(duì)墩臺(tái)的垂直壓力和水平推力。作為主要承重構(gòu)件的桁架拱片，可以分段整片預(yù)制，因此，結(jié)構(gòu)整體性好，裝配化程度高，施工程序少。鋼筋混凝土剛架拱橋剛架拱橋的外形與桁架拱橋相似，但構(gòu)造比桁架拱橋簡(jiǎn)單，整個(gè)橋跨只有兩根斜桿，外觀也比較整潔。它由拱圈、斜桿和弦桿組成（見圖8）。剛架拱橋與桁架拱橋一樣，外部是一個(gè)具有水平的拱形結(jié)構(gòu)，內(nèi)部為超靜定結(jié)構(gòu)。計(jì)算方法同桁架拱橋，但受力圖式比桁架拱橋明確。適用于修建跨徑50m左右的拱橋。圖8剛架拱橋剛架拱橋外形輕巧美觀。構(gòu)件截面尺寸小，重力輕，具有桁架拱橋分塊預(yù)制構(gòu)件的優(yōu)點(diǎn)，而且預(yù)制構(gòu)件的形狀簡(jiǎn)單。由于這種橋型施工方便、預(yù)制構(gòu)件數(shù)量少、造價(jià)低、節(jié)約鋼材、施工工期快和對(duì)地基承載力要求低，所以在目前的拱橋建筑中已逐步得到采用。斜拉橋預(yù)應(yīng)力混凝土斜拉橋，由于跨越能力大、結(jié)構(gòu)經(jīng)濟(jì)合理、外型輕巧美觀，便于無(wú)支架施工等優(yōu)點(diǎn)，修建數(shù)量不斷增加，結(jié)構(gòu)型式不斷推陳出新。斜拉橋的型式如圖9（南浦大橋）和圖10（重慶長(zhǎng)江二橋）。圖9上海南浦大橋預(yù)應(yīng)力混凝土斜拉橋主要由加勁主梁、塔架和斜拉鋼索三部分組成，利用由塔架伸出的高強(qiáng)鋼索作為加勁主梁的彈性支承以代替中間支墩，降低主梁內(nèi)的彎矩，減少主梁截面尺寸，減輕重力，并增大跨越能力。主梁的建筑高度比其它橋型要小的多，僅為跨徑的1/40-1/100,甚至更小。圖10重慶長(zhǎng)江二橋預(yù)應(yīng)力混凝土斜拉橋的加勁主梁有連續(xù)梁、懸臂梁和懸臂剛構(gòu)等形式，其中多數(shù)采用連續(xù)梁形式。主梁截面大多數(shù)用抗扭剛度較大的箱形截面。斜拉橋的塔架形式很多。在橫橋方向，常用的有單柱型、雙柱型、門型、斜腿門型、A型、倒V型和倒Y型等。斜拉鋼索按構(gòu)造分為剛性索和柔性索兩大類。剛性索是在斜拉鋼索外包預(yù)應(yīng)力混凝土構(gòu)件，這種索截面大，施工困難；柔性索是在斜拉鋼索外包一層較薄的防腐材料，這種結(jié)構(gòu)安裝比較方便。斜拉鋼索的橫向布置大致可分成三種形式：?jiǎn)蚊嫠?、雙面索、雙斜索。斜拉鋼索的縱向布置大致可分成四種型式：輻射式、豎琴式、扇形、星形。斜拉鋼索的間距，近年來(lái)多采用分散的密索體系（一般為10?25m）,其主要的優(yōu)點(diǎn)在于減少梁的重力彎矩，降低梁高，簡(jiǎn)化錨固裝置，便于施工。結(jié)構(gòu)的抗震、抗風(fēng)能力也較強(qiáng)。目前國(guó)內(nèi)外已建成的以復(fù)合結(jié)構(gòu)為加勁梁的斜拉橋最大跨度為865m（法國(guó)）。我國(guó)上海楊浦大橋跨度達(dá)602m,居世界第二，鋼斜拉橋最大跨度為510m（日本），預(yù)應(yīng)力混凝土斜拉橋最大跨度為440m（西班牙）。我國(guó)安徽銅陵長(zhǎng)江大橋跨度為430m。吊橋吊橋（懸索橋），是一種古老的橋型。吊橋通常由橋塔、錨碇、主纜、吊索、加勁梁及鞍座等主要部分組成。如圖11（日本明石海峽大橋）和圖12（江陰長(zhǎng)江公路大橋）。橋塔是支承主纜的重要構(gòu)件。吊橋的活載和恒載以及加勁梁支承在塔身上的反力，都將通過(guò)橋塔傳遞到下部的塔墩和基礎(chǔ)。錨碇是主纜的錨固體，錨碇將主纜中的拉力傳遞給地基基礎(chǔ)。主纜是吊橋的主要承重構(gòu)件，主纜除承受自身恒載外，又通過(guò)索夾和吊索承受活載和加勁梁的恒載。加勁梁的主要功能是提供橋面系防止橋面發(fā)生過(guò)大的撓曲變形和扭曲變形。鞍座是支承主纜的重要構(gòu)件，通過(guò)它可以使主纜中的拉力以垂直力和不平衡水平力均勻地傳遞到塔頂或錨碇的支架外。圖11日本明石海峽大橋吊橋被公認(rèn)為特大跨徑橋梁的主要形式，一般認(rèn)為其經(jīng)濟(jì)跨徑為500m以上，最大跨徑可達(dá)4000m以上。我國(guó)修建的江蘇江陰長(zhǎng)江大橋主跨徑1385m,居世界第三位。國(guó)外早在1937年建成的舊金山金門大橋主跨徑為1280m,此橋曾保持世界最大跨徑的記錄達(dá)27年之久；1991年日本建成的明石海峽大橋，主跨徑1990m,居當(dāng)今世界第一位。圖12江陰長(zhǎng)江公路大橋總體布置鋼橋鋼橋指一座橋梁上部結(jié)構(gòu)的主要承重部分用鋼材制成，至于下部結(jié)構(gòu)、索塔等則可由其它材料制成。用于橋梁的鋼材主要是鋼板、型鋼和高強(qiáng)度鋼索。鋼板和型鋼過(guò)去常用A3號(hào)低碳鋼，近代多數(shù)采用低合金鋼16Mn或16Mng。某些部件則要用鑄鋼和優(yōu)質(zhì)碳素鋼（例如45號(hào)鋼等）。由于一般鋼材要防止銹蝕，需要經(jīng)常除銹、油漆，這是一件費(fèi)錢費(fèi)時(shí)的工作，因此發(fā)展了一些不需要油漆的耐候鋼材品種，例如美國(guó)的A242及A588號(hào)鋼，日本的JISG3114等等。這些耐候鋼表面會(huì)形成氧化鐵薄膜以抗銹蝕，但在水流經(jīng)過(guò)時(shí)會(huì)沖掉一些氧化鐵，如果有可能銹蝕，則要采取措施防止。鋼橋由于采用高強(qiáng)度的