桥梁的组成和分类知识讲解
桥梁的组成与分类
桥梁的组成与分类一、桥梁的基本组成桥梁由五个“大部件”与五个“小部件”组成。
所谓五个大部件，是指桥梁承受汽车重量或起其他作用的桥跨上部结构与下部结构，它们是桥梁结构安全性的保证。
1.五个大部件（1）桥跨结构（或称桥孔结构、上部结构）。
桥跨结构是路线遇到障碍（如江河、山谷或其他路线等）中断时，跨越这类障碍的结构物。
（2）支座系统。
支座系统的作用是支承上部结构并传递荷载于桥梁墩台上，应保证上部结构具备在荷载、温度变化或其他因素作用下所预计的位移功能。
（3）桥墩。
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。
桥台位于桥的两端，一侧与路堤相接，并防止路堤滑塌，为保护桥台和路堤填土，桥台两侧常做一些防护工程；另一侧则支承桥跨上部结构的端部。
（5）墩台基础。
墩台基础是保证墩台安全并将荷载传至地基的结构部分。
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。
桥跨结构和支座系统是桥跨上部结构，桥墩、桥台和墩台基础为桥跨下部结构。
2.五个小部件五个小部件均为直接与桥梁服务功能有关的部件，过去总称为桥面构造，在桥梁设计中往往得不到足够的重视，因而使桥梁服务质量低下，外观粗糙。
在现代化工业快速发展的基础上，人类的文明水平也极大提高，人们对桥梁行车的舒适性和结构物的观赏要求越来越高，因而桥梁设计中也越来越重视五个小部件。
五个小部件具体如下。
（1）桥面铺装（或称行车道铺装）。
桥面铺装的平整性好、耐磨性好、不翘曲、不渗水是保证行车平稳的关键，特别在钢箱梁上铺设沥青路面的技术要求很高。
（2）排水防水系统。
桥面的排水防水系统应迅速地排除桥面上的积水，并使渗水可能性降至最低限度。
此外，城市桥梁防水系统应保证桥下无滴水和结构上无漏水现象。
（3）栏杆（或称防撞栏杆）。
桥的栏杆既是保证安全的构造措施，又是有利于观赏的装饰件。
（4）伸缩缝。
伸缩缝位于桥跨上部结构之间，或在桥跨上部结构与桥台端墙之间，以满足结构在各种因素作用下的变位需求。
简述桥梁的组成和分类
简述桥梁的组成和分类桥梁是连接两个分离地点的结构，通常跨越河流、道路、铁路等障碍物。
桥梁由多个组成部分构成，主要包括以下几个方面：1.上部结构：上部结构是桥梁的主要承载部分，包括桥面、梁、梁座和支座等。
桥面是供车辆和行人通行的平台，可以是钢筋混凝土、钢板、木材等材料制成。
梁是承受荷载并将荷载传递到桥墩或支座的主要构件。
梁座和支座用于支撑和固定梁的位置，以及吸收和传递荷载到桥墩或地基上。
2.下部结构：下部结构包括桥墩、墩台和桥基等。
桥墩是起支撑和传递荷载作用的立柱状结构，通常由钢筋混凝土或石材建造。
墩台是桥墩之间的水平横梁，用于支撑桥梁的上部结构。
桥基是桥墩和墩台的基础部分，通常是混凝土基础或钻孔灌注桩等形式。
3.过渡部分：过渡部分连接上部结构和下部结构，包括桥墩头部的横梁、支座和伸缩缝等。
桥墩头部的横梁用于将荷载从上部结构传递到桥墩上。
支座位于梁座和桥墩之间，用于减震和调整桥梁的水平和垂直位移。
伸缩缝允许桥梁在温度变化和结构变形时发生伸缩，以减少应力和损坏。
根据桥梁的结构特点和用途，桥梁可以分为多种不同的分类，以下是常见的桥梁分类：1.按结构形式分类：-梁桥：由梁构成，包括简支梁桥、连续梁桥等。
-拱桥：由拱构成，包括石拱桥、钢拱桥等。
-斜拉桥：通过斜拉索支撑梁桥，如斜拉索桥、索塔桥等。
-悬索桥：通过悬挂在主塔上的主索支撑梁桥，如斜拉桥、斜拉索桥等。
-钢桁架桥：由钢桁架构成，如钢桁架桥、吊桥等。
2.按材料分类：-钢桥：主要由钢材构成的桥梁，如钢梁桥、钢拱桥等。
-混凝土桥：主要由钢筋混凝土构成的桥梁，如梁板桥、箱梁桥等。
-木桥：主要由木材构成的桥梁，如木梁桥、木拱桥等。
3.按用途分类：-公路桥：用于道路交通的桥梁，如高速公路桥、城市道路桥等。
-铁路桥：用于铁路交通的桥梁，如铁路梁桥、铁路拱桥等。
-步行桥：供行人通行的桥梁，如人行天桥、人行悬索桥等。
-公园桥：用于连接公园内部景点的桥梁，如园林小桥、亭桥等。
桥梁与涵洞工程的组成与分类
桥梁与涵洞工程的组成与分类一、桥梁的组成分类㈠桥梁的基本组成部分1.上部结构（桥跨结构）.一般包括桥面构造(行车道、人行道、栏杆等）、桥梁跨越部分的承载结构和桥梁支座.2。
下部结构.是指桥梁结构中设置在地基上用以支承桥跨结构，将其荷载传递至地基的结构部分。
一般包括桥墩、桥台及墩台基础。
⑴桥墩.是多跨桥梁中处于相邻桥跨之间并支承上部结构的构造物。
⑵桥台。
是位于桥梁两端与路基相连并支承上部结构的构造物.⑶墩台基础.是桥梁墩台底部与地基相接触的结构部分。
㈡桥梁的分类⑴根据桥梁主跨结构所用材料,划分为木桥、圬工桥(包括砖、石、混凝土桥）、钢筋混凝土桥、预应力混凝土桥和钢桥。
⑵根据桥梁所跨越的障碍物,划分为跨河桥、跨海峡桥、立交桥(包括跨线桥）、高架桥等。
⑶根据桥梁的用途，划分为公路桥、铁路桥、公铁两用桥、人行桥、运水桥、农桥以及管道桥等。
⑷根据桥梁跨径总长L和单孔跨径L0不同，分为特大桥（L≥500m或L0≥l00m)大桥（L≥100m,L0≥40m）；中桥（l00m〉L〉30或40m〉L0>20m）；小桥（30m≥L≥8m或20m>L0>≥5m）⑸根据桥面在桥跨结构中的位置,分为上承式、中承式和下承式桥。
⑹根据桥梁的结构形式，划分为梁式、拱式、刚架、悬索和组合式桥.二、桥梁上部结构㈠桥面构造1。
桥面铺装及排水、防水系统⑴桥面铺装。
即行车道铺装，亦称桥面保护层。
桥面铺装的形式有:1)水泥混凝土或沥青混凝土铺装。
装配式钢筋混凝土、预应力混凝土桥通常采用水泥混凝土或沥青混凝土铺装，其厚度为60~80mm，强度不低于行车道板混凝土的强度等级。
2）防水混凝土铺装。
在需要防水的桥梁上,当不设防水层时，可在桥面板上以厚80~l00mm且带有横坡的防水混凝土作铺装层，其强度不低于行车道板混凝土强度等级，一般可不另设面层而直接承受车轮荷载。
但为了延长桥面铺装层的使用年限，宜在上面铺筑厚20mm的沥青表面作磨耗层。
桥梁基本构造与分类
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伸缩装置——为使车辆平稳通过桥面 并满足桥面变形的需要，在桥面伸缩
接缝处设置的各种装置的总称。
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（5）栏杆、灯柱
作用：安全、美观
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安全护栏主要用于公路或城市郊区 桥梁
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1.2 下部结构
1 .桥墩
在桥的中间，支承桥的左右两跨通过支座传来的竖直力和水 平力。类型分重力式桥墩和轻型桥墩
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2.桥面构造
（1）桥面铺装 作用－防止车辆轮胎或履带直接磨耗行车道板、保护主梁
免受雨水侵蚀、对车辆轮重的集中荷载起扩散作用。 要求－有一定的强度，防止开裂，并保证耐磨 主要形式－钢筋砼 沥青砼 （2）桥面防水 位置－设置在桥梁行车道板的顶面，三角垫层之上 作用－将透过桥面铺装层渗下的雨水汇集到排水设备（泄水
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斜拉桥也是一种主梁与斜梁相结合的组 合体系，如下图。
悬挂在塔柱上的被张紧的的斜缆将主梁 吊住，使主梁像多点弹性支承的连续梁一 样工作。
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组合体系的种类很多，但究其实质不外 乎利用梁、拱、吊三者的不同组合，上吊 下撑以形成新的结构。
这样既发挥了高强度材料的作用，又显 著减少了主梁的截面积，使结构自重减少 而能跨越很大的跨径。
常用类型－金属（铸铁 ）泄水管,钢筋混凝土泄水管，封泄水管
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（4）伸缩缝
原因和作用－桥跨结构在气温变化、活载作用、混凝土收缩 徐变等影响下将会发生伸缩变形。为满足桥面按照设计的 计算图式自由变形，同时又保证车辆能平顺通过，就要在 相邻两梁端之间以及在梁端与桥台或桥梁的铰接位置上预 留断缝，并在桥面设置伸缩装置。
桥梁分类与组成-PPT课件
)
二、 桥梁的分类 Classification
按跨越障碍的性质分类 跨河桥 river bridge 跨谷桥 gorge-crossing bridge 跨线桥(立交桥 ) overpass bridge 高架桥 viaduct
车行道
立柱 桥台(墩)
主拱
主拱
吊杆
桥台(墩)
车行道 主拱 吊杆 立柱 车行道
路线中断时跨越障碍的 主要承载结构
桥墩、桥台（下部结构） substructure 支承桥跨结构并将恒载和车辆荷载传至地基的建筑物
1
桥台
桥跨结构 支座 锥体 护坡 基础
洪水位
路堤
通航水位 低水位
桥墩
基础 foundation
桥墩（台）中使全部荷载传至地基的底部奠基部分
支座 bearing or support 在桥跨结构和桥墩（台）的支承处设置的 传力装置
公铁两用桥 highway and railway brdige 人行桥 foot bridge 其它：水渠桥、管道桥、机场跑道桥
按结构体系分类 structure form
梁式桥 beam bridge （桁式桥） truss bridge 拱桥 arch bridge 悬索桥（吊桥） suspension bridge 刚架桥 rigid bridge 斜拉桥 cable stayed bridge
1
a)
桥台 洪水位 路堤
桥跨结构
通航水位 低水位 支座 桥墩 锥体 护坡 基础
净跨径 clear span 设计洪水位上相邻两个桥墩 （或桥台）之间的净距（梁桥），拱跨两个拱脚截 面最低点之间的水平距离（拱桥） 计算跨径 computed span 桥跨结构相邻两个支
桥梁工程分类
（一）梁式桥—悬臂梁桥（2）
（一）梁式桥—悬臂梁桥（3）（二）拱式桥（1）（）拱式桥（2）（三）刚架桥
（四）斜拉桥（1）
（四）斜拉桥（2）
（五）悬索桥（1）
（五）悬索桥（2）
桥型方案比选—朝天门长江大桥
桥梁的组成与分类
桥梁的组成与分类 一、桥梁的基本组成（五个大部件+五个 小部件）
1.2
1、五个大部件---桥跨结构、支座系统、桥墩、 桥台、墩台基础 桥跨结构---跨越障碍的结构物，直接承受使用 荷载； 支座系统---支承上部结构并传递荷载于桥梁墩 台； 桥墩---在河中或岸上支承两侧桥跨上部结构； 桥台---支承桥跨结构，防止路堤滑塌； 墩台基础---保证桥梁墩台安全并将荷载传至地 基。 其中：上部结构：桥跨结构、支座系统；下部 结构：桥墩、桥台、墩台基础；
净跨径（l0）、总跨径(∑l0)、计算跨径
（L0）、桥梁全长（L）桥梁高度 （H+h+∆h）、桥下净空高度（H）、建 筑高度(h)、净矢高（f0）、计算矢高 （f）、矢跨比（f/ L0）、涵洞（L。≤8m 和L0≤5m）。
三、桥梁的分类
1、按结构体系：梁式桥、拱桥、悬索桥、刚
架桥、斜拉桥和组合体体系。（详见下图） 2、按用途：公路桥、铁路桥、公路铁路两用 桥、农桥、人行桥、运水桥及其它专用桥梁。
3、按跨径大小：
4、按桥面位置：上承式---视野好，建筑高度
大；下承式---建筑高度小，视野差；中承式--兼有两者特点。 5、按建筑材料：木桥、钢桥、圬工桥(包括 砖、石、混凝土桥)、钢筋混凝土桥和预应力 钢筋混凝土桥。
（一）梁式桥—简支梁桥
（一）梁式桥—连续梁桥
（一）梁式桥—悬臂梁桥（1）
桥梁的组成与分类
4.历史的教训
重庆綦江县虹桥
1999年1月4日，重庆市綦江县连接老城和新城的虹 桥像往常一样迎接节后第一天忙碌返家的人流，也 默默地迎接着自己出生以来的两年零222天。它当 然不知道，这是它的最后一天。
宜宾南门大桥
2001年11月6日晨4时30分左右，宜宾南门大桥突然发 生悬索及桥面部分断裂事故，事故造成两死两伤。
提问： 你们知道桥梁有哪些类型吗？
1.按结构受力体系划分
1.)梁式桥 2.)拱桥 3.)刚架桥 4.)吊桥 5.)组合体系桥
*系杆拱桥 *斜拉桥
开封黄河大桥——
一跨越黄河的特 大公路桥。
桥全长4475.09m，共108孔， 其中77孔为跨径50m预应力混 凝土简支T型梁，其余31孔跨 径为20m。桥宽18.5m：
梁式桥的受力简图：
梁式桥 包括梁桥和板桥，主要承重构件 是梁（板），在竖向荷载作用下，承受弯矩 而无水平推力，墩台也仅承受竖向压力。
世界上跨度最大的混凝土拱桥 ——四川万县长江大桥
1997年建成 的四川万县 长江大桥， 主跨达420m， 该桥的建成， 使我国的拱 桥建筑水平 处于世界领 先地位。
武汉长江大桥 ——中国跨越长江的第一座大桥。
1957年建成通车。
正桥为公路铁路 两用的双层刚桁 梁桥。
正桥由3联（3孔 为一联）9孔跨度 各为128m的连续 梁组成，共长 1155.5m。
九江长江大桥——
是中国当时跨度最大的双层公路铁路两用桥。
杨浦大桥——
上海市区内跨越黄浦 江过江方案，跨 径602m。
拱桥 主要承重构件是拱圈或拱肋。在
竖向荷载作用下，主要承受压力，同时也 承受弯矩。墩台不仅要承受竖向压力和弯 矩，还要承受很大的水平推力。
桥梁的基本组成和分类资料讲解
桥梁的基本组成及分类
§1-1 桥梁的基本组成部分
一、桥梁的基本组成 ❖上部结构（桥跨结构） ❖下部结构（桥墩桥台） ❖支座 ❖附属结构
上部结构通过
支上部座结与构墩台连接
桥梁的基本组成
桥梁的基本组成
名称
组成
作用
上部结构 （桥跨结构）
承重结构、桥面系
承受车辆荷载、跨 越障碍。
下部结构
调治构造物
土、防治水流冲刷。
基本术语
l0'
l0
l0'
❖净跨径 ：l0 梁式桥：指设计洪水位上相邻两个桥墩（或桥台）之间 的净距。
拱式桥：指每孔拱跨拱脚截面内边缘之间的距离。
❖总跨径 ：∑l0 多孔桥梁中各孔净跨径之和，也称桥梁孔径，用以反映桥 下宣泄洪水的能力。
基本术语
l
❖计算跨径 ：l 桥跨结构的一切力学计算均以计算跨径l为基准。 有支座的桥梁：桥跨结构相邻两个支座中心之间的距离 拱式桥：辆相邻拱脚截面形心点之间的水平距离； 或：拱轴线两端点之间的距离。 拱轴线：拱圈（或拱肋）各截面形心点的连线。
基本术语
❖标准化跨径 梁式桥：指相邻两桥墩中心线的距离，或桥墩中心线与 台背前缘间的距离。 拱式、拱涵、箱涵、圆管涵、盖板涵：以净跨径为标准 跨径。 《公路工程技术标准》JTG B01-2003 及《公路桥涵设计通
用规范》JTB D60-2004 规定： 当标准设计或新建桥涵跨径在50m及以下时，宜采用标准 跨径。桥涵标准化跨径规定如下： 0.75m、1.0m、1.25m、1.5m、2.0m、2.5m、3.0m、4.0m、 5.0m、6.0m、8.0m、10.0m、13m、16m、20m、25m、 30m、35m、40m、45m、50m。
桥梁的基本组成
第一节桥梁的基本组成和分类
一、桥梁的基本组成
概括地说，桥梁由四个基本部分组成，即上部结构（superstructure）、下部结构（substructure）、支座（bearing）和附属设施（accessory）。
图1-1-1为一座公路桥梁的概貌，从图中可见，涉及一般桥梁工程的几个主要名词解释如下：
上部结构：是在线路中断时跨越障碍的主要承重结构，是桥梁支座以上（无铰拱起拱线或刚架主梁底线以上）跨越桥孔的总称；当跨越幅度越大时，上部结构的构造也就越复杂，施工难度也相应增加。
下部结构;包括桥墩（pier）、桥台（abutment）和基础（foundation）。
图1-1-1梁式桥概貌
桥墩和桥台:是支承上部结构并将其传来的恒载和车辆等活载再传至基础的结构物。
通常设置在桥两端的称为桥台，设置在桥中间部分的称为桥墩。
桥台除了上述作用外，还与路堤相衔接，并抵御路堤土压力，防止路堤填土的坍落。
单孔桥只有两端的桥台，而没有中间桥墩。
桥墩和桥台底部的奠基部分，称为基础，基础承担了从桥墩和桥台传来的全部荷载，这些荷载包括竖向荷载以及地震力、船舶撞击墩身等引起的水平荷载，由于基础往往深埋于水下地基中，在桥梁施工中是难度较大的一个部分，也是确保桥梁安全的关键之一。
支座：是设在墩（台）顶，用于支承上部结构的传力装置，它不仅要传递很大的荷载，并且要保证上部结构按设计要求能产生一定的变位。
基本附属设施：包括桥面系（bridgedecking）、伸缩缝（expansionjoint）、桥梁与路堤衔接处的桥头搭板（transitionslabatbridgehead）和锥形护坡（conicalslope）等。
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3.连续梁桥
计算模型：
受力特点：主梁受弯为主，墩顶区负弯矩的存在减 弱了跨中正弯矩。 优点：跨越能力较大，一跨最大可达200多米，桥 面连续，无伸缩缝，结构整体刚度大，行车平顺。 缺点：大跨径采用悬臂施工时需要采取临时固结措 施。
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二、刚构桥
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二、刚构桥
计算模型：
受力特点：墩顶区及柱顶的负弯矩减小了跨中正 弯矩，柱脚处存在水平反力，造成梁内轴压力， 有利发挥混凝土材料的特性。 优点：跨径较大，可达300余米，跨径在180米以 上的桥梁多采用此种结构；结构刚度大，行车平 稳；有利于悬臂施工。 缺点：对温度力较敏感，可采用抗推刚度较小的 高墩台或双肢薄壁墩
路 优点：跨越能力大，目前世界上最大主跨达1088米。
同时由于斜拉索水平分力对主梁的作用，主梁以承受偏压为主。
大 优点：跨越能力大，目前世界上最大主跨达1088米。
桥涵设计洪水频率
桥 对于拱桥，则是指净跨径。 效 抗风振动及稳定性在设计和施工中需要特别重视。
按通道位置：上承式、中承式、下承式
果 讨论拱桥、斜拉桥和悬索桥的基本组成部分，并阐述各自的特点。 图
桥 梁 工 程
徐海宾
1
第二章 桥梁的基本组成和分类
▪ 桥梁的基本组成部分： ▪ 1.上部结构(Superstructure)：即桥跨结构（梁）；
2.下部结构(Substructure)：指支座以下的支撑结构，包 括桥墩、桥台、基础。 3.支座(Bearing)（以上为五大部件） 4.附属设施(Accessory)：锥形护坡、导流结构物 五小部件：桥面铺装、防排水系统、伸缩缝、栏杆、照明 系统
2
3
▪ 几个名词
低水位：枯水季节的最低水位 高水位：洪峰季节河流中的 最高水位 通航水位 ：在各级航道中，能保持船舶(队)正常航行 时的最高和最低水位 优点：跨度大，可达500余米； 设计洪水位：按规定的设计洪水频率计算所得的高水 优点：预制施工，方便机械化工厂化制作，施工速度快。
桥梁的组成与分类
桥梁的组成与分类一、桥梁的功能及组成供铁路、道路、渠道、管线、行人等跨越河流、海湾、湖泊、山谷、低地或其他交通线路的架空构造物称为桥或桥梁。
桥梁由上部结构、下部结构、支座系统以及附属设施组成（图 1.2.1）。
《铁路桥涵设计规范》（TB 10002—2017）规定桥涵主体结构的设计使用年限应为100 年。
图1.2.1 梁桥的组成上部结构主要包括桥跨结构和桥面构造。
桥跨结构指桥梁中直接承受桥上交通荷载、架空的主体结构部分，例如，梁式桥中的主梁、拱桥中的拱圈、桁架梁桥中的主桁等都是桥梁上部结构。
桥面构造是指铁路桥的道砟、枕木、轨道、挡砟墙以及伸缩缝、排水防水系统等，或者是指公路桥的行车道铺装、人行道、安全带、路缘石、栏杆、照明系统等。
下部结构指桥梁支座以下的支承结构，包括桥墩、桥台和墩台之下的基础，是将上部结构及其承受的交通荷载传入地基的结构物。
桥台设在桥跨结构的两端，除了支承上部结构之外，还起到桥梁和路堤衔接并防止路堤下滑和坍塌的作用，其两侧做成填土或填石锥体并在表面加以铺砌，即锥坡（图 1.2.2），用来保证桥台和路堤的良好衔接，并保证桥头路堤的稳定。
桥墩位于两桥台之间，是支承相邻桥跨结构，并将其荷载传给基础的建筑物。
图1.2.2 锥坡桥跨结构与墩、台之间还设置支座，桥上还应设伸缩缝，通航河流还常设防止船只撞击墩台的防撞结构等。
除上述基本结构外，桥梁有时还修建一些附属结构物，如通航河流中的导航装置、检查维修设备等。
有些桥梁为了免遭水害，还修建导流堤，以引导水流顺畅地从桥下宣泄，修建丁坝、护岸等防护工程，以保护桥头路堤或附近的河岸。
桥头与桥头引线和导流防护工程等建筑物，由于它们与船渡相对应，所以总称之为桥渡。
在枯水季节的最低水位称为低水位；洪峰季节河流中的最高水位称为高水位。
桥梁设计中按规定的设计洪水频率计算所得的高水位，称为设计洪水位。
对桥梁工程中常用的名词和术语，现简要说明如下：1. 正桥与引桥对于规模较大的桥梁，通常把跨越主要障碍物（如大江大河）的桥跨称为正桥。
《桥梁工程》讲义第一章-桥梁工程基本知识可编辑全文
度/m
最小值 2.00 2.00 1.00 1.00
左侧路缘带宽 一般值 0.75 0.75 0.50 0.50
度/m
最小值 0.75 0.50 0.50 0.50
中间带宽度/m
一般值 最小值
4.50 3.50
3.50 3.00
3.00 2.00
3.00 2.00
五、桥梁横断面设计
右侧路肩宽度
公路等级
二、桥梁的分类
刚构桥
二、桥梁的分类
缆索 塔架
吊杆
锚碇
吊桥
二、桥梁的分类
缆索承重桥梁
二、桥梁的分类
梁
拱
立柱
图1-2-6 梁拱组合体系
组合体系桥梁
二、桥梁的分类
组合体系桥梁
二、桥梁的分类
6、按跨越方式 固定式的桥梁 开启桥 浮桥 漫水桥
二、桥梁的分类
开启桥
二、桥梁的分类
7、按施工方法 整体施工桥梁——上部结构一次浇筑
二、桥梁的分类
5、按结构体系划分 梁式桥——主梁受弯 拱桥——主拱受压 刚架桥——构件受弯压 缆索承重桥梁——缆索受拉 组合体系桥梁——几种受力的组合
二、桥梁的分类
V
V
梁式桥
二、桥梁的分类
梁式桥
二、桥梁的分类
)
b)
h
拱 式 桥
二、桥梁的分类
拱式桥
二、桥梁的分类
a)
b)
路面标高
刚图1架-2-3桥刚架桥
第一章 桥梁工程基本知识
学习目标
➢ 了解桥梁在公路交通事业中的地位和发展概 况。
➢ 掌握桥梁的基本组成、主要尺寸和术语名称。 ➢ 掌握桥梁的类型和结构体系。
简述桥梁的组成和分类
简述桥梁的组成和分类桥梁是连接两个地理位置的重要结构，通常由桥面、桥墩、桥台和支撑结构等部分组成。
根据材料和结构形式的不同，桥梁可以分为多种类型，例如梁桥、拱桥、索塔桥等。
这些桥梁在建筑形式、功能和使用范围上有着各自的特点。
下面将对桥梁的组成和分类进行详细介绍。
一、桥梁的组成1.桥面桥面是桥梁承载行车和行人的部分，通常由水泥、钢筋混凝土或钢材制成。
桥面的上面通常铺设着沥青或铺装路面，以便车辆和行人使用。
2.桥墩桥墩是桥梁的支撑结构，用于支撑桥面和传递荷载到地基或基础上。
桥墩通常由混凝土浇筑而成，形状和尺寸根据桥梁的横截面和荷载要求而定。
桥台是用于支撑桥梁的支柱或墩子，通常位于桥墩的顶部或桥梁两端。
桥台的主要作用是传递荷载到桥墩上，并且承担桥梁的端部水平力和转矩。
4.支撑结构支撑结构用于支撑桥面和传递荷载到桥墩或桥台上，通常由梁、横梁、索塔等构件组成。
支撑结构的形式和材料根据桥梁的类型和跨度而定。
二、桥梁的分类1.梁桥梁桥是由横梁和支撑结构构成的桥梁，通常用于较短跨度的道路和铁路桥梁。
梁桥的特点是结构简单、施工方便、适用范围广泛。
2.拱桥拱桥是由砌体或混凝土构成的拱形结构，通常用于中等跨度的桥梁。
拱桥的特点是形式美观、抗弯承载能力强、适用场景广泛。
索塔桥是由钢索和塔架构成的桥梁，通常用于大跨度的桥梁。
索塔桥的特点是结构轻巧、跨度大、适用于横跨河流和峡谷等场景。
4.悬索桥悬索桥是由一根或多根悬索横跨两个桥塔，桥面通过悬索悬挂在悬索上的桥梁。
悬索桥的特点是跨度大、结构轻巧、形式美观，适用于大型桥梁工程。
5.桁架桥桁架桥是由许多小梁构成的桥梁，通常用于铁路和公路的大跨度桥梁。
桁架桥的特点是结构刚性强、承载能力大、适用于大规模交通工程。
6.悬臂桥悬臂桥是通过悬臂结构支撑桥面的桥梁，通常用于特殊的场景和环境。
悬臂桥的特点是结构刚性好、适用范围广泛。
以上便是对桥梁的组成和分类的详细介绍，桥梁作为交通工程和城市建设中不可或缺的部分，对于连接城市、改善交通、促进经济发展有着重要的作用。
桥梁的组成和分类知识讲解
桥梁的组成和分类第一章桥梁的组成和分类一．桥梁的基本组成部分一般桥梁由以下几个部分组成：桥跨结构是在线路中断时跨越障碍的主要承载结构。
桥墩和桥台是支承桥跨结构并将恒载和车辆等活载传至地基的建筑物。
通常设置在桥两端的称为桥台，桥台与路堤相街接，以抵御路堤土压力，防止堤填土的滑坡和坍落。
单孔桥没有中间桥墩。
基础是桥墩和桥台中使全部荷载传至地基的底部奠基部分。
是确保桥梁能安全使用的关键。
上部结构是指桥梁的桥跨结构。
下部结构是指桥梁的桥墩或桥台。
支座是桥梁在桥跨结构与桥墩或桥台的支承处所设置的传力装置。
锥形护坡是指在路堤与桥台街接处，在桥台两侧设置石砌护坡，为保证迎水部分路堤坡的稳定。
低水位是指在枯水季节如丘而止最低水位。
高水位是指在洪峰河流中最高水位。
设计洪水位是指桥梁设计中按规定的设计洪水频率计算所得的高水位。
净跨径对于梁式桥是设计洪水位上相邻两桥墩（或桥台）之间的净距，对于拱式桥是每孔拱跨两个拱脚截面最低点之间的水平距离。
总跨径是多孔桥梁中各孔净跨径的总和，也称桥梁孔径，它反映了桥下宣泄洪水的能力。
计算跨径对于具有支座的桥梁，是指桥跨结构相邻两个支座中心之间的距离，对于拱式桥，是两相邻拱脚截面形心点之间水平距离。
国为拱圈（或拱肋）各载面形心点的连线称为拱轴线。
桥梁全长简称桥长，是桥梁两端两个桥台的侧墙或八字墙后端点之间的距离，对于无桥台的桥梁为桥面系行车道的全长。
在一条线路中，桥梁和涵洞总长的比重反映它们在整段线路建设中的重要程度。
桥梁高度简称桥高，是指桥面与低水位之间的高差，桥高在某种程度上反映了桥梁施工的难易性。
桥下净空高度是设计洪水位或计算通航水位至桥跨结构最下缘之间的距离，不小于对该河流通航所规定的净空高度。
建筑高度是桥上行车路面（或轨顶）标高至桥跨结构最下缘之间的距离，它不仅与桥梁结构的体系和路径的大小有关，而且还随行车部分在桥上布置的高度位置而异。
公路（或铁路）定线中所确定的桥面（或轨顶）标高，对通航净粉顶部标高之差，又称为容许建筑高度。
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桥梁的组成和分类第一章桥梁的组成和分类一．桥梁的基本组成部分一般桥梁由以下几个部分组成：桥跨结构是在线路中断时跨越障碍的主要承载结构。
桥墩和桥台是支承桥跨结构并将恒载和车辆等活载传至地基的建筑物。
通常设置在桥两端的称为桥台，桥台与路堤相街接，以抵御路堤土压力，防止堤填土的滑坡和坍落。
单孔桥没有中间桥墩。
基础是桥墩和桥台中使全部荷载传至地基的底部奠基部分。
是确保桥梁能安全使用的关键。
上部结构是指桥梁的桥跨结构。
下部结构是指桥梁的桥墩或桥台。
支座是桥梁在桥跨结构与桥墩或桥台的支承处所设置的传力装置。
锥形护坡是指在路堤与桥台街接处，在桥台两侧设置石砌护坡，为保证迎水部分路堤坡的稳定。
低水位是指在枯水季节如丘而止最低水位。
高水位是指在洪峰河流中最高水位。
设计洪水位是指桥梁设计中按规定的设计洪水频率计算所得的高水位。
净跨径对于梁式桥是设计洪水位上相邻两桥墩（或桥台）之间的净距，对于拱式桥是每孔拱跨两个拱脚截面最低点之间的水平距离。
总跨径是多孔桥梁中各孔净跨径的总和，也称桥梁孔径，它反映了桥下宣泄洪水的能力。
计算跨径对于具有支座的桥梁，是指桥跨结构相邻两个支座中心之间的距离，对于拱式桥，是两相邻拱脚截面形心点之间水平距离。
国为拱圈（或拱肋）各载面形心点的连线称为拱轴线。
桥梁全长简称桥长，是桥梁两端两个桥台的侧墙或八字墙后端点之间的距离，对于无桥台的桥梁为桥面系行车道的全长。
在一条线路中，桥梁和涵洞总长的比重反映它们在整段线路建设中的重要程度。
桥梁高度简称桥高，是指桥面与低水位之间的高差，桥高在某种程度上反映了桥梁施工的难易性。
桥下净空高度是设计洪水位或计算通航水位至桥跨结构最下缘之间的距离，不小于对该河流通航所规定的净空高度。
建筑高度是桥上行车路面（或轨顶）标高至桥跨结构最下缘之间的距离，它不仅与桥梁结构的体系和路径的大小有关，而且还随行车部分在桥上布置的高度位置而异。
公路（或铁路）定线中所确定的桥面（或轨顶）标高，对通航净粉顶部标高之差，又称为容许建筑高度。
净矢高是从拱顶截面下缘至相邻拱脚截面下缘最低点之连线的垂直距离。
计算矢高是从拱顶截面形心至相邻两拱脚截面形之连线的垂直距离。
矢跨比是拱桥中拱圈（或拱肋）的计算矢高与计算跨径之比，也称拱矢度，它是反映拱桥受力特性的一个重要指标。
此外，我国《公路工程技术标准》中规定，对标准设计或新建桥涵路径在60m以下时，一般均就尽量采用标准跨径。
对于梁式桥，它是指两相邻桥墩中线之间的距离，或墩中线至桥台台背前缘之间的距离；对于拱桥，则是指净跨径。
涵洞是用来宣汇路堤下水流的构造物。
为了区别于桥梁《公路工程技术标准》中规定，凡是多孔路径的全长不到8m和单孔跨径不到5 m的泄水结物，均称为涵洞。
二、桥梁的主要类型（一）桥梁的基本体系结构工程上的受力构件，总离不开拉、压和弯三种基本受力方式。
由基本构件所组成的各种结构物，在力学上也可归结为梁式、拱式、悬吊式三种基本体系以及它们之间的种组合。
1.梁式桥梁式桥是一种在竖向荷载作用下无水平反力的结构。
由于外力（恒载和活载）的作用方向与承重结构的轴线接近垂直，故与同样跨径的其他结构体系相比，梁内产生的弯矩最大，通常需用抗弯能力强的材料来建造。
目前在公路上应用最广的是预制装配式的钢筋混凝土简支梁桥。
但其常用跨径在25m以下。
当跨度较大时，为了达到经济省料的目的，可根据地质条件等修建悬臂式或连续式的梁桥。
对于很大的跨径，以及对于承受很大荷载的特大桥梁可建造钢桥或高强度材料的预应力混凝土梁桥。
2.拱式桥拱式桥的主要承重结构是拱圈或拱肋。
这种结构在竖向荷载作用下，桥墩或桥台将承受水平推力。
这种结构在竖向荷载作用下，桥墩或桥台将承受水平推力。
同时，这种水平推力将显著抵消荷载所引起在拱圈（或拱肋）内弯矩作用。
因此，与同跨径的梁相比，拱弯矩和弯形要小得多。
鉴于拱桥的承重结构以受压为主，通常就可用抗压能力科学家的圬工材料（如砖、石、混凝土）和钢筋混凝土等来建造。
拱桥的跨起能力很大。
3.刚架桥刚架桥的主要承重结构是梁或板和立柱或竖墙整体结合在一起的刚架结构，梁和柱的连接处具有很大的刚性。
在竖向荷载作用下，梁部主要受弯，而在柱脚处也具有水平反，其受力状态介于梁桥与拱桥之间。
因此，对于同样的跨径，在相同的荷载作用下，刚架桥的跨中正弯矩要比一般梁桥的小。
4.吊桥传统吊桥均用悬挂在两塔架上的强大缆索作为主要承重结构。
在竖向荷载作用下，通过吊杆使缆索承受很大的拉力，通常就需要在两岸桥台的后方修筑非常巨大的锚碇结构。
吊桥也是具有水平反力（拉力）的结构。
吊桥的自重小，结构刚度差，在车辆动荷载作用下有较大的变形和振动。
5.组合体系桥根据受力特点，由几个不同体系的结构组合而成的桥梁称为组合体系桥。
组合体系桥的种类很多，但究其实质不外乎利用梁、拱、吊三者的不同组合，上吊下撑以形成新的结构。
组合体桥梁一般都可用钢筋混凝土来建造，对于大跨径桥以采用预应力混凝土或钢材修建为宜。
（二）桥梁的其他分类简述除了上述按受力特点分成不同的结构体系外，人们还习惯地按桥梁的用途、大小规模和建桥材料等其他方面来进行分类：（1）按用途来划分，有公路桥、铁路桥、公路铁路两用桥、农桥、人行桥、运水桥（渡槽）及其他专用桥梁（如通过管路、电缆等）。
（2）按桥梁全长和跨径的不同，分为特殊大桥、大桥、中桥和小桥。
《公路工程技术标准》规定的大、中、小桥划分标准如表：（3）按主要承重结构所用的材料划分，有圬工桥（包括砖、石、混凝土桥）、钢筋混凝土桥、预应力混凝土桥、钢桥和木桥等。
在我国公路上广泛应用的是钢筋混凝土桥、预应力混凝土桥和圬工桥。
（4）按跨越障碍的性质可分为跨河桥、跨线桥（立体交驻）、高架桥和栈桥。
高架桥一般指跨越深沟峡谷以代替高路堤的桥梁。
（5）按上部结构的行车道位置，分为上承式桥、下承式桥和中承式桥。
桥面布置在主要承重结构之上者称为上承式桥。
桥面布置在承重结构之下的称为下承为下承式桥。
桥面布置在桥跨结构高度中间的称为中承式桥。
上承式桥的构造简单，施工方便，而且其主梁或拱肋等的间距可按需要调整，以求得经济合理的布置。
一般来说，上承式桥梁的承重结构宽度可做得小些，因而可节约墩台圬工数量。
此外，在上承式桥上行车时，视野开阔、感觉舒适也是其重要优点。
所以，公路桥梁一般尽可能采用上承式桥。
上承式桥的不足之处是桥梁的建筑高度较大。
在建筑高度受严桥限制的情况下，以及修建上承式桥必须提高路面（或轨顶）标高而显著增大桥头路堤土方量时，就应采用下承式桥或中承式桥。
对于城市桥梁。
有时受周围建筑物等的限制，不容许过分抬高桥面标高时，也可修建下承式桥。
按特殊的使用条件分有开合桥、浮桥、漫水桥等。
三、桥梁的设计荷载（一）规范中有关设计荷载的规定根据使用任务，桥梁结构除了承受本身自重和各种附加恒载成气侯，主要是承受桥上各种交通荷载，例如各种汽车、平板挂车、履带车、电车以及各种非机动车和人群荷载。
通常可以将作用在公路桥梁上的各种荷载和外力归纳成三类：永久荷载；可变荷载；偶然荷载。
1．永久荷载永久荷载亦称恒载，它是在设计使用期内，其作用位置和大小、方向不随时间变化，或其变化与平均值相比可忽略不计的荷载。
永久荷载包括结构物自重、桥面铺装、及附属设备的重量、作用于结构上的土重及土侧压力、基础变位的影响力、水浮力、长期作用于结构上的人工预施力以及混凝土收缩和徐变的影响力。
结构物的自重和桥面铺装的重量，可按实际体积乘以材料的容重计算。
公路桥结构物的自重往往占全部设计荷载的大部分，占30%-60%以上，跨径愈大所占比例愈高。
2.可变荷载可变荷载为在设计使用期，其作用位置和大小、方向随时间变化，且其变化与平均值相比不可忽略的荷载。
按其对桥涵结构的影响程度，又分为基本可变荷载（亦称活载）和其他可变荷载。
桥梁设计中考虑的基本可变荷载有汽车、平板挂车和履带车的车辆荷载和人群荷载。
同时，对于汽车荷载应计及其冲击力和离心力。
对于所有车辆荷载尚应计算其所引起的土侧压力。
规范中规定的其他可变荷载包括：汽车制动力、支座摩阻力、温度影响力、风力、流水压力和冰压力等。
·车辆荷载的影响力车辆荷的影响力包括汽车荷载的冲击力、离心力、车辆荷载引起的土侧压力（以上属基本可变荷载）和汽车制动（属其他可变苛载）。
（1）.汽车荷载的影响力车辆以较高速度驶过桥梁时，由于桥面不平整、车轮不圆以发动机抖动等原因，会使桥梁结构引起振动，这种动力效应通常称为冲击作用。
在此情况下，汽车荷载（动荷载）对桥梁结构所引起的应力和变形，要比同样大小的静荷载所引起的大。
冲击作用是根据在现成桥梁上所做的振动试验结果分析整理出来的，在设计中可按不同结构种类选用相应的冲击系数。
下表是钢筋混凝土、混凝土和石砌桥涵等的冲击系数冲击系数（1+ μ）是随路径或荷载长度l 的增大而减小的，当l 在表列数值之间时，可用直线内插法求得。
鉴于结构物上的填料能起缓冲和扩散荷载的作用，故对于拱桥、涵洞以及重力式墩台，当填料厚度（包括路面厚度）等于或大于50cm 时，可以不计冲击作用。
（2）汽车荷载的制动力制动力是汽车在桥上刹车时为克服其惯性力而在车轮与路面之间发生的滑动摩擦力（摩擦系数可达0.5以上）。
鉴于一行汽车不可能全部同时刹车，制动力就并不等于摩擦系数乘桥上全部车辆荷载。
《桥规》规定：对于1-2车道，制动力按布置在荷载长度内的一行汽车车队总重量的10%计算，但不得小于一辆重车重量的30%；对于4车道的桥梁，制动力按上述规定数值增加一倍。
制动力的方向是行车方向，其着力点在桥面以上1.2m 处。
在计算墩台时，可移至支座中心（铰或滚轴中心）或滑动支座、橡胶支座、摆动支座的底板面上；计算刚架桥、拱桥和木桥时，可移至桥面上，但不计因此而产生的力矩。
（3）离心力位于曲线上的桥梁，当曲率半径等于或小于250m 时，须考虑车辆离心力的作用。
离心力等于车辆荷载（不计冲击力）乘以离心力系数C ，即 H=CP C=R 127ν式中：ν——计算车速，以km/h 时计；R ——弯道半径，以m 计。
为了计算方便，车辆荷载P通常就采用均匀分布的等代荷载。
多车道桥的等代荷载亦按规定折减。
离心力的着力点在桥面以上1.2m（为计算简便也可移至桥面上，但不计由此引起的力和矩）。
（4）车辆荷载引起的土侧压力车辆荷载在桥台或挡土墙后填土的破坏棱体上引起的土侧压力，可按换算的等代的均布层厚度来计算。
有关桥台的计算宽度或挡土墙的计算长度可按《桥规》的相应规定来确定。
·人群荷载设有人行道的桥梁，在以汽车荷载计算内力时，应同时考虑人行道上人群荷载所产生的内力。
一般公路桥梁的人群荷载规定为300kg/m2(3000N/m2)；城市郊区行人密集地区一般为350kg/m2(3500N/m2)。