桥梁的组成和分类

第一章桥梁得组成与分类一．桥梁得基本组成部分一般桥梁由以下几个部分组成：桥跨结构就是在线路中断时跨越障碍得主要承载结构。

桥墩与桥台就是支承桥跨结构并将恒载与车辆等活载传至地基得建筑物。

通常设置在桥两端得称为桥台，桥台与路堤相街接，以抵御路堤土压力，防止堤填土得滑坡与坍落。

单孔桥没有中间桥墩。

基础就是桥墩与桥台中使全部荷载传至地基得底部奠基部分。

就是确保桥梁能安全使用得关键。

上部结构就是指桥梁得桥跨结构。

下部结构就是指桥梁得桥墩或桥台。

支座就是桥梁在桥跨结构与桥墩或桥台得支承处所设置得传力装置。

锥形护坡就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得稳定。

低水位就是指在枯水季节如丘而止最低水位。

高水位就是指在洪峰河流中最高水位。

设计洪水位就是指桥梁设计中按规定得设计洪水频率计算所得得高水位。

净跨径对于梁式桥就是设计洪水位上相邻两桥墩（或桥台）之间得净距，对于拱式桥就是每孔拱跨两个拱脚截面最低点之间得水平距离。

总跨径就是多孔桥梁中各孔净跨径得总与，也称桥梁孔径，它反映了桥下宣泄洪水得能力。

计算跨径对于具有支座得桥梁，就是指桥跨结构相邻两个支座中心之间得距离，对于拱式桥，就是两相邻拱脚截面形心点之间水平距离。

国为拱圈（或拱肋）各载面形心点得连线称为拱轴线。

桥梁全长简称桥长，就是桥梁两端两个桥台得侧墙或八字墙后端点之间得距离，对于无桥台得桥梁为桥面系行车道得全长。

在一条线路中，桥梁与涵洞总长得比重反映它们在整段线路建设中得重要程度。

桥梁高度简称桥高，就是指桥面与低水位之间得高差，桥高在某种程度上反映了桥梁施工得难易性。

桥下净空高度就是设计洪水位或计算通航水位至桥跨结构最下缘之间得距离，不小于对该河流通航所规定得净空高度。

建筑高度就是桥上行车路面（或轨顶）标高至桥跨结构最下缘之间得距离，它不仅与桥梁结构得体系与路径得大小有关，而且还随行车部分在桥上布置得高度位置而异。

公路（或铁路）定线中所确定得桥面（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。

净矢高就是从拱顶截面下缘至相邻拱脚截面下缘最低点之连线得垂直距离。

计算矢高就是从拱顶截面形心至相邻两拱脚截面形之连线得垂直距离。

矢跨比就是拱桥中拱圈（或拱肋）得计算矢高与计算跨径之比，也称拱矢度，它就是反映拱桥受力特性得一个重要指标。

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，它就是指两相邻桥墩中线之间得距离，或墩中线至桥台台背前缘之间得距离；对于拱桥，则就是指净跨径。

涵洞就是用来宣汇路堤下水流得构造物。

为了区别于桥梁《公路工程技术标准》中规定，凡就是多孔路径得全长不到8m与单孔跨径不到5 m得泄水结物，均称为涵洞。

二、桥梁得主要类型（一）桥梁得基本体系结构工程上得受力构件，总离不开拉、压与弯三种基本受力方式。

由基本构件所组成得各种结构物，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得种组合。

1.梁式桥梁式桥就是一种在竖向荷载作用下无水平反力得结构。

由于外力（恒载与活载）得作用方向与承重结构得轴线接近垂直，故与同样跨径得其她结构体系相比，梁内产生得弯矩最大，通常需用抗弯能力强得材料来建造。

目前在公路上应用最广得就是预制装配式得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，为了达到经济省料得目得，可根据地质条件等修建悬臂式或连续式得梁桥。

对于很大得跨径，以及对于承受很大荷载得特大桥梁可建造钢桥或高强度材料得预应力混凝土梁桥。

2.拱式桥拱式桥得主要承重结构就是拱圈或拱肋。

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，与同跨径得梁相比，拱弯矩与弯形要小得多。

鉴于拱桥得承重结构以受压为主，通常就可用抗压能力科学家得圬工材料（如砖、石、混凝土）与钢筋混凝土等来建造。

拱桥得跨起能力很大。

3.刚架桥刚架桥得主要承重结构就是梁或板与立柱或竖墙整体结合在一起得刚架结构，梁与柱得连接处具有很大得刚性。

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，对于同样得跨径，在相同得荷载作用下，刚架桥得跨中正弯矩要比一般梁桥得小。

4.吊桥传统吊桥均用悬挂在两塔架上得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得拉力，通常就需要在两岸桥台得后方修筑非常巨大得锚碇结构。

吊桥也就是具有水平反力（拉力）得结构。

吊桥得自重小，结构刚度差，在车辆动荷载作用下有较大得变形与振动。

5.组合体系桥根据受力特点，由几个不同体系得结构组合而成得桥梁称为组合体系桥。

组合体系桥得种类很多，但究其实质不外乎利用梁、拱、吊三者得不同组合，上吊下撑以形成新得结构。

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）桥梁得其她分类简述除了上述按受力特点分成不同得结构体系外，人们还习惯地按桥梁得用途、大小规模与建桥材料等其她方面来进行分类：（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）及其她专用桥梁（如通过管路、电缆等）。

（2）按桥梁全长与跨径得不同，分为特殊大桥、大桥、中桥与小桥。

《公路工程技术标准》规定得大、中、小桥划分标准如表：（3）按主要承重结构所用得材料划分，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、钢桥与木桥等。

在我国公路上广泛应用得就是钢筋混凝土桥、预应力混凝土桥与圬工桥。

（4）按跨越障碍得性质可分为跨河桥、跨线桥（立体交驻）、高架桥与栈桥。

高架桥一般指跨越深沟峡谷以代替高路堤得桥梁。

（5）按上部结构得行车道位置，分为上承式桥、下承式桥与中承式桥。

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得称为下承为下承式桥。

桥面布置在桥跨结构高度中间得称为中承式桥。

上承式桥得构造简单，施工方便，而且其主梁或拱肋等得间距可按需要调整，以求得经济合理得布置。

一般来说，上承式桥梁得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、感觉舒适也就是其重要优点。

所以，公路桥梁一般尽可能采用上承式桥。

上承式桥得不足之处就是桥梁得建筑高度较大。

在建筑高度受严桥限制得情况下，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得限制，不容许过分抬高桥面标高时，也可修建下承式桥。

按特殊得使用条件分有开合桥、浮桥、漫水桥等。

三、桥梁得设计荷载（一）规范中有关设计荷载得规定根据使用任务，桥梁结构除了承受本身自重与各种附加恒载成气侯，主要就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与人群荷载。

通常可以将作用在公路桥梁上得各种荷载与外力归纳成三类：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，它就是在设计使用期内，其作用位置与大小、方向不随时间变化，或其变化与平均值相比可忽略不计得荷载。

永久荷载包括结构物自重、桥面铺装、及附属设备得重量、作用于结构上得土重及土侧压力、基础变位得影响力、水浮力、长期作用于结构上得人工预施力以及混凝土收缩与徐变得影响力。

结构物得自重与桥面铺装得重量，可按实际体积乘以材料得容重计算。

公路桥结构物得自重往往占全部设计荷载得大部分，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，其作用位置与大小、方向随时间变化，且其变化与平均值相比不可忽略得荷载。

按其对桥涵结构得影响程度，又分为基本可变荷载（亦称活载）与其她可变荷载。

桥梁设计中考虑得基本可变荷载有汽车、平板挂车与履带车得车辆荷载与人群荷载。

同时，对于汽车荷载应计及其冲击力与离心力。

对于所有车辆荷载尚应计算其所引起得土侧压力。

规范中规定得其她可变荷载包括：汽车制动力、支座摩阻力、温度影响力、风力、流水压力与冰压力等。

·车辆荷载得影响力车辆荷得影响力包括汽车荷载得冲击力、离心力、车辆荷载引起得土侧压力（以上属基本可变荷载）与汽车制动（属其她可变苛载）。

（1）、汽车荷载得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）对桥梁结构所引起得应力与变形，要比同样大小得静荷载所引起得大。

冲击作用就是根据在现成桥梁上所做得振动试验结果分析整理出来得，在设计中可按不同结构种类选用相应得冲击系数。

下表就是钢筋混凝土、混凝土与石砌桥涵等得冲击系数冲击系数（1+ μ）就是随路径或荷载长度l得增大而减小得，当l 在表列数值之间时，可用直线内插法求得。

鉴于结构物上得填料能起缓冲与扩散荷载得作用，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）汽车荷载得制动力制动力就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得滑动摩擦力（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得一行汽车车队总重量得10%计算，但不得小于一辆重车重量得30%；对于4车道得桥梁，制动力按上述规定数值增加一倍。

制动力得方向就是行车方向，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、摆动支座得底板面上；计算刚架桥、拱桥与木桥时，可移至桥面上，但不计因此而产生得力矩。

（3）离心力位于曲线上得桥梁，当曲率半径等于或小于250m 时，须考虑车辆离心力得作用。

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得等代荷载。

多车道桥得等代荷载亦按规定折减。

离心力得着力点在桥面以上1、2m （为计算简便也可移至桥面上，但不计由此引起得力与矩）。

（4）车辆荷载引起得土侧压力车辆荷载在桥台或挡土墙后填土得破坏棱体上引起得土侧压力，可按换算得等代得均布层厚度来计算。

有关桥台得计算宽度或挡土墙得计算长度可按《桥规》得相应规定来确定。

·人群荷载设有人行道得桥梁，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得内力。

一般公路桥梁得人群荷载规定为300kg/m2(3000N/m2)；城市郊区行人密集地区一般为350kg/m2(3500N/m2)。