桥梁结构分类

浅析桥梁结构的分类

【摘要】

随着经济的发展，综合国力的增强，中国的桥梁工程也在飞速发展，现如今各式各样的桥梁不计其数，本文主要针对桥梁的结构对桥梁进行了分类，分别阐述了其优缺点。

【关键词】桥梁结构荷载预应力

桥梁指的是为道路跨越天然或人工障碍物而修建的建筑物。一般讲由五大部件和五小部件组成,五大部件是指桥梁承受汽车或其他车辆运输荷载的桥跨上部结构与下部结构,是桥梁结构安全的保证.包括(1)桥跨结构(或称桥孔结构.上部结构)、(2)支座系统、(3)桥墩、(4)桥台、(5)墩台基础。五小部件是指直接与桥梁服务功能有关的部件,过去称为桥面构造：包括(1)桥面铺装、(2)防排水系统、(3)栏杆、(4)伸缩缝、(5)灯光照明。

中国山川众多、江河纵横，是个桥梁大国，在古代无论是建桥技术，还是桥梁数量都处于世界领先地位。千百年来，桥梁早已成为人们社会生活中不可缺少的组成部分。但由于我国幅员辽阔，从南到北，从东到西，在地理气候、文化习俗以及社会生产力发展水平上，都存在较大的差异。下面我们就桥梁的结构对其进行分类：桥梁按照结构可分为：梁式、拱式、斜拉桥和悬索桥。下面我们针对其结构进行分析：

一、梁桥

梁桥是以受弯为主的主梁作为承重构件的桥梁。按照主梁的静力体系，分为简支梁桥、连续梁桥和悬臂梁桥。下面主要分析连续梁桥的结构：连续梁桥上部结构由连续跨过三个以上支座的桥梁，是中等跨径桥梁中常用的一种桥梁结构，预应力混凝土连续梁桥是其主要结构形式，它具有接缝少、刚度好、行车平顺舒适等优点，在30-120m跨度内常是桥型方案比选的优胜者。而横张预应力混凝土技术在t型梁、箱型梁、空心板桥三座常规跨径简支梁桥中的应用，取得了明显的技术经济效益。主梁连续支承在几个桥墩上，在荷载作用时，主梁的不同截面上有的有正弯矩，有的有负弯矩，而弯矩的绝对值均较同跨径桥的简支梁小。这样，可节省主梁材料用量。尤其在架设预应力混凝土连续梁时，成功地采用了顶推法施工，即在桥梁一端（或两端）路堤上逐段连续制作梁体逐段顶向桥孔，使施工较为方便。连续梁桥主梁内有正弯矩和负弯矩，构造比较复杂。此外，连续梁桥的主梁是超静定结构，墩台的不均匀沉降会引起梁体各孔内力发生变化。在较大跨径时较简支梁经济，且桥墩宽度小，节省材料，接缝少，行车平顺。但连续梁为超静定结构，适用于地质良好的桥位处。为拓宽横张预应力技术的应用范围，将其应用到更大跨度的连续梁桥中就显得尤为必要了。

其优点在于：采用钢筋砼建造的梁桥能就地取材、工业化施工、耐久性好、适应性强、整体性好且美观；这种桥型在设计理论及施工技术上都发展得比较成熟。

缺点：结构本身的自重大，约占全部设计荷载的30%至60%，且跨度越大其自重所占的比值更显著增大，大大限制了其跨越能力。

二、拱式桥

拱桥由拱上建筑、拱圈和墩台组成。在竖直荷载作用下，作为承重结构的拱肋主要承受压力，拱桥的支座既要承受竖向力，又要承受水平力，因此拱式桥对基础与地基的要求比梁式桥要高。

采用圆弧拱形式，改变了中国大石桥多为半圆形拱的传统。赵州桥的主孔净跨度为37.02米，而拱高只有7.25米，拱高和跨度之比为1：5左右，这样就实现了低桥面和大跨度的双重目的，桥面过渡平稳，车辆行人非常方便，而且还具有用料省、施工方便等优点。当然圆弧形拱对两端桥基的推力相应增大，需要对桥基的施工提出更高的要求。采用敝肩是李春对拱肩进行的重大改进，把以往桥梁建筑中采用的实肩拱改为敝肩拱，即在大拱两端各设两个小拱，靠近大拱脚的小拱净跨，另2.8米。这种大拱加小拱的敝肩拱具有优异的技术性能。

其优点在于：跨越能力较大；与钢桥及钢筋砼梁桥相比，可以节省大量钢材和水泥；能耐久，且养护、维修费用少；外型美观；构造较简单，有利于广泛采用。

缺点：由于它是一种推力结构，对地基要求较高；对多孔连续拱桥，为防止一孔破坏而影响全桥，要采取特殊措施或设置单向推力墩以承受不平衡的推力，增加了工程造价；在平原区修拱桥，由

于建筑高度较大，使两头的接线工程和桥面纵坡量增大，对行车极为不利。

三、斜拉桥

斜拉桥是梁、塔和索三个基本承载构件所组成的组合体系桥梁。由桥塔引出的斜拉索作为桥跨的多点弹性支承，使主梁受力类似于连续桥梁，从而大大降低了主梁截面弯矩，有效提高了主梁的跨越能力。斜拉索的存在使得斜拉桥成为高次超静定结构，拉索承受巨大的拉力，将主梁荷载传至主塔，使主塔受到很大的压力；主梁一方面承受斜拉索提供的竖向支承反力，另一方面还受到斜拉索水平分力产生的轴向压力；所以斜拉索索力的大小对整个结构的影响很大，而且最终索力是通过在施工过程中进行的优先次张拉后确定的。因此，斜拉索索力成为影响斜拉桥受力的一个重要因素。

以组合梁拉桥为例，组合梁及钢斜拉桥系桥跨结构由钢结合梁与斜向拉索组成的斜拉桥.钢结合梁由钢梁与钢筋混凝土桥面板组合而成,较预应力混凝土轻,建筑高度小,跨越能力大,施工速度快.

其优点在于：梁体尺寸较小，使桥梁的跨越能力增大；受桥下净空和桥面标高的限制小；抗风稳定性优于悬索桥，且不需要集中锚锭构造；便于无支架施工。

缺点：由于是多次超静定结构，计算复杂；索与梁或塔的连接构造比较复杂；施工中高空作业较多，且技术要求严格。

四、悬索桥

悬索桥又称吊桥是以悬索为主要承重结构,与桥塔、吊杆、锚锭和桥面结构组成的缆索承重桥.悬索承受拉力,现在主要由高强钢丝制成.是目前跨越能力最大的桥梁.现代悬索桥一般由桥塔、主缆索、锚碇、吊索、加劲梁及索鞍等主要部分组成。

（1）桥塔。桥塔是悬索桥最重要的构件。大跨度悬索桥的桥塔主要采用钢结构和钢筋混凝土结构。其结构形式可分为桁架式、刚架式和混合式三种。

（2）锚碇。锚碇是主缆索的锚固构造。主缆索中的拉力通过锚碇传至基础。

（3）主缆索。主缆索是悬索桥的主要承重构件，可采用钢丝绳钢缆或平行丝束钢缆，大跨度吊桥的主缆索多采用后者。

（4）吊索。吊索也称吊杆，是将加劲梁等恒载和桥面活载传递到主缆索的主要构件。吊索可布置成垂直形式的直吊索或倾斜形式的斜吊索，其上端通过索夹与主缆索相连，下端与加劲梁连接。吊索与主缆索连结有两种方式：鞍挂式和销接式。吊索与加劲梁联结也有两种方式：锚固式和销接固定式。

(5)加劲梁。加劲梁是承受风载和其他横向水平力的主要构件。大跨度悬索桥的加劲梁均为钢结构，通常采用桁架梁和箱形梁。

(6)索鞍。索鞍是支承主缆的重要构件。索鞍可分为塔顶索鞍和锚固索鞍。悬索桥中最大的力是悬索中的张力和塔架中的压力。由于塔架基本上不受侧向的力，它的结构可以做得相当纤细，此外悬