3-2桥梁的基本组成和分类

第3-2章桥梁的基本组成和分类

道路路线遇到江河湖泊、山谷深沟以及其他线路(铁路或公路)等障碍时，为了保持道路的连续性，就需要建造桥梁来跨越障碍。

§2-1 桥梁的基本组成部分

一、桥梁的基本组成

图3-2-1表示一座公路桥梁的概貌。从图中可见，桥梁一般由以下几部分组成：

1．桥跨结构

桥跨结构是在线路中断时跨越障碍的主要承重结构。当需要跨越幅度比较大，并且除恒载外要求安全地承受很大车辆荷载的情况下，桥跨结构的构造就比较复杂，施工也相当困难。

2．桥墩和桥台

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，它除了上述作用外，还与路堤相衔接，以抵御路堤土压力，防止路堤填土的滑坡和坍落。单孔桥没有中间桥墩。桥墩和桥台中使全部荷载传至地基的底部奠基部分，通常称为基础。它是确保桥梁能安全使用的关键。由于基础往往深埋于土层之中，并且需在水下施工，故也是桥梁建筑中比较困难的一个部分。

注：通常人们还习惯地称桥跨结构为桥梁上部结构，称桥墩或桥台(包括基础)为桥梁的下部结构。

3．支座

一座桥梁中在桥跨结构与桥墩或桥台的支承处所设置的传力装置，称为支座。起作用不仅要传递很大的荷载，并且要保证桥跨结构能产生一定的变位。

4．锥形护坡

在路堤与桥台衔接处，一般还在桥台两侧设置石砌的锥形护坡，以保证迎水部分路堤边坡的稳定。

5．附属工程

在桥梁建筑工程中，除了上述基本结构外，根据需要还常常修筑护岸、导流结构物等附属工程。

二、桥梁工程的主要尺寸和术语名称

1．低水位、高水位与设计洪水位

河流中的水位是变动的。

（1）低水位

在枯水季节的最低水位称为低水位。

（2）高水位

洪峰季节河流中的最高水位称为高水位。

（3）设计洪水位

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。

2．净跨径、总跨径和计算跨径

（1）净跨径

①净跨径对于梁式桥是设计洪水位上相邻两个桥墩(或桥台)之间的净距(图3-2-1)；

②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(图3-2-2)。

（2）总跨径

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。

（3）计算跨径

①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。

②计算跨径对于拱式桥，是两相邻拱脚截面形心点之间的水平距离。

注：桥跨结构的力学计算是以为基准的。

3．桥梁全长

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。

4．桥梁高度、桥下净空高度和建筑高度

（1）桥梁高度

桥梁高度（简称桥高）是指桥面与低水位之间的高差(如图3-2-1中的)或为桥面与桥下线路路面之间的距离。桥高在某种程度上反映了桥梁施工的难易性。

（2）桥下净空高度

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，以日表示，它应保证桥梁能安全排洪，并不得小

于对该河流通航所规定的净空高度。

（3）建筑高度、

建筑高度是桥上行车路面(或轨顶)至桥跨结构最下缘之间的

距离(图3-2-1中的、)。

它不仅与桥跨结构的体系和跨径大小有关，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)高程，对通航净空顶部标高之差，又称为容许建筑高度。

5．净矢高、计算矢高及矢跨比

（1）净矢高

净矢高是从拱顶截面下缘至相邻两拱脚截面下缘最低点之连

线的垂直距离。

（2）计算矢高

计算矢高是从拱顶截面形心至相邻两拱脚截面形心之连线的垂

直距离。

（3）矢跨比/

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。

6．标准跨径

我国《公路工程技术标准》( B01—2003)中规定，对标准设

计或新建桥涵跨径在60m以下时，一般均应尽量采用标准跨径( )。（1）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。

（2）对于拱式桥，则是指净跨径。

§2-2 桥梁的主要类型

目前人们所见到的桥梁，种类繁多。它们都是在长期的生产活动中，通过反复实践和不断总结逐步创造发展起来的。

为了对各种类型的桥梁结构先有个概略的认识，下面加以简要的分析说明。

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、拱式和悬吊式三种基本体系以及它们之间的各种组合。

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(图3-2-3中

的a)和b))。

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(钢、木、钢筋混凝土等)来建造。

1）梁式桥的型式选用

（1）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。

这种梁桥的结构简单，施工方便，对地基承载能力的要求也不高，但其常用跨径在25m以下。

（2）当跨度较大时，需要采用预应力混凝土简支梁桥，但跨度一般也不超过50m。

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，如图3-2-3c)和d)所示。

（3）对于很大跨径，以及对于承受很大荷载的特大桥梁可建造使用高强度材料的预应力混凝土梁桥，也可建造钢桥，如图

3-2-3e)所示。

2）梁式桥的主梁横截面形式

（1）图3-2-4中（a～f)的横截面常用于仅承受正弯矩的简

支梁桥。

实心板梁和矮肋板梁一般用于小跨径(=6.16m)的现浇结构；空心板梁( =12～30m)和T形梁( =20～50m)则多半用于预制装

配式结构。

（2）图3-2-4中（g～k）则常用于需承受正、负弯矩的悬臂式或连续式的梁桥。