桥梁简介

桥梁简介
·梁式桥
梁式桥（beam bridge, girder bridge）以受弯为主的主梁作为主要承重构件的桥梁。

主梁可以是实腹梁或者是桁架梁（空腹梁）。

实腹梁外形简单，制作、安装、维修都较方便，因此广泛用于中、小跨径桥梁。

但实腹梁在材料利用上不够经济。

桁架梁中组成桁架的各杆件基本只承受轴向力，可以较好地利用杆件材料强度，但桁架梁的构造复杂、制造费工，多用于较大跨径桥梁。

桁架梁一般用钢材制作，也可用预应力混凝土或钢筋混凝土制作，但用的较少。

过去也曾用木材制作桁架梁，因耐久性差，现很少使用。

实腹梁主要用钢筋混凝土、预应力混凝土制作，也可以用钢材做成钢钣梁或钢箱梁。

实腹梁桥的最早形式是用原木做成的木梁桥和用石材做成的石板桥。

由于天然材料本身的尺寸、性能、资源等原因，木桥现在已基本上不采用，石板桥也只用作小跨人行桥。

世界最大跨径V撑梁式
桥——广州黄洲大桥。

主跨
160米、全球最长黄洲大桥系
统工程主要由黄洲大桥、黄埔
涌大桥和双向6车道道路组
成，静态总投资为5.2亿元人
民币，全长4500米、宽60米。

其中作为主要控制工程的黄洲大桥全长1380米，桥面净宽30米，为上下分离式双幅桥。

黄洲大桥主桥采用预应力混凝土V撑钢体结构——连续梁组合结构，引道长175米，引桥穆斯林635米，主桥长570米。

此桥远远长于同类桥梁中主跨径为80米左右的长度，是目前世界上V撑梁式桥中主跨径最长的桥梁。

·拱式桥
拱式桥（arch bridge）用拱作为桥身主要承重结构的桥。

拱桥主要承受压力，故可用砖，石，混凝土等抗压性能良好的材料建造。

大跨度拱桥则可用钢筋混凝土或钢材建造，可承受发生的力矩。

拱是一种有推力的结构，它的主要内力是轴向压力。

拱在同样荷载作用下，拱脚支座产生水平反力（也叫推力）。

它起着抵消荷载引起的弯曲作用，从而减少了拱杆的弯矩峰值。

按结构组成和支承方式，拱可分为三铰拱、两铰拱和无铰拱三种。

三铰拱为静定结构，两铰拱和无铰拱为超静定结构，工程中较多采用
后两种形式。

万县长江大桥是国家主干线上
海至成都公路在重庆万州跨越长江
的一座特大型公路桥梁。

大桥主孔
跨径420米，全长856米，桥面全
宽24米，桥高147米(枯水位以上)。

主拱轴线为悬链线，矢跨比1/5，拱轴系数1.6。

拱圈为单箱三室截面，箱高7米，宽16米，拱箱标准段顶、底板各厚0.4米，腹板厚0.3米，拱脚段顶、底板各厚0.8米，腹板厚0.6米。

拱上及引桥为同一孔跨贯通布置，共27孔30.668米预应力混凝土T梁，桥面连续。

拱圈采用钢管混凝土劲性骨架外包
C60级高强混凝土复
合结构。

其中钢管混凝
土劲性骨架先期是施工构架，在拱圈形成后它就成为拱圈内的劲性钢筋。

大桥于1994年5月开工建设，1997年5月竣工通车，是当时世界上跨径和规模最大的钢筋混凝土拱桥。

·刚构桥
刚构桥（rigid frame bridge），主要承重结构采用刚构的桥梁。

梁和腿或墩（台）身构成刚性连接。

结构形式可分为门式刚构桥、斜腿刚构桥、T形刚构桥和连续刚构桥。

a.门式刚构桥
其腿和梁垂直相交呈门形构造，可分为单跨门构、双悬臂单跨门构、多跨门构和三跨两腿门桥。

前三种跨越能力不大，适用于跨线桥，要求地质条件良好，可用钢和钢筋混凝土结构建造。

三跨两腿门构桥，在两端设有桥台，采用预应力混凝土结构建造时，跨越能力可达200多米。

b.斜腿刚构桥
桥墩为斜向支撑的刚构桥，腿和梁所受的弯矩比同跨径的门式刚
构桥显著减小，而轴向压力有所增加；同上承式拱桥相比不需设拱上建筑，使构造简化。

桥型美观、宏伟，跨越能力较大，适用于峡谷桥和高等级公路的跨线桥，多采用钢和预应力混凝土结构建造。

如安康汉江桥（铁路桥），腿趾间距176米，1982年建成。

c.T型刚构桥
是在简支预应力桥和大跨钢筋土箱梁桥的基础上，在悬臂施工的影响下产生的。

其上部结构可为箱梁、桁架或桁拱，与墩固结形成整体，桥型美观、宏伟、轻型，适用于大跨悬臂平衡施工，可无支架跨越深水急流，避免下部施工困难或中断航运，也不需要体系转换，施工简便。

T型刚构可分为带挂梁结构的T型刚构桥和带剪力铰结构的T型钢构桥。

d.连续刚构桥
分主跨为连续梁的多跨刚构桥和多跨连续刚构桥，均采用预应力混凝土结构，有两个以上主墩采用墩梁固结，具有T形刚构桥的优点。

但与同类桥（如连续梁桥、T形刚构桥）相比：多跨刚构桥保持了上部构造连续梁的属性，跨越能力大，施工难度小，行车舒顺，养护简便，造价较低，如广东洛溪桥。

多跨连续刚构桥则在主跨跨中设铰接，两侧跨径为连续体系，可利用边跨连续梁的重量使T构做成不等长悬臂，以加大主跨的跨径。

最高的刚构桥世界最高的连续刚构桥是位于云南省元墨高速公路上的“红河大桥”,此桥长801米，宽20余米，桥的最大跨径265米（是中国第三大跨径桥），桥面距江面高度163米，是迄今同类同型桥梁中的世界第一
高桥。

·悬索桥
悬索桥，又名吊桥（suspension bridge）指的是以通过索塔悬挂并锚固于两岸（或桥两端）的缆索（或钢链）作为上部结构主要承重构件的桥梁。

其缆索几何形状由力的平衡条件决定，一般接近抛物线。

从缆索垂下许多吊杆，把桥面吊住，在桥面和吊杆之间常设置加劲梁，同缆索形成组合体系，以减小活载所引起的挠度变形。

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，此外悬索对塔架还有一定的稳定作用。

假如在计算时忽视悬索的重量的话，那么悬索形成一个双曲线。

这样计算悬索桥的过程就变得非常简单了。

老的悬索桥的悬索一般是铁链或联在一起的铁棍。

现代的悬索一般是多股的高强钢丝。

日本明石海峡大桥，位于本州岛与四国之间，主跨1991米（960+1991+960），全长3910米，为三跨二铰加劲桁梁式吊桥，钢桥283米，高出333米桥宽35.5米，双向六车道，加劲梁14米，抗震强度按1/150的频率，承受8.5级强烈地震和抗150年一遇的80m/s 的暴风设计，为目前世界上跨度最大的悬索桥。

也是世界上最长的双层桥,是联结内陆工
业中的重要纽带.它
跨越日本本州岛—
四国岛之间的明石
海峡，最终实现了日
本人一直想修建一
系列桥梁把4个大岛
连在一起的愿望，创造了本世纪世界建桥史的新纪录。

总投资约40亿美元。

·斜拉桥
斜拉桥又称斜张桥，是将主梁用许多拉索直接拉在桥塔上的一种桥梁，是由承压的塔、受拉的索和承弯的梁体组合起来的一种结构体系。

其可看作是拉索代替支墩的多跨弹性支承连续梁。

其可使梁体内弯矩减小，降低建筑高度，减轻了结构重量，节省了材料。

斜拉桥由索塔、主梁、斜拉索组成。

桥承受的主要荷载并非它上面的汽车或者火车，而是其自重，主要是主梁。

以一个索塔为例，索塔的两侧是对称的斜拉索，通过斜拉索将索塔主梁连接在一起。

假设索塔两侧只有两根斜拉索，左右对称各一条，这两根斜拉索受到主梁的重力作用，对索塔产生两个对称的沿着斜拉索方向的拉力，根据受力分析，左边的力可以分解为水平向向左的一个力和竖直向下的一个力；同样的右边的力可以分解为水平向右的一个力和竖直向下的一个力；由于这两个力是对称的，所以水
平向左和水平向右的两个力互相抵
消了，最终主梁的重力成为对索塔
的竖直向下的两个力，这样，力又传
给索塔下面的桥墩了。

“俄罗斯岛大桥”是2012年俄
罗斯新建成的跨海大桥，它中央跨度达1104米，总长度为3.1公里，系世界上最长的斜拉桥。

俄罗斯岛大桥工程始于2008年9月。

建造期间创下了数项世界纪录：主桥墩高320米，最长钢缆牵索达580米。

桥梁跨度总长1100米。

联邦预算建设资金投入达339亿卢布（约11亿美元）。

俄罗斯岛大桥将俄罗斯远东城市符拉迪沃斯托克的大陆部分与俄罗斯岛连接起来，可以确保交通一年四季畅通无阻。

该桥在符拉迪沃斯托克建立152周年之际开通。

大桥的悬索和梁系统进行同步安装。

共计130根悬索，最长悬索达483米。

主桥板的悬臂部分长度为852米，比桥梁总长（1104米）的75%还有略长。

超过18000吨的钢结构安装到位加固桥梁。

·组合体系桥
组合体系桥主要承重构件采用两种独立结构体系组合而成的桥梁。

如拱和梁的组合、梁和桁架的组合、悬索和梁的组合等。

组合体
系可以是静定结构，也可以是超静定结构。

可以是无推力结构，也可以是有推力结构。

结构构件可以用同一种材料，也可以用不同的材料制成。

常用的结构形式有：
①拱、梁组合体系桥。

均为简单的拱梁组合体系有：单跨无
推力结构，如系杆拱（即刚性拱和柔性拉杆的组合）、刚梁柔拱（又称郎格尔梁，为奥地利郎格尔所创始）、刚梁刚拱（又称洛泽梁，为德国H.洛泽所创始）；较复杂的拱、梁组合体系为多跨布置的无推力或有推力的结构体系。

如台湾关渡桥，为5孔连续中承式拱梁组合体系公路桥，主跨165米，1983 年建成。

②梁、桁架组合体系。

桥面荷载直接作用在弦杆上，弦杆如同一个桁架节间长的实腹梁。

在早年修建的上承式钢桁架桥中，早期采用系杆拱的形式，其桥面荷载直接作用在上弦杆上，拱、梁组合体系以钢结构较多，使上弦杆如同一个桁架节间长的实腹梁.此即梁和桁架组合的雏型。

苏联在1948年曾建成一座跨度66米的下承式梁和桁架组合体系的铁路桥，为全焊结构。

拱、梁间吊杆采用的斜向交叉形式，后又照此桥型试编了标准设计，跨度为44、55、66、88和110米等5种。

③索、梁组合体系。

如有加劲梁的悬索桥（如布鲁克林桥）和斜拉桥（如南浦大桥、杨浦大桥）均属此类。