五大类型桥梁

五大类型桥梁 关键字：受力，适用范围，未来发展趋势 桥梁分类：梁式桥、拱式桥、刚架桥、悬索桥、组合体系桥 （斜拉桥）五种基本类型。 梁氏桥：用梁或桁架梁作主要承重结构的桥梁。 其上部结构在铅垂向 荷载作用下，支点只产生竖向反力。梁式桥为桥梁的基本体系之一。 制造和架设均甚方便，使用广泛，在桥梁建筑中占有很大比例。 受力及适用范围： 梁桥又可分为简支梁桥、 连续梁桥和悬臂梁桥， 固端梁。 ①简支梁桥：主梁简支在墩台上,各孔独立工作,不受墩台变位影 响。实腹式主梁构造简单， 设计简便，施工时可用自行式架桥机或联 合架桥机将一片主梁一次架设成功。但简支梁桥各孔不相连续，车辆 在通过断缝时将产生跳跃，影响车速的提高。因此，目前趋向于把主 梁做成为简支，而把桥面做成连续的形式。简支梁桥随着跨径增大， 主梁内力将急剧增大，用料便相应增多，因而大跨径桥一般不用简支 梁。 ②连续梁桥：主梁是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。连续梁桥通常是 将 3～5 孔做成一联，在一联内没有桥面接缝，行车较为顺适。连续 梁桥施工时， 可以先将主梁逐孔架设成简支梁然后互相连接成为连续 梁。 或者从墩台上逐段悬伸加长最后连接成为连续梁。 近一、 二十年， 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。因此， 连续梁一般用于地基条件较好、跨径较大的桥梁 上。1966 年建成的美国亚斯托利亚桥，是目前跨径最大的钢桁架连 续梁桥，它的跨径为 376 米。 ③悬臂梁桥：又称伸臂梁桥。是将简支梁向一端或两端悬伸出短 臂的桥梁。这种桥式有单悬臂梁桥或双悬臂梁桥。 悬臂梁桥往往在短 臂上搁置简支的挂梁，相互衔接构成多跨悬臂梁。有短臂和挂梁的桥 孔称为悬臂孔或挂孔，支持短臂的桥孔称为锚固孔。悬臂梁桥的每个 挂孔两端为桥面接缝，悬臂端的挠度也较大，行车条件并不比简支梁 桥有所改善。悬臂梁一片主梁的长度较同跨简支梁为长， 施工安装上 相应要困难些。 目前对预应力混凝土悬臂梁桥多采用悬臂拼装或悬臂 浇筑的方法施工。为适应悬臂施工法的发展，保证主梁的内力状态和 施工时一样，出现一种没有锚固孔，并把悬伸的短臂和墩身直接固结 在立面上，形成预应力混凝土 T 形刚架桥，这种桥在 20 世纪 50 年 代后发展起来。 未来发展趋势：现在，有人正准备设计300m 左右跨径的预应力 混凝土连续钢构，在我看来，若能采用轻质高强混凝土材料，其跨径 有望达 300m 左右。由于连续钢构跨径加大，自重随着加大，恒载 比例已高达 90％以上，故片面增大跨径，已无实际意义。此时应考 虑选择斜拉桥或别的桥型。 拱式桥：拱的受力特点，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。 适用范围：视材料而定。跨径从几十米到三百多米都有，目前我 国最大跨径钢筋砼拱桥为 170 米。 未来发展： 钢架桥： 受力是一种桥跨结构和吨台结构整体相连的桥梁，支柱与主梁共 同受力，受力特点为支柱与主梁刚性连接，在主梁端部产生负弯矩， 减少了跨中截面正弯矩，而支座不仅提供竖向力还承受弯矩。 适用范围：适宜于中小跨度，常用于需要较大的桥下净空和建筑 高度受到限制的情况，如立交桥、高架桥等。 斜拉桥：梁、索、塔为主要承重构件，利用索塔上伸出的若干斜 拉索在梁跨内增加了弹性支承， 减小了梁内弯矩而增大了跨径。 受力 特点为外荷载从梁传递到索，再到索塔。主要材料为预应力钢索、混 凝土、钢材。 适用范围：适宜于中等或大型桥梁。 未来发展：桥跨向特大跨度发展（1000 米以上）发展，提高斜 拉桥的跨越能力。 结构形式更为美观， 表示为桥塔独特异形， 桥面加桥梁更为轻巧。 桥梁的建造对当地环境产生积极地影响， 表现为不破坏当地环境和植 被条件。 悬索桥：自锚式悬索桥的上部结构包括：主梁、主缆、吊杆、主 塔四部分。传力路径为：桥面重量、车辆荷载等竖向荷载通过吊杆传 至主缆承受，主缆承受拉力，而 主缆锚固在梁端，将水平力传递给主梁。由于悬索桥水平力的大 小与主缆的矢跨比有关， 所以可以通过矢跨比的调整来调节主梁内水 平力的大小，一般来讲，跨度较大时，可以适当增加其矢跨比，以减 小主梁内的压力，跨度较小时，可以适当减小其矢跨比，使混凝土主 梁内的预压力适当提高。由于主缆在塔顶锚固，为了尽量减少主塔承 受的水平力， 必须保证边跨主缆内的水平力与中跨主缆产生的水平力 基本相等，这可以通过合理的跨径比来调节， 也可以通过改变主缆的 线形来调节。 另外，自锚式悬索桥中的恒载由主缆来承受，而活载还需要由主 梁来承受，所以主梁必须有一定的抗弯刚度， 主梁的形式以采用具有 一定抗弯刚度的箱形断面较为合适。 适用范围：自锚式 200~400，无通航要求； 地锚式 1500+地质条件好(或基础可做处理) 未来发展：悬索桥向更长，更大，更柔的方向发展。 新材料的开发和应用。 设计阶段采用计算机辅助。 更加重视桥梁美学和环境。 土木二班 刘航瑞 2015110165