各式桥梁.docx

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各式桥梁

　　斜拉桥日文称"斜张桥"，德文称"斜索桥"，英文称"拉索桥（CableStayedBridge）"。

将梁用若干根斜拉索拉在塔在上，便形成斜拉桥。

与多孔梁桥对照起来看，一根斜拉索就是代替一个桥墩的（弹性）支点，从而增大了桥梁的跨度。

斜拉桥这种结构型式古已有之。

但是由于斜拉索中所受的力很难计算和很难控制，所以一直没有得到发展和广泛应用。

直到本世纪中，由于电子计算机的出现，解决了索力计算难的问题，以及调整装置的完善，解决了索力的控制问题，使得斜拉桥成为近50年内发展最快，应用日广的一种桥型。

上海黄浦江杨浦大桥--主跨602米，1993年

横滨港湾桥，主跨460米，1989年

世界上最大的斜拉桥--日本多多罗大桥，主跨890米，1999年

美国曲线斜拉桥

曲梁斜塔斜拉桥

不对称两跨斜拉桥

三面索斜拉桥

·世界最大跨斜拉桥一览表

　　桥面支承在悬索（通常称大揽）上的桥称为悬索桥。

英文为SuspensionBridge，是"悬挂的桥梁"之意，故也有译作"吊桥"的。

"吊桥"的悬挂系统大部分情况下用"索"做成，故译作"悬索桥"，但个别情况下，"索"也有用刚性杆或键杆做成的，故译作"悬索桥"不能涵盖这一类用桥。

和拱肋相反，悬索的截面只承受拉力。

简陋的只供人、畜行走用的悬索桥常把桥面直接铺在悬索上。

通行现代交通工具的悬索桥则不行，为了保持桥面具有一定的平直度，是将桥面用吊索挂在悬索上。

和拱桥不同的是，作为承重结构的拱肋是刚性的，而作为承重结构的悬索则是柔性的。

为了避免在车辆驶过时，桥面随着悬索一起变形，现代悬索桥一般均设有刚性梁（又称加劲梁）。

桥面铺在刚性梁上，刚性梁吊在悬索上。

现代悬索桥的悬索一般均支承在两个塔柱上。

塔顶设有支承悬索的鞍形支座。

承受很大拉力的悬索的端部通过锚碇固定在地基中，个别也有固定在刚性梁的端部者，称为自锚式悬索桥。

江阴长江大桥--主跨1385米，1999年

世界最大跨悬索桥--日本明石海峡大桥，主跨1990米，1998年

香港青马大桥--主跨1377米，1997年

·世界最大跨悬索桥一览表

·桥梁的组成部分与各部分的作用

·上部结构

·下部结构　

一．桥梁的组成部分与各部分的作用

　　一根树干架在两岸就形成了一座最简单的单孔独木桥。

其所承受的重力（竖直的）或外力（竖直的或水平的），叫做荷载。

树干作为梁，起承受重力的作用，在桥梁上的学名就叫做承重结构。

　　如果木头的长度小于两岸的距离，则可在两岸之间设立一至数个木的或砖、石砌筑的支承物，然后在支承物与支承物之间及支承物与河岸之间架设由若干根木梁组成的承重结构，于是便形成了多孔桥。

为了防止河岸在承重结构的压力作用下崩塌，则可紧贴河岸用石块或木排桩做成挡墙，将承重结构支承在挡墙上。

又为了便于通行，可在并排的木梁上铺上小圆木或木板，做成桥面。

此时桥面与承重结构统称桥的上部结构。

两岸之间的支承物称作桥墩；岸边的支承物兼挡墙称作侨台。

桥墩与桥台统称为桥的下部结构。

上部结构是跨越部分，又称跨越结构或桥跨结构；下部结构是支承部分，又称支承结构。

二．上部结构

　　近代桥梁由于所承受的载重和跨度都比较大，结构就比上面说的要复杂一点。

拿上部结构来说，如果承重结构是梁，就叫做主梁，可以用钢（钢板栗、钢箱梁、铜街

梁）、钢筋混凝土（跨度不大时）或预应力混凝土做成。

承重结构如果是拱，就叫做主拱（多于一片拱时拱肋）；如果是悬索，就叫做主索或大缆。

　　上图是一座上承式（桥面在承重结构的上方）铁路钢桁梁组成部分的示意图。

其钢轨铺在枕木上，枕木铺在纵梁上，纵梁支承在横梁上，横梁支承在主梁（行架式承重结构）上。

　　此时钢轨与枕木部分叫做桥面，纵梁与横梁部分叫做桥道结构。

　　桥面设在承重结构上方的叫做上承式桥；桥面设在承重结构下方的叫做下承式桥（在两片（或数片）主梁之间用纵向的及横向的杆件，将两片很薄的主梁联成一个协性较大的空间结构，以抵抗横向的及纵向的力（风力、车辆摇摆力、线路在曲线上时的离心力等）。

这些联结杆件形成一个联结系统，叫做联结系。

于是上部结构便扩充为四个部分，即：

1．桥面；2．桥道结构；3．承重结构及4．联结系。

三．下部结构

　　荷载是通过上部结构的承重结构传递至下部结构的墩台顶面的。

为了使上部结构与下部结构的受力明确（在支点处力的作用位置明确），以便进行精确的力学计算，同时为了上部结构与下部结构之间的连接可靠，必须在上、下部结构之间有一个保证力的作用位置明确并且连接牢固的支点构造，这个支点构造就叫做支座。

对于梁式桥来说，由于荷载和温度的作用，梁都会发生变形。

这种变形在支座处有两种：

一种是梁弯曲时的转动变形；一种是梁伸缩时的移动变形。

既允许梁作伸缩变形又允许梁作转动变形的支座叫活动支座；只允许梁作转动变形而不能作伸缩变形的支座叫固定支座。

每根梁只能有一个固定支座，其余的均为活动支座（见下图）。

活动支座的简图常用〇表示；固定支座的简图常用△表示。

　　桥墩与桥台一般用砖、石砌筑或混凝土灌筑而成，在旱地上有时可用钢做成。

承受墩台底部压力的土壤或岩石叫做地基。

如果地基具有设计需要的足够的承载力，那么就可将墩台身的底面根据地基承载力的大小和墩台稳定的需要适当扩大，直接支承在距地面深度不大的地基上。

这个扩大了的部分就叫做扩大基础或浅基础。

如果地基浅层的承载力不足以承受墩台身传下的压力，则要将基础下降到一定的深度，直到满足承载力的需要为止。

下降的方法一类叫沉井，一类叫沉桩。

沉井与沉桩统称深基础。

深基础与浅基础在受力方面的不同之处在于：

浅基础只靠基础底部面积传递压力；深基础则除了依靠沉井或桩尖的底部面积将压力传递给地基以外，还依靠井壁和极壁与土层间的摩阻力，将一部分荷载传至地基。

所以深基础的承载能力要比浅基础为大。

　　这样一来，桥梁的下部结构通常就由三个部分组成：

1．支座；2.墩台；3．基础。

 在竖直荷载作用下，作为承重结构的拱肋主要承受压力。

拱桥的支座则不但要承受竖直方向的力，还要承受水平方向的力。

因此拱桥对基础与地基的要求比梁桥要高。

下图分别表示上承式拱桥（桥面在拱肋的上方）、中承式拱桥（桥面一部分在拱肋上方，一部分在拱助下方）与下承式拱桥（桥面在拱肋下方）。

仅供人、言行走的拱桥可以把桥面直接铺在拱肋上。

而通行现代交通工具的拱桥，桥面必须保持一定的平直度，不能直接铺在曲线形的拱肋上，因此要通过立柱或吊杆将桥面间接支承在拱肋上。

　　下承式拱桥可做成系杆拱，即在拱脚处用一报称为系杆的纵向水平受拉杆件将两拱脚连接起来。

此时作用于支座上的水平推力就由系杆来承受，支座不再承受水平方向的力。

这样做可以减轻地基承受的荷载，特别是在地质状况不良时。

世界上最大的石拱桥--湖南凤凰乌巢河桥，跨度120米，1990年建成

世界上最大的钢筋混凝土拱桥--重庆万县长江桥，跨度420米，1997年建成

法国克拉雷克桥

九江大桥

日本长炳桥

西班牙巴塞罗那的一座桥

双曲拱桥

·世界最大跨拱桥一览表

 在竖直荷载作用下，梁的截面只承受弯短，支座只承受竖直方向的力。

多孔架桥的梁在桥墩上不连续的称为简支梁；在桥墩上连续的称为连续梁；在桥墩上连续，在桥孔内中断，线路在桥孔内过渡到另一根梁上的称为悬臂梁。

支承在悬臂上的简支架称为挂梁；伸出有悬臂的梁称为锚梁。

架式桥的梁身可以做成实腹的，也可以做成空腹的（称为桁梁）。

日本滨名大桥，主跨240米，1976年

陕西安康汉江桥，主跨176米，1982年

四川三堆子金沙江桥

日本大阪港大桥

日本岩大桥

·世界最大跨梁桥一览表