第一章_緒論_第一部分

1、n1 前期已學(xué)課程：高等數(shù)學(xué)，力學(xué)，混凝土結(jié)構(gòu)，鋼結(jié)構(gòu)等；n2 后續(xù)課程：橋渡設(shè)計(jì)，混凝土橋梁設(shè)計(jì)，鋼橋設(shè)計(jì)，橋梁施工，橋梁課程設(shè)計(jì)；n3 橋梁畢業(yè)設(shè)計(jì)n1 課堂教學(xué)學(xué)時(shí)： 32學(xué)時(shí)；n2 課后自學(xué)學(xué)時(shí)： 32學(xué)時(shí)；n3 理論學(xué)習(xí)與橋梁工程實(shí)踐相結(jié)合；n4 成績評定方法：(1) 平時(shí)作業(yè)成績記錄(2) 考試成績記錄(3)二者結(jié)合進(jìn)行評定n教材：教材：橋梁工程概論，李亞東主編，西南交通大學(xué)出版社，2006.2n參考書：參考書：橋梁工程，裘伯永、盛興旺等主編，中國鐵道出版社橋梁工程，范立礎(chǔ)主編，人民交通出版社鐵路鋼筋混凝土橋（上、下），何廣漢、車惠民、謝幼藩等主編，中國鐵道出版社橋梁，胡匡璋主編，

2、中國鐵道出版社n第一章 緒論(3學(xué)時(shí))n第二章 橋梁工程的規(guī)劃與設(shè)計(jì)(3學(xué)時(shí))n第三章 橋梁的設(shè)計(jì)作用(荷載)(4學(xué)時(shí))n第四章 橋面構(gòu)造(4學(xué)時(shí))n第五章 混凝土簡支梁橋(8學(xué)時(shí))n第六章 簡支鋼板梁和鋼桁梁橋(2學(xué)時(shí))n第七章 橋梁支座、墩臺與基礎(chǔ)(8學(xué)時(shí))n第一節(jié) 橋梁概說n第二節(jié) 橋梁的組成、分類和結(jié)構(gòu)體系n第三節(jié) 橋梁的建筑歷史、現(xiàn)狀及發(fā)展工程工程（engineering）是指應(yīng)用科學(xué)知識和實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，采用指定材料制造出具備某種功能、滿足人類需求的產(chǎn)品的技術(shù)。土木工程是其分支之一。土木工程土木工程（civil engineering）是以房屋、橋梁、道路等工程設(shè)施為研究對象的學(xué)科，是建

3、造各類工程設(shè)施的科學(xué)技術(shù)的統(tǒng)稱。所謂工程設(shè)施，指由若干構(gòu)件組成并固定于地面，為人們提供服務(wù)且能安全承受各種荷載的建筑結(jié)構(gòu)物。土木工程既指工程設(shè)施本身，也指與其相關(guān)的各種技術(shù)活動。橋梁工程橋梁工程（bridge engineering）是土木工程的一個(gè)分支。“橋梁工程”一詞通常有兩層含義：一是指橋梁建筑的實(shí)體；二是指建造橋梁所需的科技知識，包括橋梁的基礎(chǔ)理論和研究，以及橋梁的規(guī)劃、設(shè)計(jì)、施工、運(yùn)營、管理和養(yǎng)護(hù)維修等。橋梁橋梁（bridge）就是供車輛（汽車、列車）和行人等跨越障礙（河流、山谷、海灣或其他線路等）的工程建筑物。簡而言之，橋梁就是跨越障礙的通道?！翱缭健币辉~，突出表現(xiàn)出橋梁不同于其他

4、土木建筑的結(jié)構(gòu)特征。從線路（公路或鐵路）的角度講，橋梁就是線路在跨越上述障礙時(shí)的延伸部分或連接部分。n一、橋梁的組成n二、橋梁的分類n三、橋梁的結(jié)構(gòu)體系n橋梁組成部分的劃分與橋梁結(jié)構(gòu)體系有關(guān)。常見的簡支梁橋(圖1.1)，通常由以下幾部分組成。n1上部結(jié)構(gòu)上部結(jié)構(gòu)上部結(jié)構(gòu)(superstructure)指橋梁位于支座以上的部分。它包括橋跨結(jié)構(gòu)和橋面構(gòu)造兩部分：前者指橋梁中直接承受橋上交通荷載的、架空的主體結(jié)構(gòu)部分；后者則指為保證橋跨結(jié)構(gòu)能正常使用而需要建造的橋上各種附屬結(jié)構(gòu)或設(shè)施。橋跨結(jié)構(gòu)的型式多樣。對梁橋而言，其主體結(jié)構(gòu)是梁；對拱橋而言，其主體結(jié)構(gòu)是拱；對懸索橋而言，其主體結(jié)構(gòu)是纜。詳見后述。

5、附屬結(jié)構(gòu)或構(gòu)造是指公路橋的行車道鋪裝，鐵路橋的道碴、枕木、鋼軌，伸縮裝置，排水防水系統(tǒng)，人行道，安全帶（護(hù)欄），路緣石，欄桿，照明等（見第四章）。n2下部結(jié)構(gòu)下部結(jié)構(gòu)下部結(jié)構(gòu)(substructure)指橋梁位于支座以下的部分，也叫支承結(jié)構(gòu)。它包括橋墩(pier)、橋臺(abutment)以及墩臺的基礎(chǔ)(foundation)，是支承上部結(jié)構(gòu)、向下傳遞荷載的結(jié)構(gòu)物，見第七章。橋梁墩臺的布置是與橋跨結(jié)構(gòu)相對應(yīng)的。橋臺設(shè)在橋跨結(jié)構(gòu)的兩端，橋墩則分設(shè)在兩橋臺之間。橋臺除起到支承和傳力作用外，還起到與路堤銜接、防止路堤滑塌的作用。為此，通常需在橋臺周圍設(shè)置錐體護(hù)坡。墩臺基礎(chǔ)是承受由上至下的全部荷載（包

6、括交通荷載和結(jié)構(gòu)重力）并將其傳遞給地基的結(jié)構(gòu)物。它通常埋入土層之中或建筑在基巖之上，時(shí)常需要在水中施工。架空的主體結(jié)構(gòu)與支承結(jié)構(gòu)一起，組成承重結(jié)構(gòu)(load-bearing structure)。承重結(jié)構(gòu)由梁、墩或柱、拱、塔、纜等構(gòu)件組成，例如由梁、橋墩、橋臺組成的梁橋，由塔、纜、錨旋組成的懸索橋等。承重結(jié)構(gòu)承受荷載、跨越空間并支承在基礎(chǔ)之上。承重結(jié)構(gòu)的任何一部分破壞，結(jié)構(gòu)就破壞；而結(jié)構(gòu)附屬部分的破壞，則不會導(dǎo)致結(jié)構(gòu)的徹底破壞。n3支座支座在橋跨結(jié)構(gòu)與墩臺之間，還需要設(shè)置支座(bearing)，以連接橋跨結(jié)構(gòu)與橋梁墩臺，提供荷載傳遞途徑（見第七章）。除此之外，根據(jù)具體情況，與橋梁配套建造的附屬

7、結(jié)構(gòu)物可能有：擋土墻、護(hù)坡、導(dǎo)流堤、檢查設(shè)備、臺階扶梯、導(dǎo)航裝置等。結(jié)合圖1.1，對橋梁工程常用的專有名詞和技術(shù)術(shù)語，擇要說明如下。正橋與引橋：對規(guī)模較大的橋梁工程，通常包含正橋(bridge proper)與引橋(approach)兩部分。正橋指橋梁跨越主要障礙物（如通航河道）的結(jié)構(gòu)部分。一般，它采用跨越能力較大的結(jié)構(gòu)體系，需要深基礎(chǔ)，是整個(gè)橋梁工程中的重點(diǎn)。引橋指連接正橋和路的橋梁區(qū)段，其跨度一般較小，基礎(chǔ)一般較淺。在正橋和引橋的分界處，有時(shí)還會設(shè)置橋頭建筑（橋頭堡）?？缍纫步锌鐝娇缍纫步锌鐝?span)，表示橋梁的跨越能力。對多跨橋梁，最大跨度稱為主跨(main span)。一般而言，跨

8、度是表征橋梁技術(shù)水平的重要指標(biāo)。橋跨結(jié)構(gòu)相鄰兩支座間的距離L1, 稱為計(jì)算跨徑計(jì)算跨徑。橋梁結(jié)構(gòu)的分析計(jì)算以計(jì)算跨徑為準(zhǔn)。對梁式橋，設(shè)計(jì)洪水位線上相鄰兩橋墩（或橋臺）間的水平凈距L0,稱為橋梁的凈跨徑凈跨徑。各孔凈跨徑之和，稱為總跨徑總跨徑，它反映出橋位處泄洪能力的大小。對公路梁橋，把兩橋墩中線間距離或橋墩中線與臺背前緣的間距，稱為標(biāo)準(zhǔn)跨徑標(biāo)準(zhǔn)跨徑LK（也稱之為單孔跨徑）。當(dāng)跨徑在50m以下時(shí)，通常采用標(biāo)準(zhǔn)跨徑（從0.75m至50m，共21級，常用者為10m、16m、20m、40m等）設(shè)計(jì)。對鐵路梁橋，則以計(jì)算跨徑作為標(biāo)準(zhǔn)跨徑（從4m至168m，共18級，常用者為20m、24m、32m、48m

9、、64m、96m等）。采用標(biāo)準(zhǔn)跨徑設(shè)計(jì)，有利于橋梁制造和施工的機(jī)械化，也有利于橋梁養(yǎng)護(hù)維修和戰(zhàn)備需要。橋長：橋長：對梁橋，兩橋臺側(cè)墻或八字墻尾端之間的距離LT，可稱為橋梁全長。它標(biāo)志橋梁工程的長度規(guī)模。兩橋臺臺背前緣（對鐵路橋，指橋臺擋碴前墻）之間的距離L，可稱為多孔跨徑總長（公路）或橋梁總長（鐵路）。它僅作為劃分特大橋、大橋、中橋、小橋和涵洞的一個(gè)指標(biāo)，見表1.1。橋下凈空高度：橋下凈空高度：設(shè)計(jì)洪水位或設(shè)計(jì)通航水位對橋跨結(jié)構(gòu)最下緣的高差H，稱為橋下凈空(clear opening)高度。橋下凈空高度應(yīng)大于通骯及排洪要求所規(guī)定者。n橋梁建筑高度與容許建筑高度：橋梁建筑高度與容許建筑高度：橋面

10、（或鐵路橋梁的軌底）至橋跨結(jié)構(gòu)最下緣的垂直高度h，稱為橋梁建筑高度。公路或鐵路橋梁線路設(shè)計(jì)中所確定的橋面（或軌底）高程與通航及排洪要求所規(guī)定的凈空高度之差，為容許建筑高度。顯然，橋梁建筑高度不得大于容許建筑高度。橋梁有各種不同的分類方式，每一種分類方式均反映出橋梁在某一方面的特征。按工程規(guī)模工程規(guī)模劃分，有特大橋、大橋、中橋、小橋等，見表1.1。按橋梁用途橋梁用途劃分，有鐵路橋、公路橋、公鐵兩用橋、人行橋等。鐵路橋(railway bridge)專供鐵路列車行駛，橋的寬度和跨度有限，其所承受的車輛活載相對較大。由于鐵路迂回運(yùn)輸不易實(shí)現(xiàn)，鐵路橋必須結(jié)實(shí)耐用且易于修復(fù)。與鐵路橋相比，公路橋(hig

11、hway bridge)的車輛活載相對較小，橋的寬度和跨度相對較大。公鐵兩用橋公鐵兩用橋(combined highway & railway bridge)指同時(shí)承受公路和鐵路車輛荷載的橋。我國長江上的主要特大橋（如武漢、南京、枝城、九江、蕪湖等大橋）都是如此。一般認(rèn)為：在增加費(fèi)用不多的情況下（橋的墩臺和基礎(chǔ)可以共用），將公路、鐵路橋合建，就可把專為公路建橋的時(shí)間大為提前。隨著經(jīng)濟(jì)發(fā)展，公路交通量劇增，專為公路修建特大橋的事現(xiàn)已屢見不鮮。通常，除高速公（鐵）路上的橋梁外，其他橋梁均具備行人過橋的通道。人行橋人行橋(pedestrian bridge, footbridge)指專供行人

12、（有時(shí)包括非機(jī)動車）使用的橋。它跨越城市繁忙街道處（也叫天橋天橋， overpass ) ，或市區(qū)內(nèi)河流，或封閉的高速公路，為行人（及行車）提供方便。在我國，還曾有農(nóng)橋農(nóng)橋一詞，它指在南方水網(wǎng)地區(qū)專為農(nóng)用機(jī)械越過溝渠而建的小橋。今天，這一名詞已無實(shí)用意義。按橋跨結(jié)構(gòu)所用的材料材料來劃分，有鋼橋，鋼筋混凝土橋，預(yù)應(yīng)力混凝土橋，結(jié)合梁橋，用磚、石、素混凝土塊等砌體材料（習(xí)稱圬工）建造的拱橋，木橋等。由于鋼材具有勻質(zhì)性好、強(qiáng)度高、自重小等優(yōu)點(diǎn)，鋼橋鋼橋(steel bridge)具有較大的跨越能力，在跨度上處于領(lǐng)先地位。在我國，傳統(tǒng)上鐵路橋采用鋼橋（鋼板梁橋、鋼桁梁橋）較多。近年來隨著大跨度公路懸索

13、橋和斜拉橋的發(fā)展，公路橋采用鋼橋也越來越多。鋼筋混凝土橋鋼筋混凝土橋(reinforced concrete bridge)和預(yù)應(yīng)力混凝預(yù)應(yīng)力混凝土橋土橋(prestressed concrete bridge)的建造費(fèi)用較少，養(yǎng)護(hù)維修方便，是目前應(yīng)用最為廣泛的橋梁，在中、小跨度內(nèi)已逐步取代鋼橋，在大跨度范圍內(nèi)也具有較強(qiáng)的競爭力。鋼與混凝土形成的結(jié)合梁橋結(jié)合梁橋(composite bridge)主要指鋼梁與鋼筋混凝土橋面板組合形成的梁橋或加勁梁。圬工橋圬工橋(masonry bridge)主要指石拱橋，其取材方便，構(gòu)造簡單，適用于跨度不大、取材方便的山區(qū)拱橋。除臨時(shí)性橋梁和林區(qū)橋梁外，一般不

14、采用木橋木橋(timber bridge)。在歷史上，還曾先后采用過鑄鐵鑄鐵(cast iron)和鍛鐵鍛鐵(wrought iron)作為建橋材料，在結(jié)構(gòu)鋼(structural steel)出現(xiàn)之后，這類橋梁就不再修建了。按結(jié)構(gòu)體系結(jié)構(gòu)體系（結(jié)構(gòu)受力特征及立面形狀）劃分，有梁橋梁橋(beam bridge, girder bridge)、拱橋(arch bridge)、懸索橋懸索橋(suspension bridge)三種基本體系，以及由基本體系組合或一種基本體系與梁、塔、斜索等構(gòu)件形成的組合體系組合體系，如圖1.2(i)所示的斜拉橋(cable-stayed bridge)，詳細(xì)論述見后

15、續(xù)有關(guān)章節(jié)。梁橋在豎向荷載作用下，只產(chǎn)生豎向反力；有簡支梁橋、連續(xù)梁橋、懸臂梁橋拱橋：拱橋在豎向荷載作用下有豎向反力和拱腳推力，無鉸拱還有支承彎距。懸索橋以纜索跨過索塔頂錨固在河岸上作橋的承重結(jié)構(gòu)，在纜索上懸掛吊桿，吊著橋面系供行車行人，纜索受拉。索塔受壓彎。 剛架橋的顯著特點(diǎn)是橋跨和墩臺剛性連接成整體，在豎向荷載作用下和拱一樣，有豎向反力和水平反力，無鉸剛架還有支承彎距。剛構(gòu)橋：梁與墩剛性連接。組合體系橋是由不同體系組合而成的橋梁。梁拱組合、梁索組合(斜拉橋等)按橋跨結(jié)構(gòu)與橋面的相對位置相對位置劃分，有上承式、下承式和中承式橋。對梁橋和拱橋，橋面(deck)布置在橋跨結(jié)構(gòu)上面的，為上承式橋上

16、承式橋(deck bridge)；相應(yīng)地，布置在橋跨結(jié)構(gòu)下面的稱為下承式橋下承式橋(through bridge，如圖1.2(j)所示)，布置在橋跨結(jié)構(gòu)中間的稱為中承式橋中承式橋(half through bridge,如圖1.2(c)所示)。橋面位置的選擇與容許建筑高度和實(shí)際需要有關(guān)。上承式橋被廣泛采用，適用于容許建筑高度較大的情況，其特點(diǎn)是上部結(jié)構(gòu)的寬度較小，墩臺的材料用量有所節(jié)省，橋面視野開闊等。在容許建筑高度很小、布置上承式橋困難時(shí)，可采用下承式橋。由于橋跨結(jié)構(gòu)在橋面之上且需要滿足橋面凈空的要求，故結(jié)構(gòu)橫向?qū)挾认鄬^大，墩臺尺寸也相應(yīng)有所增加。有時(shí)因地形限制或結(jié)構(gòu)造型需要把橋面布置在橋

17、跨結(jié)構(gòu)高度的中間部位，形成中承式橋。因承重結(jié)構(gòu)有一部分是位于橋面之上，占用了橋面寬度；為使橋面寬度滿足要求，必需加寬兩片拱肋或析梁的中心距，這將使橫梁跨度增加，用料偏多。在一座橋中，橋跨結(jié)構(gòu)與橋面的相對位置可有不同型式。按橋梁所跨越的對象跨越的對象劃分，有跨河橋、跨谷橋、跨線橋、立交橋、地道橋、旱橋、跨海橋等。大部分橋梁是跨越河流的。修建跨河橋跨河橋(river-crossing bridge)，不可使河流功能受到損害。為此，必須遵循橋渡勘測設(shè)計(jì)規(guī)范的要求，使橋的孔徑、跨度、橋面高程、基礎(chǔ)埋深等既能保證橋在排洪和通航時(shí)的安全，又不礙及河流的功能?？绻葮蚩绻葮?gorge-crossing br

18、idge)指跨越谷地的橋梁。谷地的特點(diǎn)是地形變化大、地質(zhì)變化大、水流變化大，谷底至橋面較高，不適于采用跨度小、跨數(shù)多、橋墩高的結(jié)構(gòu)型式。通常，對于較窄的河谷，可考慮采用一跨結(jié)構(gòu)（如拱或斜腿剛架）作為正橋越過，避免修建高橋墩；對于較為開闊平坦的河谷，可考慮采用跨度較大的多跨連續(xù)梁（剛構(gòu)）橋。直接跨越其他線路（公路、鐵路、城市道路等）的橋稱為跨線橋跨線橋(grade separation bridge)。當(dāng)跨線橋還需要與其所跨越的線路互通時(shí)，就形成立交橋立交橋(flyover bridge)?？缇€橋和立交橋多建于城區(qū)，由于橋下凈空和橋面高程的要求，容許建筑高度有限，需考慮采用建筑高度小的橋跨結(jié)構(gòu)。

19、當(dāng)橋梁采用下降方式（而不是架空方式），從被跨越線路的下方穿過時(shí)，因其主要部分是位于地下，便稱為地道橋地道橋(underground bridge)。旱橋旱橋(dry bridge)指建在無水地面的橋。其跨度一般不大，其橋墩截面形狀不需適應(yīng)水流需要。對于引橋的不過水區(qū)段，有時(shí)用此名稱。跨海橋跨海橋泛指跨越海峽(straits)、海灣(gulf, bay)或?yàn)檫B接近海島嶼而在海上建造的橋。在通航頻繁的狹窄海峽或海上航道處，多采用特大跨度的懸索橋或斜拉橋作為正橋；對水域相對寬闊的海面，引橋可采用多跨的預(yù)應(yīng)力混凝土梁?？绾虻拈L度，從幾千米到幾十千米，需在自然條件復(fù)雜的海洋環(huán)境中施工，對質(zhì)量（尤其對材

20、料耐久性和防腐蝕）的要求高，應(yīng)采用以大噸位預(yù)制浮運(yùn)架設(shè)為主的施工方法，盡量減少海上作業(yè)量及對海洋環(huán)境的影響。按橋梁的平面形狀平面形狀劃分，有直橋、斜橋、彎橋。絕大部分橋梁為直橋或正交橋直橋或正交橋(right bridge)，其縱軸線方向同水流方向（或所跨越的線路方向）基本正交。斜橋斜橋(skew bridge)指水流方向（或所跨越的線路方向）同橋的縱軸線不呈直角相交的橋。由于斜橋所提供的橋下凈空的有效寬度比直橋所提供者小，為提供同樣的橋下有效寬度，斜橋的跨度就需加大，因此，不宜使橋梁斜交過甚。在水平面上呈曲線狀的橋，就稱為彎橋或曲線橋彎橋或曲線橋(curved bridge)。當(dāng)橋位于線路的

21、曲線區(qū)段，則在橋的跨度小時(shí)，可以仍用多跨直線梁（按折線布置），僅讓橋面適應(yīng)曲線要求；但當(dāng)跨度較大時(shí)，便應(yīng)改變橋梁的形狀，使橋跨結(jié)構(gòu)本身呈曲線狀。按預(yù)計(jì)使用時(shí)間使用時(shí)間的長短劃分，有永久性橋梁和臨時(shí)性橋梁。永久性橋梁永久性橋梁(permanent bridge)指用鋼材、混凝土、石材等耐久材料所修建的橋梁。橋梁的設(shè)計(jì)和施工應(yīng)該遵照適用的規(guī)范辦理，期在經(jīng)濟(jì)合理，期望的使用壽命在100年左右。臨時(shí)性橋梁臨時(shí)性橋梁(temporary bridge)也稱為便橋便橋(detour bridge)，指為了使線路早日開通，對使用壽命不作長久打算的橋。其材料可用木材、鋼材和制式設(shè)備（如萬能桿件等），孔徑和跨度

22、可以不考慮洪水影響；當(dāng)造橋物資不充足時(shí)，還可以對橋上的行車提出一些限制。絕大部分的橋梁在建成后不可移動，稱為固定式固定式橋梁橋梁；在特殊情況下，為同時(shí)滿足線路高程要求和河流通航要求，也修建開啟橋或活動橋開啟橋或活動橋(bascule bridge, movable bridge)。開啟橋指一部分橋跨結(jié)構(gòu)（通常為鋼梁）可以提升或轉(zhuǎn)動（平轉(zhuǎn)或豎轉(zhuǎn)）的橋，而升高或轉(zhuǎn)動的目的則是為了讓橋下可通過較高的船舶。與固定式橋梁相比，開啟橋的建造費(fèi)用可以節(jié)省，但其交通量將受限制，而維修管理費(fèi)用也較高。為軍事目的而修建的橋，可稱之為軍用橋軍用橋(military bridge)。軍事上常用的臨時(shí)性橋梁之一就是貝雷

23、橋貝雷橋(Bailey Bridge)，其由桁架組成，拆裝簡便，運(yùn)輸方便，承載力大；另一種就是浮橋或舟橋浮橋或舟橋(floating bridge, pontoon bridge)，其用船或浮箱代替橋墩，浮在水面。在軍用的制式舟橋中，為增加其機(jī)動性，每讓其具有自行性。伴隨著城市交通的發(fā)展，也需要修建高架橋高架橋(viaduct)或高架路。其主要目的是讓線路高出于地面，從而保持線路暢通或增加其通行能力。在山區(qū)修建高架橋高架橋，主要目的則是為了保護(hù)森林植被，減少對自然環(huán)境的破壞。高架橋高架橋也指跨越深谷或?qū)捁鹊母邩?。在碼頭上用于溝通河岸與輪船，以裝卸貨物或上下旅客的通道，稱為棧橋棧橋(trestl

24、e bridge)。棧橋采用樁和梁作為承重結(jié)構(gòu)，因其與古代棧道相似而得名。在橋梁施工中，為在河岸與水中橋墩之間建立通道，往往也搭建臨時(shí)性棧橋。專為輸水而修建的架空渠道稱為渡槽或水道橋渡槽或水道橋(aqueduct)。為輸送天然氣、煤氣、自來水、電力等而建造的橋，統(tǒng)稱為管線橋管線橋(pipeline bridge)。連接運(yùn)河的橋稱為運(yùn)河橋運(yùn)河橋(canal bridge)，橋上可行船。另外，還可根據(jù)橋梁的突出構(gòu)造特點(diǎn)進(jìn)行命名和分類，在此不一一列舉。按結(jié)構(gòu)體系及其受力特點(diǎn)，橋梁可劃分為梁、拱、索三種基本體系和組合體系。不同的結(jié)構(gòu)體系具有不同的結(jié)構(gòu)型式和受力特點(diǎn)，簡述如下。1梁橋梁橋是古老的結(jié)構(gòu)體系

25、之一。梁作為承重結(jié)構(gòu)，主要是以其抗彎能力來承受荷載的。在豎向荷載作用下，其支承反力也是豎直的；簡支的梁部結(jié)構(gòu)只受彎、剪，不承受軸向力。常用的簡支梁(simply-supported beam，見圖1.1)的跨越能力有限，跨度通常不超過40m；懸臂梁和連續(xù)梁(圖1.2(a)和圖1.2(b)得到發(fā)展。它們都是利用增加中間支承以減少跨中正彎矩，更合理地利用材料和分配內(nèi)力，加大跨越能力。懸臂梁(cantilever beam)采用鉸結(jié)或一簡支跨（稱為掛孔）來連接其兩個(gè)端頭，其為靜定結(jié)構(gòu)，受力明確，計(jì)算簡便；因結(jié)構(gòu)變形在連接處不連續(xù)而對行車和橋面養(yǎng)護(hù)產(chǎn)生不利影響，近年來已很少采用。連續(xù)梁 (contin

26、uous beam)因橋跨結(jié)構(gòu)連續(xù)，克服了懸臂梁的不足，是目前采用得較多的梁式橋型。梁橋分實(shí)腹式和空腹式。實(shí)腹梁的橫截面形式多為T形、I字形和箱形等，空腹梁主要指析架(truss)式橋跨結(jié)構(gòu)。梁的高度和截面尺寸可在橋長方向保持一致或隨之變化。對中小跨度的實(shí)腹梁橋，常采用等高度T形梁（混凝土）或I形梁（鋼）；跨度較大時(shí)，可采用變高度（在中間支承處增大梁高）箱形截面預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)梁（剛構(gòu)）橋或鋼桁架梁，并配合懸臂方法施工。2拱橋拱橋(圖1.2(c)的主要承重結(jié)構(gòu)是具有曲線外形的拱圈(arch ring)。在豎向荷載作用下，拱圈主要承受軸向壓力，但也受彎、受剪。拱趾處的支承反力除了豎向反力外，還有

27、較大的水平推力(thrust)。根據(jù)拱的受力特點(diǎn)，多采用抗壓能力較強(qiáng)且經(jīng)濟(jì)合算的砌體材料（石材等）和鋼筋混凝土來修建拱橋；也因拱是有推力的結(jié)構(gòu)，對地基的要求較高，故一般宜建于地基良好之處。按照靜力學(xué)劃分，拱分成單鉸拱、雙鉸拱、三鉸拱和無鉸拱。因鉸的構(gòu)造較為復(fù)雜，一般常采用無鉸拱體系。隨著施工方法的進(jìn)步，除了傳統(tǒng)的滿堂支架或拱架施工方法外，現(xiàn)可采用懸臂施工、轉(zhuǎn)體施工、勁性骨架施工等無支架施工新技術(shù)，這對拱橋在更大跨度范圍內(nèi)的應(yīng)用，起到了重要的促進(jìn)作用。3懸索橋懸索橋主要由纜(又稱索，cable)、塔(pylon)、錨錠(anchorage)、加勁梁(stiffening girder)等組成，見

28、圖1.2(d)示意。對跨度較?。ㄈ缧∮?00m）、活載較大且加勁梁較剛勁的懸索橋，可以視其為纜與梁的組合體系。但大跨度懸索橋的主要承重結(jié)構(gòu)為纜，組合體系的效應(yīng)可以忽略。在豎向荷載作用下，其懸索受拉，錨錠處會承受較大的豎向（向上）和水平（向河心）力。懸索通常用高強(qiáng)度鋼絲制成圓形大纜，加勁梁多采用鋼桁架梁或扁平箱梁，橋塔可采用鋼筋混凝上或鋼。因纜的抗拉性能得以充分發(fā)揮且其尺寸基本上不受限制，故懸索橋的跨越能力一直在各種橋型中名列前茅。不過，由于結(jié)構(gòu)較柔，懸索橋較難滿足當(dāng)代鐵路橋的要求。在修建跨度相對較小（通常不大于300m）的懸索橋，當(dāng)兩岸用地受到限制而無法布置錨錠時(shí)或出于景觀需要，可采用自錨式懸

29、索橋(self-anchored suspension bridge)。其特點(diǎn)是：將大纜的兩端固定在加勁梁的兩端，省略了大尺寸的錨錠，但導(dǎo)致了梁的材料用量的增加，也增加了施工難度。4組合體系組合體系橋(combined system bridge)指承重結(jié)構(gòu)采用兩種基本體系，或一種基本體系與某些構(gòu)件（梁、塔、柱、斜索等）組合在一起的橋。在兩種結(jié)構(gòu)體系中，梁經(jīng)常是其中種；與梁組合的，則可以是柱、拱、纜或塔、斜索。代表性的組合體系有以下幾種。(1)剛架橋剛架橋(portal bridge)是梁與立柱（或稱為墩柱）的組合體系。剛架橋中的梁與立柱剛性連接，形成剛架，見圖1.2(e)。其主要特點(diǎn)是：立柱

30、具有相當(dāng)?shù)目箯潉偠?，故可有效分?dān)梁部跨中正彎矩，達(dá)到降低梁高、增大橋下凈空的目的。在豎向荷載作用下，主梁與立柱的連接處會產(chǎn)生負(fù)彎矩；主梁、立柱承受彎矩，也承受軸力和剪力；柱底約束處既有豎直反力，也有水平力。剛架橋多采用立柱直立的、單跨或多跨的門形框架、柱底約束可以是鉸結(jié)或固結(jié)。鋼筋混凝土剛架橋適用于中小跨度的、建筑高度要求較嚴(yán)的城市或公路跨線橋。立柱斜向布置的剛架橋稱為斜腿剛架橋斜腿剛架橋(portal bridge with inclined legs，圖1.2(g)，其受力特點(diǎn)與剛架橋大致相同。在豎向荷載作用下，斜腿以承壓為主 ，兩斜腿之間的梁部受到一定的軸向力。斜腿底部可采用鉸結(jié)或固結(jié)形

31、式，并受到較大的水平推力。對跨越深溝峽谷、兩側(cè)地形不宜建造直立式墩柱的情況，斜腿剛架橋表現(xiàn)出其獨(dú)特之處。另外，墩柱在立面上呈v形并與梁部固結(jié)的橋梁，稱為v形剛架橋形剛架橋，其在受力上具有連續(xù)梁和斜腿剛架的特點(diǎn)。由于v形支撐的作用，支點(diǎn)負(fù)彎矩及梁高可適當(dāng)減小，跨度可適當(dāng)加大，外形也較美觀。(2)T形剛構(gòu)橋和連續(xù)剛構(gòu)橋隨著預(yù)應(yīng)力技術(shù)和懸臂施工方法的發(fā)展，具有剛架形式和特點(diǎn)的橋梁可用于跨徑更大的情況，如T形剛構(gòu)橋(T-shaped rigid frame bridge)，見圖1.2(f)。預(yù)應(yīng)力混凝土T形剛構(gòu)橋是因懸臂施工方法的發(fā)展而衍生出來的一種橋型。其橋墩的尺寸及剛度較大，墩頂與梁部固結(jié)，墩底與

32、基礎(chǔ)固結(jié)；仍在跨中設(shè)鉸或掛孔來連接鄰近兩T構(gòu)。它融合了懸臂梁橋和剛架橋的部分特點(diǎn)：因是靜定結(jié)構(gòu)，能減少次內(nèi)力、簡化主梁配筋；T構(gòu)有利于對稱懸臂施工，但粗大的橋墩因承受彎矩較大而費(fèi)料；橋面線形不連續(xù)而影響行車。目前，已很少采用這種橋式。在連續(xù)梁橋的基礎(chǔ)上，把主跨內(nèi)較柔細(xì)的橋墩與梁部固結(jié)起來，就形成所謂的連續(xù)剛構(gòu)橋(continuous rigid frame bridge，圖1.2(h)。其特點(diǎn)是：橋墩（為單墩或雙薄壁墩）較為纖細(xì)，以承受軸向壓力（而不是彎矩）為主，表現(xiàn)出柔性墩的特性，這就使得梁部受力仍然體現(xiàn)出連續(xù)梁的受力特點(diǎn)（主跨梁部僅受到較小軸向力作用）。這種橋式除保持了連續(xù)梁的受力優(yōu)點(diǎn)外，

33、還節(jié)省了大型支座的費(fèi)用，減少了橋墩及基礎(chǔ)的工程量，改善了結(jié)構(gòu)在水平荷載下的受力性能，有利于簡化施工工序，適用于需要布置大跨、高墩的橋位。近年來，預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)剛構(gòu)體系在橋梁工程中的應(yīng)用越來越普遍，公路橋的跨度已超過300m。為突出結(jié)構(gòu)造型上的不同，將T形剛構(gòu)橋和連續(xù)剛構(gòu)橋劃歸為組合體系。但從主要受力特點(diǎn)上看，T形剛構(gòu)橋和連續(xù)剛構(gòu)橋仍主要表現(xiàn)出梁的受力特點(diǎn)。字面上“剛構(gòu)”一詞可以理解為墩梁剛性連接形成的橋跨結(jié)構(gòu)。(3)梁、拱組合體系梁、拱組合體系同時(shí)具備梁的受彎和拱的承壓特點(diǎn)。組合形式可以是剛性拱及柔性拉桿（稱為系桿拱），也可以是柔性拱及剛性梁（見圖1.2(j)）。這類結(jié)構(gòu)的主要優(yōu)點(diǎn)是：利用梁部受拉（若是混凝土梁部則對其施加預(yù)應(yīng)力）來承受和抵消拱在豎向荷載下產(chǎn)生的水平推力。這樣，橋跨結(jié)構(gòu)既具有拱的外形和承壓特點(diǎn)，但又不存在大的水平推力，可在一般地基