桥梁的组成与分类
第一章 桥梁的组成与分类
一． 桥梁的基本组成部分 一般桥梁由以下几个部分组成:
桥跨结构就是在线路中断时跨越障碍的主要承载结构。
桥墩与桥台就是支承桥跨结构并将恒载与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,桥台与路堤相街接,以抵御路堤土压力,防止堤填土的滑坡与坍落。单孔桥没有中间桥墩。
基础就是桥墩与桥台中使全部荷载传至地基的底部奠基部分。就是确
保桥梁能安全使用的关键。
上部结构就是指桥梁的桥跨结构。 下部结构就是指桥梁的桥墩或桥台。
支座就是桥梁在桥跨结构与桥墩或桥台的支承处所设置的传力装置。 锥形护坡就是指在路堤与桥台街接处,在桥台两侧设置石砌护坡,为保证迎水部分路堤坡的稳定。
低水位就是指在枯水季节如丘而止最低水位。 高水位就是指在洪峰河流中最高水位。
设计洪水位就是指桥梁设计中按规定的设计洪水频率计算所得的高水位。
净跨径对于梁式桥就是设计洪水位上相邻两桥墩(或桥台)之间的净距,对于拱式桥就是每孔拱跨两个拱脚截面最低点之间的水平距离。
总跨径就是多孔桥梁中各孔净跨径的总与,也称桥梁孔径,它反映了桥下宣泄洪水的能力。
计算跨径对于具有支座的桥梁,就是指桥跨结构相邻两个支座中心之间
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的距离,对于拱式桥,就是两相邻拱脚截面形心点之间水平距离。国为拱圈(或拱肋)各载面形心点的连线称为拱轴线。
桥梁全长简称桥长,就是桥梁两端两个桥台的侧墙或八字墙后端 点之间的距离,对于无桥台的桥梁为桥面系行车道的全长。在一条线路中,桥梁与涵洞总长的比重反映它们在整段线路建设中的重要程度。
桥梁高度简称桥高,就是指桥面与低水位之间的高差,桥高在某种程度上反映了桥梁施工的难易性。
桥下净空高度就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,不小于对该河流通航所规定的净空高度。
建筑高度就是桥上行车路面(或轨顶)标高至桥跨结构最下缘之间的距离,它不仅与桥梁结构的体系与路径的大小有关,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)标高,对通航净粉顶部标高之差,又称为容许建筑高度。
净矢高就是从拱顶截面下缘至相邻拱脚截面下缘最低点之连线的垂直距离。
计算矢高就是从拱顶截面形心至相邻两拱脚截面形之连线的垂直距离。
矢跨比就是拱桥中拱圈(或拱肋)的计算矢高与计算跨径之比,也称拱矢度,它就是反映拱桥受力特性的一个重要指标。
此外,我国《公路工程技术标准》中规定,对标准设计或新建桥涵路径在60m以下时,一般均就尽量采用标准跨径。对于梁式桥,它就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;对于拱桥,则就是指
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净跨径。
涵洞就是用来宣汇路堤下水流的构造物。为了区别于桥梁《公路工程技术标准》中规定,凡就是多孔路径的全长不到8m与单孔跨径不到5 m的泄水结物,均称为涵洞。
二、桥梁的主要类型
(一)桥梁的基本体系
结构工程上的受力构件,总离不开拉、压与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、悬吊式三种基本体系以及它们之间的种组合。
1. 梁式桥
梁式桥就是一种在竖向荷载作用下无水平反力的结构。由于外力(恒载与活载)的作用方向与承重结构的轴线接近垂直,故与同样跨径的其她结构体系相比,梁内产生的弯矩最大,通常需用抗弯能力强的材料来建造。目前在公路上应用最广的就是预制装配式的钢筋混凝土简支梁桥。但其常用跨径在25m以下。当跨度较大时,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。对于很大的跨径,以及对于承受很大荷载的特大桥梁可建造钢桥或高强度材料的预应力混凝土梁桥。
2. 拱式桥
拱式桥的主要承重结构就是拱圈或拱肋。这种结构在竖向荷载作用下,桥墩或桥台将承受水平推力。这种结构在竖向荷 载作用下,桥墩或桥台将承受水平推力。同时,这种水平推力将显著抵消荷载所引起在拱圈(或拱肋)内弯矩作用。因此,与同跨径的梁相比,拱弯矩与弯形要小得多。鉴于拱桥的承重结构以受压为主,通常就可用抗压能力科学家的圬工材料(如砖、石、混凝
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土)与钢筋混凝土等来建造。拱桥的跨起能力很大。
3. 刚架桥
刚架桥的主要承重结构就是梁或板与立柱或竖墙整体结合在一起的刚架结构,梁与柱的连接处具有很大的刚性。在竖向荷载作用下,梁部主要受弯,而在柱脚处也具有水平反,其受力状态介于梁桥与拱桥之间。因此,对于同样的跨径,在相同的荷载作用下,刚架桥的跨中正弯矩要比一般梁桥的小。
4. 吊桥
传统吊桥均用悬挂在两塔架上的强大缆索作为主要承重结构。在竖向荷载作用下,通过吊杆使缆索承受很大的拉力,通常就需要在两岸桥台的后方修筑非常巨大的锚碇结构。吊桥也就是具有水平反力(拉力)的结构。
吊桥的自重小,结构刚度差,在车辆动荷载作用下有较大的变形与振动。 5. 组合体系桥
根据受力特点,由几个不同体系的结构组合而成的桥梁称为组合体系桥。
组合体系桥的种类很多,但究其实质不外乎利用梁、拱、吊三者的不同组合,上吊下撑以形成新的结构。组合体桥梁一般都可用钢筋混凝土来建造,对于大跨径桥以采用预应力混凝土或钢材修建为宜。
(二)桥梁的其她分类简述
除了上述按受力特点分成不同的结构体系外,人们还习惯地按桥梁的用途、大小规模与建桥材料等其她方面来进行分类:
(1)按用途来划分,有公路桥、铁路桥、公路铁路两用桥、农桥、人行桥、运水桥(渡槽)及其她专用桥梁(如通过管路、电缆等)。
(2)按桥梁全长与跨径的不同,分为 特殊大桥、大桥、中桥与小桥。《公
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路工程技术标准》规定的大、中、小桥划分标准如表:
桥涵分类 特大桥 大桥 中桥 小桥 涵洞 多孔跨径总L(m) L≥500 L≥100 30＜L100 8≤L≤30 L＜8 单孔跨径L0(m) L0≥100 L0≥40 20 L0＜40 5≤L0＜20 L0＜5 (3)按主要承重结构所用的材料划分,有圬工桥(包括砖、石、混凝土桥)、钢筋混凝土桥、预应力混凝土桥、钢桥与木桥等。在我国公路上广泛应用的就是钢筋混凝土桥、预应力混凝土桥与圬工桥。
(4)按跨越障碍的性质可分为跨河桥、跨线桥(立体交驻)、高架桥与栈桥。高架桥一般指跨越深沟峡谷以代替高路堤的桥梁。
(5)按上部结构的行车道位置,分为上承式桥、下承式桥与中承式桥。桥面布置在主要承重结构之上者称为上承式桥。桥面布置在承重结构之下的称为下承为下承式桥。桥面布置在桥跨结构高度中间的称为中承式桥。
上承式桥的构造简单,施工方便,而且其主梁或拱肋等的间距可按需要调整,以求得经济合理的布置。一般来说,上承式桥梁的承重结构宽度可做得小些,因而可节约墩台圬工数量。此外,在上承式桥上行车时,视野开阔、感觉舒适也就是其重要优点。所以,公路桥梁一般尽可能采用上承式桥。上承式桥的不足之处就是桥梁的建筑高度较大。
在建筑高度受严桥限制的情况下,以及修建上承式桥必须提高路面(或轨顶)标高而显著增大桥头路堤土方量时,就应采用下承式桥或中承式桥。对于城市桥梁。有时受周围建筑物等的限制,不容许过分抬高桥面标高时,也可修建下承式桥。
按特殊的使用条件分有开合桥、浮桥、漫水桥等。
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