橋梁按結構類型劃分其實就是根據橋梁(liáng)結構的受力特點來進行分類的。橋梁的分類有很(hěn)多種分類方法,如按結構的類型/受力特點、橋梁結構的功能或用途(tú)、承重結(jié)構的材料、跨越障礙物的性質、按照橋梁的全長和(hé)跨徑以及上部(bù)結構(gòu)的行車道的位置等分類方法。在這些橋梁的分類(lèi)方法中最重要的是按照結構的類型或者說結構的(de)受力特點分類是最重要的方法。
橋梁按照(zhào)結構的類型/結構的受力特點(diǎn)來進行分類:總體上(shàng)分為梁式橋、拱式橋、剛(gāng)架橋、懸索橋、組合體係(xì)橋梁幾大類。其中(zhōng)梁式橋、拱式橋、剛架橋(qiáo)和懸索橋是最基本的四種結構體係的橋梁。組合體係橋梁是兩種或兩種(zhǒng)以上結構體係組合的橋梁結構體係,其中最典型的組合體係橋(qiáo)梁有斜拉橋、連(lián)續剛構橋、梁拱組合(hé)體橋(如係(xì)杆(gǎn)拱(gǒng)橋(qiáo)、桁架拱橋等(děng))。
1、梁式橋
梁式橋的(de)受力(lì)特點(diǎn)是梁作為承重構件以它(tā)的的抗彎能力來抵(dǐ)抗或承受荷載。梁橋橋(qiáo)同拱(gǒng)式橋受力上(shàng)最大的區別是其在豎向(xiàng)荷載的作(zuò)用下兩端支承處不會產生水平推力(lì)。梁式橋根據其受力特點可以劃分為:簡支梁、連(lián)續梁、懸臂梁等類型。在公路橋梁結構中應(yīng)用最廣泛的梁式(shì)結構主要是簡支梁和連續(xù)梁,早期建造的橋梁結構有少量的懸臂梁(以(yǐ)雙懸臂梁的形式為(wéi)主(zhǔ))。
2、拱式橋
拱式橋最大的受(shòu)力特點是橋梁(liáng)在豎向(xiàng)荷載作用下會產生(shēng)水平推(tuī)力,其是屬於有推力(lì)結構(gòu)。拱(gǒng)橋的這個受力特點是對簡單的(de)拱式結構橋(qiáo)梁,對於一些組(zǔ)合式的梁(liáng)、拱組合體橋不一定適用。如鋼管混凝土係杆拱橋是通過係杆內(nèi)部的拉力拉抵抗拱式結構產生的水平推力,整個橋梁結構體(tǐ)係屬於超靜定結構,而對外部沒(méi)有水(shuǐ)平推力。拱式(shì)橋(qiáo)主(zhǔ)要(yào)的(de)承重結構為拱肋、拱板或拱箱,其主要承重結構以(yǐ)受(shòu)壓為主,在(zài)設計時考慮其合理(lǐ)拱軸線。橋梁在實際運營狀態時,拱肋(lèi)、拱板(或拱箱)在荷載作用下也會有較小的彎矩。拱式橋(qiáo)按結構體係可以劃分為無鉸拱、雙鉸拱和三鉸拱,最(zuì)常見的結構體係為(wéi)無鉸拱(gǒng)。
3、剛架橋
剛架橋是介於梁與拱之(zhī)間的一種結(jié)構體係,它是由受彎(wān)的上部梁(或板)結構與承壓的下部柱(或墩)整體結(jié)合在一起的結(jié)構。由於梁與柱的剛性連接,梁因柱的抗彎剛度而得到卸載作用,整個體係是(shì)壓彎結構,也是有推(tuī)力的結構。
4、懸索橋(qiáo)
懸(xuán)索橋以懸索(suǒ)為(wéi)主要承重結構的橋型,懸索橋的受力特點荷載由吊索/吊杆傳至柱纜,再傳至(zhì)錨墩,傳力途徑簡捷、明確。該橋型是大跨徑橋(qiáo)梁采(cǎi)用的(de)主要結構形式,橋梁主要承重構件包(bāo)括主纜、吊索/吊杆、加勁主梁、索塔以及錨碇等幾部分組成。
5、組合體係橋梁
(1)斜拉橋
斜拉橋又稱斜張橋,是將主梁用拉索直接拉在橋塔上的一種橋梁,是由承壓的塔、受拉的索和承彎的梁體組合起來的一種結構體係。其可看作是拉索代替(tì)支墩(dūn)的多跨彈性支承連(lián)續梁(liáng),使其梁體內彎(wān)矩減小,降低建築高度,減輕了(le)結構重量,節省(shěng)了材料。斜拉橋由索塔、主梁、斜拉索(suǒ)等主要承重(chóng)構件組成。
(2)梁拱組合(hé)體係橋
梁拱(gǒng)組合體係橋是將梁和拱兩種(zhǒng)基本結構組合起(qǐ)來,共同(tóng)承受(shòu)荷載,充(chōng)分(fèn)發(fā)揮梁受彎、拱受壓的(de)結構特性及其組合作用,達到節省材料的(de)目的。根據拱肋(lèi)和行車道梁的(de)聯結方式不同,拱式組合體係橋一般可劃分為有推力的和無推力兩(liǎng)種類型。梁拱組合體係橋梁最典型代表是係杆拱橋,係杆拱橋基本構(gòu)成包括拱(gǒng)肋、係杆和吊杆(或立柱)幾部分組成。係杆拱的受力特點:它是(shì)一種集拱與梁的優點於(yú)一身的橋型,它將(jiāng)拱與梁兩種基本結構形式組合在一起(qǐ),共同承受荷載,充分發揮梁受彎、拱受壓的結構(gòu)性能和組合作用,拱端的水平推力(lì)用拉(lā)杆承受,使拱端支座不產生水平推力。
係杆(gǎn)拱橋根據拱(gǒng)肋剛度(dù)和係杆剛(gāng)度的相對關係可以(yǐ)分為剛性係杆柔性拱、柔性係杆剛性拱和剛性係杆剛性拱三類。係杆拱橋按(àn)照其結構形式可以分為簡支梁拱組(zǔ)合體係(xì)橋、連續梁拱組合體係橋、單懸臂組合式橋梁(liáng)。
· 簡支梁拱組合體係橋(qiáo)
簡支梁拱組合體係橋均為無推力(lì)結構,橋梁基本為(wéi)下承式。拱肋結構一般(bān)為鋼管混凝土和鋼筋混凝土,橋麵上常設置風撐,簡支梁拱組合式橋梁,外部為靜定結構,內部為高次超靜定結構,主要承重構件除拱肋外,還有加勁縱梁,它與橫梁組成平麵框架,由吊杆上下聯係以達(dá)到共同受力的(de)目的。
· 連續梁拱組合式橋(qiáo)
連續梁拱組合式橋可以是上承式、中承式(shì)及(jí)下承式,也可以是(shì)多肋拱、雙(shuāng)肋拱或單肋拱(gǒng)與加勁梁組合。多肋拱及雙肋拱的加勁梁的截(jié)麵形式可類似於簡支梁拱組合式橋梁布置;而(ér)單片拱肋必(bì)須配置(zhì)有箱形加勁梁,以加勁梁強大的抗扭剛度抵消偏載影響。這種橋型本身剛(gāng)度大,跨(kuà)越能力大,造型美(měi)觀。
· 單(dān)懸臂組合式橋梁
單懸臂組合式橋梁隻適用於上承式,采用轉(zhuǎn)體施工特(tè)別(bié)方便。單懸(xuán)臂梁拱組合式(shì)橋(qiáo)梁實際上是將實腹梁(liáng)挖空,用立柱代替梁腹板,原腹板剪力主要由拱肋豎向分力及加勁梁剪力平衡。這樣的(de)結構(gòu)加勁梁受拉彎(wān)作用,加勁(jìn)梁采用預應力混凝土,拱肋為(wéi)鋼筋(jīn)混凝土。
(3)連續剛構(gòu)橋
連續剛構橋是實質上指墩梁固結的連續梁橋,橋梁具有T形剛構橋和連續梁橋的優點。在(zài)受力特點上連續剛構體係上部結構同連續梁一樣,而橋墩底部(bù)所承受的彎矩、梁體內的軸力隨著墩高的增加(jiā)而減小。在跨徑大而墩高小的連(lián)續列剛構橋中,由於體係的溫度變化(huà),混凝土的收縮將在墩底產生較大的彎矩。為減小水平位移在墩上產生的(de)彎距值(zhí),連續剛構橋通常采用(yòng)水平抗推剛度較小的(de)雙薄壁墩。
(4)其它組合體係的橋(qiáo)梁
前麵介紹了梁拱組合體係橋、斜拉橋、連續剛構(gòu)橋等組合體係橋,隨著橋梁建設(shè)技術的發展一(yī)些新型的組合體係橋也(yě)在不斷的出現和發展。
· 斜拉鋼管拱橋
斜拉鋼管拱橋(qiáo)為幾年來才出現的一種新(xīn)的橋(qiáo)型,它是由鋼(gāng)管混凝土拱(gǒng)橋和斜拉橋的組合(hé)體係,橋梁主要由拱肋、橋塔、拉索、吊杆、橋麵係等部分組成。蓮城大橋(qiáo)(也稱(chēng)湘江四橋)(見圖1)是世界(jiè)上首座斜拉鋼管拱(gǒng)橋,橋型為雙飛燕斜拉鋼管拱混凝土橋,主跨(kuà)400米,橋(qiáo)寬27米。受力特點為以拱結(jié)構受力為主,輔以斜拉索受力的組合結構體係。
· 斜拉、懸索組(zǔ)合體係橋
有斜拉和懸索體係組合形成的結構體係,這(zhè)種結構體係的橋梁(liáng)較少。漢中龍崗大橋(qiáo)(見圖2)集斜拉橋、懸索橋、鋼混疊合梁橋、混凝土連續梁橋四種橋型於一身,為亞洲首座三塔斜拉一(yī)自錨(máo)式懸索組合體(tǐ)係橋,呈現“魚躍龍門”的生動造型。
隨著橋梁建設技術以及設計理念的發展,未來可能會有更多與環境協(xié)調、受力更為合理的組合式橋梁出現。
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