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认识我们常见的桥梁
桥梁是跨越峡谷、山谷、道路、铁路、河流、其他水域、或其他障碍而建造的结构,是一种由水面或地面突出来的高架,用来连着桥头桥尾两边路。桥梁的目的是允许人、车辆、火车或船舶穿过障碍。桥可以打横搭着谷河或者海峡两边,又或者起在地上升高,槛过下面的河或者路,让下面交通畅通无阻。桥是一种用来跨越障碍的大型构造物。确切的说是用来将交通路线(如道路、铁路、水道等)或者其他设施(如管道、电缆等)跨越天然障碍(如河流、海峡、峡谷等)或人工障碍(高速公路、铁路线)的构造物。
“桥”原本是一种高大的树(参见乔木),因为够高大,砍下来就够长放在河面,可以连着两边岸,即独木桥。
直到公元19世纪,石头和木材一直是最重要的桥梁建筑材料。公元前6世纪巴比伦人用柏木和松木建造桥梁。罗马人开始用石头和混凝土建造拱桥。工业化开始后,1779年,世界上第一座铁桥出现在英国。这是一座由工程师Abraham Darby III用新材料—铸铁——修筑的主跨30米的拱桥。随着桥梁建筑材料的进一步发展,锻铁这种具有更高抗拉强度的材料开始使用,使长距离的铁索吊桥成为可能。一个具有代表性的例子是威尔士的Menai桥,全长521米,主跨177米,由Thomas Telford在1818年至1826年间建造。1860年由罗伯特·史蒂芬逊(Robert Stephenson)在威尔士建造的桁架梁桥不列颠大桥,跨径146米。现代混凝土从1860年开始运用在桥梁工程中,由Joseph Monier建造的第一座钢筋混凝土梁桥出现在一个农
庄,并且只是跨过一条小河。大跨径钢筋混凝土梁桥从20世纪起才开始建造,例如1930年建造的90米跨径的Salginatobel桥。第二次世界大战之后发展起来的预应力混凝土技术终于使纤细预应力梁桥成为可能。1965年在德国本多夫修建的跨径208米的莱茵河大桥,在世界范围内拉开了修建大跨径梁桥的序幕。直到今天这种大跨径梁桥依然活跃在世界桥梁工程当中。随着预应力混凝土桥梁同时发展起来的还有钢结构形式和斜拉桥,世界上第一座此形式的大型的桥梁于1957年出现在德国的杜塞尔多夫,总长914米,跨径260米。
我们常见的桥可以按照不同的分类方法进行分类。常见的分类方法是根据形式和构造、材料以及功能等。 一、按形式和构造分类
按形式和构造主要分为梁式桥、拱式桥、斜拉桥、悬索桥。 1. 梁式桥
梁桥是以受弯为主的主梁作为承重构件的桥梁(见下图)。主梁可以是实腹梁或桁架梁。实腹梁构造简单,制造、架设和维修均较方便,广泛用于中、小跨度桥梁,但在材料利用上不够经济。实腹梁桥的最早形式是用原木做成的木梁桥和用石材做成的石板桥,由于天然材料本身的尺寸、性能、资源等原因,木桥现在已基本不采用,石板桥也只用作小跨度人行桥。桁架梁的杆件承受轴向力,材料能充分利用,自重较轻,跨越能力大,多用于建造大跨度桥梁。按照主梁的静力体系,分为简支梁桥、连续梁桥和悬臂梁桥。
简支梁桥
梁桥主梁以孔为单元,两端设有支座,是静定结构。一般适用于中、小跨度,结构简单,制造、运输和架设均甚方便,多做成标准设计,以便于构件生产工艺工业化、施工机械化,提高质量,降低造价。
连续梁桥
主梁若干孔为一联,连续支承在几个支座上,是超静定结构。当跨度较大时,采用连续梁较省材料,更适合用悬臂拼装或悬臂灌筑、纵向拖拉或顶推法施工。
悬臂梁桥
上部结构由锚固孔、悬臂和悬挂孔组成,悬挂孔支承在悬臂上,用铰相联。有单悬臂梁桥(三跨构成,中跨较大以满足通航要求)和双悬臂梁桥(可构成多跨的长大梁桥)。
梁桥为桥梁的基本体系之一,使用广泛,在桥梁建筑中占有很大比例,其上部结构可以是木结构、钢结构、钢筋混凝土结构、预应力混凝土结构或钢筋混凝土桥面板和钢梁的组合结构。
2. 拱式桥
以承受轴向压力为主的拱(称为主拱圈)作为主要承重构件的桥梁(见下图)。
a.按照主拱圈的受静力形式,拱轿可分为三铰拱、两铰拱和无铰拱。拱的种类:三铰拱、两铰拱、无铰拱、带拉杆拱。带拉杆的拱:在屋架中,为消除水平推力对墙或柱的影响,在两桥梁支座间增加一拉杆,由拉杆来承担水平推力。
b.按照主拱圈的构成形式,拱又可分为板拱、肋拱、双曲拱、箱形拱、桁架拱等。
板拱:拱圈横截面呈矩形实体截面,它横向整体性较好、拱圈截面高度小、构造简单,但抵抗弯矩能力较差,一般用于圬工拱桥。 肋拱:拱圈是由两条或多条拱肋组成,肋与肋之间用横系梁相联系,拱肋形状可以是矩形、工字形、箱形或圆管形,它的抗弯能力较板拱为优,用料较省,但制作较板拱复杂,多用于钢筋混凝土拱桥或钢拱桥。
双曲拱:60年代以后,在中国普遍采用的一种拱式桥梁。它在横向除有拱肋外,还有由拱波、拱板等构成的小拱将整个拱圈联结成整体,它在施工时可以将拱肋、拱波预制,安装后再浇筑拱板,减轻吊装重量,并可以不用拱架,或只需用简单支架,为混凝土拱桥提供了一种新的结构形式和简便易行的施工方法。但需采取措施保证拱圈的整体性。
箱形拱:横截面可为整体多室箱形或分离箱形。混凝土或钢筋混
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