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橋梁基礎知識:橋梁按結構分類

按結構體系劃分,有梁式橋、拱橋、剛架橋、懸索橋四種基本體系。其他還有幾種由基本體系組合而成的組合體系等。

1.梁式體系

梁式體系是古老的結構體系。梁作為承重結構是以它的抗彎能力來承受荷載的。梁分簡支梁、懸臂梁、固端梁和連續梁等。懸臂梁、固端梁和連續梁都是利用支座上的卸載彎矩去減少跨中彎矩,使梁跨內的內力分配更合理,以同等抗彎能力的構件斷面就可建成更大跨徑的橋梁。

2.拱式體系

拱式體系的主要承重結構是拱肋(或拱箱),以承壓為主,可采用抗壓能力強的圬工材料(石、混凝土與鋼筋混凝土)來修建。拱分單鉸拱、雙鉸拱、三鉸拱和無鉸拱。拱是有推力的結構,對地基要求較高,一般常建于地基良好的地區。混凝土拱橋因鉸的構造復雜、不易制作,故一般采用無鉸拱體系。無鉸拱結構的外部增加了超靜定次數,將引起更大的附加內力,為了獲得結構合理的受力狀態,在拱橋設計中,必須尋求合理的拱軸線形式。

3.剛架橋

剛架橋是介于梁與拱之間的一種結構體系,它是由受彎的上部梁(或板)結構與承壓的下部柱(或墩)整體結合在一起的結構。由于梁與柱的剛性連接,梁因柱的抗彎剛度而得到卸載作用,整個體系是壓彎結構,也是有推力的結構。剛架分直腿剛架與斜腿剛架。剛架橋的橋下凈空比拱橋大,在同樣凈空要求下可修建較小的跨徑。剛架橋施工較復雜,一般用于跨徑不大的城市橋或公路高架橋和立交橋。

4.懸索橋

就是指以懸索為主要承重結構的橋。其主要構造是:纜、塔、錨、吊索及橋面,一般還有加勁梁。其受力特征是:荷載由吊索傳至纜,再傳至錨墩,傳力途徑簡捷、明確。懸索橋的特點是:構造簡單,受力明確;跨徑愈大,材料耗費愈少、橋的造價愈低。懸索橋是大跨橋梁的主要形式,因其主要桿件受拉力,材料利用效率高,更由于近代懸索橋的主纜采用高強鋼絲,懸索橋的自重較輕,在剛度滿足使用要求的情況下,能充分顯示出其優越性,使其比其他形式的橋梁更能經濟合理地修建大跨度橋。

5.組合體系

(1)連續剛構

連續剛構都是由梁和剛架相結合的體系,它是預應力混凝土結構采用懸臂施工法而發展起來的一種新體系。

(2)梁、拱組合體系

這類體系中有系桿拱、桁架拱、多跨拱梁結構等。它們利用梁的受彎與拱的承壓特點組成聯合結構。

(3)斜拉橋

它是由承壓的塔、受拉的索與承彎的梁體組合起來的一種結構體系。梁體用拉索多點拉住,好似多跨彈性支承連續梁,使梁體內彎矩減小,降低了建筑高度;又因栓焊連接與正交異性板的箱形斷面構造的應用,使結構充分利用材料的受力特性,從而減小了結構自重,節省了材料。

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