桥梁按用途分有哪些种类?

如题所述

桥梁的种类繁多,根据其承重结构体系的差异,可以划分为梁式桥、拱桥、悬索桥、刚架桥、斜张桥和组合体系桥等几种基本类型。其中,前三种类型构成了桥梁的基础体系。
按照桥梁上部结构的建筑材料,桥梁又可以分为木桥、石桥、混凝土桥、钢筋混凝土桥、预应力混凝土桥(这三种材料通常被统称为混凝土桥)、钢桥和结合梁桥等。木桥由于容易腐蚀,多用于临时性桥梁。石桥和混凝土桥以其较高的抗压强度和较低的抗拉强度,主要用于拱桥的建造。钢筋混凝土桥结合了高强度钢筋和抗压、抗拉性能良好的混凝土,主要用于跨度不大的梁式桥和拱桥。预应力混凝土桥采用高强度钢筋和高标号混凝土,能够实现比钢筋混凝土桥更长的跨度,应用范围也更广泛。钢桥由结构钢制造,适用于实腹梁桥和大跨度的桁架梁桥、拱桥、斜张桥和悬索桥。其主要优点是施工速度快,跨越能力强,但用钢量多,维护费用高。结合梁桥,也称组合梁桥,由两种不同建筑材料结合而成,通常指钢梁和钢筋混凝土桥面板的结合,可以节省钢材。
桥梁的用途多样,可以分为公路桥、铁路桥、公铁两用桥和城市桥等。公路桥的活载一般小于铁路桥,但活载作用点在桥的横向是变化的,桥面较宽,桥梁的容许挠度也大。铁路桥的活载沿轨道运行,在桥上横向位置不变,桥面系易于布置,但桥面通常较窄,在大跨度铁路桥的设计中,需要考虑横向稳定、刚度和风振等原因而加宽桥梁;其活载大,容许挠度小,因此在选择结构体系上不如公路桥有较多的自由。公铁两用桥在同一桥位上供公路和铁路使用,公路和铁路一般分别布置在上、下两个平面上;也可布置在同一平面上,将公路设置在铁路两侧,但运营性能较差。城市桥的构造接近公路桥,但车行道和人行道较宽,桥梁高度要低,以减少桥头引道长度和填土数量;在通行混合交通时,桥梁纵坡不宜大于2%;设计中应考虑公用事业管线(电信、照明、自来水、暖气和雨水管等)的过桥设置,不得妨碍桥梁的维修和养护,但高压输电线路、煤气管、输油管与污水管等不允许在桥上敷设。城市桥应视为重要的艺术建筑之一,应注意桥梁本身的造型要和周围的景观协调,对桥头堡、栏杆、灯柱的艺术要求也高。城市桥上游人乐于驻足,以选用不影响眺览风景的上承式桥梁为最好。
此外,还有人行桥、飞机场桥、运河桥、给水桥(渡桥)和供油、供气、供煤粉的管道桥等。
桥梁的跨越障碍类型包括跨河桥、跨谷桥、跨线桥和高架线路桥等。跨河桥的长度和高度应满足泄洪和通航的要求,在主河槽部分的桥梁称为正桥,跨度较大;其余部分称为引桥,其跨度一般由经济条件确定,宜优先选用标准设计。跨谷桥的长度和高度由地形决定。跨线桥为线路(公路、铁路等)立体交叉时,一条线路跨越另一条线路的桥梁,也称立交桥;如在地下穿过既有线路的称为地道桥。高架线路桥是修建于地面或道路上空,供车辆行驶的旱桥,是一种用桥梁结构代替路堤的高架线路,可以避免线路平面交叉,提高交通运输能力。
桥梁的桥面位置有上承式桥、中承式桥、下承式桥和双层桥。上承式桥(图4a、b)具有构造简单、容易养护、制造架设方便,节省墩台圬工数量以及视野开阔等优点,在桥梁设计中常优先选用。中、下承式桥都具有桥梁建筑高度小的优点,视设计要求而用。双层桥多用于公铁两用桥。
桥梁平面的形状有正交桥、斜桥和弯桥。正交桥的桥梁中心线和主河槽的流向(或被跨越线路的中心线)正交。斜桥的中心线和主河槽流向斜交。斜交的度数一般用桥梁的中心线和支承线的法线交角表示。斜桥受力和构造都较复杂,用材料也多。弯桥是主要承重结构轴线顺着线路曲线布置的桥,其受力和构造也较复杂;为便于行车,桥面应按线路要求设置超高及加宽。
桥梁的制造方法有混凝土桥的就地灌筑桥和装配式桥,以及钢桥的装配式。混凝土桥的构件在工厂(场)中预制,运往工地拼装架设,其优点可使桥梁制造工业化、机械化,降低成本,提高速度,而且质量也有保证。也有两者结合的装配、现浇式混凝土桥。钢桥一般都是装配式的。
桥梁长度是技术要求和养护设施等方面需要考虑的一个分类依据。使用期限方面,桥梁可分为临时性桥、永久性桥和半永久性桥。临时性桥的构造简易,仅在有限的短期内使用或在永久性桥未建成以前供维持交通之用。永久性桥老尺告为长期使用的桥梁,需按规定的设计洪水频率、桥面宽度和检查维修设备等进行设计。半永久性桥一般是下部结构按永久性桥设计,而上部结构是临时性的。
其他特殊桥梁包括活动桥、军用桥与漫水桥等。活动桥是桥跨结构可以移动或转动,以扩大或开放桥下自由通道的桥梁,多用于河流下游靠近入海的港口处。军用桥是为军事目的而设的临时性桥梁,用以跨越河流、峡谷沟壕、与弹坑等障碍,通常要求材料重量轻而强度高,构件可以互换,拆装简便,能迅速组装成各种跨度和不同承载力的桥梁。漫水桥是三、四级公路在交通容许有限度中断时修建的一种半永久性桥梁,桥面建在设计洪水位标高之下,汛期洪水漫顶而过,常采用圬工材料建造。
桥梁的基本特点:
梁式桥包括简支板梁桥、悬臂梁桥、连续梁桥,其中简支板梁桥跨越能力最小,一般一跨在8-20m。连续梁桥国内最大跨径在200m以下,国外已达240m。
拱桥在竖向荷载作用下,两端支承处产生竖向反力和水平推力,正是水平推力大大减小了跨中弯矩,使跨越能力增大。理论推算,混凝土拱极限跨度在500m左右,钢拱可达1200m。也正是这个推力,修建拱桥时需要良好的地质条件。
刚架桥有T形刚架桥和连续刚构桥。T形刚架桥主要缺点是桥面伸缩缝较多,不利于高速行车。连续刚构主梁连续无缝,行车平顺,施工时无体系转换。跨径我国最大已达270m(虎门大桥辅航道桥)。
缆索承重桥(斜拉桥和悬索桥)是建造跨度非常大的桥梁最好的设计。道路或铁路桥面靠钢缆吊在半空,缆索悬挂在桥塔之间。斜拉桥已建成的主跨可达890m,悬索桥可达1991m。
组合体系桥有梁拱组合体系,如系杆拱、桁架拱、多跨拱梁结构等。梁刚架组合体系,如T形刚构桥等。
桁梁式桥:有坚固的横梁,横梁的每一端都有支撑。最早的桥梁就是根据这种构想建成的。他们不过是横跨在河流两岸之间的树干或石块。现代的桁梁式桥,通常是以钢铁或混凝土制成的长型中空桁架为横梁。这使桥梁轻而坚固。利用这种方法建造的桥梁叫做箱式梁桥。
悬臂桥:桥身分成长而坚固的数段,类似桁梁式桥,不过每段都在中间而非两端支承。
拱桥:借拱形的桥身向桥两端的地面推压而承受主跨度的应力。现代的拱桥通常采用轻巧、开敞式的结构。
吊桥:是建造跨度非常大的桥梁最好的设计。道路或铁路桥面靠钢缆吊在半空,钢缆牢牢地悬挂在桥塔之间。较古老的吊桥有的使用铁链,有的甚至使用绳索而不是用钢缆。
拉索桥:有系到桥柱的钢缆。钢缆支撑桥面的重量,并将重量转移到桥柱上,使桥柱承受巨大的压力。
玻璃桥:纯玻璃制成的一种桥梁。
廊桥:加建亭廊的桥,称为亭桥或廊桥,可供游人遮阳避雨,又增加桥的形体变化。
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