橋梁類型(bridge type)橋梁種類眾多,可分類如下:
按用途分,有鐵路橋、公路橋、公鐵兩用橋、人行橋、運水橋(渡槽)及其他專用橋梁(如通過管道、電纜等)。
按跨越障礙分,有跨河橋、跨谷橋、跨線橋(又稱立交橋)、高架橋、棧橋等。
按采用材料分,有木橋、鋼橋、鋼筋混凝土橋、預(yù)應(yīng)力混凝土橋、圬土橋(包括磚橋、石橋、混凝土橋)等。
按橋面在橋跨結(jié)構(gòu)的不同位置分,有上承式橋、下承式橋和中承式橋。上承式橋的橋面布置在橋跨結(jié)構(gòu)的頂面,其橋垮結(jié)構(gòu)的寬度可以較小,構(gòu)造簡單,橋上視線不受阻擋;下承式橋的橋面布置在橋跨構(gòu)的下都,其建筑高度(自軌底至梁底的尺寸)較小,增加橋下凈空,但橋跨結(jié)構(gòu)較寬,構(gòu)造比較復(fù)雜;中承式橋的橋面置于橋跨結(jié)構(gòu)的中部,主要用于拱式橋跨結(jié)構(gòu)。
按橋長分,橋長20 m及以下為小橋,20 ~ 100 m為中橋,100~500 m為大橋,500 m以上為特大橋。
按受力特點分,有梁式橋、拱式橋、懸索橋、斜拉橋、剛構(gòu)橋和組合體系橋。
梁式橋 在豎直荷載作用下,梁的截面只承受彎矩,支座只承受豎直方向的力。它是一種使用最廣泛的橋梁型式。梁式橋又可分為簡支梁橋、連續(xù)梁橋和懸臂梁橋(圖1)。多孔梁橋的梁在橋墩上不連續(xù)的稱為簡支梁;在橋墩上連續(xù)的稱為連續(xù)梁;在橋墩上連續(xù),在橋孔內(nèi)中斷,線路在橋孔內(nèi)過渡到另一根梁上的稱為懸臂梁。支承在懸臂上的簡支梁稱為掛梁;伸出有懸臂的梁稱為錨梁。梁式橋的梁身可以做成實腹的,也可做為空腹的,空腹的稱為衍梁。
圖1 梁式橋
拱式橋 由拱上建筑、拱圈和墩臺組成,如圖2 所示。在豎直荷載作用下,作為承重結(jié)構(gòu)的拱肋主要承受壓力,拱橋的支座既要承受豎向力,又要承受水平力,因此拱式橋?qū)A(chǔ)與地基的要求比梁式橋要高。拱式橋接橋面位置可分為上承式拱橋、中承式拱橋和下承式拱橋(圖3)。上承式拱橋的橋面在拱肋的上方;中承式拱橋的橋面一部分在拱肋上方,一部分在拱肋下方;下承式拱橋的橋面在拱肋下方。橋面一般通過即在拱腳處用一根稱為系桿的縱向水平受拉桿件將兩拱連接起來,以減輕地基承受的荷載。在1976年建成的美國新河谷公路鋼拱橋的最大跨度達(dá)到518.3 m。
圖2 拱式橋
圖3 拱式橋分類
懸索橋 橋面支承在懸索(也稱大纜)上的橋叫懸索橋,又稱吊橋。它是以懸索跨過塔頂?shù)陌靶沃ё^固在兩岸的錨錠中,作為主要承重結(jié)構(gòu)(圖4)。在纜索上懸掛吊桿,橋面懸掛在吊桿上。由于這種橋可充分利用懸索鋼纜的高抗拉強度,具有用料省、自重輕的特點,是現(xiàn)在各種體系橋梁中能達(dá)到最大跨度的一種橋型。
圖4 懸索橋
斜拉橋 將梁用若干根斜拉索拉在塔杜上,形成斜拉橋。它由梁、斜拉索和塔柱三部分組成(圖5)。斜拉橋是一種自錨式體系,斜拉索的水平力由梁承受。梁除支承在墩臺上外,還支承在由塔柱引出的斜拉索上,稱為剛性梁或加勁梁。若在橋墩上不設(shè)置支座,而在塔柱處另設(shè)豎吊索吊住剛性梁,稱為“全漂浮式”斜拉橋,它具有較好的抗震性能。按剛性梁所用的材料不同可分為鋼斜拉橋、結(jié)合梁斜拉橋和混凝土梁斜拉橋。
圖5 斜拉橋
剛構(gòu)橋 橋跨結(jié)構(gòu)與橋墩式橋臺連為一體者稱為剛構(gòu)橋。剛構(gòu)橋的受力兼有梁橋與拱橋的一些特點。剛構(gòu)橋根據(jù)外形可分為門形剛構(gòu)橋、斜腿剛構(gòu)橋和箱形橋(圖6)。門形剛構(gòu)橋的梁都受到剛架“腿”的彈性鉗固作用,比同樣跨度簡支梁的彎矩要小,因此梁的高度可以較小。斜腿剛構(gòu)橋可應(yīng)用于山谷、深河陡坡地段,避免修建高墩或深水基礎(chǔ)。箱形橋的梁跨、腿部和底板聯(lián)成整體,剛性好,適用于地基不良的情況和既有線下采用頂推法施工。
圖6 剛構(gòu)橋
組合體系橋 除以上五種橋梁基本結(jié)構(gòu)型式外,還有一種其承重結(jié)構(gòu)系由兩種結(jié)構(gòu)型式組合而成,稱為組合體系橋梁。如實腹梁與桁架的組合(如俄國的全焊鋼橋)、梁與拱的組合(如蘭新鐵路新疆昌吉河橋與九江長江大橋)、梁與懸吊系統(tǒng)的組合(如丹東鴨綠江大橋)、梁與斜拉索的組合(如蕪湖長江大橋)、懸索與斜拉索的組合(如紐約布魯克林大橋)等,見圖7。
圖7 組合體系橋梁