| 单词 | 桥梁体系 |
| 释义 | 【桥梁体系】 从结构上分，有梁式体系、拱式体系、刚架体系和悬索体系；从材料上分，有木桥、钢桥、圬工桥；按行车桥面道和承重结构的相对位置分，则有上承式桥、中承式桥和下承式桥；按桥的平面形状分，有直桥和曲桥；按桥从轴线和路轴线的相对位置分，有正交桥和斜交桥；其中直桥和正交桥为主要的按桥的功能分，有公路桥、铁路桥、人行桥和管线桥，或分为主桥、引桥、立交桥、高架桥、浮桥和开启桥等。 1．梁式体系。最简单的桥为简支的木板桥和石板桥。当在木楞上铺木板或在条石上铺石板时则分别构成木板梁桥或石板梁桥。17世纪以前，建桥材料只限于木、石，17世纪初国外开始用生铁，19世纪初开始采用熟铁建造桥梁。19世纪中叶，钢材开始应用于结构工程，并且在这一时期发明了钢筋混凝土，因此，这两种材料很快用于桥梁建设，产生了第1次飞跃。20世纪30年代末预应力混凝土开始获得应用，又产生了第2次飞跃。最简单的钢桥是用工字钢(侧边用槽钢)做成，后来发展为用钢板铆接成工字形的钣梁结构。钢筋混凝土简支板桥跨度很小。现在的钢筋混凝土板桥有做成预应力的或空心的，连续板桥跨度也不大。如为了加大跨径，后来钢筋混凝土桥常做成箱形截面，如预应力混凝土简支箱梁，目前跨径最大的奥地利阿尔姆桥(1977)，长76m，采用双预应力，即在梁顶还施加预拉应力以减少小桥的建筑高度。目前世界上最长的桥为美国彭恰特伦湖Ⅰ号桥，总长38．4km，共1526孔，每孔长25．6m，为预应力梁式结构。连续钢箱梁桥目前跨径最大的为巴西库尔瓦海岸瓜纳巴拉桥(1974)，长300m；中国预应力混凝土连续箱梁桥，跨径最大的为云南六库桥(1990)，主跨154m。钱塘第2桥是大跨径公路铁路并列的连续箱梁桥，其总长为1340m，而未设中间伸缩缝。40年代美国已开始建造组合梁桥，即工型钢(侧边用槽钢)或钢钣梁与混凝土面板共同工作的梁式结构。这种结构由于节约钢材而发展很快，但在寒冷地区暴露在外的钢材可能发生冷脆，如波兰奥索布尼恰组合梁桥于1987年1月8日夜在气温下降至－35℃时毁坏。桁架桥也属于梁式体系。最早的全铁桁架桥是1840年美国拜尔曼(W．Bellman)建造的，其中拉杆用熟铁、压杆用生铁做成。目前世界上跨径最长的悬臂钢桁架桥为加拿大魁伯克铁路桥(1918)，长549m，而日本港大桥(1974)则为目前世界上跨径最长的钢桁架公路桥，长510m。2．拱式体系。东汉时期中国建拱技术已发展相当成熟，中外著名的安济桥，净跨37．02m，拱厚1．03m，矢高7．23m，用块石砌成，建于隋开皇年间(591～599年)。欧洲现存的于138年建造的圣安叶石拱桥，为18m的3孔实腹拱桥。1883年法国建造的安顿尼特铁路石拱桥才是真正的敞肩拱桥，从此揭开了欧洲修建大跨敞肩石拱桥的序幕。当前国际上敞肩石拱桥跨长最大的为中国湖南乌巢河双肋石拱桥(1990)，净跨120m，肋高1．6m，宽2．5m，拱顶宽8m，桥面宽7m，矢高24m，矢跨比1／5，造型相当空灵轻巧。跨径420m的四川万景拱桥(1996)是国际上最大的混凝土拱桥。1964年中国从双曲砖拱屋盖发展，在无锡建成了跨径9m的双曲人行拱桥，很快应用于公路桥和渡槽。所谓“双曲”是指除跨径方向为曲线形的拱外，截面亦为曲线形，因此其刚度很大，又因厚度较薄能跨越较大跨径。混凝土双曲拱桥跨径最大的为河南前河桥，长150m(1969)。3．钢架桥。钢架桥是指桥身和桥墩联成整体的桥，用混凝土和钢建造。50年代初开始用从桥墩上向两边悬臂施工来建造混凝土桥，桥身与桥墩刚接，这时悬臂和桥墩一起形成T字形，当跨中设挂梁或剪力铰时，则被称为T构桥。目前世界上预应力混凝土T构桥的记录为日本滨为桥(1974)，主跨长240m。当桥身用桁架建造时，则成桁架T构桥，我国跨径最大的为重庆长江预应力混凝土箱形梁桥(1980)，最大跨径长174m，悬臂长69．5m，跨中设35m长挂梁；目前世界上公路斜腿钢架桥的跨径记录为法国的博洛姆钢桥(1974)，1=186．3m，而铁路斜腿钢架桥(栓焊结构，斜腿下设铰)跨径最大的为中国陕西安康桥(1982)，长176m(二铰间距)。4．悬索体系。悬桥由桥塔、加劲梁和悬垂的铁链组成。1883年建成的美国布鲁克林桥是第1座现代化的悬索桥，主跨487m。1984年建成的英国恒尔悬索桥，主跨1=1410m，则为目前世界上最长的悬索桥。世界上索支最长(悬索支承的长度)的桥为美国1957年建成的马基纳克桥，主跨1=1158m，因其二副跨均为549m，故索支长度为2256m，加劲梁原先都为钢桁构。1940年美国跨长为853m的塔科马峡谷桥在风振下塌落，1965年英国在建造跨径为988m的塞温悬索桥时，首次采用了空气动力稳定性好的钢箱形截面，现在很多悬索桥及斜拉桥均采用了流线型的钢箱形截面桥。斜拉桥由塔、加劲梁和斜拉索组成。第1座现代化斜拉桥是1956年建成的瑞典斯托蒙宋德双塔钢斜拉桥，跨径为75+182+75m。桥塔也可能为独塔的。斜拉索从侧面看一般有4种布置形式，即辐射式，(在塔上较集中布置而在加劲梁上分散)，平行的竖琴式，扇式(从塔上分散小些)和星式(二索，在塔上分散，在梁上集中)。一般为双索面，即布置在桥面两侧；也有采用单索面的，布置在中间。加劲梁有钢和混凝土结构。第1座采用混凝土箱形截面加劲梁斜拉桥被认为是1962年建成的委内瑞拉的马拉开波斜拉桥，跨径为160+5×350+160m。世界上主跨最长的组合梁斜拉桥为我国杨浦桥(1993)，主跨为602m；预应力混凝土斜拉桥则为挪威斯卡温宋代特桥(1991)，跨径为190+530+190m。当主跨采用钢结构或组合结构而副跨采用混凝土结构时，则成为混合型斜拉桥。第1座混合型斜拉桥为前联邦德国－鲁德魏克斯哈芬公路独塔斜拉桥(1975)，跨径为146．41+286．94m，主跨为钢(双)箱形截面，短跨(去曼哈姆一侧)为预应力混凝土箱形截面，桥面宽36．9m，在鲁德魏克斯哈芬一侧加宽至51．1m。上述诺曼第桥亦为混合型斜拉桥。桥塔一般为竖直的。捷克布拉迪斯拉发(钢)桥(1972)则为斜(独)塔，跨径为303+75m；日本一座曲线形钢单室箱形截面独塔斜拉桥，跨径为134+220+60．5m，曲率半径为250m；泰国拉马9号桥为双塔双索面钢桥，跨径166+450+160m；美国东亨廷顿桥桥(1985)为独塔双索面预应力混凝土桥，跨径为274+185m；美国阳光桥(1987)165+366+165m为双塔单索面预应力混凝土斜拉桥，都分别为各类桥的世界跨径记录。瑞士甘特预应力混凝土桥(1981)的斜拉索做成刚性板式拉索，跨径为174+127m，一侧在R=200m的曲线上，墩高150m。前西德威廷根纳卡峡谷桥，其中斜拉索是在桥下的，即构成倒斜拉桥。公铁两用斜拉桥最大的为日本岩黑岛和相邻的柜石岛桥(1988)，跨径都为185+420+185m。5．特种用途桥。(1)立交桥和高架桥。立交桥有单层乃至3～4层的，常用的有喇叭形、菱形、定向形和苜蓿叶形等几种互通型式。立交桥及匝道桥常采用曲线桥。当某些交通量大，高速公路需穿越繁华市区、风景胜地或某些低洼地带时，往往需修建高架公路(或铁路)，如1991年建成的天津高架桥，全长4264．43m。(2)开启桥。开启桥是为了通航用的，有直升式、平旋式和直旋式，以直升为主。为了减轻自重，开启桥都用钢建造，美国开启桥极多。中国在天津和葛州坝建造的开启桥，都为直升式的。6．特种桥。水下桥和应力板带桥为特种桥。1958年前西德U．Finsterwalder用预应力混凝土技术建成应力板带桥，由(略)向下垂的剖面和锚固在桥座和基土或岩石内的预应力混凝土板或肋构成，锚固处有向上凸的曲面。一般用于人行桥或管道桥等。对小型桥往往采用轻型桥台，大、中型桥则采用厚重的桥台。中间桥墩一般采用矩形截面，或将端头做成圆形，将端头(平面)尺寸减小甚至做成尖角的，可为实心或空心截面，也有做成圆形或方形并于其上加设横梁(有单根或由几根组成排架)。桥墩在横桥向中有时做成回字形。为了减小跨径，也为了方便在支座处构成连续，在混凝土桥中有的做成V形墩。桥台墩除必要时采用桩基外，有时还可采用沉井。沉井尺寸往往很大，有用浮运的钢沉井，钢沉井有时为双层的。也可用预制整体浮吊的多室混凝土沉井，就位后填砂石或混凝土。早在1936年美国旧金山奥克兰海湾桥即采用了28m×60m大型浮运沉井；50年代中期在建造麦金纳克桥主塔墩基础时采用双壁沉井，外径35．4m，内径25．2m。中国采用的钢筋混凝土沉井直径有的达18m，高度36～38m，入土深度在40m以上。桥梁施工采用鹰架法，移动鹰架法、悬浇或悬拼法(有时采用中间辅助的浮墩)、顶推法、提升、顶升乃至整体吊装的方法。【参考文献】：1 桥梁史话．上海：科技出版社，1979．44～912 李国豪等．土木工程学报，1985，(5)∶18(2)∶11～203 Walter Podolny Jr，et al．Construction andDesign of CableStayed Bridges，1986，51～1284 李国豪等．中国桥梁，1993，44～231(东南大学丁大钧教授、邵容光教授撰) |
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