桥梁的基本体系

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1、桥梁的基本体系桥梁的基本体系按结构体系及受力特点，桥梁可划分为梁、拱、索三种基本体系，以及由基 本体系之间组合而形成的组合体系1 梁式桥梁式桥的特点是其桥跨的承载结构由梁组成。在竖向荷载作用下梁的支承处 仅产生竖向反力而无水平反力（推力）。梁的内力以弯矩和剪力为主。梁式桥可分为简支梁桥,连续梁桥和悬臂梁桥。简支梁桥的跨越能力有限（一 般在50m以下），当计算跨径小于25m时，通常采用混凝土材料，而计算跨径 大于25m时，更多采用预应力混凝土材料。2拱式桥拱式桥的主要承重结构是拱圈或拱肋。其特点是结构在竖向荷载作用下，两 拱脚处不仅产生竖向反力，还产生水平力（推力），由于水平推力的作用使拱中 的

2、弯矩和剪力大大地降低。设计合理的拱主要承受拱轴压力，拱截面内弯矩和剪 力均较小，因此可充分利用石料或混凝土等抗压能力强而抗拉能力差的圬工材 料。拱式桥是推力结构，其墩台，基础必须承受强大的拱脚推力。因此拱式桥 对地基要求很高，适建于地质和地基条件良好的桥址。拱式桥构造简单，承载能 力大，造型美观，是桥梁工程中广泛采用的桥型之一。3.悬索桥悬索桥又称吊桥，其特点是桥梁的主要承重结构由桥塔和悬挂在塔上的高强 度柔性缆索及吊索，加劲梁和锚锭结构组成。桥跨上的荷载由加劲梁承受，并通 过吊索将其传至缆索。主缆索是主要承重结构，但其仅受拉力。缆索本身是几何 可变体，但可通过桥塔，锚锭结构及作用的荷载相组合

3、，在空间形成有一定几何 形状的平衡受力结构体系。主缆索的拉力通过对桥塔的压力和锚锭结构的拉力传 至基础和地基。这种桥型充分发挥了高强钢缆的抗拉性能，使其结构自重较轻， 能以较小的建筑高度跨越其他任何桥型无法比拟的特大跨度。4 .组合体系组合体系桥是指承重结构采用两种基本结构体系，或一种基本体系与某些构 件（塔，柱，索等）组合在一起的桥。代表性的组合体系有以下几种。（1）刚架桥刚架桥是梁与立柱（墩柱、竖墙）刚性连接的结构体系。刚架桥的特点是在 竖向荷载作用下，柱脚处不仅产生竖向反力，同时产生水平反力，使其基础承受 较大推力。结构中梁和柱的截面均作用有弯矩，剪力和轴力。由于梁和柱结点为 刚结，梁端

4、部承受负弯矩，使梁跨中弯矩减小，跨中截面尺寸也可相应减小；与 一般墩台不同，刚架桥的支柱（墩台）不仅承受压力，还承受较大弯矩，通常采 用较小的钢筋混凝土或预应力混凝土构件。由于刚架桥的上述特点，在城市中当 遇到线路立体交叉或需要跨越通航江河时，常采用这种桥型以降低线路标高，减 少路堤土方量。当桥面标高已确定时，能增加桥下净空。T型刚构是目前修建较大跨径预应力混凝土桥梁的常用桥型之一，与其他刚 架桥的受力特点不同，它属于无推力结构。它是由单独立柱与主梁连接成整体， 形成T形，各T形刚架之间以剪力铰或挂梁相连，在竖向荷载作用下，无水平 力产生。T形刚架桥的悬臂部分主要承受负弯矩，预应力筋通常布置在

5、桥面，与 悬臂施工方法实现高度协调一致。T形刚架桥的悬臂一般为对称布置，使支柱仅 在活载作用时才有弯矩作用。（2）梁、拱组合体系所示为一种梁和拱的组合体系，此时梁和拱都是主要承重结构两者相互配合 共同受力。由于吊杆将梁向上（与荷载作用方向相反）吊住，着就显著减小了梁 中弯矩；同时由于拱和梁连接在一起，拱的水平推力就传给梁承受，这样梁除了 受弯矩以外尚且受拉。这种组合体系桥能跨越较一般简支梁桥更大的跨度，而墩 台没有推力，因此，对地基的要求就与一般简支梁桥一样。拱置于梁的下方，通 过立柱对梁起辅助支承作用的组合体系桥。(3) 斜拉桥斜拉桥是典型的悬索结构和梁式结构组合的结构体系。这一结构体系由主

6、 梁，缆索和塔架组成，充分利用了悬索结构和梁结构的特点，其组合相当合理。 在结构体系中，梁结构直接承受桥面外荷载引起的弯矩和剪力，桥塔两侧的斜拉 索张紧后为梁结构提供弹性支承，同时承受由荷载引起的拉力，其拉力的竖向分 量通过桥塔传至基础和地基；斜拉索中荷载引起拉力的水平分量，使桥结构承受 轴向压力，相当于对梁结构施加预应力。此外，通过调整斜拉索间距可改变弹性 支承的间距，使梁内力分布更加均匀合理，因而减小了主梁的建筑高度，提高了 跨越能力。与悬索桥相比，斜拉桥的斜拉索直接作用于主梁结构，使结构体系的 抗弯、抗扭的刚度大大增强，抗风稳定性也明显改善。由于斜拉索的拉力的水平 分量由梁结构承担，因而也不再需要巨大的锚锭结构。