桥梁的结构基础知识

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1、桥梁的结构基础知识 一．桥梁的组成部分与各部分的作用 　　一根树干架在两岸就形成了一座最简单的单孔独木桥。其所承受的重力（竖直的）或外力（竖直的或水平的），叫做荷载。树干作为梁，起承受重力的作用，在桥梁上的学名就叫做承重结构。 　　如果木头的长度小于两岸的距离，则可在两岸之间设立一至数个木的或砖、石砌筑的支承物，然后在支承物与支承物之间及支承物与河岸之间架设由若干根木梁组成的承重结构，于是便形成了多孔桥。为了防止河岸在承重结构的压力作用下崩塌，则可紧贴河岸用石块或木排桩做成挡墙，将承重结构支承在挡墙上。又为了便于通行，可在并排的木梁上铺上小圆木或木板，做成桥面。此时桥面与承重结构统

2、称桥的上部结构。两岸之间的支承物称作桥墩；岸边的支承物兼挡墙称作侨台。桥墩与桥台统称为桥的下部结构。上部结构是跨越部分，又称跨越结构或桥跨结构；下部结构是支承部分，又称支承结构。二．上部结构 　　近代桥梁由于所承受的载重和跨度都比较大，结构就比上面说的要复杂一点。拿上部结构来说，如果承重结构是梁，就叫做主梁，可以用钢（钢板栗、钢箱梁、铜街梁）、钢筋混凝土（跨度不大时）或预应力混凝土做成。承重结构如果是拱，就叫做主拱（多于一片拱时拱肋）；如果是悬索，就叫做主索或大缆。 　　下图是一座上承式（桥面在承重结构的上方）铁路钢桁梁组成部分的示意图。其钢轨铺在枕木上，枕木铺在纵梁上，纵梁支承在

3、横梁上，横梁支承在主梁（行架式承重结构）上。 　　此时钢轨与枕木部分叫做桥面，纵梁与横梁部分叫做桥道结构。 　　桥面设在承重结构上方的叫做上承式桥；桥面设在承重结构下方的叫做下承式桥（在两片（或数片）主梁之间用纵向的及横向的杆件，将两片很薄的主梁联成一个协性较大的空间结构，以抵抗横向的及纵向的力（风力、车辆摇摆力、线路在曲线上时的离心力等）。这些联结杆件形成一个联结系统，叫做联结系。于是上部结构便扩充为四个部分，即：1．桥面；2．桥道结构；3．承重结构及4．联结系。三．下部结构 　　荷载是通过上部结构的承重结构传递至下部结构的墩台顶面的。为了使上部结构与下部结构的受力明确（在支点处

4、力的作用位置明确），以便进行精确的力学计算，同时为了上部结构与下部结构之间的连接可靠，必须在上、下部结构之间有一个保证力的作用位置明确并且连接牢固的支点构造，这个支点构造就叫做支座。对于梁式桥来说，由于荷载和温度的作用，梁都会发生变形。这种变形在支座处有两种：一种是梁弯曲时的转动变形；一种是梁伸缩时的移动变形。既允许梁作伸缩变形又允许梁作转动变形的支座叫活动支座；只允许梁作转动变形而不能作伸缩变形的支座叫固定支座。每根梁只能有一个固定支座，其余的均为活动支座。 （见下图，活动支座的简图常用〇表示；固定支座的简图常用△表示。） 　　桥墩与桥台一般用砖、石砌筑或混凝土灌筑而成，在旱地上

5、有时可用钢做成。承受墩台底部压力的土壤或岩石叫做地基。如果地基具有设计需要的足够的承载力，那么就可将墩台身的底面根据地基承载力的大小和墩台稳定的需要适当扩大，直接支承在距地面深度不大的地基上。这个扩大了的部分就叫做扩大基础或浅基础。如果地基浅层的承载力不足以承受墩台身传下的压力，则要将基础下降到一定的深度，直到满足承载力的需要为止。下降的方法一类叫沉井，一类叫沉桩。沉井与沉桩统称深基础。深基础与浅基础在受力方面的不同之处在于：浅基础只靠基础底部面积传递压力；深基础则除了依靠沉井或桩尖的底部面积将压力传递给地基以外，还依靠井壁和极壁与土层间的摩阻力，将一部分荷载传至地基。所以深基础的

6、承载能力要比浅基础为大。 　　这样一来，桥梁的下部结构通常就由三个部分组成：1．支座；2. 墩台；3．基础。梁式桥梁 一，梁式桥梁简介 在竖直荷载作用下，梁的截面只承受弯短，支座只承受竖直方向的力。多孔架桥的梁在桥墩上不连续的称为简支梁；在桥墩上连续的称为连续梁；在桥墩上连续，在桥孔内中断，线路在桥孔内过渡到另一根梁上的称为悬臂梁。支承在悬臂上的简支架称为挂梁；伸出有悬臂的梁称为锚梁。架式桥的梁身可以做成实腹的，也可以做成空腹的（称为桁梁）。二，梁式桥梁实例（不限于钢结构） 日本滨名大桥，主跨240米，1976年 陕西安康汉江桥，主跨176米，1982年 四川三堆子金沙江桥 日本大

7、阪港大桥 日本岩大桥 三，世界最大梁式桥一览表 1．世界各国主要大跨板梁和箱梁桥 桥 名 主跨(m) 建成年 地 点 结构 CoSta e Sllva 300 1974 　巴西里约热内卢 钢梁 　 Sava 261 1956 　南斯拉夫贝尔格莱德 钢梁 　 Zoo 259 1966 　德国科隆 钢梁 　 Gazelle 250 1970 　南斯拉夫贝尔格莱德 钢梁 　 安康汉江桥 176 1982 　中国陕西 钢梁 　 虎门辅航道桥 270 1997 　中国广东 预应