橋梁的分類及其不同的特點(diǎn)
一、按用途分類
按用途分為公路橋、公鐵兩用橋、人行橋、機(jī)耕橋、過水橋。
二、按使用年限分類
按使用年限可分為永久性橋、半永久性橋、臨時(shí)橋。
三、按結(jié)構(gòu)體系分類
按結(jié)構(gòu)體系分類是以橋梁結(jié)構(gòu)的力學(xué)特征為基本著眼點(diǎn),對(duì)橋梁進(jìn)行分類,有利于把握各種橋梁的基本特點(diǎn),是橋梁工程學(xué)習(xí)的重點(diǎn)之一。以主要的受力構(gòu)件為基本依據(jù),可分為梁式橋、拱式橋、剛架橋、斜拉橋、懸索橋五大類。
1.梁式橋以主梁為主要承重構(gòu)件,受力特點(diǎn)為主梁受彎。主要材料為鋼筋混凝土、預(yù)應(yīng)力混凝土,多用于中小跨徑橋梁。簡支梁橋合理最大跨徑約 20 米,懸臂梁橋與連續(xù)梁橋合宜的最大跨徑約 60-70米。
優(yōu)點(diǎn):采用鋼筋砼建造的梁橋能就地取材、工業(yè)化施工、耐久性好、適應(yīng)性強(qiáng)、整體性好且美觀;這種橋型在設(shè)計(jì)理論及施工技術(shù)上都發(fā)展得比較成熟。
缺點(diǎn):結(jié)構(gòu)本身的自重大,約占全部設(shè)計(jì)荷載的 30%至 60%,且跨度越大其自重所占的比值更顯著增大,大大限制了其跨越能力。
2.拱式橋以拱式橋拱肋為主要承重構(gòu)件,受力特點(diǎn)為拱肋承壓、支承處有水平推力。主要材料是圬工、鋼筋砼,適用范圍視材料而定??鐝綇膸资椎饺俣嗝锥加?,目前我國最大跨徑鋼筋砼拱橋?yàn)?70 米。
優(yōu)點(diǎn):跨越能力較大:與鋼橋及鋼筋砼梁橋相比,可以節(jié)省大量鋼材和水泥;能耐久,且養(yǎng)護(hù)、維修費(fèi)用少;外型美觀;構(gòu)造較簡單,有利于廣泛采用。
缺點(diǎn):由于它是一種推力結(jié)構(gòu),對(duì)地基要求較高:對(duì)多孔連結(jié)拱橋,為防止一孔破壞而影響全橋,要采取特殊措施或設(shè)置單向推力墩以承受不平衡的推力,增加了工程造價(jià):在平原區(qū)修拱橋,由于建筑高度較大,使兩頭的接線工程和橋面縱坡量增大,對(duì)行車極為不利。
3.剛架橋是一種橋跨結(jié)構(gòu)和噸臺(tái)結(jié)構(gòu)整體相連的橋梁,支柱與主梁共同受力,受力特點(diǎn)為支柱與主梁剛性連接,在主梁端部產(chǎn)生負(fù)彎矩,減少了跨中截面正彎矩,而支座不僅提供豎向力還承受彎矩。主要材料為鋼筋砼,適宜于中小跨度,常用于需要較大的橋下凈空和建筑高度受到限制的情況,如立交橋、高架橋等。
優(yōu)點(diǎn):外形尺寸小,橋下凈空大,橋下視野開闊,混凝土用量少。
缺點(diǎn):基礎(chǔ)造價(jià)較高,鋼筋的用量較大,且為超靜定結(jié)構(gòu),會(huì)產(chǎn)生次內(nèi)力。
4.斜拉橋以梁、索、塔為主要承重構(gòu)件,利用索塔上伸出的若干斜拉索在梁跨內(nèi)增加了彈性支承,減小了梁內(nèi)彎矩而增大了跨徑受力特點(diǎn)為外荷載從梁傳遞到索,再到索塔。主要材料為預(yù)應(yīng)力鋼索、混凝土、鋼材。適宜于中等或大型橋梁。
優(yōu)點(diǎn):梁體尺寸較小,使橋梁的跨越能力增大:受橋下凈空和橋面標(biāo)高的限制小:抗風(fēng)穩(wěn)定性優(yōu)于懸索橋,且不需要集中錨錠構(gòu)造;便于無支架施工。
缺點(diǎn):由于是多次超靜定結(jié)構(gòu),計(jì)算復(fù)雜:索與梁或塔的連接構(gòu)造比較復(fù)雜:施工中高空作業(yè)較多,且技術(shù)要求嚴(yán)格。
5.懸索橋以主纜為主要承重構(gòu)件,受力特點(diǎn)為外荷載從梁經(jīng)過系桿傳遞到主纜,再到兩端錨錠。主要材料為預(yù)應(yīng)力鋼索、混凝土、鋼材,適宜于大型及超大型橋梁。
優(yōu)點(diǎn):由于主纜采用高強(qiáng)鋼材,受力均勻,具有很大的跨越能力。
缺點(diǎn):整體鋼度小,抗風(fēng)穩(wěn)定性不佳:需要極大的兩端錨錠,費(fèi)用高,難度大。
四、按主要承重結(jié)構(gòu)分類
按主要承重結(jié)構(gòu)所用的材料來劃分,有木橋、鋼橋、圬工橋(包括磚、石、混凝土橋)、鋼筋混凝土橋和預(yù)應(yīng)力鋼筋混凝土橋。
木橋用木料建造的橋梁。木橋的優(yōu)點(diǎn)是可就地取材,構(gòu)造簡單,制造方便,小跨度多做成梁式橋,大跨度可做成行架橋或拱橋其缺點(diǎn)是容易腐朽、養(yǎng)護(hù)費(fèi)用大、消耗木材、且易引起火災(zāi)。多用于臨時(shí)性橋梁或林區(qū)橋梁。
鋼橋橋跨結(jié)構(gòu)用鋼材建造的橋梁。鋼材強(qiáng)度高,性能優(yōu)越,表觀密度與容許應(yīng)力之比值小,故鋼橋跨越能力較大。鋼橋的構(gòu)件制造最合適工業(yè)化,運(yùn)輸和安裝均較為方便,架設(shè)工期較短,破壞后易修復(fù)和更換,但鋼材易銹蝕,養(yǎng)護(hù)困難。
圬工橋用磚、石或素混凝土建造的橋。這種橋常作成以抗壓為主的拱式結(jié)構(gòu),有磚拱橋、石拱橋和素混凝土拱橋等。由于石料抗壓強(qiáng)度高,且可就地取材,故在公路和鐵路橋梁中,以石拱橋用的較多
鋼筋混凝土橋又稱普通鋼筋混凝土橋。橋跨結(jié)構(gòu)采用鋼筋混凝土建造的橋梁。這種橋梁,沙石骨料可以就地取材,維修簡便,行車噪音小,使用壽命長,并可采用工業(yè)化和機(jī)械化施工,與鋼橋相比,鋼材用量與養(yǎng)護(hù)費(fèi)用均較少,但自重大,對(duì)于特大跨度的橋梁,在跨越能力與施工難易度和速度方面,常不及鋼橋優(yōu)越預(yù)應(yīng)力鋼筋混凝土橋橋跨結(jié)構(gòu)采用預(yù)應(yīng)力混凝土建造的橋梁。這種橋梁,利用鋼筋或鋼絲(索)預(yù)張力的反力,可使混凝十在受載前預(yù)先受壓,在運(yùn)營階段不出現(xiàn)拉應(yīng)力(稱全預(yù)應(yīng)力混凝土)或有拉應(yīng)力而未出現(xiàn)裂縫或控制裂縫在容許寬度內(nèi)(稱部分預(yù)應(yīng)力混疑上)
其優(yōu)點(diǎn)是:能合理利用高強(qiáng)度混凝土和高強(qiáng)度的鋼材,從而可節(jié)約鋼材,減輕結(jié)構(gòu)自重,增大橋梁的跨越能力:改善了結(jié)構(gòu)受拉區(qū)的工作狀態(tài),提高結(jié)構(gòu)的抗裂性,從而可提高結(jié)構(gòu)的剛度和耐久性:在使用荷載階段,具有較高的承載能力和疲勞強(qiáng)度:可采用暴臂澆筑法或懸臂拼裝法施工,不影響橋下通航或交通;便于裝配式混凝土結(jié)構(gòu)的推廣。它的不足之處是施工工藝較復(fù)雜、質(zhì)量要求較高和需要專門的設(shè)備
五、按跨越方式分類
按跨越方式分類,可分為固定式橋梁、開啟橋、浮橋、漫水橋等
固定式橋梁指一經(jīng)建成后各部分構(gòu)件不再拆裝或移動(dòng)位置的橋梁:漫水橋,
開啟橋指上部結(jié)構(gòu)可以移動(dòng)或轉(zhuǎn)動(dòng)的橋梁
浮橋指用浮箱或船只等作為水中的浮動(dòng)支墩,在其上架設(shè)貫通的橋面系統(tǒng)以溝通兩岸交通的架空建筑物
漫水橋又稱過水橋,指洪水期間容許橋面漫水的橋梁
六、按施工方法分類
按施工方法分類,混凝土橋梁可分為整體式施工橋梁的和節(jié)段式施工橋梁。
整體式是在橋位上搭腳手架、立模板、然后現(xiàn)澆成為整體式的結(jié)構(gòu)。
節(jié)段式是在工廠(或工場、橋頭)預(yù)制成各種構(gòu)件,然后運(yùn)輸、吊裝就位、拼裝成整體結(jié)構(gòu);或在橋位上采用現(xiàn)代先進(jìn)施工方法逐段現(xiàn)澆而成整體結(jié)構(gòu)。用于大跨徑預(yù)應(yīng)力混凝土懸臂梁橋、T 型剛構(gòu)橋、連續(xù)梁橋、拱橋以及斜拉橋、懸索橋的施工。
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