中國大跨徑橋樑的分類與特點

對橋樑按結構體系分類是以力學特徵為基本著眼點，以主要的受力構件為基本依據，可分為梁式橋、拱式橋、斜拉橋、懸索橋、剛構橋五大類。

1 梁式橋

梁式橋種類很多，也是公路橋樑中最常用的橋型，其跨越能力可從20m直到300m之間。公路橋樑最常用的大跨徑梁式橋主要為預應力混凝土連續箱形梁橋，70年代我國公路上開始修建連續箱梁橋，到目前為止我國已建成了多座連續箱梁橋，如一聯長度1340m的錢塘江第二大橋和跨越高集海峽全長2070m的廈門大橋等。目前，我國預應力混凝土連續梁最大跨徑為165m（南京二橋北汊主橋）。由於預應力混凝土連續箱梁它具有橋面接縫少、梁高小、剛度大、整體性強，外形美觀，便於養護等在構造、施工和使用上的優點，近年來已成為建成較多的橋樑。其發展趨勢為：減輕結構自重，採用高標號混凝土。隨著建築材料和預應力技術發展，其跨徑增大，葡萄牙已建成250m的連續箱梁橋，超過這一跨徑，也不是太經濟的。大跨徑梁橋的上部結構大多採用箱形截面，是因為箱形截面有較大的抗扭剛度，箱梁允許有最大細長度，同T形梁相比徐變變形較小。由於嵌固在箱樑上的懸臂板，其長度可以較大幅度變化，並且腹板間距也能放大，能適應各種使用條件，特別適合於預應力混凝土連續梁橋、變寬度橋，因此，箱梁能在獨柱支墩上建成彎斜橋。

連續箱梁橋的施工方法多種多樣，只能因時因地，根據安全經濟、保證質量、降低造價、縮短工期等方面因素綜合考慮選擇。一般常用的方法有：立支架就地現澆、預製拼裝（可以整孔、分段串聯）、懸臂澆築、頂推、用滑模逐跨現澆施工等。預應力鋼束採用鋼絞線，可以分段或連續配束，一般採用大噸位群錨。為了減輕箱梁自重，可以採用體外預應力鋼束。雖然連續箱梁橋採用預應力混凝土建造，能就地取材、工業化施工、耐久性好、適應性強、整體性好且美觀；這種橋型在設計理論及施工技術上都發展得比較成熟。但由於結構本身的自重大（約佔全部設計荷載的30%至60%），且跨度越大其自重所佔的比值更顯著增大，大大限制了其跨越能力。還有大跨徑連續箱梁要採用大噸位支座，如南京二橋北汊橋165m變截面連續箱梁，盆式橡膠支座噸位達65O0kN。這種樣大噸位支座性能如何、將來如何更換等一系列問題有待研究。

[專題]梁式橋施工技術

2 拱式橋

江界河大橋全長461米，寬13.4米，橋面至最低水面263米，主孔跨徑330米。在同類橋樑中，江界河大橋雄居世界第一，堪稱天下第一橋。它的建成，宣告了桁式橋樑新的世界紀錄的誕生。（大橋於1995年6月竣工）

拱橋，在橋樑的發展史上曾經佔有重要地位，迄今為止，已有三千多年的歷史，當今亦因其形態美、造價低、承載潛力大而得到廣泛的應用，也是大跨徑橋樑形式之一，跨徑從幾十米到四百多米。我國大跨度混凝土拱橋的建設技術，居國際領先水平。拱橋的受力特點為拱肋承壓、支承處一般有水平推力，按其建造材料來分，可分為圬工拱橋、鋼筋（骨）混凝土拱橋、鋼管混凝土拱橋、鋼拱橋等。

（1） 圬工拱橋最常見的為石拱橋，我國古代石拱橋建造就有很高的成就，如修建於公元606年的河北趙縣安濟橋，跨徑37.4m，矢高7.23m，寬約9m，在跨度方面曾保持記錄達1350年之久，且至今保存完好。圬工拱橋不便於實現工廠化施工，施工周期較長，相應的費用較高。同時，圬工材料儘管適合承壓，但其自重相對於許用應力而言較大，因而不適於用作大跨度橋樑。

（2） 鋼筋混凝土拱橋為拱橋的主要形式，它分箱形拱、肋拱、桁架拱。根據近年的實踐，常用的拱橋施工方法有主支架現澆、預製梁段纜索吊裝、預製塊件懸臂安裝、半拱轉體法、剛性或半剛性骨架法。我國鋼筋混凝土拱橋的發展趨勢為拱圈輕型化，長大化以及施工方法多樣化。剛建成的萬縣長江大橋為勁性骨架箱拱，跨徑420m，居世界第一。

（3） 在我國自90年代以來，鋼管混凝土拱橋迅速發展，現已建成跨徑大於200m的十幾座，最大跨徑為2005年建成的重慶巫山長江大橋（主跨460m）中承式鋼管混凝土雙肋拱橋，為世界第一鋼管混凝土拱橋。鋼管混凝土鋼管混凝土是在鋼管內填充混凝土，使鋼管和混凝土在受壓方面實現優勢互補：鋼管藉助於其內部的混凝土其抗壓性能和穩定性得以增強；而內部的混凝土由於處於三向受壓狀態而使自身的強度得以提高。鋼管混凝土更接近於一種新材料，具有強度高、塑性好、耐高溫、耐腐蝕、抗衝擊性能好等優點。它不僅在力學方面性能優越，而且在施工方面也有許多優點。例如鋼管本身可以兼作模板骨架，不用拆模、支模，混凝土可以泵灌；鋼管本身可以兼作縱筋和箍筋，卷制鋼管較製作、綁紮鋼筋骨架容易。

由於鋼管混凝土本身的優點決定了它的經濟指標：在自重和承載能力相近的情況下，同鋼結構相比，可以節約鋼材50%左右。在用鋼量相近、承載能力相同的情況下，構件的橫截面積可以減小一半，自重減少近50%。鋼管混凝土在橋樑工程中的應用鋼管混凝土的上述優點，一直受到橋樑工程專家的重視，並不遺餘力地在工程實踐中加以推廣和應用。

（4） 我國大跨徑鋼拱橋起步較晚，但發展迅速。己建成的上海蘆浦大橋（主跨550m）為中承式鋼箱拱橋，比原世界第一的美國新河橋還長31.8m，而重慶朝天門長江大橋（鋼桁架拱橋）將以主跨552m創世界第一。拱橋相對於梁橋而言，跨越能力大，結構自重小，外型美觀，有利於廣泛採用，但由於它是一種推力結構，對地基要求較高。在大跨度橋樑造型，拱橋的競爭性明顯弱於斜拉橋和懸索橋。

參考資料：大型鋼管混凝土拱橋實施性施工組織設計（82米高墩 翻升模板）

3 斜拉橋

蘇通大橋主跨跨徑為1088米，是當今世界跨徑最大斜拉橋。主橋採用 100+100+300+1088+300+100+100（其中主橋長約1088米）=2088米的雙塔雙索麵鋼箱梁斜拉橋。斜拉橋主孔跨度1088米，列世界第一；主塔高度300.4米,列世界第一；斜拉索的長度577米,列世界第一；群樁基礎平面尺寸113.75米 X 48.1米，列世界第一。斜拉橋是我國大跨徑橋樑最流行的橋型之一，目前為止建成或正在施工的斜拉橋共有40餘座。大跨徑混凝土斜拉橋的數量已居世界第一。整體來說，我國斜拉橋設計施工水平已邁入國際先進行列，部分成果達到國際領先水平。目前，我國建設的香港昂船洲大橋、江蘇蘇通大橋，其主跨均達到1000m以上。我國至今已建成各種類型的斜拉橋100多座，其中有52座跨徑大於200m，數量佔世界第一。斜拉橋由索塔、主梁、斜拉索組成主要承重構件，利用索塔上伸出的若干斜拉索在梁跨內增加了彈性支承，減小了梁內彎矩，受力特點為外荷載從梁傳遞到索，再到索塔。選擇不同的結構外形和材料可以組合成多彩多姿、新穎別緻的各種形式。索塔型式有A型、倒Y型、H型、獨柱，材料有鋼、混凝土的。主梁有混凝土梁、鋼箱梁、結合梁、混合式梁。斜拉索布置有單索麵、平行雙索麵、斜索麵，拉索材料有熱擠PE防護平行鋼絲索、PE外套防護鋼絞線索。斜拉橋的施工方法主要採用懸臂澆築和預製拼裝。

斜拉橋優點：梁體尺寸較小，使橋樑的跨越能力增大；受橋下凈空和橋面標高的限制小；抗風穩定性優於懸索橋，且不需要集中錨錠構造；便於無支架施工。斜拉橋缺點：由於是多次超靜定結構，計算複雜；索與梁或塔的連接構造比較複雜；施工中高空作業較多，且技術要求嚴格。斜拉橋作為一種拉索體系，比梁式橋有更大的跨越能力。由於拉索的自錨特性而不需要懸索橋那樣巨大錨碇，加之斜拉橋有良好的力學性能和經濟指標，已成為大跨度橋樑最主要橋型，在跨徑200～800m的範圍內佔據著優勢。

相關資料：蘇通大橋工程總體施工方案（含詳細的結構設計）

蘇通大橋工程邊主墩墩身施工方案（中港）

4 懸索橋

貴州壩陵河大橋，是跨度「國內第一，世界第六」的大跨徑鋼桁梁懸索橋。該座大橋規模身兼5個「第一」，建造技術採用了5個「首次」。 壩陵河大橋跨越壩陵河峽谷，是目前國內跨度最大的鋼桁加勁梁懸索橋。主橋為1088米鋼桁架懸索橋，橋樑全長2237米，橋面至壩陵河水面370米。（於2009年12月23日竣工）

懸索橋是特大跨徑橋樑的主要型式之一，其造型優美，規模宏偉，常被人們稱為「橋樑皇后」。從1883年美國建成布魯克林橋（主跨486m）開始，至今已有120多年歷史。20世紀80年代末，世界上修建懸索橋到了鼎盛時期，建成跨徑大於1000m的懸索橋17座。日本於1998年建成了世界最大跨度的明石海峽大橋（主跨1991m），將懸索橋跨徑從20世紀30年代的1000m提高到接近2000m，是世界懸索橋建設史上的一座豐碑。我國在懸索橋建設方面猶如異軍突起，1995年在國內率先建成了汕頭海灣大橋（主跨452m），在近五年內，相繼建成西陵長江大橋（主跨900m）、虎門大橋（主跨888m）、宜昌長江大橋（主跨960m）以及名列世界第四位的江陰長江大橋（主跨1385m），名列世界第五位的（公鐵兩用橋名列第一位）香港青馬大橋（主跨1377m）等11座大跨度懸索橋。多年來，我們積累了豐富的懸索橋設計與施工經驗，已建成的潤揚長江大橋（主跨1490m），標誌著我國懸索橋設計和施工水平已邁入國際先進水平行列。懸索橋由索塔、錨碇、主纜、吊索（或吊杆）和主梁（加勁梁）5大部分組成。主纜為主要承重構件，受力特點為外荷載從梁通過系桿傳遞到主纜，再到兩端錨錠。主要材料為預應力鋼索。

目前我國在建的矮寨特大懸索橋位於湖南湘西。矮寨懸索橋橋距吉首市區約20公里，跨越矮寨鎮附近的山谷，德夯河流經谷底，橋面設計標高與地面高差達330米左右。橋型方案為鋼桁加勁梁單跨懸索橋，全1073.65m，懸索橋的主跨為1176m。該橋跨越矮寨大峽谷，主跨居世界第14、亞洲第8。工程計劃投入7.2億元，占吉茶高速公路計劃總投資的15％。目前正在建設之中。 　　矮寨特大懸索橋：世界上跨峽谷跨徑最大的鋼桁梁懸索橋，毫米粗導繩將拉通萬噸鋼纜據

懸索橋由於主纜採用高強鋼材，受力均勻，因此具有很大的跨越能力，但亦具有整體剛度小、抗風穩定性不佳產，費用高、施工難度大等缺點。此種結構當跨徑大於800m時，方具有很大的競爭力。

矮寨特大橋圖紙：特大鋼桁梁懸索橋施工圖（CAD圖 345張）

5 剛構橋

八十年代以後，特別是九十年代以來，隨著高速公路交通事業的迅速發展，要求行車平順舒服，連續梁橋得到了迅速的發展，但由於此橋型在施工過程中需要梁墩臨時固結和進行體系轉換，同時需設置大噸位的橡膠支座，增加了工程費用及養護成本，於是預應力混凝土連續剛構橋應運而生，近年來得到較快的發展。剛架結構體系橋樑的上部結構梁（板）與下部結構墩柱（豎牆）整體結合在一起，梁與墩柱的結合處具有很大剛性。連續剛構在豎向荷載作用下，梁（多為箱型）主要受彎，而在柱腳處有水平反力，其受力狀態介於梁橋與拱橋之間，梁因柱的抗彎剛度而得到卸載作用。

（1） 剛構橋的分類

T型剛構

重慶長江大橋又名石板坡長江大橋，重慶長江大橋修建於1980年，主跨度174米，屬於T型剛構橋。屬國內最大跨度的預應力混凝土T構。

早期剛構橋大多為T型剛構，它分為有跨中設掛梁（如福州烏龍江大橋，保持跨徑紀錄10年）和跨中帶剪力鉸（如福州洪塘大橋）兩種基本形式。前者屬靜定體系，各T構單元單獨作用而使受力和變形均較大，存在一定的結構缺陷；後者是一種超靜定結構，該結構的特點是剪力鉸起到傳力（只傳遞豎向剪力而不傳遞縱向水平力和彎矩）和牽制懸臂端變形的作用。但存在跨中撓度較大、行車不順，剪力鉸不易製造安裝、年久容易變形損壞等缺點，並且各種外因都能產生結構的附加應力。

連續剛構

重慶市石板坡長江複線橋：

結構體系採用長聯大跨徑砼剛構-連續混合梁橋，橋跨布置為87.75+4×138+330+133.75m，梁總長1103.5m全橋除主跨330m中部有108m鋼樑外，其他均為預應力混凝土結構，單向四車道，橋面全寬19m。 T型剛構體系在設計中不斷改進，逐步與連續梁體系的優點相結合，T型剛構的粗大橋墩被柔性薄壁墩所取代，形成墩梁連固的連續剛構體系，開闢了大跨橋樑向輕型結構發展的途徑。預應力混凝土連續剛構橋數跨相連，跨中不設鉸或掛梁，行車舒適，特別適用於大跨度、高橋墩的情況。它利用薄壁高墩的柔性來適應各種外力所引起的橋縱向位移。此外，橋墩柔性大，對梁的嵌固作用小，其受力情況接近於連續梁橋。但柔性墩需要考慮主梁縱向變形與轉動的影響，以及墩身偏心受壓時的穩定性。當連續長度太大時，宜設置伸縮縫，做成數座分離式的連續剛構。我國1997年建成的虎門大橋輔航道上的連續剛構橋，主孔跨度達270m，曾是世界最大跨徑的預應力混凝土連續剛構橋；2006年建成的重慶市石板坡長江複線橋以主跨330m成為當今世界第一跨徑梁橋。

斜腿剛構

濁漳河橋位於山西省境內濁漳河上，系我國第一座預應力混凝土斜腿剛構鐵路橋，該橋橋址兩岸陡峭，岩層完整堅硬，石嘴形成峽谷。橋式主跨為１孔８２ｍ預應力混凝土斜腿剛構，兩腿趾設鉸支座，兩端伸臂各長２３．５ｍ，設水平方向無約束的活動支座，中心跨為９０ｍ，梁全長９１ｍ，橋全長１７１．１２ｍ。梁體及腿部均為單室箱形截面。（１９８１年９月竣工）

斜腿剛構是由剛架演變而來的，將剛架的立柱做成斜的就成為斜腿剛架。斜腿剛構橋的工作情況與拱橋更接近。其梁與腿中的彎矩比門式剛構橋要小，但支承反力卻有所增加。由於橋墩置於岸坡上，有較大斜角，在主梁跨度相同的條件下，斜腿剛構橋的跨度比門式剛構橋要大得多。跨越陡峭河岸和深邃峽谷時，採用斜腿剛構橋是經濟合理的方案。1982年建成的陝西安康漢江橋，是我國第一座鐵路鋼斜腿剛構橋，跨度達176m，在目前世界同類鐵路橋中，居於首位。法國1974年建成的Bonhomme橋，是世界跨度最大的公路預應力混凝土斜腿剛構橋，兩支承鉸的間距為186.25m，橋高23m，主梁為單箱，基礎設有支承鉸。目前我國高速公路上已建有多座斜腿剛構橋，不僅造型輕巧美觀，施工也較拱橋簡單。

V型剛構橋

桂林雉山灕江橋是作為國內首座採用「V型」結構的跨江大橋被記入史冊。

V型剛構橋也是一種連續剛構橋，所不同的是將橋墩做成V型。它具有連續剛構橋和多跨斜腿剛構橋的受力特性和共有的優點。1988年建成的廣西桂林灕江橋，為三跨連續的預應力混凝土V型剛構橋，主跨95m。該橋位於灕江風景區，外形美觀，別具一格。V型剛構橋在設計上與連續梁比較，跨度加長了，彎矩峰值進一步削減，梁高卻可降低；與連續剛構相比，跨中和支點彎矩較小，在結構外觀上更顯輕巧美觀。橋墩較高時，V型墩腿以下部分可連接一段豎墩，形成Y型剛構，其工作性能與V型剛構相同。