橋樑

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橋樑一般講由五大部件和五小部件組成,五大部件是指橋樑承受汽車或其他車輛運輸荷載的橋跨上部結構與下部結構,是橋樑結構安全的保證.包括(1)橋跨結構(或稱橋孔結構.上部結構)、(2)支座系統、(3)橋墩、(4)橋台、(5)墩台基礎.五小部件是指直接與橋樑服務功能有關的部件,過去稱為橋面構造.包括(1)橋面鋪裝、(2)防排水系統、(3)欄杆、(4)伸縮縫、(5)燈光照明.

供鐵路、道路、渠道、管線、行人等跨越河流、山谷或其他交通線路時使用的建築物。簡稱橋。梁【bridge】指的是為道路跨越天然或人工障礙物而修建的建築物。

橋樑一般講由五大部件和五小部件組成,五大部件是指橋樑承受汽車或其他車輛運輸荷載的橋跨上部結構與下部結構,是橋樑結構安全的保證.包括(1)橋跨結構(或稱橋孔結構.上部結構)、(2)支座系統、(3)橋墩、(4)橋台、(5)墩台基礎.五小部件是指直接與橋樑服務功能有關的部件,過去稱為橋面構造.包括(1)橋面鋪裝、(2)防排水系統、(3)欄杆、(4)伸縮縫、(5)燈光照明.

由橋樑上部結構（也稱橋跨結構）和橋樑下部結構組成。

橋樑上部結構　承擔線路荷載，跨越障礙。由橋面系、主要承重結構和支座組成。

①橋面系。一般由橋面、縱梁和橫樑組成。公路橋和城市橋的橋面包括橋面鋪裝及橋面板兩部分：橋面鋪裝用以防止車輪直接磨耗橋面板、排水和分布輪重；橋面板用以承受局部荷載，常採用鋼筋混凝土板，當主梁間距較大時可用預應力混凝土，或鋼橋面板（鋼橋）做成。鐵路橋的橋面一般採用明橋面或道碴橋面。明橋面不設橋面板，鋼軌和枕木直接聯結在縱樑上（小橋無縱橫樑，則設在主樑上）。這樣可以減少恆載，但雜訊和衝擊較大，橋下容易污染。與之相反，道碴橋面需設橋面板，上鋪道碴、軌枕與鋼軌，雜訊和衝擊力較小，橋下污染也少。

上承式橋樑跨度小時，可將縱梁及橫樑省去，讓橋面直接聯結在多根主樑上比較經濟(圖2a)，但跨度大時，因每片主梁的造價較高，就需要減少主梁（如用雙主梁），而採用縱梁及橫樑將橋面荷載傳給主梁（圖2b）。下承式橋的橋面系，必須用縱、橫樑傳遞橋面荷載。

②主要承重結構。它的作用是承擔上部結構所受的全部荷載並傳給支座。例如桁架梁橋中的主桁，實腹梁橋中的主梁。拱橋中的拱肋（拱圈）等。在桁架梁橋中為將主要承重結構聯結成整體以承受各方向的荷載，應於其頂面和底面內分別設置縱向聯結系，並在豎直平面內設橫向聯結系（簡稱橫聯），為讓車輛通行無阻，所有橫聯桿件必須布置在橋樑限界之外(見橋樑建築限界)。位於下承式橋兩端及連續桁架梁橋中間支座上的橫聯稱橋門架。此外,在鐵路橋中縱梁跨度較大時，在兩縱梁間也應設置縱向及橫向聯結系。在實腹梁橋中，現代大跨度預應力混凝土梁橋多採用箱形梁；鋼實腹梁橋則採用帶正交異性板橋面的箱形梁作主要承重結構（見實腹梁橋）。箱形梁中的頂板（橋面板）除起著橋面系的作用外，還與底板共同參與箱形梁整體受力，並起著縱向聯結系的作用，這樣就減輕了自重，節約了材料，也提高了跨越能力。

③支座。設於橋台（墩）頂部，支承上部結構並將荷載傳給下部結構的裝置（見橋樑支座）。

橋樑下部結構 是橋台、橋墩及橋樑基礎的總稱,用以支持橋樑上部結構並將荷載傳給地基。橋台和橋墩一般合稱墩台。

①橋台。位於橋樑的兩端，支承橋樑上部結構，並使之與路堤銜接的建築物，其功能是傳遞上部結構荷載於基礎，並抵抗來自路堤的土壓力。為了維持路堤的邊坡穩定並將水流導入橋孔,除帶八字形翼牆的橋台外,在橋台左右兩側築有保持路肩穩定的截錐體填土，稱錐體填方（也稱錐體護坡），其坡面以片石圍護。

②橋墩。位於多孔橋樑的中間部位，支承相臨兩跨上部結構的建築物，其功能是將上部結構荷載傳至基礎。

③橋樑基礎。是橋樑最下部的結構，上承墩台，並將全部橋樑荷載傳至地基。基底應設置在有足夠承載力的持力層處，並要求有一定的埋置深度。

橋樑沿高度方向的結構位置，用國家標準水準高程表示，主要的控制部位有基底、地面、襟邊、墩(台)頂、橋面(公路橋)和軌底（鐵路橋）等處。在設計中的主要水位有低水位、設計水位、洪水位及通航水位等（見橋渡設計）。

橋樑上部結構底緣以下的空間界限稱為橋下凈空。在不通航河流上的橋下凈空高度應滿足設計洪水位或流冰面以上的最小高度的要求；在通航（跨河橋）或通車（跨線橋）的橋樑中，尚應滿足通航或通車的凈空要求。

從橋面或軌底到上部結構底緣的鉛垂距離稱為橋樑建築高度，由橋面或軌底到低水位或橋下線路路面之間的垂直距離稱為橋樑高度。

沿橋樑中心線，兩岸橋台側牆尾端之間的水平距離（無橋台的橋為橋面系的行車道長度）稱為橋樑全長或總長度 L（公路橋）。在橋台擋碴牆間的長度稱為橋樑長度（鐵路橋）。在墩台邊緣之間，沿設計水位量計的長度(不計墩台的厚度)稱為凈跨度,如圖1中所示的L₀₁、L₀₂，凈跨度的總和稱橋樑孔徑,它必須滿足泄洪的要求。位於兩個支座中心的水平距離稱為計算跨度,如圖所示的l₁、l₂，簡稱跨度。跨度愈大則內力也愈大，主要承重結構的尺寸也變大，設計和施工的要求也高。因此，跨度的大小往往是用來權衡橋樑技術水平高低的一個方面。計算跨度一般由橋下凈空，上、下部結構施工的難易及經濟條件來決定。

橋樑橫向的總寬度一般指欄杆兩內側之間的水平距離。由軌道股數（鐵路橋）或快、慢車道（公路橋）和人行道寬度決定。如在高速公路和一級公路中，還應考慮設置中間帶的寬度。此外，兩側主梁(主桁、拱肋)中心線間的寬度是保證橋樑橫向穩定的重要尺寸，應通過計算決定。

按主要承重結構體系分　有梁式橋、拱橋、懸索橋、剛架橋、斜張橋和組合體系橋等（圖4），前三種是橋樑的基本體系。

按橋樑上部結構的建築材料分　有木橋、石橋、混凝土橋、鋼筋混凝土橋、預應力混凝土橋（有時三者統稱混凝土橋）、鋼橋和結合梁橋等。木橋易腐蝕多用於臨時性橋樑。石料和混凝土抗壓強度高而抗拉強度低,主要用於拱橋。鋼筋混凝土橋為耐壓的混凝土和抗拉、抗壓性能均好的鋼筋結合而成的橋，主要用於跨度不大的梁式橋和拱橋。預應力混凝土橋是採用高強度鋼筋(絲)和高標號混凝土建成，可達到比鋼筋混凝土大得多的跨度，可採用的結構體系也比鋼筋混凝土橋廣泛得多。鋼橋用結構鋼製造，現常用於實腹梁橋及大跨度的桁架梁橋、拱橋、斜張橋和懸索橋。其主要優點是施工速度較快，跨越能力大；缺點是用鋼量較多，維修費大。結合梁橋也稱組合梁橋，是由兩種不同建築材料結合而成的橋,通常指用鋼樑和鋼筋混凝土橋面板結合而成的橋,可以節省鋼材。

此外，還有用輕質混凝土、鋁合金、玻璃鋼等建築材料建造的橋樑。

按用途分　有公路橋、鐵路橋、公鐵兩用橋、城市橋。公路橋的活載一般小於鐵路橋,但活載的作用點(車輪)在橋的橫向是變化的,橋面較寬，橋樑的容許撓度也大。鐵路橋活載沿軌道運行，在橋上橫向位置不變，橋面系易於布置，但橋面通常較窄，在大跨度鐵路橋的設計中，由於橫向穩定、剛度和風振等原因而需加寬橋樑；其活載大，容許撓度小，因此在選擇結構體系上不如公路橋有較多的自由。在同一橋位上供公路和鐵路使用的橋樑稱公鐵兩用橋。公路、鐵路一般分別布置在上、下兩個平面上；也可布置在同一平面上，將公路設置在鐵路兩側,但運營性能較差。城市橋的構造接近公路橋,但車行道和人行道較寬，橋樑高度要低，以減少橋頭引道長度和填土數量；在通行混合交通時，橋樑縱坡不宜大於2％;設計中應考慮公用事業管線（電信、照明、自來水、暖氣和雨水管等）的過橋設置，不得妨礙橋樑的維修和養護，但高壓輸電線路、煤氣管、輸油管與污水管等不允許在橋上敷設。城市橋應視為重要的藝術建築之一，應注意橋樑本身的造型要和周圍的景觀協調，對橋頭堡、欄杆、燈柱的藝術要求也高。城市橋上遊人樂於駐足，以選用不影響眺覽風景的上承式橋樑為最好。

此外,尚有人行橋、飛機場橋、運河橋、給水橋(渡橋)和供油、供氣、供煤粉的管道橋等。

按跨越障礙分　有跨河橋、跨谷橋、跨線橋和高架線路橋等。跨河橋的長度和高度，應滿足泄洪和通航的要求，在主河槽部分的橋樑稱為正橋，跨度較大；其餘部分稱為引橋，其跨度一般由經濟條件確定，宜優先選用標準設計（見橋樑標準設計）。跨谷橋的長度和高度由地形決定。跨線橋為線路（公路、鐵路等）立體交叉時，一條線路跨越另一條線路的橋樑，也稱立交橋；如在地下穿過既有線路的稱為地道橋。高架線路橋是修建於地面或道路上空，供車輛行駛的旱橋，是一種用橋樑結構代替路堤的高架線路，可以避免線路平面交叉，提高交通運輸能力。

按橋面位置分　有上承式橋、中承式橋、下承式橋和雙層橋。將橋面布置在主要承重結構之上的稱為上承式橋(圖4a、b),在主要承重結構下緣附近的稱為下承式橋(圖3);介於上、下緣之間的稱為中承式橋；上下緣均設橋面的稱為雙層橋。上承式橋具有構造簡單、容易養護、製造架設方便，節省墩台圬工數量以及視野開闊等優點，在橋樑設計中常優先選用。中、下承式橋都具有橋樑建築高度小的優點，視設計要求而用。雙層橋多用於公鐵兩用橋。

按橋樑平面的形狀分　有正交橋、斜橋和彎橋。正交橋的橋樑中心線和主河槽的流向（或被跨越線路的中心線）正交。斜橋的中心線和主河槽流向斜交。斜交的度數一般用橋樑的中心線和支承線的法線交角表示。斜橋受力和構造都較複雜，用材料也多。彎橋是主要承重結構軸線順著線路曲線布置的橋，其受力和構造也較複雜；為便於行車，橋面應按線路要求設置超高及加寬。

按製造方法分　混凝土橋分就地灌築橋和裝配式橋兩類。後者的構件在工廠(場)中預製，運往工地拼裝架設,其優點可使橋樑製造工業化、機械化，降低成本,提高速度，而且質量也有保證。也有兩者結合的裝配、現澆式混凝土橋。鋼橋一般都是裝配式的。

按橋樑長度分　橋樑在技術要求和養護設施等方面需要按橋樑長度進行分類。

按使用期限分　有臨時性橋、永久性橋和半永久性橋。臨時性橋的構造簡易，僅在有限的短期內使用或在永久性橋未建成以前供維持交通之用。永久性橋為長期使用的橋樑，需按規定的設計洪水頻率、橋面寬度和檢查維修設備等進行設計。半永久性橋一般是下部結構按永久性橋設計，而上部結構是臨時性的。

其他特殊橋樑　有活動橋、軍用橋與漫水橋等。活動橋是橋跨結構可以移動或轉動，以擴大或開放橋下自由通道的橋樑，多用於河流下游靠近入海的港口處。軍用橋是為軍事目的而設的臨時性橋樑，用以跨越河流、峽谷溝壕、與彈坑等障礙，通常要求材料重量輕而強度高，構件可以互換，拆裝簡便，能迅速組裝成各種跨度和不同承載力的橋樑。漫水橋是三、四級公路在交通容許有限度中斷時修建的一種半永久性橋樑，橋面建在設計洪水位標高之下，汛期洪水漫頂而過，常採用圬工材料建造。

梁式橋包括簡支板梁橋、懸臂樑橋、連續梁橋其中簡支板梁橋跨越能力最小,一般一跨在8-20m.連續梁橋國內最大跨徑在200m以下,國外已達240m。

拱橋在豎向荷載作用下，兩端支承處產生豎向反力和水平推力,正是水平推力大大減小了跨中彎矩,使跨越能力增大.理論推算,混凝土拱極限跨度在500m左右,鋼拱可達1200m.亦正是這個推力,修建拱橋時需要良好的地質條件。

剛架橋有T形剛架橋和連續剛構橋,T形剛架橋主要缺點是橋面伸縮縫較多,不利於高速行車.連續剛構主梁連續無縫,行車平順.施工時無體系轉換.跨徑我國最大已達270m(虎門大橋輔航道橋)。

纜索承重橋(斜拉橋和懸索橋)是建造跨度非常大的橋樑最好的設計.道路或鐵路橋面靠鋼纜吊在半空，纜索懸掛在橋塔之間。斜拉橋已建成的主跨可達890m,懸索橋可達1991m。

組合體系橋有梁拱組合體系,如系桿拱、桁架拱、多跨拱梁結構等.梁剛架組合體系,如T形剛構橋等。

桁梁式橋：有堅固的橫樑，橫樑的每一端都有支撐。最早的橋樑就是根據這種構想建成的。他們不過是橫跨在河流兩岸之間的樹榦或石塊。現代的桁梁式橋，通常是以鋼鐵或混凝土製成的長型中空桁架為橫樑。這使橋樑輕而堅固。利用這種方法建造的橋樑叫做箱式梁橋。

懸臂橋：橋身分成長而堅固的數段，類似桁梁式橋，不過每段都在中間而非兩端支承。

拱橋：借拱形的橋身向橋兩端的地面推壓而承受主跨度的應力。現代的拱橋通常採用輕巧、開敞式的結構。

弔橋：是建造跨度非常大的橋樑最好的設計。道路或鐵路橋面靠鋼纜吊在半空，鋼纜牢牢地懸掛在橋塔之間。較古老的弔橋有的使用鐵鏈，有的甚至使用繩索而不是用鋼纜。

拉索橋：有繫到橋柱的鋼纜。鋼纜支撐橋面的重量，並將重量轉移到橋柱上，使橋柱承受巨大的壓力。

玻璃橋：純玻璃製成的一種橋樑。

廊橋：加建亭廊的橋，稱為亭橋或廊橋，可供遊人遮陽避雨，又增加橋的形體變化。

歷史和現狀上看，絕大多數橋樑均架設在水面上，只有閣道橋和現代城市的行人天橋和行車天橋，是架設於高樓崇閣之間或通衢大道之上。

從對天生橋的利用到人工造橋，這是一個歷史的飛躍過程。從簡單的獨木橋到今天的鋼鐵大橋；從單一的梁橋到浮橋、索橋、拱橋、園林橋、棧道橋、纖道橋等；建橋的材料從以木料為主，到以石料為主，再到以鋼鐵和鋼筋混凝土為主，這是一個非常漫長的發展過程。然而，中國橋樑建築都取得了驚人的成就。

著名的科學技術史學家、英國劍橋大學李約瑟博士（J.Needham）在《中國科學技術史》中說，中國橋樑「在宋代有一個驚人的發展，造了一系列巨大的板梁橋」。到了當代中國，所建造的武漢、南京長江大橋等，更受到世人稱讚。可見，中國的橋樑，經過了一個從童年、少年、青年到壯年的發展過程，愈趨成熟。中國在發展橋樑方面於14世紀以前處於領先地位，今天，她依然是世界上舉足輕重的橋樑大國。

荷載習慣上指施加在工程結構上使工程結構或構件產生效應的各種直接作用，常見的有：結構自重、樓面活荷載、屋面活荷載、屋面積灰荷載、車輛荷載、吊車荷載、設備動力荷載以及風、雪、裹冰、波浪等自然荷載。

荷載標準值結構設計時採用的荷載基本代表值，也就是在荷載規範中所有的各項標準荷載。標準荷載在概念上的一般是指結構或構件在正常使用條件下可能出現的最大荷載值，因此它應高於經常出現的荷載值。用統計的觀點，荷載的標準值是在所規定的設計基準期內，其超越概率小於某一規定值的荷載值，也稱特徵值，是工程設計可以接受的最大值。在某些情況下，一個荷載可以有上限和下限兩個標準值。當荷載減小對結構產生更危險的效應時，應取用較不利的下限值作為標準值；反之，當荷載增加使結構產生更危險的效應時，則取上限值作為標準值。又如各種活荷載，當有足夠的觀測資料時，則就按上述標準值的定義統計確定；當無足夠的觀測資料時，荷載的標準值可結合實際設計經驗，根據上述的概念協確定。

恆載也稱永久荷載，是施加在建築結構上不變的（或其變化與平均值相比可認忽略不計的）荷載。如結構自重、外加永久性的承重、非承重結構構件和建築裝飾構件的重量、土壓力等。因為恆載在整個使用期內總是持續施加在結構上，所以設計結構時，必須考慮它的長期效應。結構自重，一般根據結構的幾何尺寸和材料容重的標準值（也稱名義值）確定。

活荷載也稱可變荷載，是施加在結構上的由人群、物料和交通工具引起的使用或佔用荷載和自然產生的自然荷載。如工業建築樓面活荷載、民用建築樓面活荷載、屋面活荷載、屋面積灰荷載、車輛荷載、吊車荷載、風荷載、雪荷載、裹冰荷載、波浪荷載等均是。