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[摘 要] 随着18世纪后期社会生产力的极大提高,桥梁的发展亦进入了一个新的高潮……
[关键词] 现代 桥梁结构 桥梁种类 中国
一、背景
18世纪工业革命带来的生产力的飞速发展,也导致各行各业的发展,其中也包括着桥梁行业的发展。
二、理论分析
(一)桥梁的组成
桥梁一般由以下几部分组成
1、桥跨结构
在线路中断时跨越障碍物的主要承载结构。
2、桥墩和桥台
是支承桥跨结构并将恒载和车辆等活载传至地基的建筑物。
通常设置在桥梁两端的称为桥台,它除了上述作用外,还与路堤相衔接,以抵御路堤土压力,防止路堤填土的滑坡和坍落。
3、基础
桥墩和桥台中使全部荷载传至地基的底部奠基部分,通常称为基础。它是确保桥梁能安全使用的关键。由于基础往往深埋于土层之中,并且需在水下施工,故也是桥梁建筑中比较困难的一个部分。
4、上部结构
通常人们还习惯地称桥跨结构为桥梁的上部结构。称桥墩或桥台为桥梁的下部结构。
5、支座
一座桥梁中在桥跨或桥墩或桥台的支承处所设置的传力的装置,称为支座。
它不仅要传递很大的荷载,并且要保证桥跨结构能产生一定的变为。
6、锥形护坡
在路堤与桥台衔接处,在桥台两侧设置石砌的锥形护坡。以保证迎水部分路堤边坡的稳定。
在桥梁建筑工程中,除了上述基本结构外,根据需要还常常修筑护岸、导流结构物等附属工程如涵洞。
(二)桥梁种类
1、梁式桥
它是一种使用最广泛的桥梁型式,可细分为简支梁桥、连续梁桥和悬臂梁桥。所谓简支梁是指梁的两端分别为铰支端与活动端的单跨梁式桥。连续梁桥是指桥跨结构连续跨越两个以上桥孔的梁式桥。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,采用这种梁的桥称为悬臂梁桥。梁式桥的梁身可以做成实腹的,也可做为空腹的,空腹的称为桁梁。桁梁也叫桁架。桁架的类型五花八门,有三角形、双斜杆形、菱格形、米字形、多腹杆密格形、K形、W形、空腹形等。
2、拱式桥
它由拱上建筑、拱圈和墩台组成。在竖直荷载作用下,作为承重结构的拱肋主要承受压力,拱桥的支座既要承受竖向力,又要承受水平力,因此拱式桥对基础与地基的要求比梁式桥要高。拱式桥按桥面位置可分为上承式拱桥、中承式拱桥和下承式拱桥。
3、悬索桥
它是桥面支承在悬索(也称大缆)上的桥,又称吊桥。它是以悬索跨过塔顶的鞍形支座锚固在两岸的锚锭中,作为主要承重结构。在缆索上悬挂吊杆,桥面悬挂在吊杆上。由于这种桥可充分利用悬索钢缆的高抗拉强度,具有用料省、自重轻的特点,是现在各种体系桥梁中能达到最大跨度的一种桥型。
4、斜拉桥
它是将梁用若干根斜拉索拉在塔柱上的桥。它由梁、斜拉索和塔柱三部分组成。斜拉桥是—种自锚式体系,斜拉索的水平力由梁承受、梁除支承在墩台上外,还支承在由塔柱引出的斜拉索上。按梁所用的材料不同可分为钢斜拉桥、结合梁斜拉桥和混凝土梁斜拉桥。
5、刚构桥
这是指桥跨结构与桥墩式桥台连为一体的桥。刚构桥根据外形可分为门形刚构桥,斜腿刚构桥和箱形桥。斜腿刚构桥可应用于山谷、深河陡坡地,避免修建高墩或深水基础。箱形桥的梁跨、腿部和底板联成整体,刚性好,适用于地基不良的情况和既有线下采用顶推法施工。
6、组合桥
这是一种其承重结构系由两种结构型式组合而成,称为组合体系桥梁。如梁与拱的组合,以九江长江大桥为代表;梁与悬吊系统的组合,以丹东鸭绿江大桥为代表;梁与斜拉索的组合,以芜湖长江大桥为代表等等。
(三)世界著名桥梁
1、塔桥
伦敦塔桥是一座吊桥,最初为一木桥,后改为石桥,现在是座拥有6条车道的水泥结构桥.河中的两座桥基高7.6米,相距76米,桥基上建有两座高耸的方形主塔,为花岗岩和钢铁结构的方形五层塔,高40多米,两座主塔上建有白色大理石屋顶和五个小尖塔,远看仿佛两顶王冠.两塔之间的跨度为60多米,塔基和两岸用钢缆吊桥相连.桥身分为上、下两层,上层(桥面高于高潮水位约42米)为宽阔的悬空人行道,两侧装有玻璃窗,行人从桥上通过,可以饱览泰晤士河两岸的美丽风光;下层可供车辆通行.当泰晤士河上有万吨船只通过时,主塔内机器启动,桥身慢慢分开,向上折起,船只过后,桥身慢慢落下,恢复车辆通行.两块活动桥面,各自重达1000吨.从远处观望塔桥,双塔高耸,极为壮丽.桥塔内设楼梯上下,内设博物馆、展览厅、商店、酒吧等.登塔远眺,可尽情欣赏泰晤士河上下游十里风光.假若遇上薄雾锁桥,景观更为一绝,雾锁塔桥是伦敦胜景之一.现在的桥宽度足有100英尺,全长270米.伦敦桥1885年开始修建,1894完工.伦敦桥中央有开闭式的装置,每当大船经过,水压的变动可使桥呈八字型打开.伦敦其它的桥与它相比黯然无色,内部现已对外开放,里面有一个小博物馆,并可在玻璃信道上欣赏泰晤士河的美景.
2、日本明石海峡大桥
1998年4月5日,世界上目前最长的吊桥——日本明石海峡大桥正式通车。
大桥坐落在日本神户市与淡路岛之间,全长3911米,主桥墩跨度1991米。两座主桥墩海拔297米,基础直径80米,水中部分高60米。两条主钢缆每条约4000米,直径1.12米,由290根细钢缆组成,重约5万吨。大桥于1988年5月动工。1998年3月竣工。
3、香港青马大桥
全长3.5公里,从青衣至大屿山的“青屿干线”,是香港新机场10项核心工程之一。它包括青马大桥(青衣至马湾)、汲水门大桥(马湾至大屿山)和马湾高架路三部分,是由香港岛、九龙前往机场的必经之路,总投资137.57亿港元,于1997年4月22日建成通车。桥长2160米,青马大桥,桥长2160米,吊桥高206米,吊装的钢缆直径1.1米。6万多条的主缆纲绳,总长16万公里,足可环绕地球赤道4圈,全部结构钢重量达5万吨。
(四)中国桥梁发展趋势
50年来,新中国桥梁建设取得了突飞猛进的发展,公路铁路两用桥向着大跨度、重荷载、高时速方向发展。从大桥主跨度上看,武汉长江大桥主跨为128米,而正在建设中的武汉天兴洲长江大桥主跨则达到504米,比2000年修建的世界最大公铁两用桥丹麦厄勒海峡大桥主跨还长14米。从荷载和时速上看,武汉天兴洲长江大桥荷载达到了2万吨,而南京大胜关长江大桥设计时速达到了300公里,成为世界上设计运行速度最高的铁路桥梁。公路桥梁也在朝着美观、大跨、轻型的方向发展。
从上世纪90年代初开始,我国的桥梁建设者就积极开展从内陆建桥向跨海建桥的研究和谋划。刘自明说,大跨、轻型、快速施工是21世纪的跨海桥梁发展的方向。2005年建成的东海大桥是我国第一座真正意义上的跨海大桥,全长32.5公里,当时是全球30多座跨海大桥中最长的一座;而贯通的杭州湾跨海大桥,全长约36公里,又改写了这项世界之最。青岛跨海大桥、厦门跨海大桥等亦是中外闻名。
专家介绍说,未来的桥梁发展趋势是:向着更长、更大、更柔的方向发展,更加重视桥梁美学及环境保护。目前,世界上已经出现草桥、塑料桥、玻璃桥、充气桥、智能结构桥等。
三、结论
我组研究成员讨论后认为:现代桥梁的发展将趋于多样化,未来的桥梁结构也将令人产生耳目一新的感觉。而我国的桥梁发展也将走上一个新的高度……
四、建议
1、中国应努力借鉴外国先进技术、先进理念,使中国的桥梁发展能步入世界前列。
2、注重人才培养,以及高等教育的发展,从而为桥梁事业的发展提供一个可靠的平台。
[关键词] 现代 桥梁结构 桥梁种类 中国
一、背景
18世纪工业革命带来的生产力的飞速发展,也导致各行各业的发展,其中也包括着桥梁行业的发展。
二、理论分析
(一)桥梁的组成
桥梁一般由以下几部分组成
1、桥跨结构
在线路中断时跨越障碍物的主要承载结构。
2、桥墩和桥台
是支承桥跨结构并将恒载和车辆等活载传至地基的建筑物。
通常设置在桥梁两端的称为桥台,它除了上述作用外,还与路堤相衔接,以抵御路堤土压力,防止路堤填土的滑坡和坍落。
3、基础
桥墩和桥台中使全部荷载传至地基的底部奠基部分,通常称为基础。它是确保桥梁能安全使用的关键。由于基础往往深埋于土层之中,并且需在水下施工,故也是桥梁建筑中比较困难的一个部分。
4、上部结构
通常人们还习惯地称桥跨结构为桥梁的上部结构。称桥墩或桥台为桥梁的下部结构。
5、支座
一座桥梁中在桥跨或桥墩或桥台的支承处所设置的传力的装置,称为支座。
它不仅要传递很大的荷载,并且要保证桥跨结构能产生一定的变为。
6、锥形护坡
在路堤与桥台衔接处,在桥台两侧设置石砌的锥形护坡。以保证迎水部分路堤边坡的稳定。
在桥梁建筑工程中,除了上述基本结构外,根据需要还常常修筑护岸、导流结构物等附属工程如涵洞。
(二)桥梁种类
1、梁式桥
它是一种使用最广泛的桥梁型式,可细分为简支梁桥、连续梁桥和悬臂梁桥。所谓简支梁是指梁的两端分别为铰支端与活动端的单跨梁式桥。连续梁桥是指桥跨结构连续跨越两个以上桥孔的梁式桥。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,采用这种梁的桥称为悬臂梁桥。梁式桥的梁身可以做成实腹的,也可做为空腹的,空腹的称为桁梁。桁梁也叫桁架。桁架的类型五花八门,有三角形、双斜杆形、菱格形、米字形、多腹杆密格形、K形、W形、空腹形等。
2、拱式桥
它由拱上建筑、拱圈和墩台组成。在竖直荷载作用下,作为承重结构的拱肋主要承受压力,拱桥的支座既要承受竖向力,又要承受水平力,因此拱式桥对基础与地基的要求比梁式桥要高。拱式桥按桥面位置可分为上承式拱桥、中承式拱桥和下承式拱桥。
3、悬索桥
它是桥面支承在悬索(也称大缆)上的桥,又称吊桥。它是以悬索跨过塔顶的鞍形支座锚固在两岸的锚锭中,作为主要承重结构。在缆索上悬挂吊杆,桥面悬挂在吊杆上。由于这种桥可充分利用悬索钢缆的高抗拉强度,具有用料省、自重轻的特点,是现在各种体系桥梁中能达到最大跨度的一种桥型。
4、斜拉桥
它是将梁用若干根斜拉索拉在塔柱上的桥。它由梁、斜拉索和塔柱三部分组成。斜拉桥是—种自锚式体系,斜拉索的水平力由梁承受、梁除支承在墩台上外,还支承在由塔柱引出的斜拉索上。按梁所用的材料不同可分为钢斜拉桥、结合梁斜拉桥和混凝土梁斜拉桥。
5、刚构桥
这是指桥跨结构与桥墩式桥台连为一体的桥。刚构桥根据外形可分为门形刚构桥,斜腿刚构桥和箱形桥。斜腿刚构桥可应用于山谷、深河陡坡地,避免修建高墩或深水基础。箱形桥的梁跨、腿部和底板联成整体,刚性好,适用于地基不良的情况和既有线下采用顶推法施工。
6、组合桥
这是一种其承重结构系由两种结构型式组合而成,称为组合体系桥梁。如梁与拱的组合,以九江长江大桥为代表;梁与悬吊系统的组合,以丹东鸭绿江大桥为代表;梁与斜拉索的组合,以芜湖长江大桥为代表等等。
(三)世界著名桥梁
1、塔桥
伦敦塔桥是一座吊桥,最初为一木桥,后改为石桥,现在是座拥有6条车道的水泥结构桥.河中的两座桥基高7.6米,相距76米,桥基上建有两座高耸的方形主塔,为花岗岩和钢铁结构的方形五层塔,高40多米,两座主塔上建有白色大理石屋顶和五个小尖塔,远看仿佛两顶王冠.两塔之间的跨度为60多米,塔基和两岸用钢缆吊桥相连.桥身分为上、下两层,上层(桥面高于高潮水位约42米)为宽阔的悬空人行道,两侧装有玻璃窗,行人从桥上通过,可以饱览泰晤士河两岸的美丽风光;下层可供车辆通行.当泰晤士河上有万吨船只通过时,主塔内机器启动,桥身慢慢分开,向上折起,船只过后,桥身慢慢落下,恢复车辆通行.两块活动桥面,各自重达1000吨.从远处观望塔桥,双塔高耸,极为壮丽.桥塔内设楼梯上下,内设博物馆、展览厅、商店、酒吧等.登塔远眺,可尽情欣赏泰晤士河上下游十里风光.假若遇上薄雾锁桥,景观更为一绝,雾锁塔桥是伦敦胜景之一.现在的桥宽度足有100英尺,全长270米.伦敦桥1885年开始修建,1894完工.伦敦桥中央有开闭式的装置,每当大船经过,水压的变动可使桥呈八字型打开.伦敦其它的桥与它相比黯然无色,内部现已对外开放,里面有一个小博物馆,并可在玻璃信道上欣赏泰晤士河的美景.
2、日本明石海峡大桥
1998年4月5日,世界上目前最长的吊桥——日本明石海峡大桥正式通车。
大桥坐落在日本神户市与淡路岛之间,全长3911米,主桥墩跨度1991米。两座主桥墩海拔297米,基础直径80米,水中部分高60米。两条主钢缆每条约4000米,直径1.12米,由290根细钢缆组成,重约5万吨。大桥于1988年5月动工。1998年3月竣工。
3、香港青马大桥
全长3.5公里,从青衣至大屿山的“青屿干线”,是香港新机场10项核心工程之一。它包括青马大桥(青衣至马湾)、汲水门大桥(马湾至大屿山)和马湾高架路三部分,是由香港岛、九龙前往机场的必经之路,总投资137.57亿港元,于1997年4月22日建成通车。桥长2160米,青马大桥,桥长2160米,吊桥高206米,吊装的钢缆直径1.1米。6万多条的主缆纲绳,总长16万公里,足可环绕地球赤道4圈,全部结构钢重量达5万吨。
(四)中国桥梁发展趋势
50年来,新中国桥梁建设取得了突飞猛进的发展,公路铁路两用桥向着大跨度、重荷载、高时速方向发展。从大桥主跨度上看,武汉长江大桥主跨为128米,而正在建设中的武汉天兴洲长江大桥主跨则达到504米,比2000年修建的世界最大公铁两用桥丹麦厄勒海峡大桥主跨还长14米。从荷载和时速上看,武汉天兴洲长江大桥荷载达到了2万吨,而南京大胜关长江大桥设计时速达到了300公里,成为世界上设计运行速度最高的铁路桥梁。公路桥梁也在朝着美观、大跨、轻型的方向发展。
从上世纪90年代初开始,我国的桥梁建设者就积极开展从内陆建桥向跨海建桥的研究和谋划。刘自明说,大跨、轻型、快速施工是21世纪的跨海桥梁发展的方向。2005年建成的东海大桥是我国第一座真正意义上的跨海大桥,全长32.5公里,当时是全球30多座跨海大桥中最长的一座;而贯通的杭州湾跨海大桥,全长约36公里,又改写了这项世界之最。青岛跨海大桥、厦门跨海大桥等亦是中外闻名。
专家介绍说,未来的桥梁发展趋势是:向着更长、更大、更柔的方向发展,更加重视桥梁美学及环境保护。目前,世界上已经出现草桥、塑料桥、玻璃桥、充气桥、智能结构桥等。
三、结论
我组研究成员讨论后认为:现代桥梁的发展将趋于多样化,未来的桥梁结构也将令人产生耳目一新的感觉。而我国的桥梁发展也将走上一个新的高度……
四、建议
1、中国应努力借鉴外国先进技术、先进理念,使中国的桥梁发展能步入世界前列。
2、注重人才培养,以及高等教育的发展,从而为桥梁事业的发展提供一个可靠的平台。