第二节 桥梁的组成与分类

1.2.1 桥梁的组成
　　桥梁组成部分的划分与桥梁结构体系有关。常见的梁式桥通常由以下部分构成，上部结构、下部结构及支座构成。不同的桥梁结构形式有不同的结构形式，只是略有差异。
　　上部结构 superstructure
　　下部结构 substructure
　　支座 bearing
　　附属设施 accessory
上部结构
　　指桥梁位于支座以上的部分。它包括桥跨结构和桥面构造两部分：前者指桥梁中直接承受桥上交通荷载的、架空的主体结构部分；后者则指为保证桥跨结构能正常使用而需要建造的桥上各种附属结构或设施。
桥跨结构的型式多样。对梁桥而言，其主体结构是梁；对拱桥而言，其主体结构是拱；对悬索桥而言，其主体结构是缆。
下部结构
　　指桥梁位于支座以下的部分，也叫支承结构。它包括桥墩(pier)、桥台(abutment)以及墩台的基础(foundation)，是支承上部结构、向下传递荷载的结构物。
　　桥梁墩台的布置是与桥跨结构相对应的。桥台设在桥跨结构的两端，桥墩则分设在两桥台之间。
　　桥台除起到支承和传力作用外，还起到与路堤衔接、防止路堤滑塌的作用。为此，通常需在桥台周围设置锥体护坡。
　　墩台基础是承受由上至下的全部荷载（包括交通荷载和结构重力）并将其传递给地基的结构物。它通常埋入土层之中或建筑在基岩之上，时常需要在水中施工。
支座
　　在桥跨结构与墩台之间，还需要设置支座(bearing)，以连接桥跨结构与桥梁墩台，提供荷载传递途径。除此之外，根据具体情况，与桥梁配套建造的附属结构物可能有：挡土墙、护坡、导流堤、检查设备、台阶扶梯、导航装置等。
附属设施
　　附属结构或构造是指公路桥的行车道铺装，铁路桥的道碴、枕木、钢轨，伸缩装置，排水防水系统，人行道，安全带（护栏），路缘石，栏杆，照明等。
　　桥面铺装
　　伸缩装置
　　防水排水系统
　　栏杆（防装系统）
　　灯光照明系统
　　桥梁的名词术语
　　正桥与引桥：对规模较大的桥梁工程，通常包含正桥(bridge proper)与引桥(approach)两部分。
　　正桥指桥梁跨越主要障碍物（如通航河道）的结构部分。一般，它采用跨越能力较大的结构体系，需要深基础，是整个桥梁工程中的重点。
　　引桥指连接正桥和路的桥梁区段，其跨度一般较小，基础一般较浅。
　　在正桥和引桥的分界处，有时还会设置桥头建筑（桥头堡）。
　　跨度也叫跨径(span)，表示桥梁的跨越能力。对多跨桥梁，最大跨度称为主跨(main span)。一般而言，跨度是表征桥梁技术水平的重要指标。
　　桥跨结构相邻两支座间的距离L1，称为计算跨径。桥梁结构的分析计算以计算跨径为准。
　　对梁式桥，设计洪水位线上相邻两桥墩（或桥台）间的水平净距L0，称为桥梁的净跨径。各孔净跨径之和，称为总跨径，它反映出桥位处泄洪能力的大小。
　　　　
　　对公路梁桥，把两桥墩中线间距离或桥墩中线与台背前缘的间距，称为标准跨径LK（也称之为单孔跨径）。当跨径在50m以下时，通常采用标准跨径（从0.75m至50m，共21级，常用者为10m、16m、20m、40m等）设计。
　　对铁路梁桥，则以计算跨径作为标准跨径（从4m至168m，共18级，常用者为20m、24m、32m、48m、64m、96m等）。
　　采用标准跨径设计，有利于桥梁制造和施工的机械化，也有利于桥梁养护维修和战备需要。
　　桥长：对梁桥，两桥台侧墙或八字墙尾端之间的距离LT，可称为桥梁全长。它标志桥梁工程的长度规模。两桥台台背前缘（对铁路桥，指桥台挡碴前墙）之间的距离L，可称为多孔跨径总长（公路）或桥梁总长（铁路）。它仅作为划分特大桥、大桥、中桥、小桥。桥梁和涵洞的划分指标见表1.1。

　　注：① 对管涵和箱涵，不论孔数多少和跨径大小，均称为涵洞；
　　　　② 一般指L＜6m，且顶上有填土。

　　桥下净空高度：设计洪水位或设计通航水位对桥跨结构最下缘的高差H，称为桥下净空(clear opening)高度。桥下净空高度应大于通航及排洪要求规定。
　　桥梁建筑高度与容许建筑高度：桥面（或铁路桥梁的轨底）至桥跨结构最下缘的垂直高度h，称为桥梁建筑高度。公路或铁路桥梁线路设计中所确定的桥面（或轨底）高程与通航及排洪要求所规定的净空高度之差，为容许建筑高度。显然，桥梁建筑高度不得大于容许建筑高度。
1.2.2 桥梁的分类
　　1、按工程规模划分
　　特大桥、大桥、中桥、小桥、涵洞
　　见表1.1。
　　2、按桥梁用途划分
　　铁路桥、公路桥、公铁两用桥、人行及自行车桥、农桥等
　　3、按桥跨结构所用的材料划分
　　钢桥、钢筋混凝土桥、预应力混凝土桥、结合桥、圬工桥（砖、石、素混凝土）、木桥等
　　4、按结构体系划分
　　梁桥、拱桥、悬索桥三种基本体系、组合体系桥
　　5、按桥跨结构与桥面的相对位置体系划分
　　上承式、中承式、下承式
　　6、按桥梁跨越的对象划分
　　跨河桥、跨谷桥、跨线桥、地道桥、立交桥、旱桥
　　7、按桥梁的平面形状划分
　　直桥、斜桥、弯桥
　　8、按桥梁的使用时间长短
　　永久性桥、临时性桥
　　9、其它划分方法
　　按目的修建桥梁的划分、军用桥、固定桥、开启桥梁。
1.2.3 桥梁的结构体系
　　1、梁桥
　　（1）定义：是古老的结构体系之一，作为承重结构，主要是以其抗弯能力来承受外荷载的。
　　（2）截面形式：实腹式和空腹式，前者梁的截面形式多为T形、工字形和箱形等，后者指主要由拉杆、压杆、拉压杆以及连接件组成的桁架式桥跨结构。
　　（3）特点：常用的简支梁桥跨越能力有限，应用最为广泛，便标准化程度高造价低。
　　（4）结构形式：简直梁、悬臂梁桥、连续梁桥。
　　2、拱桥
　　（1）定义：主要承重结构是具有曲线外形的拱，在竖向荷载作用下，拱主要承受轴向压力，但也承受弯、剪。支承范例不仅有竖向反力，也承受较大的水平推力。
　　（2）划分：按静力学分，单铰拱、双铰拱、三铰拱和无铰拱。
　　（3）特点：施工难度大，受力复杂，对地基要求高。
　　3、悬索桥
　　（1）定义：主要由索、塔、锚碇、加劲梁等组成。
　　（2）特点：跨越能力大，结构刚度不足。
　　4、组合体系
　　组合体系指承重结构采用两种基本结构体系，或一种基本体系与某些构件组合在一起的桥。在两种结构系统中，梁经常是其中一种。
　　（1）刚架桥
　　定义：指梁与立柱（或称为墩柱）刚性连接的桥梁。
　　特点：立柱有相当的抗弯刚度，柱底约束处既有竖直反力也有水平反力。故可分担梁部跨中正弯矩，达到降低梁高，增大桥下净空。
　　形式：T型刚构桥、斜腿刚构桥、连续刚构桥。
　　（2）梁、拱组合体系桥
　　定义：同时具备梁的受弯和拱的承压特点。
　　特点：利用梁部受拉，来承受和抵消拱在竖直荷载下产生水平推力。
　　（3）斜拉桥
　　定义：由塔、梁、斜索组成的组合体系，结构形式多样，造型优美壮观。
　　特点：跨越能力较大，造型美观，刚度小。