桥梁的结构与设计要点

供铁路、道路、渠道、管线、行人等跨越河流、海湾、湖泊、山谷、低地或其他交通线路的架空构造物称为桥或桥梁。桥梁由上部结构、下部结构、支座系统以及附属设施组成（图1.2.1）。《铁路桥涵设计规范》（TB 10002—2017）规定桥涵主体结构的设计使用年限应为100 年。

图1.2.1　梁桥的组成

上部结构主要包括桥跨结构和桥面构造。桥跨结构指桥梁中直接承受桥上交通荷载、架空的主体结构部分，例如，梁式桥中的主梁、拱桥中的拱圈、桁架梁桥中的主桁等都是桥梁上部结构。桥面构造是指铁路桥的道砟、枕木、轨道、挡砟墙以及伸缩缝、排水防水系统等，或者是指公路桥的行车道铺装、人行道、安全带、路缘石、栏杆、照明系统等。

下部结构指桥梁支座以下的支承结构，包括桥墩、桥台和墩台之下的基础，是将上部结构及其承受的交通荷载传入地基的结构物。桥台设在桥跨结构的两端，除了支承上部结构之外，还起到桥梁和路堤衔接并防止路堤下滑和坍塌的作用，其两侧做成填土或填石锥体并在表面加以铺砌，即锥坡（图1.2.2），用来保证桥台和路堤的良好衔接，并保证桥头路堤的稳定。桥墩位于两桥台之间，是支承相邻桥跨结构，并将其荷载传给基础的建筑物。

图1.2.2　锥坡

桥跨结构与墩、台之间还设置支座，桥上还应设伸缩缝，通航河流还常设防止船只撞击墩台的防撞结构等。

除上述基本结构外，桥梁有时还修建一些附属结构物，如通航河流中的导航装置、检查维修设备等。有些桥梁为了免遭水害，还修建导流堤，以引导水流顺畅地从桥下宣泄，修建丁坝、护岸等防护工程，以保护桥头路堤或附近的河岸。桥头与桥头引线和导流防护工程等建筑物，由于它们与船渡相对应，所以总称之为桥渡。在枯水季节的最低水位称为低水位；洪峰季节河流中的最高水位称为高水位。桥梁设计中按规定的设计洪水频率计算所得的高水位，称为设计洪水位。

对桥梁工程中常用的名词和术语，现简要说明如下：

1. 正桥与引桥

对于规模较大的桥梁，通常把跨越主要障碍物（如大江大河）的桥跨称为正桥。由于通航等原因，正桥常需有一定的高度和跨径，一般要采用跨越能力较大的结构体系，是整个桥梁工程中的重点。把较高的正桥和较低的路堤以合理的坡度连接起来的这一部分桥梁叫作引桥。引桥建在河滩和岸上，其跨径一般较小。有时还常在正桥和引桥的分界处修建雄伟壮观的桥头建筑物（桥头堡）。(www.xing528.com)

2. 跨度（跨径）

计算跨径——对梁式桥而言，它是桥梁两相邻墩台支座间的距离，是桥梁结构计算分析所必需的数据。对多跨桥梁而言，最大跨度称为主跨。一般来说，跨径越大，修建难度越大。

净跨径——对梁式桥而言，设计洪水水位线上相邻两桥墩（台）间的水平净距称为桥梁的净跨径。各孔净跨径之和，称为总跨径，它与通航标准及泄洪能力有关，反映了桥下宣泄洪水的能力。

标准跨径——公路桥梁标准跨径对梁式桥是指两桥墩中线间距离或桥墩中线至桥台背前缘的间距。铁路桥梁标准跨径是指计算跨径，梁的实际长度要比标准跨径稍大一些。

公路和铁路的中小跨度桥梁常在工厂或现场按系列标准制造，然后运到桥址处，用架桥机架设。标准梁制作成本低，质量好，易于更换维修，也有利于战备需要，其优点是显而易见的。公路桥梁标准跨径从0.75 m 至50 m，分为21 级，常用的有10 m、16 m、20 m、40 m等。铁路桥梁的标准跨径从1 m 到168 m，共20 级，常用的有16 m、20 m、24 m、32 m、48 m、64 m、96 m 等。

铁路桥长规定为：梁桥系指桥台挡砟前墙之间的长度；拱桥系指拱上侧墙与桥台侧墙间两伸缩缝外端之间的长度；刚架桥系指刚架顺跨度方向外侧间的长度。

公路桥梁全长规定为：有桥台的桥梁为两岸桥台侧墙或八字墙尾端间的距离，无桥台的桥梁为桥面系长度。多孔跨径总长对梁式桥指不考虑两岸桥台侧墙长度在内的桥梁标准跨径的总长度，拱式桥为两岸桥台内起拱线的距离。其他形式的桥梁为桥面系长度。

3. 桥下净空高度

设计通航水位（或桥下线路路面）与桥梁结构最下缘标高之间的垂直距离称为桥下净空高度，其值应根据通航、通车及排洪要求确定。

4. 桥梁高度及桥梁建筑高度

桥梁高度指的是行车道顶面至低水位之间的距离，桥高在某种程度上反映了桥梁施工的难易性。桥面（铁路桥梁的轨底）到桥梁结构下缘底的距离称为桥梁建筑高度。公路桥面或铁路轨底标高减去设计洪水水位标高，再减去通航（或排洪）所要求的梁底净空高度即为桥梁的容许建筑高度。显然桥梁建筑高度不得大于容许建筑高度。