桥梁分类及应用概述-桥梁工程概论

桥梁有各种不同的分类方式，每一种分类方式均反映出桥梁在某一方面的特征。

桥梁按工程规模划分，有特大桥、大桥、中桥、小桥等，见表1.1。

桥梁按用途划分，有铁路桥、公路桥、公铁两用桥、人行桥、城市桥等。

铁路桥（railway bridge）专供铁路列车行驶，桥的宽度（其由线路数决定，多为单线或双线）有限，其所承受的车辆活载相对较大。由于铁路迂回运输不易实现，铁路桥必须结实耐用且易于修复更换。与铁路桥相比，公路桥（highway bridge）的车辆活载相对较小，桥的宽度可根据实际需要确定。

公铁两用桥（combined highway & railway bridge）指同时承受公路和铁路车辆荷载的桥。我国在长江上建造的一部分特大桥（如在武汉、南京、枝城、九江、芜湖等地的大桥），大多采用公铁合建的方式。公铁两用桥中通常布置双线铁路，近年来，随着城际客运专线铁路的迅猛发展，公铁两用桥的线路数常常达到4线。一般认为：在增加费用不多的情况下（桥的墩台和基础可以共用），将公路桥、铁路桥合建，可把专为公路建桥的时间大为提前。随着经济发展，公路交通量剧增，专为公路修建特大桥的事现已屡见不鲜。

人行桥（pedestrian bridge，footbridge）指专供行人（有时包括非机动车）使用的桥。它跨越城市繁忙街道处，或市区内河流，或封闭的高速公路，为行人及非机动车提供便利。除高速公（铁）路上的桥梁外，其他桥梁通常设置行人过桥的通道。

相对于公路桥和铁路桥而言，在城市范围内的桥梁（包括立交桥及人行桥，但不包括铁路桥）也被称为城市桥（municipal bridge），其设计荷载标准（见第三章）与公路桥者有所差别，桥梁的造型和景观也需适当考虑城市环境因素。

按桥跨结构所用的材料来划分，有钢桥，钢筋混凝土桥，预应力混凝土桥，结合梁桥，用砖、石、素混凝土块等砌体材料（习称圬工）建造的拱桥，以及木桥等。

由于钢材具有匀质性好、强度高、自重小等优点，钢桥（steel bridge）具有较大的跨越能力，在跨度上处于领先地位。在我国，传统上铁路桥采用钢桥（见第六章）较多。近年来，随着大跨度公路悬索桥、斜拉桥及城市桥梁的发展，公路和城市钢桥的应用越来越普遍。

钢筋混凝土桥（reinforced concrete bridge）和预应力混凝土桥（prestressed concrete bridge）的建造费用较少，养护维修方便，是目前应用最为广泛的桥梁，在中、小跨度内已逐步取代钢桥，在大跨度范围内也具有较强的竞争力。

结合梁桥（composite bridge）主要指钢梁与钢筋混凝土桥面板组合形成的梁桥。随着桥梁工程的技术发展，桥梁结构的材料组合有了更多的构造形式，例如，钢梁与混凝土梁连接形成的混合梁，钢管内灌注混凝土形成的钢管混凝土（多用于拱桥），钢塔段与混凝土塔段组合形成的混合塔等。

圬工桥（masonry bridge）主要指石拱桥，其取材方便，构造简单，适用于跨度不大、取材方便的山区拱桥。木桥（timber bridge）多采用梁桥形式，主要用于一些临时性桥梁和林区桥梁。

历史上，还曾先后采用铸铁（cast iron）和锻铁（wrought iron）作为建桥材料，修建过少量的铸铁拱桥和锻铁梁桥。在结构钢（structural steel）出现之后，这类桥梁就不再修建了。

按结构体系（结构受力特征及立面形状）划分，有梁桥（beam bridge，girder bridge）、拱桥（arch bridge）、悬索桥（suspension bridge）三种基本体系，以及由两种基本体系或一种基本体系与梁、柱、塔及斜索等构件形成的组合体系，如系杆拱桥（tied arch bridge）和斜拉桥（cable-stayed bridge）。图1.2所示为按结构体系划分的主要桥梁结构类型，详细论述见后续有关章节。

图1.2　桥梁结构体系分类

按桥跨结构与桥面布置的上下相对位置划分，有上承式桥、下承式桥和中承式桥。

对梁桥和拱桥，桥面（deck）布置在桥跨结构顶面的，为上承式桥（deck bridge）；相应地，布置在底面的称为下承式桥（through bridge，如图1.2（j）所示），布置在中间位置的称为中承式桥（half through bridge，如图1.2（c）所示）。桥面位置的选择与容许建筑高度和实际需要有关。上承式桥被广泛采用，适用于容许建筑高度较大的情况，其特点是上部结构的宽度较小，墩台的材料用量有所节省，桥面视野开阔等。在容许建筑高度很小、布置上承式桥困难时，可采用下承式桥。由于桥跨结构在桥面之上且需要满足桥面净空（见第二章）的要求，故结构横向宽度相对较大，墩台尺寸也相应有所增加。对拱桥，有时因地形限制或结构造型要求，需要把桥面布置在桥跨结构高度的中间部位，形成中承式拱桥。因承重结构有一部分是位于桥面之上，占用了桥面宽度；为使桥面宽度满足行车要求，需加宽两片拱肋的中心距，导致用料偏多。(www.xing528.com)

另外，在同一座桥中，桥跨结构与桥面的相对位置也可能有所变化。

按桥梁所跨越的对象划分，有跨河桥、跨谷桥、跨线桥、立交桥、地道桥、旱桥、跨海桥等。

大部分桥梁是跨越河流的。修建跨河桥（river-crossing bridge），不可使河流功能受到损害。为此，必须遵循相关设计规范的要求，使桥的孔径、跨度、桥面高程、基础埋深等的设计既能保证桥在排洪和通航时的安全，又不碍及河流的功能。

跨谷桥（gorge-crossing bridge）指跨越谷地的桥梁。谷地的特点是地形变化大、地质变化大、水流变化大，谷底至桥面较高，不适于采用高墩小跨的结构型式。通常，对于较窄的河谷，可考虑采用一跨结构（如拱、斜腿刚架或悬索桥）作为正桥越过，避免修建高桥墩；对于较为开阔平坦的河谷，可考虑采用跨度较大的多跨连续梁（刚构）桥、多塔斜拉桥或悬索桥。

跨越其他线路（公路、铁路、城市道路等）的桥称为跨线桥（overpass，flyover），其中跨越城市街道的人行桥，也叫天桥（overpass）。当跨线桥还需要与其所跨越的线路互通时，就形成立交桥（grade separation bridge）。跨线桥和立交桥多建于城区，囿于桥下净空和桥面高程的要求，容许建筑高度有限，多采用建筑高度较小的桥跨结构。

当桥梁采用下降方式（而不是架空方式），从被跨越线路的下方穿过时，因其主要部分是位于地下，便称为地道桥（underpass bridge）。旱桥（dry bridge）指建在无水地面的桥。其跨度一般不大，其桥墩截面形状无需适应河流要求。对于引桥的不过水区段，有时用此名称。

跨海桥泛指跨越海峡（straits）、海湾（gulf，bay）或为连接近海岛屿而向海上建造的桥。在通航频繁的海峡或海上航道处，需采用大跨度的悬索桥或斜拉桥作为通航孔桥；对水域宽阔的海面，多采用跨度适中的多跨梁式结构作为非通航孔桥。跨海桥的长度，从几千米到几十千米，需在自然条件复杂的近海环境中施工，对质量（尤其对材料耐久性和防腐蚀）的要求高，应采用以大吨位预制和浮运架设为主的施工方法，尽量减少海上作业量及对海洋环境的影响。

按桥梁的平面形状划分，有直桥、斜桥、弯桥。绝大部分桥梁为直桥或正交桥（right bridge），其纵轴线方向同水流方向（或所跨越的线路方向）基本正交。斜桥（skew bridge）指水流方向（或所跨越的线路方向）同桥的纵轴线不呈直角相交的桥。由于斜桥所提供的桥下净空的有效宽度比直桥所提供者小，为保证同样的桥下有效宽度，斜桥的跨度就需加大，因此，不宜使桥梁斜交过甚。在水平面上呈曲线状的桥，称为弯桥或曲线桥（curved bridge）。当桥位于线路的曲线区段、且跨度不大时，可将多跨直梁按折线布置，仅让桥面适应曲线要求；若跨度较大，便应改变梁的平面形状，使桥跨结构本身呈曲线状。

按预计使用时间的长短划分，有永久性桥梁和临时性桥梁。永久性桥梁指用钢材、混凝土、石材等耐久材料所修建的桥梁，其设计和施工应该遵照适用的规范办理，期在经济合理，使用寿命在百年左右。临时性桥梁也称为便桥（detour bridge），指为了使线路早日开通、对使用寿命不作长久打算的桥。建桥材料可用木材、钢材和制式设备（如万能杆件、贝雷梁等），和跨径布置可以基本上不考虑洪水影响；使用时，通常还会对桥上的行车提出一些限制。

绝大部分的桥梁在建成后不可移动，可称为固定式桥梁；在特殊情况下，为兼顾陆路交通要求和河流通航要求，也修建开启桥或活动桥（movable bridge）。开启桥指一部分桥跨结构（通常为钢梁）可以提升或转动（平转、竖转或其他转动方式）的桥，而提升或转动的目的则是为了让桥下可通过体形较大的船舶。与固定式桥梁相比，开启桥的桥面高程可降低，桥长可缩短，规模可减小，由此建造费用可节省，但其桥上交通和桥下航运均会受到一定限制，且后期维修管理费用也较高。

专为军事目的而修建的桥，可称之为军用桥（military bridge）。军用桥多为临时性桥梁，常用者之一就是贝雷桥（Bailey bridge），其由贝雷桁架组成，拆装简便，运输方便，承载力大；另一种就是浮桥或舟桥（floating bridge，pontoon bridge），其用船或浮箱浮在水面代替桥梁。现代军用桥多采用高强钢材制造，种类繁多，构造各异，可由制式装备载运，具有装拆快速、承载力大的特点。

伴随着城市交通的发展，需要修建高架桥（viaduct）或高架路。其主要目的是让新增道路高出于地面，从而增加通行能力。高架桥也指跨越陆地或地势较平坦的河谷、桥面高程起伏不大、跨数较多的长桥。在山区修建高架桥（以桥代路），主要目的则是避开山地灾害（如滑坡、落石、泥石流等）频发区，保护森林植被，减少大面积挖填对自然环境的破坏。

在码头上用于沟通河岸与轮船，以装卸货物或上下旅客的通道，称为栈桥（trestle bridge）。传统的栈桥采用木桩与梁形成的小跨度梁柱结构，因其与古代栈道相似而得名。桥梁施工中，为在河岸与水中桥墩之间建立通道，往往也搭建临时性栈桥。

廊桥或风雨桥（covered bridge）是指在桥面之上设有顶盖的人行桥。古代廊桥的顶盖构造各异，起到遮阳避雨、保护结构、彰显建筑特色等作用。现代廊桥多采用钢或混凝土梁式结构，作为城市跨街天桥或建筑之间的通道。

为输水而修建的架空渠道称为渡槽或水道桥（aqueduct），而为通过管道输送油气、水、电力等而建造的桥，统称为管线桥（pipeline bridge）。为让人工运河跨越河流等障碍而修建的桥，称为运河桥（canal bridge，water bridge），桥上可行船。

漫水桥（low water crossing）允许洪水从桥面漫过，常修建在低等级公路上，适于洪水持续时间较短、允许交通暂时中断的情况。堤道桥（causeway）越过宽阔水面或湿地，一指跨度较小、桥面尽量接近水面的长桥，也指由路堤加高的线路。摆运桥（transporter bridge， ferry bridge）是一种跨越河流的架空缆车，是一种既满足航运又节省费用的经济桥式，早已不建。

另外，还可根据桥梁的构造特点进行分类，详见后续各章，在此不一一列举。