1）桥梁的定义
桥梁是在道路路线遇到江河湖泊、山谷深沟以及其他线路（铁路或公路）等障碍时，为了保持道路的连续性而专门建造的人工构造物。桥梁既要保证桥上的交通运行，也要保证桥下水流的宣泄、船只的通航或车辆的通行。
2）桥梁的基本组成
桥梁由“五大部件”与“五小部件”组成。桥梁的基本组成如图5．1所示。
图5．1 桥梁的基本组成
五大部件：所谓“五大部件”是指桥梁承受汽车或其他运输车辆荷载的桥跨上部结构与下部结构，它们必须通过承受荷载的计算与分析，是桥梁结构安全性的保证。
①桥跨结构（或称桥孔结构、上部结构）。路线遇到障碍（如江河、山谷或其他路线等）的结构物。
②支座系统。支承上部结构并传递荷载于桥梁墩台上，它应保证上部结构预计的在荷载、温度变化或其他因素作用下的位移功能。
③桥墩。桥墩是在河中或岸上支承两侧桥跨上部结构的建筑物。
④桥台。桥台设在桥的两端：一端与路堤相接，并防止路堤滑塌；另一端则支承桥跨上部结构的端部。为保护桥台和路堤填土，桥台两侧常做一些防护工程。
⑤墩台基础。墩台基础是保证桥梁墩台安全并将荷载传至地基的结构。基础工程在整个桥梁工程施工中是比较困难的部分，而且常常需要在水中施工，因而遇到的问题也很复杂。
前两个部件是桥跨上部结构，后三个部件是桥跨下部结构。
五小部件：所谓“五小部件”，是直接与桥梁服务功能有关的部件，过去总称为桥面构造。
①桥面铺装（或称行车道铺装）。铺装的平整、耐磨性、不翘曲、不渗水是保证行车舒适的关键。特别是在钢箱梁上铺设沥青路面时，其技术要求甚严。
②排水防水系统。应能迅速排除桥面积水，并使渗水的可能性降至最小限度。城市桥梁排水系统应保证桥下无滴水和结构上无漏水现象。
③栏杆（或称防撞栏杆）。它既是保证安全的构造措施，又是有利于观赏的最佳装饰件。
④伸缩缝。伸缩缝是桥跨上部结构之间或桥跨上部结构与桥台端墙之间所设的缝隙，以保证结构在各种因素作用下的变位。为使行车顺适、不颠簸，桥面上要设置伸缩缝构造。
⑤灯光照明。现代城市中，大跨度桥梁通常是一个城市的标志性建筑，大多装置了灯光照明系统，构成了城市夜景的重要组成部分。
3）桥梁相关常用术语
①净跨径对于梁式桥是设计洪水位上相邻两桥墩（或桥台）之间的净距，对于拱式桥是每孔拱跨两个拱脚截面最低点之间的水平距离。
②计算跨径对于具有支座的桥梁，是指桥跨结构相邻两个支座中心之间的距离；对于拱式桥，是两相邻拱脚截面形心点之间的水平距离，即拱轴线两端点之间的水平距离。拱圈（或拱肋）各截面形心点的连线称为拱轴线。
③桥梁全长简称桥长，是桥梁两端两个桥台的侧墙或八字墙后端点之间的距离，对于无桥台的桥梁为桥面系的行车道全长。在一条线路中，桥梁和涵洞总长的比重反映了它们在整段线路建设中的重要程度。
④桥梁高度简称桥高，是指桥面与低水位之间的高差，桥高在某种程度上反映了桥梁施工的难易性。
⑤桥下净空高度是设计洪水位或计算通航水位至桥跨结构最下缘之间的距离，不小于对该河流通航所规定的净空高度。
⑥建筑高度是桥上行车路面（或轨顶）标高至桥跨结构最下缘之间的距离，它不仅与桥梁结构的体系和路径的大小有关，而且随行车部分在桥上布置的高度位置而异。公路（或铁路）定线中所确定的桥面（或轨顶）标高，对通航净空顶部标高之差，又称为容许建筑高度。
⑦净矢高是从拱顶截面下缘至相邻拱脚截面下缘最低点之连线的垂直距离。
⑧计算矢高是从拱顶截面形心点至相邻两拱脚截面形之连线的垂直距离。
⑨矢跨比是拱桥中拱圈（或拱肋）的计算矢高与计算跨径之比，也称拱矢度，它是反映拱桥受力特性的一个重要指标。
⑩涵洞是用来宣泄路堤下水流的构造物。为了区别于桥梁，《公路工程技术标准》（JTG B01—2013）中规定，凡是多孔路径的全长不到8m和单孔跨径不到5m的泄水结构，均称为涵洞。
4）桥梁的分类
桥梁分类的方式很多，通常从受力特点、建桥材料、适用跨度、施工条件等方面来划分。
（1）按结构体系分类
按结构体系分类是以桥梁结构的力学特征为基本着眼点，对桥梁进行分类，以利于把握各种桥梁的基本特点，也是桥梁工程学习的重点之一。以主要的受力构件为基本依据，可分为梁式桥、拱式桥、刚架桥、斜拉桥、悬索桥五大类。
①梁式桥（见图5．2）：主梁为主要承重构件，受力特点为主梁受弯。主要材料为钢筋混凝土、预应力混凝土，多用于中小跨径桥梁。简支梁桥合理的最大跨径约20m，悬臂梁桥与连续梁桥合理的最大跨径约60～70m。优点：采用钢筋混凝土建造的梁桥能就地取材、工业化施工、耐久性好、适应性强、整体性好且美观，这种桥型在设计理论及施工技术上都发展得比较成熟。缺点：结构本身的自重大，约占全部设计荷载的30%～60%，且跨度越大其自重所占的比值更显著增大，大大限制了其跨越能力。
图5．2 梁式桥
②拱式桥（见图5．3）：拱肋为主要承重构件，受力特点为拱肋承压、支承处有水平推力。主要材料是圬工、钢筋混凝土，适用范围视材料而定。跨径从几十米到三百多米都有，目前我国最大跨径的钢筋混凝土拱式桥为170m。优点：跨越能力较大；与钢桥及钢筋混凝土梁桥相比，可以节省大量钢材和水泥；能耐久，且养护、维修费用少；外形美观；构造较简单，有利于广泛采用。缺点：由于它是一种推力结构，对地基要求较高；对多孔连续拱式桥，为防止一孔破坏而影响全桥，要采取特殊措施或设置单向推力墩以承受不平衡的推力，增加了工程造价；在平原区修拱式桥，由于建筑高度较大，使两头的接线工程和桥面纵坡量增大，对行车极为不利。
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图5．3 拱式桥
图5．4 刚架桥
③刚架桥（见图5．4）：是一种桥跨结构和墩台结构整体相连的桥梁，支柱与主梁共同受力，受力特点为支柱与主梁刚性连接，在主梁端部产生负弯矩，减少了跨中截面正弯矩，而支座不仅提供竖向力还承受弯矩。主要材料为钢筋混凝土，适宜于中小跨度，常用于需要较大的桥下净空和建筑高度受到限制的情况，如立交桥、高架桥等。优点：外形尺寸小，桥下净空大，桥下视野开阔，混凝土用量少。缺点：基础造价较高，钢筋的用量较大，且为超静定结构，会产生次内力。
④斜拉桥（见图5．5）：梁、索、塔为主要承重构件，利用索塔上伸出的若干斜拉索在梁跨内增加了弹性支承，减小了梁内弯矩而增大了跨径。受力特点为外荷载从梁传递到索，再到索塔。主要材料为预应力钢索、混凝土、钢材。适宜于中等或大型桥梁。优点：梁体尺寸较小，使桥梁的跨越能力增大；受桥下净空和桥面标高的限制小；抗风稳定性优于悬索桥，且不需要集中锚锭构造；便于无支架施工。缺点：由于是多次超静定结构，计算复杂；索与梁或塔的连接构造比较复杂；施工中高空作业较多，且技术要求严格。
图5．5 斜拉桥
图5．6 悬索桥
⑤悬索桥（见图5．6）：主缆为主要承重构件，受力特点为外荷载从梁经过系杆传递到主缆，再到两端锚锭。主要材料为预应力钢索、混凝土、钢材，适宜于大型及超大型桥梁。优点：由于主缆采用高强度钢材，受力均匀，具有很大的跨越能力。缺点：整体刚度小，抗风稳定性不佳；需要极大的两端锚锭，费用高，难度大。
（2）按跨径分类
按跨径分类是一种行业管理的手段，并不反映桥梁工程设计和施工的复杂性。以下是我国《公路工程技术标准》（JTG B01—2013）规定的按跨径划分桥梁的方法，见表5．1。
表5．1 按跨径划分桥梁的方法
注：1．单孔跨径系指标准跨径。梁式桥、板式桥以两桥墩中线之间桥中心线长度或桥墩中线与桥台台背前缘线之间桥中心线长度为标准跨径；拱式桥以净跨径为标准跨径。
2．梁式桥、板式桥的多孔跨径总长为多孔标准跨径的总长；拱式桥为两岸桥台起拱线间的距离；其他形式的桥梁为桥面系的行车道长度。
（3）按桥面位置分类
按桥面位置分类，可分为以下几类：
①上承式桥：桥面结构布置在桥跨结构上面。
②下承式桥：桥面结构布置在桥跨结构下面。
③中承式桥：桥面结构布置在桥跨结构中间。
（4）按主要承重结构所用的材料
按主要承重结构所用的材料来划分，有木桥、钢桥、圬工桥（包括砖、石、混凝土桥）、钢筋混凝土桥和预应力钢筋混凝土桥。
①木桥：用木料建造的桥梁。木桥的优点是可就地取材，构造简单，制造方便，小跨度多做成梁式桥，大跨度可做成行架桥或拱式桥。其缺点是容易腐朽、养护费用大、消耗木材、易引起火灾。多用于临时性桥梁或林区桥梁。
②钢桥：桥跨结构用钢材建造的桥梁。钢材强度高，性能优越，表观密度与容许应力之比值小，故钢桥跨越能力较大。钢桥的构件制造最合适工业化，运输和安装均较为方便，架设工期较短，破坏后易修复和更换，但钢材易锈蚀，养护困难。
③圬工桥：用砖、石或素混凝土建造的桥。这种桥常作成以抗压为主的拱式结构，有砖拱桥、石拱桥和素混凝土拱桥等。由于石料抗压强度高，且可就地取材，故在公路和铁路桥梁中，石拱桥用得较多。
④钢筋混凝土桥：又称普通钢筋混凝土桥。桥跨结构采用钢筋混凝土建造的桥梁。这种桥梁，砂石骨料可以就地取材，维修简便，行车噪音小，使用寿命长，并可采用工业化和机械化施工，与钢桥相比，钢材用量与养护费用均较少，但自重大，对于特大跨度的桥梁，在跨越能力与施工难易度和速度方面，常不及钢桥优越。
⑤预应力钢筋混凝土桥：桥跨结构采用预应力混凝土建造的桥梁。这种桥梁利用钢筋或钢丝（索）预张力的反力，可使混凝土在受载前预先受压，在运营阶段不出现拉应力（称全预应力混凝土），或有拉应力而未出现裂缝或控制裂缝在容许宽度内（称部分预应力混凝土）。其优点是能合理利用高强度混凝土和高强度的钢材，从而可节约钢材，减轻结构自重，增大桥梁的跨越能力；改善了结构受拉区的工作状态，提高结构的抗裂性，从而可提高结构的刚度和耐久性；在使用荷载阶段，具有较高的承载能力和疲劳强度；可采用悬臂浇筑法或悬臂拼装法施工，不影响桥下通航或交通；便于装配式混凝土结构的推广。它的不足之处是施工工艺较复杂、质量要求较高和需要专门的设备。
（5）按跨越方式分类
按跨越方式分类，可分为固定式桥梁、开启桥、浮桥、漫水桥等。
①固定式桥梁：指一经建成后各部分构件不再拆装或移动位置的桥梁。
②开启桥：指上部结构可以移动或转动的桥梁。
③浮桥：指用浮箱或船只等作为水中的浮动支墩，在其上架设贯通的桥面系统以沟通两岸交通的架空建筑物。
④漫水桥：又称过水桥，指洪水期间容许桥面漫水的桥梁。
（6）按施工方法分类
按施工方法分类，混凝土桥梁可分为整体式施工桥梁和节段式施工桥梁。
①整体式施工桥梁：整体式是在桥位上搭脚手架、立模板，然后现浇成为整体式的结构。
②节段式施工桥梁：节段式是在工厂（或工场、桥头）预制成各种构件，然后运输、吊装就位，拼装成整体结构；或在桥位上采用现代先进施工方法逐段现浇而成的整体结构。用于大跨径预应力混凝土悬臂梁桥、T形刚构桥、连续梁桥、拱桥以及斜拉桥、悬索桥的施工。
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