1、摘要本文介紹了橋梁的發展歷史，橋梁的分類、四大組成部分，現代橋梁的設計要點及部分施工方法。橋是一種用來跨越障礙的大型構造物，我國文化歷史悠久，在周朝就有關于橋梁的記載。隨著經濟、技術的發展，我國的橋梁建設者積極開展從內陸建橋向跨海建橋的研究和謀劃。劉自明說，大跨、輕型、快速施工是21世紀的跨海橋梁發展的方向。2005年建成的東海大橋是我國第一座真正意義上的跨海大橋，全長32.5公里，當時是全球30多座跨海大橋中最長的一座；而貫通的杭州灣跨海大橋，全長約36公里，又改寫了這項世界之最。關鍵詞 橋梁 分類 組成 施工方法橋是一種用來跨越障礙的大型構造物。確切的說是用來將交通路線 （如道路、鐵路、水

2、道等）或者其他設施（如管道、電纜等）跨越天然障礙（如河流、海峽、峽谷等）或人工障礙（高速公路、鐵路線）的構造物。橋的目的是允許人、車輛、火車或船舶穿過障礙。1.橋梁工程的歷史、現狀1.1古代橋梁我國文化歷史悠久，是世界上文明發達最早的國家之一。趙州橋（又名安濟橋），建于公元605617年，凈跨徑為37米；寶帶橋，建于公元816819年，全長317米；灞橋，建于漢代，距今已有2000多年。羅馬時代，歐洲建造拱橋較多,如公元前200公元200年間在羅馬臺伯河建造了8座石拱橋，其中建于公元前62年的法布里西奧石拱橋，橋有2孔,各孔跨徑為24.4米。公元98年西班牙建造了阿爾橋，高達52米。1.2近代

3、橋梁18世紀初，人類發明了水泥，18751877年，法國園藝家莫尼埃建造了一座人行鋼筋混凝土橋，跨徑16米,寬4米。1890年，德國不萊梅工業展覽會上展出了一座跨徑40米的人行鋼筋混凝土拱橋。1898年，修建了沙泰爾羅鋼筋混凝土拱橋。這座橋是三鉸拱，跨徑52米。1905年，瑞士建成塔瓦納薩橋,跨徑51米,是一座箱形三鉸拱橋，矢高5.5米。1928年,英國在貝里克的羅亞爾特威德建成4孔鋼筋混凝土拱橋，最大跨徑為110米。1934年，瑞典建成跨徑為181米、矢高為26.2米的特拉貝里拱橋;1943年又建成跨徑為264米、矢高近40米的桑德拱橋。1.3現代橋梁20世紀30年代，預應力混凝土和高強度鋼

4、材相繼出現，材料塑性理論和極限理論的研究，橋梁振動的研究和空氣動力學的研究，以及土力學的研究等獲得了重大進展。從而,為節約橋梁建筑材料,減輕橋重，預計基礎下沉深度和確定其承載力提供了科學的依據。隨著科學技術、橋梁理論的發展，現代橋梁的發展將趨于多樣化。下表為目前世界上比較具有代表性的橋梁。表1-1 世界橋梁之最世界之最最多的橋上海盧浦大橋中國-上海世界上最長的跨海大橋杭州灣大橋中國-杭州世界上最壯觀的大橋金門大橋美國-舊金山世界上最高的橋米約高架橋法國-巴黎世界最長的高原凍土鐵路橋青藏鐵路清水河特大橋中國-青藏2橋梁的分類按用途分為公路橋、公鐵兩用橋、人行橋、機耕橋、過水橋；按跨徑大小和多跨總

5、長分為小橋、中橋、大橋、特大橋；按行車道位置分為上承式橋、中承式橋、下承式橋；按材料類型分為木橋、圬工橋、鋼筋砼橋、預應力橋、鋼橋；按結構分為梁式橋、拱式橋、鋼構橋、斜拉橋、懸索橋四種基本體系,此外還有組合體系橋。表2-1 橋梁跨徑分類種類多跨橋梁總長L（m）單跨橋梁跨徑（m）特大橋L3000500大橋2000L3000300500中橋1000L2000150300小橋L10001502.1梁式橋梁式橋是一種使用最廣泛的橋梁型式，可細分為簡支梁橋、連續梁橋和懸臂梁橋。圖2-1 梁式橋示意圖梁式橋是以受彎為主的主梁作為主要承重構件的橋梁。主梁可以是實腹梁或者是桁架梁（空腹梁）。實腹梁外形簡單，制

6、作、安裝、維修都較方便，因此廣泛用于中、 小跨徑橋梁。2.1.1簡支梁橋主梁簡支在墩臺上,各孔獨立工作,不受墩臺變位影響。實腹式主梁構造簡單，設計簡便，施工時可用自行式架橋機或聯合架橋機將一片主梁一次架設成功。但簡支梁橋各孔不相連續，車輛在通過斷縫時將產生跳躍，影響車速的提高。因此，目前趨向于把主梁做成為簡支，而把橋面做成連續的形式。簡支梁橋隨著跨徑增大，主梁內力將急劇增大，用料便相應增多，因而大跨徑橋一般不用簡支梁。2.1.2連續梁橋主梁是連續支承在幾個橋墩上。在荷載作用時，主梁的不同截面上有的有正彎矩，有的有負彎矩，而彎矩的絕對值均較同跨徑橋的簡支梁小。這樣，可節省主梁材料用量。連續梁橋通

7、常是將35孔做成一聯，在一聯內沒有橋面接縫，行車較為順適。連續梁橋施工時，可以先將主梁逐孔架設成簡支梁然后互相連接成為連續梁。或者從墩臺上逐段懸伸加長最后連接成為連續梁。近一、二十年，在架設預應力混凝土連續梁時，成功地采用了頂推法施工，即在橋梁一端（或兩端）路堤上逐段連續制作梁體逐段頂向橋孔，使施工較為方便。連續梁橋主梁內有正彎矩和負彎矩，構造比較復雜。此外，連續梁橋的主梁是超靜定結構，墩臺的不均勻沉降會引起梁體各孔內力發生變化。因此，連續梁一般用于地基條件較好、跨徑較大的橋梁上。1966年建成的美國亞斯托利亞橋，是目前跨徑最大的鋼桁架連續梁橋，它的跨徑為376米。懸臂梁橋懸臂梁橋往往在短臂上

8、擱置簡支的掛梁，相互銜接構成多跨懸臂梁。有短臂和掛梁的橋孔稱為懸臂孔或掛孔，支持短臂的橋孔稱為錨固孔。懸臂梁橋的每個掛孔兩端為橋面接縫，懸臂端的撓度也較大，行車條件并不比簡支梁橋有所改善。懸臂梁一片主梁的長度較同跨簡支梁為長，施工安裝上相應要困難些。目前對預應力混凝土懸臂梁橋多采用懸臂拼裝或懸臂澆筑的方法施工。為適應懸臂施工法的發展，保證主梁的內力狀態和施工時一樣，出現一種沒有錨固孔，并把懸伸的短臂和墩身直接固結在立面上，形成預應力混凝土T形剛架橋。2.2拱式橋圖2-2 拱式橋示意圖拱式橋由拱上建筑、拱圈和墩臺組成。在豎直荷載作用下，作為承重結構的拱肋主要承受壓力，拱橋的支座既要承受豎向力，又

9、要承受水平力，因此拱式橋對基礎與地基的要求比梁式橋要高。用拱作為橋身主要承重結構的橋。拱橋主要承受壓力，故可用磚，石，混凝土等抗壓性能良好的材料建造。大跨度拱橋則可用鋼筋混凝土或鋼材建造，可承受發生的力矩。拱式橋按橋面位置可分為上承式拱橋、中承式拱橋和下承式拱橋。按結構組成和支承方式，拱可分為三鉸拱、兩鉸拱和無鉸拱三種。三鉸拱為靜定結構，兩鉸拱和無鉸拱為超靜定結構，工程中較多采用后兩種形式。拱是一種有推力的結構，它的主要內力是軸向壓力。拱在同樣荷載作用下，拱腳支座產生水平反力（也叫推力）。它起著抵消荷載引起的彎曲作用，從而減少了拱桿的彎矩峰值。2.3鋼構橋圖2-3 鋼構橋示意圖鋼構橋是指橋跨結

10、構與橋墩式橋臺連為一體的橋。剛構橋根據外形可分為門形剛構橋，斜腿剛構橋和箱形橋。斜腿剛構橋可應用于山谷、深河陡坡地，避免修建高墩或深水基礎。箱形橋的梁跨、腿部和底板聯成整體，剛性好，適用于地基不良的情況和既有線下采用頂推法施工。2.4斜拉橋圖2-4 斜拉橋示意圖斜拉橋是將梁用若干根斜拉索拉在塔柱上的橋。它由梁、斜拉索和塔柱三部分組成。斜拉橋是種自錨式體系，斜拉索的水平力由梁承受、梁除支承在墩臺上外，還支承在由塔柱引出的斜拉索上。按梁所用的材料不同可分為鋼斜拉橋、結合梁斜拉橋和混凝土梁斜拉橋。2.5懸索橋圖2-5 懸索橋示意圖懸索橋是橋面支承在懸索（也稱大纜）上的橋，又稱吊橋。它是以懸索跨過塔頂

11、的鞍形支座錨固在兩岸的錨錠中，作為主要承重結構。在纜索上懸掛吊桿，橋面懸掛在吊桿上。由于這種橋可充分利用懸索鋼纜的高抗拉強度，具有用料省、自重輕的特點，是現在各種體系橋梁中能達到最大跨度的一種橋型。2.6組合橋圖2-6 組合橋示意圖組合橋是一種其承重結構系由兩種結構型式組合而成，稱為組合體系橋梁。如梁與拱的組合，以九江長江大橋為代表；梁與懸吊系統的組合，以丹東鴨綠江大橋為代表；梁與斜拉索的組合，以蕪湖長江大橋為代表等等。3.橋梁的組成橋梁是由下部結構、上部結構、支座、附屬結構四大部分組成。3.1下部結構包括橋墩，橋臺和基礎。橋墩和橋臺是支承橋跨結構并將恒載和車輛等活載傳至地基的建筑物。通常設置

12、在橋梁兩端的稱為橋臺，它除了上述作用外，還與路堤相銜接，以抵御路堤土壓力，防止路堤填土的滑坡和坍落。橋墩和橋臺中使全部荷載傳至地基的底部奠基部分，通常稱為基礎。它是確保橋梁能安全使用的關鍵。由于基礎往往深埋于土層之中，并且需在水下施工，故也是橋梁建筑中比較困難的一個部分。現代橋梁的基礎大多是樁基礎。3.2上部結構支座以上部分稱為上部結構，它是在線路中斷時跨越障礙物的主要承載結構。3.3支座設置在橋梁上、下結構之間的傳力和連接裝置。其作用是把上部結構的各種荷載傳遞到墩臺上，并適應活載、溫度變化、混凝土收縮和徐變等因素所產生的位移，使橋梁的實際受力情況符合結構計算圖示。一般分為固定支座和活動支座。

13、公路橋梁支座主要有： GPZ盆式橡膠支座、GYZ GJZ板式橡膠支座、QZ球型支座。鐵路橋梁支座主要有： CKPZ KTPZ CKPZ客運專線支座、TBPZ SQMZ YZM客貨共線支座、LXQZ TGQZ LQZ KTQZ等等鐵路球型支座。圖3-1 橋梁支座3.4附屬結構橋梁的基本附屬結構主要包括防撞墻、橋頭搭板、錐形護坡，此外根據需要還要修筑護岸，導流結構物等附屬工程。在路堤與橋臺銜接處，在橋臺兩側設置石砌的錐形護坡。以保證迎水部分路堤邊坡的穩定。 4. 橋梁工程設計要點4.1選擇橋位橋位在服從路線總方向的基礎前提下，選在河道順直，河床穩定，水面較窄，水流平穩的河段。4.2結構計算1.根據

14、公路橋涵設計通用規范（JTG D60-2004）第1.0.6條要求，公路橋涵結構的設計基準期為100年，市政橋涵據此采用設計基準期100年，各類主要構件及其使用材料應保證其設計基準期要求。2.汽車荷載根據道路、公路等級分別采用公路-I級、公路-II級，特殊荷載根據業主要求確定。橋梁設計安全等級根據公路橋涵設計通用規范（JTG D60-2004）第1.0.9條，分為一級、二級、三級，重要性系數根據設計安全等級確定。設計中注意按照單孔跨徑確定，對多孔不等跨徑橋梁，以其中最大跨作為判斷標準，同時在設計中結構重要性系數應大于等于1.0。3.抗震設計標準：青島市橋梁抗震設防烈度為6度，地震動峰值加速度為

15、0.05g。其他地區及有特殊要求橋梁根據建筑抗震設計規范（GB 50011-2001）附錄A規定的烈度和地震加速度，結合橋梁抗震規范和實施細則進行抗震設計。4環境類別根據公路鋼筋混凝土及預應力混凝土橋涵設計規范（JTG D62-2004）第1.0.7條確定，并按照要求提出相應的耐久性的基本要求。5.混凝土保護層厚度根據環境類別確定，詳見公路鋼筋混凝土及預應力混凝土橋涵設計規范（JTG D62-2004）第9.1條，當受拉區主筋保護層厚度大于50mm時，應在保護層內設置直徑不小于6mm，間距不大于100mm的鋼筋網（主要用于承臺下層）。6.護欄防撞等級根據公路交通安全設施規范（JTG D81-2

16、006）和公路交通安全設施設計細則（JTG/T D81-2006）確定，中央隔離墩預制長度4米。設計規范需要在橋梁設計說明依據中列出。7.橋涵應進行承載能力極限狀態和正常使用極限狀態設計，其中正常使用極限狀態不應遺漏撓度計算和預拱度設置。8.預應力混凝土受彎構件應根據規范進行正截面和斜截面抗裂驗算，并滿足公路鋼筋混凝土及預應力混凝土橋涵設計規范（JTG D62-2004）第6.3條的規定。9.  T形截面梁的翼緣有效寬度和箱形截面梁在腹板兩側上下翼緣的有效寬度應根據公路鋼筋混凝土及預應力混凝土橋涵設計規范（JTG D62-2004）第4.2.2條和4.2.3條進行斷面折減。各類受力筋

17、應布置在有效寬度范圍內。10.上部結構計算應根據實際情況考慮支座不均勻沉降，并復核基礎是否滿足設定的沉降要求。11.預應力布置必須考慮縱向鋼束與橫向鋼束以及鋼束與鋼筋之間的交叉影響（橫梁處頂底板橫向普通鋼筋取消），預應力箱梁均采用塑料波紋管，計算參數、k選取規范上限（采用塑料波紋管，0.17，k0.0015），具體采用值應在設計說明中聲明，并強調施工前應實測參數，若在規范要求的范圍內方可施工。鋼束張拉以應力和伸長量雙控制，當預應力鋼束張拉達到設計張拉力時，實際引伸量值與理論引伸量值的誤差應控制在6%以內，實際引伸量值應扣除鋼束的非彈性變形影響4.2確定橋梁總跨徑和分孔數總跨徑的長度要保證橋下有

18、足夠的過水斷面，可以順利的宣泄洪水，通過流水。分孔數目及跨徑大小要考慮橋的通航需要，工程地質條件的優劣，工程總造價的高低。4.3橋梁的縱橫斷面布置橋梁的縱橫斷面布置是在確定了橋的總跨度與標高以后，來考慮路與橋的連接線形與連接的縱向坡度。5. 橋梁工程施工5.1簡支梁橋施工方法1. 支架澆筑支架澆筑包括以下幾個工序：澆筑前的檢查、混凝土澆筑。筑前的檢查包括：支架和模板的檢查；鋼筋和鋼索位置的檢查；澆筑混凝土前的準備工作。混凝土澆筑包括：確定混凝土的澆筑速度；確定混凝土的澆筑順序。2. 預制安裝預制梁板的架設是關鍵技術，其中有：起重機架設法、架橋機架設法（一般在長大河道上采用，公路上采用貝雷梁構件

19、拼裝成架橋機；鐵路上采用800kn，1300kn，1600kn架橋機）、支架架梁法、簡易機具組合法、塔架架設法。5.2懸臂梁、連續梁、剛架橋施工方法1.利用腳手架施工2. 預制架設法3. 懸臂法圖5-1 懸臂法懸臂施工法也稱分段施工法，是以橋墩為中心向兩岸對稱的、逐節懸臂接長的施工方法。分為懸臂澆筑法和懸臂拼裝法兩種。懸臂拼裝法懸臂拼裝法是利用移動式懸拼吊機將預制梁段起吊至橋位，然后采用環氧樹脂膠及鋼絲束預施應力連接成整體。采用逐段拼裝，一個節段張拉錨固后，再拼裝下一節段。懸臂拼裝施工包括塊件的預制、運輸、拼裝及合攏。懸臂澆筑法懸臂澆筑采用移動式掛籃作為主要施工設備，以橋墩為中心，對稱向兩岸利

20、用掛籃逐段澆筑梁段混凝土，待混凝土達到要求強度后，張拉預應力束，再移動掛籃，進行下一節段的施工。4.頂推法頂推法施工是沿橋軸方向，在臺后開辟預制場地，分節段預制梁身并用縱向預應力筋將各節段連成整體，然后通過水平液壓千斤頂施力，借助滑動裝置，將梁段向對岸推進。這樣分段預制，逐段頂推，待全部頂推就位后，落梁、更換正式支座，完成橋梁施工。適用于中等跨徑、等截面的直線或曲線橋梁。頂推施工依照頂推的施工方法分類有單點頂推和多點頂推。5. 轉體法在河流的兩岸或適當位置，利用地形或使用簡便的支架先將半橋預制完成，然后以橋梁結構本身為轉動體，使用一些機具設備，分別將兩個半橋轉動到橋的軸線位置合攏成橋的建橋方法。可以采用平面轉體、豎向轉體或平豎結合轉體。現已應用在拱橋、梁橋、斜拉橋、斜腿鋼架橋等不同橋型上部結構的施工。優點是可減少支架費用、把高空作業和水上作業轉變為岸邊陸上作業，從而保證安全和質量，而且施工中可不影響橋孔下的交通或航行。一般適用于單孔或三孔橋梁施工。5.3拱橋施工方法1.有支架施工 就地砌筑(滿堂支架、拱架) 預制安裝(簡易排架+吊裝設備)就地砌筑(滿堂支架、勁性骨架法） 2無支架施工 懸臂法(懸拼法、懸澆法) 纜索吊裝法 纜索吊裝施工，在預制場地預制拱肋（箱）和拱上結構，將預制拱肋和拱上結構通過平車等運輸設備移運至攬索吊裝位置，將分段預制的拱肋吊運至安裝位置，利用