1、橋梁分類與體系石家莊鐵道大學橋梁工程系石家莊鐵道大學橋梁工程系Dr. 王慧東王慧東 教授教授橋梁分類與體系橋梁的組成、分類、發展情況（1）橋梁的組成 橋梁的定義：供鐵路、道路、管線、行人等跨越河流、海灣湖泊、山谷或其它交通線路等障礙時使用的建筑結構稱為橋。 橋梁由四個基本部分組成：上部結構、下部結構、支座和附屬設施。橋梁分類與體系上部結構：又稱橋跨結構或橋孔結構，是路線遇到障礙而中斷時，跨越障礙并直接承受車輛和其它荷載的結構物，包括承載結構和橋面系。下部結構：通常包括橋墩、橋臺和支座，亦稱主體工程。橋墩和橋臺是支承橋跨結構并將恒載和車輛荷載等傳至基礎的結構物，基礎是承受橋墩（臺）全部荷載并傳至

2、地基的底部結構部分。支座：為了保證橋跨結構能夠將荷載傳遞到墩臺，某些橋梁需在橋跨結構與橋墩或橋臺支撐處設置傳力裝置，即支座。附屬結構：在橋梁主體結構之外，根據需要修建的其它結構物，包括錐形護坡、護岸、導流結構物、防撞設施等附屬工程。橋梁分類與體系相關常用專業術語 水位 低水位：水位變動的河流，在枯水季節的最低水位。 高水位：在洪峰季節中的最高水位。 設計洪水位：橋梁設計中按規定的設計洪水頻率計算所得的水位。 設計通航水位：在通航河流，滿足正常通航凈空要求的最高水位。 孔徑/跨徑 凈孔徑：對于梁式橋是指設計洪水位上相鄰兩個橋墩（臺）之間的凈距；對于拱式橋是每孔拱跨兩個拱腳截面最低點之間的水平距離

3、。 總孔徑（L）：各孔凈孔徑的總和，它反映橋下宣泄洪水的能力。 計算跨徑：對于設有支座的梁橋，是指橋跨結構相鄰兩個支座中心之間的距離；對于拱式橋，是指橋跨兩相鄰拱腳截面重心之間的水平距離。橋梁結構的力學計算是以計算跨徑為基準的。橋梁分類與體系 標準跨徑：對于梁式橋，公路是指兩相鄰橋墩中線之間的距離，或橋墩中線與橋臺背前緣之間的距離；鐵路梁式橋是指梁兩端支座中線之間的距離；對于拱橋、箱涵、圓管涵則是指凈跨徑。 橋高 橋梁高度：簡稱橋高，是指橋面與低水位之間的高差，或是橋面與橋下線路路面之間的距離。 橋下凈空：是指設計洪水位或設計通航水位至橋跨結構最下緣之間的距離。 建筑高度：是指橋上行車路面（或

4、軌頂）標高至橋跨結構最下緣之間的距離。 容許建筑高度：是指公路或鐵路定線中所確定的橋面或軌頂標高與通航凈空頂部標高之差。橋梁分類與體系（2）橋梁的分類 按上部結構的行車道位置分類 上承式：視野好、建筑高度大 中承式：建筑高度小、視野差 下承式：兼有兩者的特點 按跨越障礙物的性質分類 跨海橋、跨河橋、跨線橋（立體交叉）、高架橋和棧橋。 按承重結構所用的材料分類 木橋、鋼橋、圬工橋（包括磚、石、混凝土橋）、鋼筋混凝土橋、預應力混凝土橋和鋼-混凝土組合橋等。橋梁分類與體系上承式橋上承式橋中承式橋中承式橋橋梁分類與體系中承式橋中承式橋下承式橋下承式橋橋梁分類與體系 按橋梁規模分類我國的規范公路橋涵設計

5、通用規范（JTG D602004）： 特大橋：多孔跨徑總長 1000m，單孔跨徑150m 大橋：1000m 多孔跨徑總長 100m，150m 單孔跨徑40m 中橋： 100m 多孔跨徑總長 30m ，40m 單孔跨徑20m 小橋： 30m多孔跨徑總長8m ，20m 單孔跨徑5m 涵洞：單孔跨徑 1000m 斜拉橋：跨徑 500m 剛拱橋： 跨徑 500m 混凝土拱橋： 跨徑 300m橋梁分類與體系 按用途分類 公路橋、鐵路橋、公鐵兩用橋、農橋、人行橋、運水橋及其它專用橋梁（如通過管路、電纜等）。 按結構體系分類 梁式橋：簡支梁橋、連續梁橋和懸臂梁橋 拱式橋：鉸拱、雙鉸拱、三鉸拱和無鉸拱、鋼管混

6、凝土拱、勁性剛架拱 剛架橋：門式剛架、斜腿剛構 懸索橋 組合體系橋：系桿拱、梁拱組合體系、斜拉橋、部分斜拉橋橋梁分類與體系荷載作用下結構的反力抵抗外力結構的內力狀態適合結構受力性質的建筑材料結構體系分類的描述橋梁分類與體系梁式橋橋梁分類與體系成昆線沿線橋梁分類與體系三堆子金沙江橋，192m，1969橋梁分類與體系南京長江大橋，3x160m,1968橋梁分類與體系南京長江大橋橋梁分類與體系拱式橋橋梁分類與體系趙洲橋，37.02m，隋朝（公元605年）橋梁分類與體系萬縣長江大橋橋梁分類與體系張家口通泰大橋橋梁分類與體系張家口通泰大橋橋梁分類與體系剛架橋橋梁分類與體系 橋跨結構(主梁)和墩臺(支柱)

7、剛性相連的橋梁稱剛架橋。 由于梁與墩臺之間采用剛結，在豎向荷載作用下，主梁端部將產生負彎矩，從而減小了主梁跨中的正彎矩，跨中截面尺寸可相應減?。恢е谪Q向荷載作用下，除承受壓力外還承受彎矩，柱腳處一般存在水平推力。橋梁分類與體系斜腿剛構橋梁分類與體系安康漢江斜腿剛構橋梁分類與體系虎門大橋副航道橋，150+270+150m，1997年橋梁分類與體系黃石長江大橋 ，245m，1995 橋梁分類與體系橋梁分類與體系懸索橋橋梁分類與體系西堠門大橋橋梁分類與體系汕頭海灣大橋，452m,1995年橋梁分類與體系Golden Gate Bridge ， 1280.16m，1937年 橋梁分類與體系明石海峽大

8、橋， 1991m，1998年 橋梁分類與體系組合橋-斜拉橋橋梁分類與體系橋梁分類與體系主要由梁、塔、和斜拉索組成的組合體系橋梁主要由梁、塔、和斜拉索組成的組合體系橋梁 斜拉橋斜拉橋 它的基本受力特點是：受拉的斜索將主梁多點吊起，并將它的基本受力特點是：受拉的斜索將主梁多點吊起，并將主梁的恒載和車輛等其它荷載傳至塔柱，再通過塔柱基礎傳至主梁的恒載和車輛等其它荷載傳至塔柱，再通過塔柱基礎傳至地基。塔柱基本上以受壓為主。地基。塔柱基本上以受壓為主。 跨度較大的主梁就像一條多點彈性支承跨度較大的主梁就像一條多點彈性支承(吊起吊起)的連續梁一的連續梁一樣工作，從而使主梁內的彎矩大大減小。由于同時受到斜拉

9、索樣工作，從而使主梁內的彎矩大大減小。由于同時受到斜拉索水平分力的作用，主梁截面的基本受力特征是偏心受壓構件。水平分力的作用，主梁截面的基本受力特征是偏心受壓構件。 橋梁分類與體系 斜拉橋屬高次超靜定結構。主梁所受彎矩大小與斜拉斜拉橋屬高次超靜定結構。主梁所受彎矩大小與斜拉索的初張力密切相關。存在著一定的最優索力分布，使主索的初張力密切相關。存在著一定的最優索力分布，使主梁在各種狀態下的彎矩梁在各種狀態下的彎矩(或應力或應力)最小。最小。 在豎向荷載作用下，主梁以受壓為主，塔以受壓為主，在豎向荷載作用下，主梁以受壓為主，塔以受壓為主，斜索承受拉力。斜索承受拉力。 梁體被斜索多點吊起，結構行為和

10、多點彈性支承連續梁體被斜索多點吊起，結構行為和多點彈性支承連續梁類似，因此，梁體荷載彎矩減小，梁體高度降低，減輕梁類似，因此，梁體荷載彎矩減小，梁體高度降低，減輕了結構自重節省了材料。了結構自重節省了材料。 塔和索的材料性能也能得到較充分的發揮。塔和索的材料性能也能得到較充分的發揮。橋梁分類與體系蘇通長江大橋 主跨1088米鋼箱梁斜拉橋 橋梁分類與體系南京二橋橋梁分類與體系蕪湖長江大橋蕪湖長江大橋橋梁分類與體系江蘇潤揚長江大橋江蘇潤揚長江大橋橋梁分類與體系組合橋梁拱組合橋梁分類與體系北盤江大橋北盤江大橋橋梁分類與體系 系桿拱有三種形式：系桿拱有三種形式：柔性系桿和剛性拱（圖柔性系桿和剛性拱（圖

11、4a4a）、剛性系桿（或撐剛）、剛性系桿（或撐剛性梁）和柔性拱（圖性梁）和柔性拱（圖b b）、）、剛性系桿（梁）和剛性拱剛性系桿（梁）和剛性拱（圖（圖c c）。）。拱肋拱肋吊桿吊桿系桿系桿組合橋系桿拱橋橋梁分類與體系 成為外部靜定體系成為外部靜定體系 系桿系桿/梁平衡了拱的水平推力梁平衡了拱的水平推力組合橋系桿拱橋 系桿拱橋一般由拱肋、吊桿或立柱、系桿、行系桿拱橋一般由拱肋、吊桿或立柱、系桿、行車道梁（板）及橋面系等組成。車道梁（板）及橋面系等組成。橋梁分類與體系九江長江大橋，180+216+180m，1993年橋梁分類與體系天津彩虹橋天津彩虹橋橋梁分類與體系 適用的跨度 適用的材料 適用的環

12、境（地基條件） 結構非線性行為的影響-拱橋與懸索橋、系桿拱橋與梁式橋、部分斜拉橋與連續梁構等橋梁體系的評價橋梁分類與體系（3）中國橋梁發展的現狀當代中國橋梁發展歷程80年代：學習和追趕時期 90年代：提高和跟蹤時期 21世紀：創新和趕超時期 面臨的機遇經濟持續增長奠定的經濟實力和高效交通要求廣袤的國土、眾多的河流及的海峽提供的豐富多彩的橋址浩大的設計、施工、研究及管理隊伍 先進的裝備 豐富的工程實踐經驗 橋梁分類與體系跨海大橋工程的挑戰超大跨結構： 日本明石海峽大橋以1991m的跨度和50m深水基礎的記錄載入世界橋梁史冊。利用現有的高強度鋼材和技術，已有可能在21世紀建造主跨達4000m的大橋

13、。如果新型炭纖維材料能解決錨固和經濟性的問題，就有希望在21世紀突破5000m大關。深水基礎材料耐久性橋梁分類與體系四、中國橋梁存在的主要問題與對策設計創新問題：自主建設和吸收國外先進技術的矛盾；工程質量問題：安全性普遍偏低，耐久性嚴重不足；橋梁美學問題：工程實用性和建筑藝術性的矛盾。存在的問題橋梁分類與體系中國的橋梁建設正處于一個關鍵時期。經過近三十中國的橋梁建設正處于一個關鍵時期。經過近三十年的改革開放，由于中國經濟實力的增強，基礎設年的改革開放，由于中國經濟實力的增強，基礎設施建設的資金已經基本擺脫了對國外的依賴，這就施建設的資金已經基本擺脫了對國外的依賴，這就為自主設計和施工提供了更多

14、實踐機會。為自主設計和施工提供了更多實踐機會。 對 策橋梁分類與體系要注意另一種傾向，在自主建設的同時，要重要注意另一種傾向，在自主建設的同時，要重視和國外同行的合作與交流。必須承認和發達視和國外同行的合作與交流。必須承認和發達國家之間的差距，現在做的多半是他們以前經國家之間的差距，現在做的多半是他們以前經歷過的。歷過的。 對 策橋梁分類與體系過快的建設速度，過大的規模也隱含著不利的因素過快的建設速度，過大的規模也隱含著不利的因素，加上我國在體制上的種種弊端，必須引起我們的，加上我國在體制上的種種弊端，必須引起我們的警惕。要努力克服在技術創新、工程質量和美學價警惕。要努力克服在技術創新、工程質

15、量和美學價值三個方面的不足，在和國外同行的交流中獲得啟值三個方面的不足，在和國外同行的交流中獲得啟迪，抓住機遇，迎接挑戰。通過不斷創新，取得技迪，抓住機遇，迎接挑戰。通過不斷創新，取得技術上的突破，使中國橋梁迅速趕上發達國家的最先術上的突破，使中國橋梁迅速趕上發達國家的最先進水平，成為世界橋梁強國的一員。進水平，成為世界橋梁強國的一員。 對 策橋梁分類與體系懸索橋世界排名序號橋名主跨(米)主要結構形式所在國家建成年限1明石海峽大橋1991簡支鋼桁日本19982大帶橋1624連續鋼箱丹麥19983潤陽長江大橋1490鋼箱中國20054亨柏橋1410鋼箱英國19815江陰長江大橋1385簡支鋼箱中

16、國19996香港青馬大橋1377連續鋼箱中國19977費雷澤諾橋1298.5簡支鋼桁美國19648金門大橋1280簡支鋼桁美國19379海依靠斯特橋1210鋼箱瑞典199810梅克金海峽橋1158簡支鋼橋美國1957（4）世界橋梁建設的成就 西堠門大橋 1650米 2007年建成橋梁分類與體系明石海峽大橋橋梁分類與體系大帶橋，1624m，1998年橋梁分類與體系潤揚長江大橋橋梁分類與體系長江江陰公路大橋橋梁分類與體系排序橋名主 跨(m)橋址年份型式1多多羅橋890日本本州四國聯絡線1998H2諾曼底橋856法國1994H3南京二橋 628長江,中國(2000)H4武漢三橋618長江,中國(20

17、00)H5青州閩江大橋605福州,中國(2000)C6上海楊浦大橋 602上海,中國1993C7中央名港大橋590日本1996S上海徐浦大橋590上海,中國1997H8斯卡圣德脫橋530挪威1991P.C.9汕頭巖石大橋518汕頭,中國1999H10鶴見航路橋510日本1991S斜拉橋世界排名蘇通長江大橋 1088米 2008年建成俄羅斯島大橋 60+72+3*84+1104+3*84+72+60=1872m(1885.53m)，2004年。橋梁分類與體系多多羅橋橋梁分類與體系諾曼底橋橋梁分類與體系拱橋世界排名序號橋名主跨(米)結構形式所在國家建成年限1上海盧浦大橋550中承式拱梁組合體系中國

18、20032巫山長江大橋460鋼管混凝土拱橋中國20053萬州長江公路大橋420上承式鋼骨RC箱拱中國19974KRK大橋390RC空腹無鉸拱克羅地亞19795廣州丫髻沙珠江大橋360中承式鋼管砼系桿拱中國19976貴州江界河大橋330RC桁式組合拱中國19957廣西邕寧邕江大橋312中承式鋼管RC雙肋拱中國19988Gladesville橋304.8RC空腹無鉸拱澳大利亞19619Amizade橋290RC空腹無鉸拱巴西196110Bloukrans橋272RC空腹無鉸拱南非1983橋梁分類與體系上海盧浦大橋（夜景）橋梁分類與體系上海盧浦大橋橋梁分類與體系巫山長江大橋（施工中）橋梁分類與體系巫

19、山長江大橋橋梁分類與體系萬州長江公路大橋橋梁分類與體系克爾克1號橋橋梁分類與體系江界河大橋橋梁分類與體系梁橋世界排名序號橋名主跨(米)結構形式所在國家建成年限1Stolma橋302PC連續剛構挪威19982Raftsunder橋298PC連續剛構挪威19983Asuncion橋270多跨帶鉸PCT構巴拉圭19794虎門大橋副航道橋270PC連續剛構中國19975Gateway橋260PC連續剛構澳大利亞19856Varodd-2橋260PC連續梁挪威19947瀘州長江二橋252PC連續剛構中國20018Schottwien橋250PC連續剛構奧地利19899Doutor橋250PC連續剛構葡萄

20、牙199110Skye橋250PC連續剛構英國199511重慶黃花園嘉陵江大橋250PC連續剛構中國1999橋梁分類與體系Stolma 橋橋梁分類與體系Raftsunder橋橋梁分類與體系2 橋梁基礎的分類 -施工方法分一、明挖基礎二、沉井基礎/氣壓沉箱三、樁基礎四、微樁基礎介紹 橋梁分類與體系一、明挖基礎1、擴大基礎2、條形基礎3、筏片基礎和箱形基礎橋梁分類與體系1、擴大基礎橋梁分類與體系柱基 橋梁分類與體系2、條形基礎橋梁分類與體系3、筏片基礎和箱形基礎 橋梁分類與體系二、沉井基礎/氣壓沉箱1、沉井的類型(一) 按平面形狀可分為圓形、矩形、圓端形三種基本類型 (二) 按立面形狀可分為豎直形

21、、臺階形和斜坡形三種 (三) 按使用的建筑材料分為混凝土沉井、鋼筋混凝土沉井和剛沉井 (四) 按下沉方法分為一般沉井和浮運沉井 橋梁分類與體系平面形狀橋梁分類與體系立面形狀橋梁分類與體系2、沉井的構造橋梁分類與體系三、樁基礎1、類型(一) 樁按材料 木樁、混凝土樁、鋼筋混凝樁、 預應力鋼筋混凝土樁、鋼樁和組合樁柱 (二) 樁按施工方法 擠入法、鉆孔法 (三) 按樁在土中的支承力性質 摩擦樁、柱樁、中間型樁 橋梁分類與體系2、常用的鋼筋混凝土樁的構造橋梁分類與體系擴孔樁橋梁分類與體系橋梁設計荷載 一、公路橋梁的設計荷載二、鐵路橋梁的設計荷載橋梁分類與體系一、公路橋梁的設計荷載 橋梁分類與體系一、

22、橋梁的結構形式與跨度二、橋梁的荷載等級三、橋址環境水深、地質情況等評價橋梁技術水平的主要指標橋梁分類與體系一、基于試驗和經驗的方法二、容許應力法三、破壞階段法四、極限狀態法-分項安全系數極限狀態法；兩種極限狀態五、概率（極限狀態）設計法-基于概率論和結構可靠性理論橋梁分類與體系橋梁規范、工作細則和常用手冊橋梁的設計施工和運營必須以現行的規范為依據橋梁設計-設計規范橋梁施工-施工規范橋梁運營-養護規范細則和手冊提供了參考橋梁分類與體系一、強制性二、科學性-理論上、實驗上、經驗上三、局限性-隨著工程實踐不斷的修訂橋梁分類與體系鐵路橋涵設計基本規范（TB1002.12005）鐵路橋涵鋼結構設計規范（TB1002.22005）鐵路橋涵鋼筋混凝土和預應力混凝土結構設計規范（TB1002.32005）鐵路橋涵混凝土和砌體結構設計規范（TB1002.42005）鐵路橋涵地基和基礎設計規范（TB1002.52005）鐵路橋涵施工規范（TB 102032002）收集整理了ISO、IEC、UIC等國際標準化機構和德、英、法、日、美、前蘇聯6個國家標準中約4000多個標準進行研究，通過對國際標準和國外先進標準的積極采用，初步建立了與我國鐵路技術體系相適應的鐵路標準體系。我國鐵路橋梁分類