第二節、橋梁工程橋梁是線路的重要組成部分。在歷史上，每當運輸工具發生重大變化，對橋梁在載重、跨度等方面提出新的要求，便推動了橋梁工程技術大發展。

我國在橋梁建造史上，具有重要的地位。公元前1184年，周文王時期，在渭河上架設浮橋，據《詩經大雅大明》記載，這是我國最早的大河橋梁。

在19世紀20年代鐵路出現以前，造橋所用的材料是以石材和木材為主的，鑄鐵和鍛鐵只是偶爾使用。在漫長歲月里，造橋的實踐積累了豐富的經驗，創造了多種多樣的形式。但現今使用的各種主要橋式幾乎都能在古代找到起源。在最基本的三種橋式中，梁式橋起源于模仿倒伏于溪溝上的樹木而建成的獨木橋，由此演變為木梁橋、石梁橋、直到19世紀的桁架梁橋；懸索橋起源于模仿天然生長的跨越深溝而可資攀援的藤條而建成的竹索橋，演變為鐵索橋、柔式懸索橋，直至有加勁梁的懸索橋；拱橋起源于模仿石灰巖溶洞所形成的“天生橋”而建成的石拱橋道，演變為木拱橋和鑄鐵拱橋

在有了鐵路以后，木橋、石橋、鐵橋和原來的橋梁基礎施工技術就難于適應需要。但到19世紀末葉，由于結構力學基礎知識的傳播；鋼材的大量供應、氣壓沉箱應用技術的成熟，使鐵路橋梁工程獲得迅速發展。20世紀初，北美洲曾在鐵路鋼橋跨度方面連創世界紀錄。到第二次世界大戰前，公路鋼橋和鋼筋混凝土橋的跨度紀錄又都超過了鐵路橋60年代以來，汽車運輸猛增，材料供應緩和，科學技術迅速發展，橋梁工程又在提高質量、降低造價、降低橋梁養護費等方面獲得了很大改進。

橋梁既是一種功能性的結構物，又是一座立體的造型藝術工程，也是具有時代特征的景觀工程，橋梁具有一種凌空宏偉的魅力。發展交通運輸事業，建立四通八達的現代交通網，則離不開建設橋梁。道路、鐵路、橋梁建設的突飛猛進，對創造良好的投資環境，促進地域性的經濟騰飛，起到關鍵的作用。

第二次世界大戰后，大量被破壞的橋梁急待修復，新橋急需修建，而造橋的鋼材短缺，于是，利用30年代以來所積累的關于高強材料和高效工藝（焊接、預應力張拉及錨固、高強度螺栓施工工藝）的經驗，推廣了幾種新型橋——用正交異性鋼橋面板的箱形截面鋼實腹梁橋，預應力混凝土橋和斜張橋。

梁式橋其上部結構在鉛垂荷載作用下，支點只產生豎向反力。梁式橋為橋梁的基本體系之一。制造和架設均比較方便，使用廣泛，在橋梁建筑中占有很大比例。按上部結構的材料分：有木梁橋、石梁橋、鋼梁橋、鋼筋混凝土梁橋、預應力混凝土梁橋以及用鋼筋混凝土橋面板和鋼梁構成的結合梁橋等。木梁橋和石梁橋只用于小橋；鋼筋混凝土梁橋用于中、小橋；鋼梁橋和預應力混凝土梁橋可用于大、中橋。

按主要承重結構的形式分：有實腹梁橋和桁架梁橋兩大類。但實腹梁橋構造簡單，制造與架設均較方便。這兩種梁式橋的受力性質不同，實腹梁橋以用于預應力混凝土橋為主，而桁架梁橋則多用于鋼橋。

按上部結構的靜力體系分：主要有簡支梁橋，連續梁橋和懸臂梁橋。

簡支梁橋：主梁以孔為單元，兩端設有支座，是靜定結構，最大彎矩發生在跨中央，當跨度為L、承受均布荷載q時，其值為q/8，支點彎矩為零，無助于跨中卸載，一般適用于中、小跨度。若遇地基不均勻沉降時，上部結構內力不受影響，若一孔遭破壞，鄰孔不受牽連。它可以分片（段）預先制造，分孔架設和修復。這種橋結構簡單，制造運輸和架設均比較方便，因此各國多做成標準設計，以便于構件生產工藝工業化、施工機械化，贏得工期，提高質量，并降低造價。

2.連續梁橋：主梁若干孔為一聯，在中間支點上連續通過，是超靜定結構，最大正彎矩發生在跨中附近，而最大負彎矩（絕對值）發生在支點截面上。由于支點負彎矩的存在。可使跨中正彎矩比同跨的簡支梁減少很多。以受均布荷載的三等跨連續梁為例，邊孔最大正彎矩為3q/40，僅為簡支梁橋的60％，且彎矩分布也比較均勻。當跨度較大，恒載對總荷載的比值稍大時，采用連續梁可導致材料用量減少。連續梁橋更適合采用懸臂拼裝和懸臂灌筑、縱向拖拉或頂推法施工。由于它是超靜定結構，當一孔受到破壞時，鄰孔可給予支持而不墜落，對修復與加固有利，

而且剛度較大，抗震性能良好。為使連續梁橋的平面位置得到固定，且能將縱向水平力傳給墩臺，每一聯必須設立一固定支座，其余為活動支座。現在公路橋為滿足高速平穩行車的要求，常采用多孔一聯，用以減少橋面伸縮縫的數目，而將伸縮量集中在橋的活動端，并設置完善的具有大變形量的伸縮縫裝置。

連續梁橋的缺點是，當地基發生差異沉降時，梁內要產生額外的附加內力，為此在設計中必須考慮在支座處設置頂梁與調整支座標高的裝置。

剛架橋也稱剛構橋。主要承重結構采用剛架的橋梁。剛架的腿形成墩（臺）形，梁和腿為剛性連接，可用鋼、鋼筋混凝土或預應力鋼筋混凝土制造。

門式剛架橋：簡稱門架橋，其腿和梁垂直相交呈門架形。腿所受的彎矩將隨腿和梁的剛度比率的提高而增大。用鋼或鋼筋混凝土制造的門架橋，多用于跨線橋。至于T形剛構橋（特點是在跨中有鉸），及將腿做成V形兩撐桿與梁剛性相連的連續梁橋，其外形均與多跨的門架橋相近，但內力分布規律則不同。門架橋可分：

1.單跨門架橋。用鋼制造時，腿腳常設鉸，形成兩鉸門架。用鋼筋混凝土制造時，腿腳可設鉸，也可和基礎固結，形成固端單跨門架橋，主要用于地質良好處。

2.雙懸臂單跨門架橋。將梁的兩端懸伸到門腿之外，在懸伸端加平衡重或在懸伸端和腿腳間設置預應力拉桿，可使梁的支承截面產生較大的負彎矩，以降低梁的跨中正彎矩，相應地降低梁高，有利于修建跨線橋。

3.多跨門架橋。多用于跨度不大的跨線橋。4.三跨兩腿門架橋。這種橋在兩端設有橋臺，采用預應力混凝土時，可將跨度做的較大。

斜腿剛架橋：剛架腿是斜置的，兩腿和梁中部的軸線大致成拱形，這樣，腿和梁所受到的彎矩比同跨度的門式剛架顯著減小，而軸向壓力有所增加。同上承式拱橋相比，這種橋不需要拱上結構，構件數目較少；當橋面較窄（如單線鐵路橋）而跨度較大時，可將其斜腿在橋的橫向放坡，以保證橋的橫向穩定。著名的預應力混凝土斜腿橋有：聯邦德國霍雷姆鐵路橋，腳鉸跨度85.5米。中國邯長鐵路濁漳河橋，腳鉸跨度82米。1982年建成的中國安康漢江鐵路橋，腳鉸跨度176米。斜張橋也稱斜拉橋。用錨在塔上的多根斜向鋼纜索吊住主梁的橋。斜張橋是第二次世界大戰以后新發展起來的重要橋梁之一，因主梁為纜索多點懸吊，內力小，建筑高度低，施工方便，跨越能力大，現跨度已建到465米。可用于公路橋、鐵路橋、城市橋、人行橋以及管造橋等。

斜張橋歷史簡介：

1995年首先在瑞典建成公路鋼斜張橋——斯特倫松德橋，主跨182.6米。

1962年首先在委內瑞拉建成公路混凝土斜張橋——馬拉開波橋，主跨5×235米，開創了這種橋的先例。

我國在1975年首次在四川建成云陽橋，該橋是預應力混凝土斜張橋，分跨為34.91米+75.84米+34.91米。

構造：斜張橋的主要組成部分有纜索、塔柱、橋墩、橋臺、主梁和輔助墩等。

拱橋為橋梁的基本體系之一，建筑歷史悠久外形優美，古今中外名橋遍布各地，在橋梁建筑中占有重要地位。它適用于大、中、小跨公路或鐵路橋，尤宜跨越峽谷，又因其造型美觀，也常用于城市、風景區的橋梁建筑。

自19世紀中葉以來，隨著鋼鐵和混凝土建筑材料的出現，石拱橋已逐步為鋼拱和鋼筋混凝土拱橋所代替。拱橋結構向輕型結構發展，并逐步打破傳統的上承式石拱橋的型式，創造出新型的拱橋。拱橋的拱圈發展成為分離式肋拱，橋面發展成新型板梁式結構，借立柱支承于拱肋之上（上承式），或用吊桿懸掛于拱肋之下（下承式）。當受地勢或受橋梁建筑高度限制時，還可做成中承式拱橋。拱橋可以是單跨，也可以做成多跨。

單孔空腹式石拱橋鋼筋混凝土斜拉桿式架拱橋３.按拱圈（肋）結構的靜力圖式分：無鉸拱、雙鉸拱、三鉸拱。前兩者屬超靜定結構，后者為靜定結構。無鉸拱的拱圈兩端固結于橋臺（墩），結構最為剛勁，變形小，比有鉸拱經濟；但橋臺位移、溫度變化或混凝土收縮等因素對拱的受力會產生不利影響，因而修建無鉸拱橋要求有堅實的地基基礎。雙鉸拱是在拱圈兩端設置可轉動的鉸支承，鉸可允許拱圈在兩端有少量轉動的可能。結構雖不如無鉸拱剛勁，但可減弱橋臺位移等因素的不利影響。三鉸拱則是在雙鉸拱頂再增設一鉸，結構的剛度更差些，但可避免各種因素對拱圈受力的不利影響。

懸索橋概況：

當前世界上的懸索橋以美國最發達；英國其次，并于最近建成世界上最大跨度的懸索橋。日本則有幾座大跨度公鐵兩用懸索橋正在施工。中國懸索橋：20世紀30、40年代，中國開始采用鋼絲纜繩修建懸索橋。1940年建成的滇緬公路昌淦瀾滄江橋的主跨為135米，用輕型鋼桁架做加勁梁。1948年在云南建成繼成橋，為跨度為140米的柔式懸索橋。中華人民共和國成立后，1951年在四川瀘定建成大渡河新橋，跨度為130米。其后30多年來曾建成一批懸索橋，如在四川省渡口市建成跨度為172與185米的懸索橋各一座；又1969年在重慶建成了朝陽橋，主跨186米，為了消滅加勁梁的S形撓曲用了雙懸索式，加勁梁是由鋼筋混凝土面板和鋼梁結合而成的箱形梁。1985年在西藏建成的達孜拉薩河跨度達415米。

懸索橋也稱吊橋。主要承重結構由纜索（包括吊桿）、塔和錨碇三者組成的橋梁。其纜索幾何形狀由力的平衡條件決定，一般接近拋物線。從纜索垂下許多吊桿，把橋面板吊住，在橋面和吊桿之間常設置加勁梁，同纜索形成組合體系，以減小活載所引起的撓度變形。

現代懸索橋，是由索橋演變而來。適用范圍以大跨度及特大跨度公路橋為主，是當今跨度超過1000米的唯一橋式。主要結構類型：

1.不設加勁梁的柔式懸索橋，僅在活載對恒載的比值較小時采用。

2.主跨吊于懸索橋并在該跨設加勁梁，如有邊跨則邊跨用獨立的簡支梁。

3.三跨吊于懸索，加勁梁為三跨簡支梁。

4.三跨吊于懸索，加勁梁為三跨連續梁。

5.自錨式懸索橋，和組合體系橋中的系桿拱相似，其懸索的水平拉力不傳給錨碇基礎，而是傳給加勁梁；

6.纜索中段同加勁桁架上弦合為一體，在纜索用眼桿組成時，構造并不復雜，可節省材料并提高剛度纜索：過去曾用竹索、鐵索、調質鋼眼桿，現主要使用冷拔碳素鋼絲制成下列三種形式：

1.平行絲大纜，常用J.A.羅布林所發明的“空中編纜法”就地制造，現今跨度750米以上的橋都使用此法。

2.由鋼絲繩組成的鋼絲繩纜，施工較快，但其彈性模量較低，只適用于跨度較小的橋；

3.由平行鋼絲繩股組成的大纜，繩股可在工廠預制，保持了平行絲大纜的優點，并在施工上有所改進。

塔：以往常用石塔，今則以鋼塔為主，有時也用鋼筋混凝土塔。到20世紀60年代，美國仍采用鉚接多室箱型截面，英國則開始采用栓焊結構，并將箱形截面從多室改為單室，以節約鋼材。因纜索在塔