橋梁結構類型圖文講解
橋梁的應用:
一般指架設在江河湖海上,使車輛行人等能順利通行的構築物。為适應現代高速發展的交通行業,橋梁亦引申為跨越山澗、不良地質或滿足其他交通需要而架設的使通行更加便捷的建築物。
橋梁結構:橋梁一般由上部構造、下部結構、支座和附屬構造物組成,上部結構又稱橋跨結構,是跨越障礙的主要結構;下部結構包括橋台、橋墩和基礎;支座為橋跨結構與橋墩或橋台的支承處所設置的傳力裝置;附屬構造物則指橋頭搭闆、錐形護坡、護岸、導流工程等
常見的橋梁結構主要5大類:
1. 梁橋:
廣泛用于中、小跨度橋梁, 代表作有:等級公路 六廣河特大橋,貴州省(橋高 297米,主跨 240 米,最大墩高 90米。)以受彎為主的主梁作為承重構件的橋梁。主梁可以是實腹梁或桁架梁。實腹梁構造簡單,制造、架設和維修均較方便,廣泛用于中、小跨度橋梁。通常用抗彎能力強的材料來建造,比如鋼、木、鋼筋混凝土,預應力鋼筋混凝土。
優點:外形簡單,制作、安裝、維修方便,能就地取材,工業化施工、耐久性好、适應性強、整體性好且美觀。較好地利用杆件材料強度,在設計理論及施工技術方面發展的較成熟。
缺點:自重大,且跨徑越大自重所占的比值顯著增大,限制了其跨越能力。
受力特點:在豎向荷載作用下,無水平反力,彎距較大。
梁橋的基本組成:
梁橋又分為3種:簡支橋,連續梁橋,懸臂梁橋。
标紅的位置是斷開的!
2.拱橋:
跨越能力較大,代表作河北省-趙州橋,橋長50.82米,跨徑37.02米,橋高7.23米,兩端寬9.6米。
指的是在豎直平面内以拱作為結構主要承重構件的橋梁。承重結構以受壓為主。建造材料:通常用抗壓能力強的圬工材料和鋼筋混凝土等。
受力特點:在豎向荷載作用下,橋墩或橋台将承受水平推力,同時這種推力将顯著抵消荷載所引起的在拱圈内的彎矩作用。
舉例:鉸拱結構!
三鉸拱就是兩端支座和跨中都是鉸接的拱。
三鉸拱屬外部靜定結構。由于溫度變化、支座沉陷等原因引起的變形不會在拱内産生附加内力。當地質條件不良,又需要采用拱式結構時,可以考慮采用三鉸拱。但是,鉸的構造複雜,施工困難,維護費用高;而且為了使鉸能夠自由轉動,橋面在鉸處需設置伸縮縫,橋面縱坡在伸縮縫處會出現折角,不利行車與養護。曆史上曾修建過一些三鉸鋼拱橋,現已基本不建。
3. 斜拉橋:
代表作龍岩大橋。主橋為"寶石形"獨塔雙索面斜拉橋,主塔高128米。
定義:将主梁用許多拉索直接拉在橋塔上的一種橋梁,由承壓的塔、受拉的索和承彎的梁體組合起來的一種結構體系。其可看作是拉索代替支墩的多跨彈性支承連續梁。由索塔、主梁、斜拉索組成.受力特點為外荷載從梁傳遞到鎖,再到索塔。橋承受的主要荷載是其自重,主要是主梁。2.1斜拉橋的工作原理橋承受的主要荷載并非它上面的汽車或者火車,而是其自重,主要是主梁。以一個索塔為例,索塔的兩側是對稱的斜拉索,通過斜拉索将索塔主梁連接在-起。假設索塔兩側隻有兩根斜拉索,左右對稱各一條,這兩根斜拉索受到主梁的重力作用,對索塔産生兩個對稱的沿着斜拉索方向的拉力,根據受力分析,左邊的力可以分解為水平向向左的一個力和豎直向下的一個力:同樣的右邊的力可以分解為水平向右的一個力和豎直向下的一個力;由于這兩個力是對稱的,所以水平向左和水平向右的兩個力互相抵消了,最終主梁的重力成為對索塔的豎直向下的兩個力,這樣,力又傳給索塔下面的橋墩了。建造材料:預應力鋼索、混凝土、鋼材。
4.懸索橋;
以大跨度及特大跨度公路橋為主.,代表作廈門海滄大橋,全長5926.527米,主跨648米,橋面寬度36.6米。
懸索橋,又名吊橋(suspension bridge)指的是以通過索塔懸挂并錨固于兩岸(或橋兩端)的纜索(或鋼鍊)作為上部結構主要承重構件的橋梁。其纜索幾何形狀由力的平衡條件決定,一般接近抛物線。從纜索垂下許多吊杆,把橋面吊住,在橋面和吊杆之間常設置加勁梁,同纜索形成組合體系,以減小荷載所引起的撓度變形。
優點:
1.可以使用較少的物質跨越較長的距離。可以
造的較高,容許船在下面通過,造橋時不用在橋中心
建立暫時橋墩,可以在較深較急的水流上建造。
2.比較靈活,适合大風和地震區的需要。
缺點:1.堅固性不強,大風情況下交通須暫時中斷。
2.不宜作為重型鐵路橋梁。
3.塔架對地面施加非常大的力,假如地面本
身比較軟的話,塔架的地基須非常大并且昂貴。
4.懸索鏽蝕後不容易更換。
5. .懸臂橋
英國康橋,日本跨海大橋美國荊門大橋
懸臂橋每段都在中間而非兩端支承。橋身分成長而堅固的數段,類似桁梁式橋。每段由河裡同樣的結構支撐着,使它得到平衡。各段相接的地方,有一個短短的墩距。根據橋梁梁體制造的方式,可将懸臂施工工藝分成懸臂澆築工藝和懸臂拼裝工藝兩大類。懸臂澆築工藝是在施工中利用懸吊式活動腳手架(簡稱挂籃)在橋梁墩柱兩側的對稱均衡澆築一般3~8米的梁段混凝土,每澆築完成一段,混凝土須達到規定的強度之後張拉縱向預應力的鋼絞線,再向前移動挂籃,進行下一段施工作業。
6、組合橋
主要承重構件采用兩種獨立結構體系組合而成的橋梁。如拱和梁的組合、梁和桁架的組合、懸索和梁的組合等。
常用的結構形式有:
①拱、梁組合體系橋
較簡單的拱梁組合體系:G單跨無推力結構。如系杆拱(即剛性拱和柔性拉杆的組合)、剛梁柔拱(又稱
郎格爾梁,為奧地利郎格爾所創始)、剛梁剛拱(又稱洛澤梁,為德國H洛澤所創始);較複雜的拱梁組合體系:多跨布置無推力或有推力結構體系
②梁、桁架組合體系
。橋面荷載直接作用在弦杆上,弦杆如
同一個桁架節間長的實腹梁。
③索、梁組合體系。如有加勁梁的懸索橋(如布魯克林橋)
和斜拉橋( 如南浦大橋、楊浦大橋)均屬此類體系。
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