钢桥的主要结构形式与受力特点

第二节钢桥的主要结构形式与受力特点钢桥的主要结构形式钢桥根据主要承重结构的受力体系可以分为：梁式桥(girderbridge)拱桥(archbridge)刚构桥（framebridge)斜拉桥(cable-stayedbridge)悬索桥(suspensionbridge)混合体系桥梁(hybridstructurebridge)一、梁式桥(girderbridge)梁式桥在竖直荷载作用下，主梁的截面只有弯矩和剪力，不产生轴力，支座只承受竖直方向的力，不承受水平力。多孔梁桥的梁在桥墩上不连续的称为简支梁桥(simplysupportedbridge)。在桥墩上连续的称为连续梁桥(continuousbridge)。在桥墩连续，在桥孔内中断，线路在桥孔内过渡到另一根梁上的称为悬臂梁桥(cantileverbridge)。支承在悬臂上的简支梁称为挂梁

(hangerspan)；伸出有悬

臂的梁称为锚梁(anchorspan)；

梁式桥的梁身可以做成实腹的，也可以做成空腹的。钢梁式桥按主梁形式还可以分为：钢板梁桥(steelplategirderbridge)钢箱梁桥(steelboxgirderbridge)钢桁梁桥(steeltrussgirderbridge)目前梁式桥最大跨度的是1917年建成的加拿大魁北克公路铁路两用悬臂钢桁梁桥，跨度达到548.8m。钢板梁桥史密斯大道高桥（TheSmithAvenueHighBridge），是一座两车道的街道跨河钢板梁桥。原桥建于1895年，在1905年被一场风暴摧毁。最南端的五跨曾被重建。由于年久失修，旧桥在1985年被拆除。。

一座新的大桥于1987年建成通车大桥全长844.2m，两个主拱跨度各为158.5m，桥梁宽度为16.5m。通航孔航道宽度为64m，从梁底到水面净空45.4m，桥面到水面高48.8m。

钢箱梁桥

钢箱梁崇启大桥全长52公里，其中上海段接线道路长28.52公里，长江大桥长2.48公里，江苏段长江大桥长4.67公里，接线道路长18.52公里。全线设计双向6车道，大桥于2008年8月1日奠基，12月26日上海段正式开工建设，2009年2月28日江苏段开工建设，于2011年12月24日建成通车。钢桁梁桥桥永宁黄河河特大桥桥是新建建铁路工工程中跨跨越黄黄河的一座单单线铁路路钢桁梁桥桥，全长3942.08m，孔跨布布置为2孔32m+4孔24m+38孔32m单线简支支T梁、18孔48m单线简支支箱梁、、13孔96m简支钢钢桁结结合梁梁、5孔48m单线简简支箱箱梁、、4孔32m单线简简支T梁。二、拱拱桥拱桥是是以曲线形形拱作为主主体结结构的的桥梁梁，具具有外形美美观、受力合合理、跨越能能力大大、适用范范围广广等诸多多优点点，在在钢桥桥、混混凝土土桥、、污工工桥梁梁以及及钢与与混凝凝土组组合结结构桥桥梁中中都得得到广广泛应应用。。拱不仅仅外形形与梁梁不同同，受受力与与梁也也有很很大的的区别别。拱桥在在受力力上最最大的的区别是，在在竖向向荷载载作用用下，，在拱拱的两两端支支承处处除有有竖向反反力外，还还有水平推推力，使得得拱内内弯矩矩和剪剪力大大大减减小，，主要要以受受压为为主。。如果拱拱桥不不能充充分承承受两两端支支承处处的水水平力力，拱拱脚不不仅会会产生生很大大的位位移，，而且且拱内内产生生很大大的弯弯矩，，不能能充分分发挥挥拱的的优势势。拱桥可可以采采用两种方方法来承受受两端端支承承处的的水平平力：：一种是是设置置坚固固的基础，水平平力由由基础础承受受，拱拱为有有推力力拱，，适用用于地地基良良好的的桥位位;另一种种是在在拱的的两端端设置置拉索索或者者梁(称为系杆或系梁梁)等，使使得水水平力力互相相平衡衡，拱拱为无无推力力拱，，也称称为系系杆拱拱，适适用于于地基基较差差的桥桥位。。推力拱拱系杆拱拱仅供人人、畜畜行走走的拱拱桥可可以把把桥面面直接接铺在在拱肋肋上。。而通通行现现代交交通工工具的的拱桥桥，桥桥面必必须保保持一一定的的平直直度，，不能能直接接铺在在曲线线形的的拱肋肋上。。因此此要通通过立立柱或或吊杆杆将桥桥面间间接支支承在在拱肋肋上。。由此此分为为上承式式拱桥桥(桥面在在拱肋肋的上上方)、中承式式拱桥桥(桥面一一部分分在拱拱肋上上方、、一部部分在在拱肋肋下方方)和下承式式拱桥桥(桥面在在拱肋肋下方方)。朝天门门长江江大桥桥工程全全长4.881公里，，由主主桥、、东西西引桥桥及黄黄桷湾湾、弹弹子石石、对对山、、五里里店等等4座立交交组成成。其中，，大桥桥主体体工程程全长长1741米，主主桥为为932米，有有两座座主墩墩，主主跨达达552米。建建成后后的大大桥，，分为为上下两两层。上层层为双双向六六车道道，行行人可可经两两侧人人行道道上桥桥；下下层则则是双双向轻轻轨轨轨道，，并在在两侧侧预留了2个车行行道，，可保保证今今后大大桥车车流量量增大大时的的需求求。三、刚刚构桥桥梁体与与桥墩墩或桥桥台连为一一体者，称称为刚刚构桥桥。刚刚构桥桥的受受力兼有梁桥与与拱桥桥的一一些特特点，，主要要承重重结构构为偏心受受压和受弯。目前钢钢刚构构桥的的最大跨跨度是1972年建成成的意意大利利斯法法拉萨萨桥。。跨度度达到到376m；我国国1976年建成成的陕陕西安安康江江汉大大桥，，跨径径达到到176m,为我国国钢斜腿腿刚构构桥之之首。1972年意大大利建建成的的斯法法拉沙沙桥，，跨径径达376米，是是目前前世界界上跨径最最大的的钢斜斜腿刚刚架桥桥。与门式式刚架架相比比，斜斜腿刚刚架的的腿是是斜置的，两两腿和和梁中中部的的轴线线大致致呈拱形，这样样，斜斜腿和和梁所所受的的弯矩比同跨跨度的的门式式刚架架显著著减小，而轴轴向压压力有有所增增加。。同上承承式魁魁桥相相比，，这种种桥不需要要拱上上结构构，构件件数目目较少少;当桥面面较窄窄(如单线线铁路路桥)而跨度度较大大时，，可将将其斜斜腿在在桥的的横向向放坡坡，以以保证证桥的的横向向稳定定。意大利利的斯斯法拉拉沙桥桥虽己己建成成近40年，但但其简简洁明明快的的桥型型，其其梁的的底缘缘线呈呈现的的微弯弯曲线线表现现着刚刚里有有柔，，特别别是至至今仍仍保持持的同同桥型型世界界第一一的跨跨径。。安康汉汉江桥桥位于陕陕西省省安康康水电电站的的专用用线上上，主主跨为为176米斜腿腿刚构构，在在目前前世界界上同同类型型的铁路钢钢桥中，跨跨度领领先。。本桥桥附近近河段段顺直直，平平时河河面宽宽约180米，水水深13米左右右，水水流平平稳。。四、斜斜拉桥桥斜拉桥桥是将将梁用用若干干根斜斜拉索索拉在在索塔塔上的的结构构形式式.斜拉索索不仅仅为梁梁提供供弹性支支承，而目目其水水平分分力对对梁产产生很很大的的轴力。汛期洪洪水来来势汹汹涌，，水位位猛涨涨暴落落，河河床冲冲淤严严重，，覆盖盖层很很不稳稳定。。桥址址位于于汉江江上游游峡谷谷，两两岸陡陡峻，，河床床断面面呈梯梯形。。初步设设计提出三三个桥桥式方方案进进行比比选：：第一方案主跨采用64＋192＋64米钢斜腿刚刚构，全长长521.95米，桥墩均均在岸上，，明挖基础础，墩身最最高约60米；第二方案主跨为64＋112＋64米钢桥，中中跨为112米柔性拱刚刚性桁梁组组合体系，，全长528.50米，有深水水桥墩2个，墩身最最高约7l米；第三方案主跨用64米＋3×80米三跨连续续＋64米钢桁梁，，全长532.08米，有深水水桥墩3个，墩身最最高约79米。三个方案相相比，第一方案不不仅用钢量量省，造价价较低，而而且可避免免修建深水水基础及70米以上的高高墩，因此此作为推荐荐方案。斜拉桥可以以通过调整斜拉索的初初始索力达达到调整主主梁弯矩，，桥面标高高和提高索索及桥梁整整体刚度的的目的.设计中可以以根据受力力需要计算算确定斜拉拉索的初始始索力，施施工中通过过施工控制调整索力，，使之达到到设计值。。斜拉桥是一一种高次超超静定结构构，索力控制较为困难，，是设计和和施工的一一个关键问问题。南京长江第第二大桥位于南京长长江大桥下下游11公里处，于于2001年3月建成通车车。整个大桥由由南汊桥、、八封洲（（长江中第第三大岛））公路连接接线、北汊汊桥组成，，二桥一路路，全长12.571公里。其中，南汊桥为钢箱梁斜斜拉桥，是是大桥的关关键性和标标志性项目目，桥长2938米，主跨径径628米，在世界界上排名第第三。前两两位为日本本多多罗大大桥（主跨跨890米）和法国国诺曼蒂大大桥（主跨跨856米）。北汊桥为预应力连连续梁桥，，桥长2212米，主跨径径165米，居国内内领先水平平。南汊桥南岸岸建有二桥桥公园，设设桥梁展示示馆。公园园还特设观观光电梯，，可达桥面面观光步道道，也可通通过桥肚下下全透明回回廊横穿二二桥。胜利黄河大大桥是我国修建建的第一座座钢斜拉桥桥，位于垦垦利县城东东北侧。大桥全长2817.46米，由主桥桥、南北引引桥组成。。主桥为5孔跨径，主主桥长682米，为新型型钢箱斜拉拉索桥结构构，用57段钢箱梁连连接而成，，为连续双箱正正交异性板板钢斜拉桥桥，引桥为跨跨径30米预应力混混凝土箱梁梁，桥面宽宽19.5米。桥两端端为造型优优雅的桥头头堡和花园园式绿化带带。桥面支承于于悬索或用用吊索挂在在悬索(通常称主缆)上的桥称为为悬索桥。。也被称为为吊桥。和和拱肋相反反，悬索的的截面只承受拉力力。只供人、畜畜行走用的的简陋悬索索桥常把桥桥面直接铺铺在悬索上上。通行现代交交通工具的的悬索桥，，为了保持持桥面具有有一定的平直度，将桥面用用吊索挂在在悬索上。。和拱桥不不同的是:作为承重结结构的拱肋肋是刚性的的，而作为为承重结构构的悬索则则是柔性的。五、悬索桥桥为了避免在在车辆驶过过时桥面随随着悬索一一起变形，，现代悬索索桥一般均均设有刚性性梁(又称加劲梁，stiffening)。桥面设在在刚性梁上上，刚性梁梁吊在悬索索上。现代悬索桥桥的悬索一一般均支承承在两个索塔上。塔顶设设有支承悬悬索的鞍形支座。承受很大拉拉力的悬索索的端部通通过锚旋固固定在地基基中，为地锚式悬索索桥。也有将悬悬索固定在在刚性梁端端部的情况况，称为自锚式悬索索桥。桥型方案为为钢桁加劲梁梁单跨悬索索桥，矮寨特大大悬索桥全全跨1073.65m，悬索桥的的主跨为1176m。该桥跨越越矮寨大峡峡谷，主跨跨居世界第第3、亚洲第1。渝湘高速速于2012年3月31日正式通车车。矮寨特大悬悬索桥位于湖南湘湘西。矮寨寨悬索桥桥桥距吉首市市区约20公里，跨越越矮寨镇附附近的山谷谷，德夯河河流经谷底底，桥面设设计标高与与地面高差差达330米左右。四渡河特大大桥位于湖北省省恩施市巴巴东县野三三关镇四渡渡河，大桥桥主跨900米，桥面与峡谷谷谷底高差差达560米，相当于200层楼高，是是目前国内内在深山峡峡谷里修建建的最大跨跨度悬索桥桥。大桥全长1365米，由长1105米的大桥和和长228.9米的路基组组成。其中中大桥为四四渡河特大大桥，跨径径布置为900+5×40米，主跨为为900米单跨双铰钢钢桁架加劲劲梁悬索桥桥。享有“世界第一高高桥”美誉！六、组合体体系桥梁承重结构系系由两种或或多种结构形形式组合而成的桥梁梁称为混合合体系桥梁梁。实腹梁与桁桁架的组合合梁与拱的组组合梁与悬吊系系统的组合合梁与拱的组组合梁与斜拉索索的组合悬索与斜拉拉索的组合合钢桥的主要要优点(1)高强匀质材材料:钢材是一种种抗拉、抗压、抗抗剪强度高高的匀质材料，承受受拉、压、、弯、剪均均可。并且且与混凝土土等材料相相比自重小(通常用重量量强度比来来一表示两两种材料在在结构意义义上的相对对轻重)，所以钢桥桥具有很大大的跨越能能力。桥梁梁跨度非常常大、荷载载非常重，，采用别的的材料来造造桥将遇到到困难时，，一般采用用钢桥。钢钢材可加工性能能好，可用于复复杂桥型和和