桥梁的分类方法有很多,可以根据建筑材料、桥梁跨度、用途、车道位置和结构体系来划分。让我们主要看看,桥梁结构可以根据力分为几类。
桥梁可分为梁桥、拱桥、刚构桥、斜拉桥、悬索桥和组合体系桥,根据受力结构(结构体系)进行划分。
梁式桥
梁桥有三种:简支梁桥、连续梁桥和悬臂梁桥。
简支梁桥是应力和结构最简单的静态结构。常用跨度小于25m。当跨度较大时,需要使用预应力混凝土简支梁桥,但跨度一般不超过50m。
连续梁桥属于超静定结构,支点截面在荷载作用下产生负弯矩,大大降低了跨度的正弯矩,跨度能力大。
悬臂梁桥也属于静定结构,跨越能力大于简支梁桥,但不如连续梁桥,由于行驶条件不佳,目前使用较少。
图1(a) 简支梁桥
图1(b) 连续梁桥
图1(c) 悬臂梁桥
拱式桥
拱桥在垂直荷载作用下,桥墩或桥台除铅垂反力外,还将承受水平推力(见图2),水平推力将显著降低拱圈(或拱肋)横截面的弯矩。拱的弯矩、剪力和变形比同跨度的梁小得多。但跨度越大,拱脚处的水平推力越大。因此,当基础条件不适合建造推力较大的拱桥时,可以建造由系杆承担的水平推力系杆拱桥(见图3)。
图2 拱桥受力图 图3 系杆拱桥示意图
拱桥承载能力高,外观美观。条件允许的情况下,拱桥的建设往往经济合理,跨度在500m以内可作为设计方案进行比较。
刚构桥
刚架桥的主要承重结构是梁、板、柱或竖墙的刚架结构。在垂直荷载的作用下,柱脚具有水平反应,梁部主要弯曲,但弯矩值小于相同跨度的简支梁,梁内有轴压H,因此梁桥与拱桥之间的应力状态。
图4 连续刚构桥
斜拉桥
斜拉桥由塔柱、主梁和斜拉索组成。力的特点是:拉斜索将主梁多点吊起,将主梁的恒载和车辆等载荷传递到塔柱,然后通过塔柱传递到基础。由于斜拉索将主梁吊起,主梁将成为多点弹性支撑的连续梁,从而减少了主梁的横截面尺寸,增加了桥梁的跨度。
图5 天津保定桥
悬索桥
悬索桥是指以主电缆拉伸为主要承重构件的桥梁结构。其结构包括基础、塔墩、锚固、主电缆、吊索、钢筋梁和桥面结构。桥梁跨度上的荷载由钢筋梁承受,并通过吊索传输到电缆上。主电缆的张力通过塔的压力和锚锭结构的张力传输到基础和基础上。
图6 悬索桥