桥的结构、历史、种类

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本人是正在做着Final year project,是关于桥梁设计。找到中文的资料，与你们分享下。

几乎没有哪个成年人会不知道桥是一种什么样的建筑物。近代以来，由于高科技的勃然兴起，桥梁逐渐成为一门专业学科，其技术进步更是突飞猛进，形式更为复杂多样，其内涵和引伸义也大为丰富发展。然而，无论现代桥梁如何新进发达，若追究其根源来，均未超出古人所创造的梁桥、浮桥、拱桥和索桥几大类。这几种基本桥式都是总结前人积累下的丰富技术成果的结果。

一、 桥的概念
桥是一种架空的人造通道。由上部结构和下部结构两部分组成。上部结构包括桥身和桥面；下部结构包括桥墩、桥台和基础。它们高悬低卧，形态万千，有的雄距山岙野岭，古朴雅致；有的跨越岩壑溪间，山川增辉；有的坐落闹市通衢，造型奇巧；有的一桥多用，巧夺天工。不管风吹雨淋，无论酷暑严冬，它们总是默默无闻地为广大的行人、车马跨江过河，飞津济渡。

二、 桥的意义与特点
建桥最主要的目的，就是为了解决跨水或者越谷的交通，以便于运输工具或行人在桥上畅通无阻。若从其最早或者最主要的功用来说，桥应该是专指跨水行空的道路。说明桥的最初含意是指架木于水面上的通道，以后方有引伸为架于悬崖峭壁上的“栈道”和架于楼阁宫殿间的“飞阁”等天桥形式。
我国山川众多、江河纵横，是个桥梁大国，在古代无论是建桥技术，还是桥梁数量都处于世界领先地位。千百年来，桥梁早已成为人们社会生活中不可缺少的组成部分。但由于我国幅员辽阔，从南到北，从东到西，在地理气候、文化习俗以及社会生产力发展水平上，都存在较大的差异。因此，各自立足于自己的实际条件和根据自己的需要，经过长期的时间，遂创造出多种多样的桥梁形式，并逐步形成了自己的特色，具体说来大致有如下特点：

（一） 地域性。我国土地辽阔，南北之间和东西之间的桥梁，受所在自然地理和人文社会的影响，因地制宜，都形成了各自相对独立的风格和特色。

（二) 多种多样性。我国是个文明古国，地大物博，山河奇秀，南北地质地貌差异较大，因此对建桥的技术要求也高桥梁的四种基本桥型：梁桥、浮桥、索桥、拱桥便已全部产生了。这四种桥根据其建筑材料和构造形式的不同，又分别演化出：木桥、石桥、砖桥、铁桥、石柱桥、石墩桥、伸臂式桥、石板桥、开合式桥、三边形拱桥、尖拱桥、圆拱桥、连拱桥、渠道桥、曲桥、纤道桥、十字桥等等，几乎应有尽有，什么形式的古桥，在我国都能找到。

（三） 多功能性。我国古代的匠师建桥，很注意发挥桥梁的最大效益，既能考虑到因地制宜、一切从实用出发，又能考虑使桥梁尽量起到多功能的作用。我国雨多日照强，桥匠便在桥上修建廊屋，这不仅为过往行人提供了躲避风雨日照、便于歇息的场所，而且还增加了桥梁的自重，以免洪水把桥冲掉，并起到保护木梁、铁索不受风雨腐蚀的作用。特别是很多此类廊桥，因是人员过往要冲，故还利用它兼作集市、住宿和进行商业活动。

（四） 群众公益性。桥梁自产生始，便以属于民众共有的社会性出现。我国的传统建筑，一般为私有性，唯有桥梁（除私有的园林中桥梁外），不管是官修私建的，都为社会所公有。故数千年来，爱桥护路成为一种良好风尚，而“修桥铺路”则是造福大众的慈善行为，被民众所推崇。因此，修桥或建桥具有广泛的群众性。

三、桥的发生与发展
在人为桥梁之前，自然界由于地壳运动或其他自然现象的影响 ，形成了不少天然的桥梁形式。人类从天然桥中得到启示，便在生存过程中，不断仿效自然。开始时大概是利用一根木料在小河上，或氏族聚居群周围的壕沟上搭起一些独木桥（桥之所以始称“梁”，也许便是因这种横梁而过的原故），或在窄而浅的溪流中，用石块垫起一个接一个略出水面的石蹬，构成一种简陋的“跳墩子”石梁桥（后园林中多仿此原始桥式，称“汀步桥”、“踏步桥”）。这些“独木桥”“跳墩子桥”便是人类建筑的最原始的桥梁，以后随着社会生产力的发展，不断由低级演进为高级，才逐渐产生各种各样的跨空桥梁。

四、桥的类型与形式
桥的类型，若以建桥的主要材料分，便有木、石、砖、铁桥等之别。
木桥是最早的桥梁形式，桥几乎都是木桥。如最早出现的独木桥、木柱梁桥。一般是指桥面结构也是用石或砖料来做的桥，但纯砖构造的桥极少见，一般是砖木或砖石混合构建，而石桥则较多见。

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金门大桥(Golden Gate Bridge)是美国最著名的桥梁，主桥1,966 m，主跨1,280米，建成于1937年，保持了27年是世界最大跨径的桥梁的记录。该桥塔采用钢结构，水面以上塔高227m，桥下净空67米。主梁也是钢结构，桥面宽27米。两个锚碇各重54,400吨。主缆长度2,332 m,直径0.92m，主缆、吊索及附件总重22,200吨。

维列扎诺海峡大桥(Verrazano Narrows Bridge)是美国最大跨径的桥梁，主桥2038.66米，主跨1298米，1959年8月开工，建成于1964年。1964-1981该桥保持世界最大跨径记录。塔和主梁均为钢结构，塔及上部结构总用钢量97,069吨，四根主缆长2196米，直径0.91米，桥面宽31.4米。当时造价320,126,000美元。

英国的克列夫顿(Clifton)悬索桥是世界上最早的大跨径悬索桥之一，由布鲁内(I.K. Brunel)设计于19世纪30年代，但在他去世后的1864年才建成通车，当时只通行人和马车，而现在把它作为四车道桥梁。该桥有214米的主跨，而当时能够用作主缆的铁链的强度和密度之比，只有现代高强钢丝的1/5，因此这是一个很了不起的大跨径。（请点击图片浏览专门介绍该桥的英文网站）
英国著名大跨径桥梁还有：门纳伊(Menai)桥
、亨伯尔桥(Humber Bridge)

世界大跨径悬索桥排名(2002.10)

序号 桥名 主跨(米) 主梁结构形式 所在国家 建成年限
1 明石海峡大桥 1990 简支钢桁 日本 1998
2 大带桥 1624 连续钢箱 丹麦 1998
3 亨柏桥 1410 钢箱 英国 1981
4 江阴长江大桥 1385 简支钢箱 中国 1999
5 香港青马大桥 1377 连续钢箱 中国 1997
6 费雷泽诺桥 1298.5 简支钢桁 美国 1964
7 金门大桥 1280 简支钢桁 美国 1937
8 海依靠斯特桥 1210 钢箱 瑞典 1998
9 梅克金海峡桥 1158 简支钢桥 美国 1957
10 南备赞濑户桥 1100 连续钢桥 日本 1988



世界大跨径斜拉桥排名(2002.10)

序号 桥名 主跨
(米) 结构形式 所在国家 建成年限
1 多多罗大桥 890 主钢边砼混合梁，双塔双索面 日本 1999
2 诺曼底大桥 856 主钢边砼混合梁，双塔双索面 法国 1995
3 南京长江第二大桥 628 钢箱，双塔双索面 中国 2001.3
4 武汉白沙洲长江大桥 618 主钢边砼混合梁，双塔双索面 中国 2000
5 福州市青州闽江大桥 605 钢砼结合梁，双塔双索面 中国 2000
6 上海杨浦大桥 602 钢砼结合梁，双塔双索面 中国 1993
7 上海徐浦大桥 590 钢砼结合梁，双塔双索面 中国 1997
8 名港中央大桥 590 钢箱 日本 1998
9 森卡路森特桥 530 砼箱 挪威 1991
10 汕 头 石大桥

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德国汉堡的Kohlbrand大桥于1974年建造，塔架为A字型，并向内弯曲，包住桥面.高架引桥及主桥墩皆为混凝土所建，桥塔和中跨为钢结构



德国Schlewig-Holstein州的现代化公路大桥连结Fehmarn岛和德国大陆.



西班牙塞维利亚的巴盖特大桥由阿来那斯和潘特里翁设计.该桥结合了拱形建筑融拱形建筑与钢索建筑为一体，代表了现代桥梁工程师所创造的令人兴奋的新型组合式设计风格.



越过辛普伦关隘的岗特大桥由瑞士工程师C.麦恩设计.这座斜拉桥的主跨为174米，两边弯曲的边跨各127米，缆索以混凝土封闭，使其与弯曲的整体形成一体.


悉尼的葛雷布岛大桥是澳大利亚最长的斜拉桥，805米的混凝土结构由6个跨度组成，其中三个中部跨度优美典雅.


跨越布里斯托尔的Avon峡谷的克里夫顿悬索桥，也是该桥天才的设计师，维多利亚时代工程师布鲁耐尔的永久纪念碑.


当前世界上跨度最大的钢悬臂梁为加拿大跨越St. Lawrence河的魁北克（Quebec）桥。1900－1907年间第一次设计建造时，为了在跨度上超过英国福思桥（钢悬臂梁，主跨521.2m，1890年完工），将主跨加大到548.8m，边跨各为152.4m，悬臂171.5m，桁架型式见图1。第一次修建时，南岸的锚孔和伸臂都已建成，1907年发现钢板已有溃屈。同年8月29日，9000吨钢材全部受扭破坏。桥上员工86人，生还者仅11人。桥梁破坏从开始到结束只有15秒钟。后来的事故调查报告说，事故原因是静载取值低，容许应力值用得过高，压杆细节设计和制造都存在问题。
当时，号称世界第一的悬臂梁出了事故震动了桥梁界。第二次重新组织人力进行设计时，放弃了旧桥的钢结构，采用K形桁架结构，进行重建。第二次建造时，两端的锚孔和悬臂都已造好，从下游浮运来195m长的悬挂孔。1916年9月11日浮运就位，开始起吊，吊到不及一半高处时，悬孔吊梁的四个支点中的一个滑脱，悬孔脱离吊梁整个跌落到河中，造成第二次不幸的事故。事故发生后，只得另行配置悬挂孔，重新安装。该桥于1917年完工通车，至今尚在使用。
魁北克桥的两次失败，对桥梁工程界是一次很大的教训。前后损失钢料数万吨，死亡82人，促使人们更加注意设计细节和施工中的关键问题。桥最终还是建造成功了，并为今后建造同类桥梁提供了有益的经验。



世界上最高的桥是科多拉多州阿肯色河上的罗伊.乔治大桥，主跨268米，桥面高出水平面321米.该桥仅用了3个月时间建成，1929年12月通车.



座落于美国密执安州的麦基那克海峡大桥是工程师戴维.斯坦曼的杰作.悬索跨1158米，总跨2626米，共用49，500公吨建筑钢材，仅钢索就重达9900公吨.


美国乔治华盛顿（George Washington）桥全长1450.8m，缆的分跨是185.9+1066.8+198.1m。该桥按汽车荷载8车道、人行道2条和有轨电车4线设计。1927年5月破土动工，1931年5月完工开通（仅为一期工程，二期工程直至1962年8月才完成）。该桥设有4根大缆分成左右两对；每对之中的两缆中距为2.74m，左右两对大缆的中心距为32.31m。宽跨比是1:33。大缆矢度是99.06m，矢跨比为1:10.77。大缆总重25673吨。采用空中送丝法，4缆同时编制。塔高176m，横向是由4根钢柱形成的门状排架（两内柱竖直，两外柱稍向内倾，内、外柱分别用叉撑相连），纵向包含上述排架4道。梁采用加劲钢桁架，形成双层桥面（下层桥面1962年建成），高跨比约为1:120。节间长度（即吊索间距）18.29m。桥面系由大横梁（其与每对吊索相连）、8根内纵梁（支承于大横梁之上）、小横梁（搁置于纵梁之上）和混凝土桥面组成。该桥被视为世界上第一座真正的大跨悬索桥。理由是：1）通过该桥的设计和建造，使人们认识到大跨悬索桥所具有的重力刚度概念，并以此来订正“挠度理论”的分析结果；2）推断并通过实例证实了“加劲梁对于大跨悬索桥并非主要”这一个划时代的新观点。



日本明石海峡大桥，位于本州与四国之间，主跨1991米（960+1991+960），全长3910米，为三跨二铰加劲桁梁式吊桥，钢桥283米，高出333米桥宽35.5米，双向六车道，加劲梁14米，抗震强度按1/150的频率，承受8.5级强烈地震设计，为目前世界上跨度最大的悬索桥。



横跨加拿大温哥华港的狮门大桥跨度为472米，是繁忙的大西洋港交通网的众多路线之一.



布达佩斯达努伯河上的伊丽莎白大桥，1903年建成时，是当时最长的眼杆链悬索桥，跨度290米.幕色降临时，灯光强调了优美的悬索链和雄伟的桥塔的对比.

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桥梁的分类　

　　桥梁按其用途可分为铁路桥、公路桥、管道桥、多用桥等;
　　按跨越对象可分为跨越河流的跨河桥,跨越山谷的跨谷桥，跨越铁路或公路的跨线桥（又称立交桥），跨越城区、工业区或农作物区的高架桥（又称栈桥）；
　　按桥面设置位置可分为桥面位于桥跨结构顶面的上承式桥，桥面位于桥跨高度中部的中承式桥（半穿式桥）和桥面支承在下弦的下承式桥；
　　按桥跨结构的材料可分为木桥、砖桥、石桥、钢桥、混凝土桥、钢筋混凝土桥、预应力混凝土桥，以及混凝土桥面板同钢梁组合的结合梁桥；
　　桥梁按其结构形式和受力情况可分为梁桥、拱桥、悬索桥、刚架桥、组合体系桥等形式。
　　我们在这里重点对几种典型的桥梁进行学习，它们就是梁式桥、拱式桥、斜拉桥、悬索桥。

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一、梁桥
　　以受弯为主的主梁作为主要承重构件的桥梁。主梁可以是实腹梁或者是桁架梁（空腹梁）。实腹梁外形简单，制作、安装、维修都较方便，因此广泛用于中、 小跨径桥梁。但实腹梁在材料利用上不够经济。桁架梁中组成桁架的各杆件基本只承受轴向力，可以较好地利用杆件材料强度，但桁架梁的构造复杂、制造费工，多用于较大跨径桥梁。桁架梁一般用钢材制作，也可用预应力混凝土或钢筋混凝土制作，但用的较少。过去也曾用木材制作桁架梁，因耐久性差，现很少使用。实腹梁主要用钢筋混凝土、预应力混凝土制作，也可以用钢材做成钢钣梁或钢箱梁。实腹梁桥的最早形式是用原木做成的木梁桥和用石材做成的石板桥。由于天然材料本身的尺寸、性能、资源等原因，木桥现在已基本上不采用， 石板桥也只用作小跨人行桥。
　　根据实腹梁的截面形式可分为板梁、□形梁、T形梁或箱形梁等（图1 实腹梁的截面形式示意图）。按照主梁的静力图式，梁桥又可分为简支梁桥、连续梁桥和悬臂梁桥（图2梁桥形式示意图）。


　　①简支梁桥：主梁简支在墩台上,各孔独立工作,不受墩台变位影响。实腹式主梁构造简单，设计简便，施工时可用自行式架桥机或联合架桥机将一片主梁一次架设成功。但简支梁桥各孔不相连续，车辆在通过断缝时将产生跳跃，影响车速的提高。因此，目前趋向于把主梁作成为简支，而把桥面作成为连续的形式。简支梁桥随着跨径增大，主梁内力将急剧增大，用料便相应增多，因而大跨径桥一般不用简支梁。
　　②连续梁桥：主梁是连续支承在几个桥墩上。在荷载作用时，主梁的不同截面上有的有正弯矩，有的有负弯矩，而弯矩的绝对值均较同跨径桥的简支梁小。这样，可节省主梁材料用量。连续梁桥通常是将3～5孔做成一联，在一联内没有桥面接缝，行车较为顺适。连续梁桥施工时，可以先将主梁逐孔架设成简支梁然后互相连接成为连续梁。或者从墩台上逐段悬伸加长最后连接成为连续梁。近一、二十年，在架设预应力混凝土连续梁时，成功地采用了顶推法施工，即在桥梁一端（或两端）路堤上逐段连续制作梁体逐段顶向桥孔，使施工较为方便。连续梁桥主梁内有正弯矩和负弯矩，构造比较复杂。此外，连续梁桥的主梁是超静定结构，墩台的不均匀沉降会引起梁体各孔内力发生变化。因此，连续梁一般用于
　　地基条件较好、跨径较大的桥梁上。1966年建成的美国亚斯托利亚桥，是目前跨径最大的钢桁架连续梁桥，它的跨径为376米。
　　③悬臂梁桥：又称伸臂梁桥。是将简支梁向一端或两端悬伸出短臂的桥梁。这种桥式有单悬臂梁桥或双悬臂梁桥。悬臂梁桥往往在短臂上搁置简支的挂梁，相互衔接构成多跨悬臂梁。有短臂和挂梁的桥孔称为悬臂孔或挂孔，支持短臂的桥孔称为锚固孔。悬臂梁桥的每个挂孔两端为桥面接缝，悬臂端的挠度也较大，行车条件并不比简支梁桥有所改善。悬臂梁一片主梁的长度较同跨简支梁为长，施工安装上相应要困难些。目前对预应力混凝土悬臂梁桥多采用悬臂拼装或悬臂浇筑的方法施工。为适应悬臂施工法的发展，保证主梁的内力状态和施工时一样，出现一种没有锚固孔，并把悬伸的短臂和墩身直接固结在立面上，形成预应力混凝土 T形刚架桥，这种桥在20世纪50年代后发展起来。

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二、拱桥　是以承受轴向压力为主的拱(称为主拱圈)作为主要承重构件的桥梁。
　　1.按照主拱圈的静力图式，拱轿可分为三铰拱、两铰拱和无铰拱（图3 拱桥形式示意图）。

　　(1).三铰拱是静定结构，其整体刚度较低，尤其是挠曲线在拱顶铰处产生折角，致使活载对桥梁的冲击增强，对行车不利。拱顶铰的构造和维护也较复杂。因此，三铰拱除有时用于拱上建筑的腹拱圈外，一般不用作主拱圈。
　　(2).两铰拱取消了拱顶铰，构造较三铰拱简单，结构整体刚度较三铰拱为好，维护也较三铰拱容易，而支座沉降等产生的附加内力较无铰拱为小，因此在地基条件较差和不宜修建无铰拱的地方，可采用两铰拱桥。
　　(3).无铰拱属三次超静定结构，虽然支座沉降等引起的附加内力较大，但在荷载作用下拱的内力分布比较均匀，且结构的刚度大，构造简单，施工方便,因此无铰拱是拱桥中,尤其是圬工拱桥和钢筋混凝土拱桥中普遍采用的形式。
　　2.按照主拱圈的构成形式，拱又可分为板拱、肋拱、双曲拱、箱形拱、桁架拱等(图4主拱圈的构成形式示意图)。

　　①板拱：拱圈横截面呈矩形实体截面，它横向整体性较好、拱圈截面高度小、构造简单，但抵抗弯矩能力较差，一般用于圬工拱桥。1972年建成的四川九溪沟桥为石砌的板拱桥，跨径达到116米,为目前世界上最大跨径的石拱桥。
　　②肋拱：拱圈是由两条或多条拱肋组成，肋与肋之间用横系梁相联系，拱肋形状可以是矩形、工字形、箱形或圆管形，它的抗弯能力较板拱为优,用料较省,但制作较板拱复杂，多用于钢筋混凝土拱桥或钢拱桥。1960年建成的瑞典恩斯科洛夫约桥，跨径为278米,为目前最大的钢管拱桥。
　　③双曲拱:60年代以后,在中国采用的一种拱式桥梁。它在横向除有拱肋外，还有由拱波、拱板等构成的小拱将整个拱圈联结成整体，它在施工时可以将拱肋、拱波预制，安装后再浇筑拱板，减轻吊装重量，并可以不用拱架，或只需用简单支架，为混凝土拱桥提供了一种新的结构形式和简便易行的施工方法。但需采取措施保证拱圈的整体性。1969年建成的河南省前河桥跨径为 150米，为目前跨径最大的双曲拱桥。
　　④箱形拱：横截面可为整体多室箱形或分离箱形。混凝土或钢筋混凝土箱形拱也可采用无支架施工。它的整体性、横向稳定性和抗扭性能都较双曲拱的结构为好，但在中、小跨径时不如双曲拱简便和节省钢材。1979年建成的南斯拉夫克拉克桥，跨径为390米,是当前世界上最大的钢筋混凝土箱形拱桥。
　　⑤桁架拱：拱圈由桁架构成，可做成桁肋拱或肩拱形式（图5 桁架拱的形式示意图）。桁架拱的材料用量较经济，但桁架的某些杆件将承受拉力，故主要用在钢拱桥或预应力混凝土拱桥中。1976年建成的美国新河桥，跨径为518米，为目前跨径最大的钢桁架拱桥。

　　拱桥主拱圈沿桥跨方向的形状，可以做成横截面尺寸沿拱轴线不变的等截面拱，或者做成横截面尺寸由拱脚向拱顶逐渐变化的变截面拱。变截面拱能较好地适应拱圈内力的变化，用料较经济；等截面拱构造简单、施工方便，因而采用较普遍。
　　主拱圈的拱轴线形状，对拱圈截面的应力大小将产生直接影响。一般尽量使拱轴线与荷载作用下的拱圈压力线相吻合，以减小截面的弯矩值。当不计拱圈弹性压缩及其他因素的影响时，拱在均布荷载作用下的压力线为抛物线；在由拱顶向拱脚按拱轴线形状逐渐增大的分布荷载作用下，拱的压力线将为悬链线；而圆弧线线形最简单，利于施工。故这几种线形成为拱桥中常用的拱轴线形状。
　　3.拱还可按拱上建筑的形式不同而分为实腹式拱和空腹式拱。实腹式拱是将主拱圈以上至桥面间的空间全部用填料填实，一般用于小跨径的桥梁；空腹式拱则在主拱圈以上设有横桥向贯通的腹孔，一般用于中等以上跨径的桥梁。赵州桥是现存修建最早的空腹式拱桥。

　　在竖直荷载作用下，作为承重结构的拱肋主要承受压力。拱桥的支座则不但要承受竖直方向的力，还要承受水平方向的力。因此拱桥对基础与地基的要求比梁桥要高。下图分别表示上承式拱桥（桥面在拱肋的上方）、中承式拱桥（桥面一部分在拱肋上方，一部分在拱助下方）与下承式拱桥（桥面在拱肋下方）。仅供人、言行走的拱桥可以把桥面直接铺在拱肋上。而通行现代交通工具的拱桥，桥面必须保持一定的平直度，不能直接铺在曲线形的拱肋上，因此要通过立柱或吊杆将桥面间接支承在拱肋上。

下承式拱桥可做成系杆拱，即在拱脚处用一报称为系杆的纵向水平受拉杆件将两拱脚连接起来。此时作用于支座上的水平推力就由系杆来承受，支座不再承受水平方向的力。这样做可以减轻地基承受的荷载，特别是在地质状况不良时。

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斜拉桥：由主梁、斜向拉紧主梁的钢缆索以及支承缆索的索塔等部分组成（图9 斜拉桥形式示意图）。斜拉桥的缆索张拉成直线形,整个结构为几何不变体,其刚度比悬索桥大。主梁同弹性支承上的连续梁的性能相似。斜拉桥的跨径一般在梁桥和悬索桥之间。1977年法国建成的布鲁东纳桥，跨径达320米,是目前世界上跨径最大的预应力混凝土斜拉桥；1975年法国建成的卢瓦尔河钢斜拉桥,主跨径为404米。斜拉桥在构造上有单塔或双塔、单面布索或两面布索、密索或少索等形式，索的布置也有不同的放射形式，塔、梁、墩之间铰接或固接等也有多种类型。

　　斜拉桥日文称"斜张桥"，德文称"斜索桥"，英文称"拉索桥（Cable Stayed Bridge）"。将梁用若干根斜拉索拉在塔在上，便形成斜拉桥。与多孔梁桥对照起来看，一根斜拉索就是代替一个桥墩的（弹性）支点，从而增大了桥梁的跨度。
斜拉桥这种结构型式古已有之。但是由于斜拉索中所受的力很难计算和很难控制，所以一直没有得到发展和广泛应用。直到本世纪中，由于电子计算机的出现，解决了索力计算难的问题，以及调整装置的完善，解决了索力的控制问题，使得斜拉桥成为近50年内发展最快，应用日广的一种桥型。

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悬索桥　又名吊桥，是以承受拉力的缆索或链索作为主要承重构件的桥梁。悬索桥由悬索、索塔、锚碇、吊杆、桥面系等部分组成（图6 悬索桥示意图）。悬索桥的主要承重构件是悬索，它主要承受拉力，一般用抗拉强度高的钢材（钢丝、钢绞线、钢缆等）制作。由于悬索桥可以充分利用材料的强度，并具有用料省、自重轻的特点，因此悬索桥在各种体系桥梁中的跨越能力最大，跨径可以达到1000米以上。1981年建成的英国恒比尔悬索桥的跨径为1410米，是目前世界上跨径最大的桥梁。悬索桥的主要缺点是刚度小，在荷载作用下容易产生较大的挠度和振动，需注意采取相应的措施。

　　按照桥面系的刚度大小，悬索桥可分为柔性悬索桥和刚性悬索桥。柔性悬索桥的桥面系一般不设加劲梁，因而刚度较小，在车辆荷载作用下，桥面将随悬索形状的改变而产生S形的变形，对行车不利,但它的构造简单，一般用作临时性桥梁。刚性悬索桥的桥面用加劲梁加强，刚度较大。加劲梁能同桥梁整体结构承受竖向荷载。除以上形式外，为增强悬索桥刚度，还可采用双链式悬索桥和斜吊杆式悬索桥等形式，但构造较复杂。

　　桥面支承在悬索（通常称大揽）上的桥称为悬索桥。英文为Suspension Bridge，是"悬挂的桥梁"之意，故也有译作"吊桥"的。"吊桥"的悬挂系统大部分情况下用"索"做成，故译作"悬索桥"，但个别情况下，"索"也有用刚性杆或键杆做成的，故译作"悬索桥"不能涵盖这一类用桥。和拱肋相反，悬索的截面只承受拉力。简陋的只供人、畜行走用的悬索桥常把桥面直接铺在悬索上。通行现代交通工具的悬索桥则不行，为了保持桥面具有一定的平直度，是将桥面用吊索挂在悬索上。和拱桥不同的是，作为承重结构的拱肋是刚性的，而作为承重结构的悬索则是柔性的。为了避免在车辆驶过时，桥面随着悬索一起变形，现代悬索桥一般均设有刚性梁（又称加劲梁）。桥面铺在刚性梁上，刚性梁吊在悬索上。现代悬索桥的悬索一般均支承在两个塔柱上。塔顶设有支承悬索的鞍形支座。承受很大拉力的悬索的端部通过锚碇固定在地基中，个别也有固定在刚性梁的端部者，称为自锚式悬索桥。

hacker_82

好，这个好。。。

其实我也是在做着桥， Stretto di Messina Bridge 。。。

多多指教

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桥梁的组成　

　　桥梁就是铁路、公路、管道、渠道等跨越河流、湖泊、海峡、山谷或人工建筑物所修建的构筑物。　

　　桥梁由桥梁上部结构和下部结构以及桥梁防护建筑物组成。

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桥梁上部结构
superstructure of bridges

　　桥梁跨越空间的结构物，简称桥跨或桥跨结构。桥梁上部结构通过支座支承于桥墩和桥台上，它的结构类型，决定了桥梁的形式。

　 一、组成
　　桥梁上部结构由桥面、主梁和支座三部分组成。
　　1.桥面　供车辆和行人直接走行的部分。铁路桥面有钢轨和轨枕支承于纵、横梁系统的明桥面；有道碴槽板、道碴、轨枕、钢轨组成的道碴桥面；有钢轨直接联结于桥面板或主梁上的无碴无枕桥面。
　　2.主梁　桥梁主要承重结构，是桥梁上部结构的主体。铁路桥的主梁,一般为两片。小跨度的主梁间距不大,桥面可直接铺在主梁上。也有采用多片主梁的。主梁可做成实腹的板梁,杆件连成的刚架或桁架,主梁与桥面、联结系结合而成的箱梁。
　　3.支座　桥梁上部结构的支承部分。其作用是将上部结构的支承反力（包括竖向力、水平力）传递给桥梁墩台，并保证上部结构在荷载的作用和温度变化的影响下，具有设计要求的静力条件。支座有活动支座和固定支座两种，可用钢、橡胶或一定标号的钢筋混凝土制作。橡胶支座是一种新型支座，具有重量轻、高度低、构造简单、加工制造容易、用钢量少、成本低廉及安装方便等优点。
　
　  二、类型　
    按桥面置于上部结构的位置，桥梁上部结构可分为上承式、下承式（穿式或半穿式）和中承式。上承式、下承式和中承式的桥面分别置于上部结构的顶部、底部和中间。按上部结构主梁的结构形式或主要承重构件特征，桥梁上部结构可划分为板式梁、桁梁、拱桥、刚架（构）和斜腿刚构、斜拉桥、悬索桥等类型。

　　三、设计
　　上部结构设计包括：总体的布置；结构形式和体系的研究；材料的选择；按确定的方案或比较方案进行结构分析；选定部件的具体尺寸。对新型上部结构，一般尚须经过设计的方案比较、模型试验或局部试验，然后对建成的桥跨进行现场测试和分析。
　　桥梁结构设计曾长期使用容许应力法。这种方法不分构件种类和使用情况，都根据名义强度，取统一的安全系数，常使多数部件设计得过于保守，而使部分部件的安全性不足。后来，开始采用荷载系数法和极限状态法等。但是，这些方法对设计部件参数的选择，仍然是依靠主观判断和设计经验，还不能正确反映结构的安全度。因此，近年来，随着可靠性理论的发展，以及概率理论分析工程结构安全度的应用，桥梁结构设计已有了重大的进展。对于安全度的计算，已在二次矩法和近似概率法的基础上，经过数学上的推演改进，发展成了一种新的计算方法，简称“JCSS”法。

　　四、施工
　　包括梁部的制造和安装架设。
　　梁部的制造　主要有钢梁制造和预应力混凝土梁的制造。
　　钢梁制造的工艺过程为：作样、号料、号孔、切割、钢料矫正、制孔、料件边缘加工、杆件组装、焊接或铆合、杆件矫正、钻制工地钉孔、结构试拼装、除锈并油漆、包装发运等。栓焊钢梁的制造工艺过程主要可分为：料件加工、杆件组焊，除锈节点联接处的板面处理、油漆和装运等三个过程。

　　五、安装架设　
    上部结构是架空的,必须在高空作业,所以尽可能在运送尺寸和起吊重量的允许范围内，在工厂制成构件运到现场拼装。过去常用的施工方法是在支架上拼装或现浇梁部构件，比较费工费时。近年来，钢结构多采取在岸边预拼成较大的部件或全跨，然后整孔拖拉、整孔浮运，逐节伸臂和悬索提升架设。混凝土结构则采用架桥机吊装、整孔纵向滑引的模板浇筑、连续顶推及逐节平衡悬臂灌筑或拼装，以及利用斜拉索悬臂拼装等方法施工。
　　

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桥梁基础
bridge foundation

　　桥梁基础的作用是把桥梁自重以及作用于桥梁上的各种荷载传至地基的建筑物。它和桥墩、桥台（见桥梁墩台）统称为桥梁下部结构。
　　桥梁基础是埋于地层内的隐蔽建筑物。在设计和修建桥梁基础时，必须进行详细的现场调查和必要的钻探试验，并运用土力学和基础工程理论,选定基础类型,确定其承载能力，以防止桥梁在运营中发生病害。
　　桥梁基础按施工方法可分为明挖基础、桩基础、管柱基础和沉井基础四类。
　　一、明挖基础
　　又称扩大基础或直接基础。明挖基础以石砌、混凝土或钢筋混凝土建造。其平面形状有圆形、圆端形、矩形、八角形、T形和U形等。明挖基础的厚度除要求保证地基有足够承载力外，还要求基础底面低于冲刷线和土壤冻结线，以保证桥梁不受冲刷和冻害影响。
　　地质良好的无水地段，可采用除去表土，整平地基的方法，以便修建基础；有水地段可根据水的深浅，分别采用土、草袋或打桩等办法，筑成围堰,然后抽水,以便修建基础。地质不良地段可采用更换填土，或用物理、化学方法加固地基。
　　明挖基础由于施工简便，传力明确且能直接观察到地基原形，因此不仅用于中、小桥梁，而且逐步用于一些大桥，并在施工技术上有所发展。


　　二、桩基础
　　是以桩体外壁与其周围土壤的摩擦力或桩尖的承载力来传力的基础。这种基础由承台和桩群组成。承台是连接桩群和桥墩的平台,多用钢筋混凝土建造。桩群是若干根埋入地基的桩，桩一般可分为预制桩和就地灌注桩两种。预制桩有木桩、钢桩、钢筋混凝土桩和预应力混凝土桩。木桩由于木材较缺，已较少采用。钢桩品种很多，常用的有型钢、钢管以及型钢组合桩。

   三、管柱基础　　直径较大的空心圆形桩称为管柱，用管柱修建的桩基础，又称管柱基础。管柱基础一般适用于深水、无覆盖层、厚覆盖层、岩面起伏等桥址条件。管柱可以穿越各种土质覆盖层或溶洞，支承于较密实的土上或新鲜岩面上。一般采用预应力混凝土管柱或钢管柱。
　
  　　四、沉井基础
　　用开口沉井或气压沉箱施工法建造的桥梁基础（图2 沉井基础）。这种基础现采用较少。由于它整体性好、刚度大、传力可靠，因此在长大跨度和深水地区修桥仍被采用。

　　开口沉井是一个井筒，最下一节的下端设有钢制或钢筋混凝土刃脚。其平面形状可根据墩台外形作成矩形、圆形、圆端形等等,中间加隔墙,成为双孔或多孔式。建造材料可用木、钢、混凝土、钢筋混凝土等。开口沉井在浅水地区可在墩位就地筑岛制造，深水地区可在岸边预制，然后以浮运等办法运到墩位。开口沉井基础施工程序一般是在井壁内挖土，井筒靠自重或加压逐渐下沉，一节井筒快沉入土中再接一节，直至最后一节下沉到设计标高，然后将井底土清理干净，灌注一层水下混凝土把井底封住，再抽水并在井内填充混凝土或沙石，或作成空心沉井,最后在顶上灌筑钢筋混凝土盖板,并在其上修筑墩台。在施工过程中，为了减少井筒下沉时井壁与土间的摩擦力，可在筒壁内预埋钢管并压入高压水、泥浆或高压气流辅助下沉。1936年美国建造的旧金山奥克兰海湾悬索桥锚固墩的沉井基础首先使用充气浮运、放气下沉的圆盖沉井，平面尺寸为60×28米，有井筒55个。中国南京长江桥、枝城长江桥等也采用过这种重型沉井基础。南京长江桥的沉井下沉深度达54.87米;枝城长江桥墩位处岩面高差3.7米,设计时打破了传统垂直平面做法，按岩面斜度造成高低刃脚，使沉井底面与岩面吻合。
　　气压沉箱是一个无底箱形结构,顶上有双门通廊,以便人和材料进入。沉箱下沉至水底后，注入压缩空气以阻止水进入。人在其内开挖地基，使沉箱继续下沉至设计标高。气压沉箱基础在施工过程中，可处理下沉的障碍物，可直接观察到地基原形，也不用灌注水下混凝土，质量比较可靠。但施工者需要在高压空气中工作，不但效率不高，而且对身体有害。

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桥梁墩台
piers and abutments

　　桥梁墩台是桥墩和桥台的合称，是支承桥梁上部结构的建筑物。桥台位于桥梁两端，并与路堤相接，兼有挡土作用；桥墩位于两桥台之间。桥梁墩台和桥梁基础统称为桥梁下部结构。

一、桥墩
　　由帽盖（顶帽、墩帽）和墩身组成。帽盖是桥墩支承桥梁支座或拱脚的部分，其作用是把桥梁上部结构荷载传给墩身，并加强和保护墩身顶部。桩柱式墩的桩柱靠帽盖联结为整体。墩身是桥墩承重的主体结构，其作用是把桥梁上部结构荷载传给桥梁基础和地基。
　　1.实体墩　也称重力式墩，依靠自身重量保持稳定的桥墩。它的整体性和耐久性好。实体墩的墩身常用抗压强度高的石料砌筑或混凝土浇筑。当墩身较大时，可在混凝土中掺入不超过墩身体积25％的片石，以节省水泥。实体墩也可用预制的块件在工地砌筑，各块件用高强度钢丝束串联施加预应力。砌筑时，块件要错缝。用这种方法建造的实体墩又称为装配式桥墩。
　　2.薄壁墩　用钢筋混凝土制作的实体薄壁桥墩或空心薄壁桥墩。实体薄壁桥墩适用于中小跨径桥梁。空心薄壁桥墩多用于大跨径桥和高桥墩桥。
　　3.柱式墩　在基础上灌筑混凝土单柱或双柱、多柱所建成的墩。中国通常采用两根直径较大的钻孔桩作基础，在其上面建立柱作成双柱墩，并在两柱之间设横系梁以增加刚度。此外，也常用单桩单柱墩。
　　4.排架桩墩　由单排桩或双排桩组成的桥墩。一排桩的桩数一般同上部结构的主梁数目相等。将各桩顶联系一起的盖梁可用混凝土制作。这种桥墩所用的桩尺寸较小，因此通常称这种桥墩为柔性桩墩。它按柔性结构设计可考虑水平力沿桥的纵轴线在各墩上的分配。
　　5.构架式桥墩　以两棂或多棂构架作成的桥墩，多用钢筋混凝土制作。构架式桥墩轻型美观，但不宜在有漂流物或流冰的河流中建造。

　　二、桥台
　　由帽盖（顶帽、台帽）和台身组成。台身有前墙和侧墙（冀墙）两部分。前墙是桥台的主体，它将上部结构荷载和土压力传达于基础。侧墙位于前墙的侧后方，主要支挡路堤土方并可增加前墙的稳定性。前墙和侧墙均可用石料或混凝土砌筑。当上部结构为拱式体系时，除在桥面系同前墙相会处需设置台帽之外，在台身支承拱脚之处需另设拱座。和台帽相连的胸墙同桥面系端部之间应留伸缩缝。
　　1.重力式桥台　依靠自重来保持桥台稳定的刚性实体，它适于用石料砌筑，要求地基土质良好。重力式桥台的平面形状有U形、T形以及山形等。U形的整体性好,施工方便，但是台背易积水，故在台后填土中应设盲沟排水，以免发生土的冻胀。在土质地基上，翼墙同前墙相会合处应设置隔缝，将两者分开砌筑，以避免两者沉降不均，产生破坏。
　　2.埋置式桥台　埋置于路堤锥体护坡中的桥台，它仅露出台帽以上的部分以支承桥梁上部结构。由于是埋置土中，所以这种桥台所受的土压力很小，稳定性好。但是锥体护坡往往伸入河道，侵占了泄水面积，并易受到水流冲刷，因此必须十分重视护坡的保护；在设计中应验算护坡万一被冲刷毁坏时的桥台稳定性和强度。
　　3.薄壁桥台　以 L形薄壁墙作成的桥台。这种桥台有前墙和扶壁，前墙是主要承重部分，扶壁设于前墙背面，支撑于墙底板上。扶壁有若干道，其作用是增加前墙的刚度。台帽置于前墙顶部。底板上方的填土有助于保持桥台的稳定。
　　4.木墩台　主要用于木桥。目前仅在一些易于取材的林区采用这类墩台，其他形式桥梁在维修抢险时也用木墩台或木垛作为临时支承。

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布列坦尼亚桥
Britannia Bridge

位于英国威尔士北部，是切斯特至霍利里德铁路线跨越梅奈海峡的铁路桥。这座桥于1846年开始建造,1850年建成，至1970年因火灾而受到严重破坏为止，正常运营了一个多世纪。设计人为R.斯蒂芬森。
　　这座桥是世界上用熟铁板铆接的第一座铁路箱形梁桥,其上部结构为4跨熟铁梁，由两座平行的箱形连续梁组成。桥全长460米，共4孔，主跨为2孔140米（2孔459英尺），两端边跨各为70米（230英尺）,列车在箱形梁内通过。梁部的熟铁板件在工地预制，并组装成箱形截面梁,借助趸船将每孔重1285吨的箱形梁水上跨浮运,并用放于墩上的巨型液压千斤顶将它提升就位。
　　布列坦尼亚桥在1970年 5月23日至25日的火灾中遭到严重破坏，造成主跨严重下垂。此后，这座桥分两个阶段进行改建,将水上两跨更改为具有3条拱肋的钢桁架拱，陆上各跨改为钢筋混凝土门架支承的钢梁。第一阶段用贝雷梁构件承托箱梁端部，并结合梁部损坏情况采取必要的应急措施。水上跨及陆上跨下面分别架设钢桁架拱和建造钢筋混凝土门架。临时开通上行线。箱形梁分别由水上跨拱肋间的横梁和陆上跨下的钢筋混凝土门架支承。这个阶段工程于1971年12月完成。第二阶段移走下行线箱形梁,将混凝土桥面板建于横梁之上,承载永久单线铁路荷载。新建轨道投入使用时，桥上原有上行线的箱形梁被分段拆移，此阶段工程于1973年完成。第二阶段工程完成后，又开始开通公路的工程，公路面分别由支承在水上跨外侧拱肋的钢制门架与陆上跨的钢筋混凝土门架顶部承载，于1980年完工。

davidmy

有价值，谢谢楼主.  大家一起努力!