各种结构的桥梁
桥梁是指为跨越河流、湖泊、海峡、山谷或其他障碍物而修建的建筑物。作用于其上的可以是铁路、公路、人群、管道、渠道等或它们的组合。按照桥的不同结构,桥梁可以分为很多的类型,最基本的有四大类型:梁桥、拱桥、拉索桥、浮桥。
梁桥 由梁和桥墩构成,梁和桥墩是主要承重结构,梁以其抗弯曲能力来承受荷载,桥墩主要承受垂直于地面的压力。梁桥的梁有的用钢筋水泥梁,横断面形式有矩形、T形、梯形、箱形等,有的用框架式钢梁。
要通过宽阔的河流,可在河中修多个桥墩,其梁不间断地跨越几个桥孔。
拱桥 主要受力构件是拱圈,拱圈主要承受压力,同时在拱脚处存在巨大的水平推力,这是拱桥的典型力学特点。桥墩除承受垂直于地面的压力外,还需要承受拱传递来的水平推力。所以,拱桥桥墩最好建在坚固的岩石地基上。还有一种解决外推力的办法是在两个拱足处安拉杆,用拉杆的拉力去抵消拱的外推力,这种拱又叫拉杆拱。
拱桥是外观形式最为多姿、活泼的桥型。桥面可在拱形以下、以上或穿过其中。因其拱形可以使所受的力均匀分布在整个结构上,而不是让某一点来承受很大的重量,所以其他结构的桥也往往同时使用拱形结构。
拉索桥 以缆索作为承重构件的桥,根据拉索的安装方法又分悬索桥和斜拉桥。第7课讲的钢索桥就是钢缆拉索桥。
悬索桥由两个桥塔将弧形主缆架起,成为主要承力构件,主钢缆与桥两岸地下的锚碇相连,并将主钢缆中的拉力传递给巨大的地基基础——锚碇。
悬索桥是一种有悠久历史的桥型。劳动人民早就创造出了由藤条、竹片悬结成的悬索桥。我国大渡河上著名的泸定桥是由13根铁链悬结而成,每根铁链长101米。
由于计算技术的发展,施工手段和材料科学的进步,现代悬索桥已是大跨度飞越江河湖海的首选桥种。美国早在1937年建成的旧金山金门大桥主跨径为1 280米,此桥曾保持世界最大跨径的纪录达27年之久。1991年日本建成的明石海峡大桥,主跨径1 990米。
悬索桥的主要特征有三个:一是用了高耸的桥塔。二是它那条弧形主缆呈优美曲线,与挺拔的塔和刚劲的桥形成了直与曲、刚与柔的对比。三是在桥的两岸各有一个体积巨大的锚碇块用来固定拉到岸边的主缆。这个锚碇块的重量要足以抵抗主缆形成的斜着向上的拔力,保证桥的安全。
斜拉桥是现代才发明的一种桥梁,它由索塔往两边斜伸出的拉索将桥梁吊起。斜拉桥不用锚碇,从经济效益上胜过了悬索桥。我国上海杨浦大桥就是一座斜拉桥,跨度达602米。斜拉桥的塔架形式很多,使斜拉桥呈现出千姿百态的风采。
浮桥 是利用水的浮力来承载桥面的一种临时性桥梁,主要用在军事上或建筑工地上。
另外,组合体系桥梁的应用也越来越多,它由几个不同结构的受力体系所组成,互相联系,共同受力,更好地发挥不同结构的优势。
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