1 桥梁是人类征服宇宙空间的伟大象征。。它们是人们排除所有障碍,追求更美好、更自由的世界的永久印证。它们的设计和施工方案构思如梦如幻。
但仅有梦想和决心还不够。所有的自然界的外力和重力必须用数学精确表述,并运用恰当的材料以合适的方式来承受。这需要艺术家的灵感和工匠的巧妙技术。
2 关于材料和结构行为的科学知识得到了极大的扩展,计算技术也能够很快地处理不同领域的复杂理论。在过去的十年中,工程师实际上已在桥梁设计和施工方法上进行了彻底革新。这种进步适用于大、中、小跨度的桥梁。
3 对于永久性桥梁,常用的建材是钢材和混凝土。许多不同类型的桥梁均用这些材料(或单独使用或结合使用)建成,木材可应用于临时性的水上结构,水面线以下的构件(尤其是木桩)或次要公路上的短跨桥梁结构中。在美国也建造了一些小跨试验性铝桥。
4 桥梁的组成可以说主要由上部结构和下部结构组成。这种划分主要是为了方便。在很多桥梁中,根本不存在明显的分界线。
5 下部结构主要由桥台(通常在桥梁的端部)和桥墩(在桥台中间)组成。桥墩和桥台通常支承在独立修建的基础上,例如:混凝土扩大基础或群桩基础。
基础也是下部结构的一部分。偶尔桥梁结构中也采用桩柱(排架)式基础,此时桩延伸到水面线以上,在顶端做桩帽,上部结构则直接支承在其上。这些桩排通常采用相同的形式作为又长又低的水上跨接的一部分。
6 近年来,大、中、小跨桥梁的分界线一定程度上不像先前那样明显了。目前,许多工程师认为跨度在20至100英尺(6.1到30.
5米)的桥梁是小桥,而且对此类跨度的桥梁也已开发了很多标准设计,使设计更经济。在现代桥梁工程实践中,中桥的跨度最高可达400英尺(121.9米),具体划分标准与具体结构和材料有关。
大跨桥梁的跨度则可达到4000英尺(1219.2米)或更大,但净跨度超过1000英尺(304.8米)的桥梁较少见。
7 桥梁也可分为上承式和下承式两种类型。在上承式桥梁中,线路在支承结构的上面,也就是说,上部结构的承载构件**路的下面。在下承式桥梁中,如下承式钢桁梁桥,线路穿过上部结构的构件。
上承式的桥梁占大多数:它们外观整洁,视野开阔,远期交通加宽容易实现。
8 小跨混凝土桥梁包括现浇钢筋混凝土t梁桥(或板)、单跨预应力梁桥(包括预制预应力工字形梁或箱梁及现浇桥面板)和现浇箱梁。
9 中等跨度和大跨度桥梁的设计总是力求最佳地适应当地条件,结果形成了种类繁多的桥梁,它们或在基本设计原则或在设计细节上相区别。
10 以下几段中对钢桥的一般分类作简要介绍。
11 梁桥基本分为两类:板梁桥和箱梁桥。板梁桥在美国常用于中等跨度的桥梁,通常是连续结构,在墩处梁最高而跨中最小。
板梁桥通常采用工字形截面。以线形布置以支承纵梁、横梁和通常现浇的混凝土面板。主梁在工厂预制时采用焊接,现场连接多采用高强螺栓。
焊接钢箱梁和钢板梁类似,只是断面形式不同。
12 偶尔也采用刚架桥,通常用于跨度在75~1000英尺(22.9到30.5米)的情况,也用于立交桥。
13 在不能设中间墩且有较好的岩石支承拱座处很大的推力时,可采用大跨度拱桥。拱桥的一个变种是系杆拱桥,在此结构中,支承路面的水平系杆承受了拱中的水平推力。
14 斜拉桥通常用于200~500米的跨度,它是处于连续箱梁桥和悬索桥之间的过渡桥型。在桥面上方设置缆索,与索塔相连,则可不设中间墩,因而增加跨度,便于通航。因为斜拉索的阻尼效应,斜拉桥与悬索桥相比,不易产生风激振荡。
15 悬索桥通常用于很大跨径的桥梁或用于不能修建中间墩的小跨桥梁。韦拉扎诺桥就是一例,它建成于2023年,造价3.05亿美元的,跨度4260英尺(1298.
5米),跨越纽约港的入海口,连接斯塔腾岛和布鲁克林区。混凝土桥几乎和钢桥一样多种多样。
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