梁式橋

梁式橋： (liang shi qiao) beam bridge, girder bridge

以受彎為主的主梁作為主要承重構件的橋樑。主梁可以是實腹梁或者是桁架梁（空腹梁）。實腹梁外形簡單，製作、安裝、維修都較方便，因此廣泛用於中、小跨徑橋樑。但實腹梁在材料利用上不夠經濟。桁架梁中組成桁架的各桿件基本只承受軸向力，可以較好地利用桿件材料強度，但桁架梁的構造複雜、製造費工，多用於較大跨徑橋樑。桁架梁一般用鋼材製作，也可用預應力混凝土或鋼筋混凝土製作，但用的較少。過去也曾用木材製作桁架梁，因耐久性差，現很少使用。實腹梁主要用鋼筋混凝土、預應力混凝土製作，也可以用鋼材做成鋼鈑梁或鋼箱梁。實腹梁橋的最早形式是用原木做成的木樑橋和用石材做成的石板橋。由於天然材料本身的尺寸、性能、資源等原因，木橋現在已基本上不採用，石板橋也只用作小跨人行橋。

按截面形式分

根據實腹梁的截面形式可分為板梁、□形梁、T形梁或箱形梁等。

按照主梁的靜力圖式分

梁橋又可分為簡支梁橋、連續梁橋和懸臂樑橋。

①簡支梁橋：主梁簡支在墩台上，各孔獨立工作，不受墩台變位影響。實腹式主梁構造簡單，設計簡便，施工時可用自行式架橋機或聯合架橋機將一片主梁一次架設成功。但簡支梁橋各孔不相連續，車輛在通過斷縫時將產生跳躍，影響車速的提高。因此，目前趨向於把主梁作成為簡支，而把橋面作成為連續的形式。簡支梁橋隨著跨徑增大，主梁內力將急劇增大，用料便相應增多，因而大跨徑橋一般不用簡支梁。

②連續梁橋：主梁是連續支承在幾個橋墩上。在荷載作用時，主梁的不同截面上有的有正彎矩，有的有負彎矩，而彎矩的絕對值均較同跨徑橋的簡支梁小。這樣，可節省主梁材料用量。連續梁橋通常是將3～5孔做成一聯，在一聯內沒有橋面接縫，行車較為順適。連續梁橋施工時，可以先將主梁逐孔架設成簡支梁然後互相連接成為連續梁。或者從墩台上逐段懸伸加長最後連接成為連續梁。近一、二十年，在架設預應力混凝土連續梁時，成功地採用了頂推法施工，即在橋樑一端（或兩端）路堤上逐段連續製作梁體逐段頂向橋孔，使施工較為方便。連續梁橋主梁內有正彎矩和負彎矩，構造比較複雜。此外，連續梁橋的主梁是超靜定結構，墩台的不均勻沉降會引起梁體各孔內力發生變化。因此，連續梁一般用於地基條件較好、跨徑較大的橋樑上。1966年建成的美國亞斯托利亞橋，是目前跨徑最大的鋼桁架連續梁橋，它的跨徑為376米。

③懸臂樑橋：又稱伸臂梁橋。是將簡支梁向一端或兩端懸伸出短臂的橋樑。這種橋式有單懸臂樑橋或雙懸臂樑橋。懸臂樑橋往往在短臂上擱置簡支的掛梁，相互銜接構成多跨懸臂樑。有短臂和掛梁的橋孔稱為懸臂孔或掛孔，支持短臂的橋孔稱為錨固孔。懸臂樑橋的每個掛孔兩端為橋面接縫，懸臂端的撓度也較大，行車條件並不比簡支梁橋有所改善。懸臂樑一片主梁的長度較同跨簡支梁為長，施工安裝上相應要困難些。目前對預應力混凝土懸臂樑橋多採用懸臂拼裝或懸臂澆築的方法施工。為適應懸臂施工法的發展，保證主梁的內力狀態和施工時一樣，出現一種沒有錨固孔，並把懸伸的短臂和墩身直接固結在立面上，形成預應力混凝土T形剛架橋，這種橋在20世紀50年代后發展起來。

按上部結構的材料分

有木樑橋、石樑橋、鋼樑橋、鋼筋混凝土梁橋、預應力混凝土梁橋以及用鋼筋混凝土橋面板和鋼樑構成的結合梁橋等。木樑橋和石樑橋只用於小橋；鋼筋混凝土梁橋用於中、小橋；鋼樑橋和預應力混凝土梁橋可用於大、中橋。

按主要承重結構的形式分

有實腹梁橋和桁架梁橋兩大類。實腹梁橋的截面積主要由彎矩決定，而彎矩大致與跨度的平方成正比（均布荷載條件下），當跨度大時，梁的腹板上的平均法嚮應力頗小，不能使材料充分利用，所以跨度不宜做得太大；桁架梁橋的桿件承受軸向力，材料能充分利用，自重較輕，跨越能力大，多用於建造大跨度橋。但實腹梁橋構造簡單，製造與架設均較方便。由於這兩種梁式橋的受力性質不同，實腹梁橋以用於預應力混凝土橋為主，而桁架梁橋則多用於鋼橋。

主梁彎矩最大處的梁高h對計算跨度l的比值 (h/l)稱高跨比，是梁式橋設計的一項重要技術經濟指標，對安全、經濟和適用有重大影響。為了構造簡單，施工方便，梁式橋的主梁（桁）常做成等高度的。但在大跨度橋樑中，從經濟考慮，梁高常隨設計內力而變化，因此在上承式橋中，可將下緣做成曲線型，下承式橋則將上緣做成曲線型。對於預應力混凝土連續梁橋，為了合理布置鋼絲束，常須加大支點剛度（梁高）而調低跨中正彎矩。

為了獲得最佳的彎矩分佈，在連續梁橋和懸臂樑橋中，常須做分跨比較，一般邊跨要比中跨小一些，但分跨規劃中又往往要受到地質、地形以及通航（車）要求等條件制約，必須綜合考慮決定。橋樑分跨確定后，梁高h取決於強度、剛度和使用條件。按強度要求，荷載產生的彎矩，要靠梁的內力矩來平衡，梁高必須滿足這一條件。如加大梁高，內力矩臂亦隨之增大，可使翼緣（弦桿）面積減小，但要增加腹板（腹桿）用料；如減小梁高，則反之。當滿足材料總用量為最少的要求下，可求得一“經濟高度”。但在鋼筋混凝土或預應力混凝土橋中，增大梁高可使鋼筋（絲）用量減少，而混凝土用量增加，須作具體分析。按剛度要求，須在不計衝擊力的活載（稱靜活載）作用下最大豎向撓度不得超過規範規定的容許值，以保證行車安全平順，由此可求得“最小高度”；近代趨向採用高強材料，其容許應力提高后，梁高往往由這一條件所控制。梁的剛度與活載q對恆載p的比值（q/p）有關，比值愈大，梁的高跨比也要求大一些，一般說來，小橋、鋼橋與鐵路橋的高跨比要做得大一些。梁式橋的恆載撓度因可通過設置上拱度來抵消，不作為控制剛度的因素。上拱度是按恆載加二分之一靜活載算得的撓度曲線反向設置，和橋面（軌頂）在活載作用下形成的撓度曲線恰呈反對稱，這樣可使上部結構的端部角變化為最小。梁的高跨比還受到使用條件的限制，例如橋下有通航（車）要求時，則須滿足橋下凈空的要求。設計時應綜合考慮。

連續梁橋的內力調整實質上是對恆載產生的內力進行調整，使得跨中與支點控制截面處的設計內力接近相等，從而能使構造簡單，製造方便，節省材料。例如：一聯三等跨鋼連續梁橋的設計彎矩圖（恆載加活載），其中間支點負彎矩的絕對值小於邊跨的跨中正彎矩值，為使這兩個控制截面的彎矩接近相等，就先對恆載的彎矩進行調整，使得跨中的正彎矩減小，支點的負彎矩絕對值加大。理論上的做法是在連續梁兩端支點處各施一個向下的力P,兩中間支點處各施一個向上的力P,使得沿梁各截面產生一個負彎矩，亦即相當於在三跨連續梁安裝就位后，要將兩端支點下降一個距離，而中間兩個支點的高程維持不變，這要影響橋面的縱坡而且施工麻煩。工程實踐中則是當三孔梁在工廠中製造時，即將端支點的計算下降量考慮在預設的上拱度中，使得鋼樑在恆載未作用前，兩個端支點就高於中間支點。當鋼樑安裝就位后,4個支點落到同一水平高程時，連續梁的內力調整也就隨之實現。

梁式橋或板式橋標準跨徑是指兩相鄰橋墩中線之間的距離，或橋墩中心線至橋台台背前緣之間的距離。

剛架橋： (gang jia qiao) rigid frame bridge 上部結構和下部結構連成整體的框架結構。根據基礎連結條件不同，分為有鉸與無鉸兩種。這種結構是超靜定體系，在垂直荷載作用下，框架底部除了產生豎向反力外，還產生力矩和水平反力。常見的剛架橋有門式剛架橋和斜腿剛架橋等。

梁式橋的特點是其橋跨的承載結構由梁組成。在豎向荷載作用下樑的支承處僅產生豎向反力而無水平反力（推力）。梁的內力以彎矩和剪力為主。梁式橋可分為簡支梁橋，連續梁橋和懸臂樑橋。簡支梁橋的跨越能力有限（一般在50M以下），當計算跨徑小於25M時，通常採用混凝土材料，而計算跨徑大於25M時，更多採用預應力混凝土材料。