【正文】 畢業(yè)設(shè)計 (文獻(xiàn)翻譯 ) 譯文及原文復(fù)印件 學(xué)生姓名： 左燁 學(xué) 號： 1804070233 所在學(xué)院： 交通學(xué)院 專 業(yè)： 交通工程 文獻(xiàn)題目： Bridges 橋梁類型 指導(dǎo)教師： 羅 韌 南京工業(yè)大學(xué)土木工程學(xué)院交通工程系 二 O 一一年三月 橋梁類型 梁橋 梁橋也許是最普遍也是最基本的橋梁結(jié)構(gòu)形式。一根木頭跨越小河是典型梁橋的一種最簡單的實例。在現(xiàn)代的鋼梁橋結(jié)構(gòu)形式中，最常見的兩種型式是 I型梁橋和箱梁。 如果我們考察 I 型梁的橫截面我們馬上就能理解為什么它被冠以如此的名字（見插圖 1）。梁的橫斷面采用了英文字母 I 大寫的形狀。中間的垂直板被稱為肋板，而頂部和底部的平面板指的就是凸緣。要解釋 I 型梁為什么是一種有效的截面型式是一項長期而艱巨的任務(wù)，因此在本篇文章中我們就不做解釋了。箱梁得名如同于 I 型梁一樣，很明顯，它的截面形狀類似于一個箱子。典型的箱梁截面型式有兩個肋板和兩個凸緣（見插圖 2）。 但是在某些情況下，兩個以上的肋板就會形成存在剪力滯現(xiàn)象的多室箱梁。 其他梁橋的例子包括π型梁 —— 因其截面類似于數(shù)學(xué)符號π而得名，還有 T型梁。因為絕大部分現(xiàn)今建造的梁橋都屬于箱梁或是 I 型梁，所以我們會跳過這些少見的截面類型。 現(xiàn)在我們了解了 I 型梁和箱梁之間的外形差異，讓我們來看看這兩種截面型式的優(yōu)缺點。 I 型 梁截面設(shè)計和建造簡單，在大部分情況下，使用效果也很好。但是，如果梁橋有任何形式的彎曲，梁就會受扭，也就是眾所周知的扭矩。對比于 I 型梁，在箱梁中添加的第二個肋板增加了穩(wěn)定性，也就增加了箱梁的抗扭性能。這就使得箱梁截面成為存在顯著曲線梁橋的理想選擇。 箱梁結(jié)構(gòu)更穩(wěn)定可以跨越更長的距離且經(jīng)常用于大跨徑橋梁，而使用 I 型梁就不會有足夠的強(qiáng)度和穩(wěn)定性。然而，設(shè)計構(gòu)造箱梁橋相比于 I 型梁更為困難。例如，為了焊接箱型梁內(nèi)的接縫，人工或是機(jī)械就必須能夠控制箱梁產(chǎn)生的剪力滯。 桁架橋 桁架是一種簡單的類似于骨骼的結(jié)構(gòu)。在結(jié)構(gòu)力學(xué) 中，簡單桁架的單個組成部分只受到拉力和壓縮力，而不存在彎曲力。 因此 ,在大多數(shù)情況下 ,所有梁桁架橋是直的。桁架梁是由很多小桁架組成， 支撐大量的重量，跨越較大的距離。在大多數(shù)情況下 ,設(shè)計、制造和安裝桁架是相對簡單的。然而，一旦組裝的桁架占用較大的空間，以復(fù)雜的結(jié)構(gòu)形成，就會分散司機(jī)的注意力。 像梁橋一樣，既有簡單的桁架橋，又有連續(xù)桁架橋。桁架橋的各個部件體積小，使其成為在大型部件或部分部件不能裝運或者大型起重機(jī)械和重型設(shè)備不能使用的地方處理想的橋梁型式。由于桁架是一個空洞的骨架結(jié)構(gòu)，道路可能越過（見插圖 2）甚 至通過（見插圖 1），同時考慮到橋下的清場，這是其他橋型不能比的。 桁架也按基本設(shè)計使用來分類。最具代表性的包括華倫桁架，普拉特桁架以及豪威桁架。華倫桁架也許是包括簡單或是連續(xù)桁架中最常見的型式。對于跨度較小的，無垂直桁架可以給結(jié)構(gòu)一個簡單的外觀（見插圖 1）。對于跨度較大的桁架橋，垂直桁架可以提供額外的力（見插圖 2）。華倫結(jié)構(gòu)跨度通常為 50~100米。 普拉特桁架因其對角線桁架組成除了兩邊均向跨度中心傾斜而得名。除了靠近中心的對角線桁架，其他所有的桁架只有在垂直短桁架受壓力時受到斜拉力。這就使得可以用較為稀薄 的桁架構(gòu)成使得設(shè)計更為經(jīng)濟(jì)。 豪威桁架（見插圖 4）是普拉特桁架相反的結(jié)構(gòu)。對角線桁架朝向相反方向并承擔(dān)壓力。這對于鋼橋來說是非常不經(jīng)濟(jì)的，因此它的使用也是很少見的。 剛架橋 剛構(gòu)橋梁有時也被稱為框架結(jié)構(gòu)的橋梁。在標(biāo)準(zhǔn)的梁橋中，主梁和橋墩是分開的結(jié)構(gòu)。然而剛構(gòu)橋中主梁和橋墩是一個整體。 剛構(gòu)橋的橫截面通常是 I 型或是箱型。連續(xù)剛構(gòu)橋的設(shè)計計算比簡支梁橋復(fù)雜。橋墩和主梁的連接處制作困難，需要計算準(zhǔn)確且注重細(xì)節(jié)。 盡管有許多可能的理論形狀，但是近些年來使用的結(jié)構(gòu)形式只有π型，斜腿形和 V 字型框架。 斜腿剛構(gòu)橋特別適合 于跨越河流山谷，因為傾斜一定角度的橋墩可以有效的跨越障礙而不需在河流中央修建基礎(chǔ)或在山谷中修建橋墩（見插圖 1）。 V 型剛構(gòu)橋可以有效地利用基礎(chǔ)。每個 V 字型墩提供兩個支撐梁的力，同時減少基礎(chǔ)的數(shù)量，從而使得外形更加簡單。（見插圖 3） π型剛構(gòu)結(jié)構(gòu)通常用于內(nèi)城高速公路的橋墩或是支撐。該框架支撐起高出的公路，同時允許車輛從橋下直接通過。（見插圖 2） 拱橋 在梁橋之后，拱橋是第二古老的橋式和經(jīng)典結(jié)構(gòu)。不像簡支梁橋，拱橋非常適合用石材建造。許多古老知名的拱橋時至今日仍然佇立著。穿越山谷與河流拱橋是個很好的選擇，因為拱 橋在中間部分不需要橋墩支撐。拱橋可以成為更美橋型之一。 拱橋使用曲拱結(jié)構(gòu)，提供一個高抗彎力。不像梁橋和桁架橋，拱橋的兩端固定在同一水平方向上（即不允許水平方向運動存在于軸之中）。因此當(dāng)負(fù)載在橋上（如一輛車通過時）水平力就會在拱的軸承中產(chǎn)生。這些水平力對于拱橋來說是獨特的，因此拱橋只能應(yīng)用于地面基礎(chǔ)牢固穩(wěn)定的地方。 就像桁架橋一樣，道路可能越過（見插圖 1）或者通過拱（見插圖 4）或者在某種情況下，兩者都有（見插圖 3）。結(jié)構(gòu)上拱橋有四種基本結(jié)構(gòu)形式：無鉸拱，雙鉸拱，三鉸拱和系桿拱橋。 無鉸拱（見插圖 1）沒有鉸并且 不允許基礎(chǔ)的轉(zhuǎn)動。因此基礎(chǔ)會承受大量的荷載（水平，垂直，彎曲力），因此無鉸拱只能在地面基礎(chǔ)十分穩(wěn)定的情況下修建。然而，無鉸拱是一種非常僵硬的結(jié)構(gòu)比其他拱產(chǎn)生的撓度也就相對少了。 兩鉸拱（見插圖 2）使用了允許轉(zhuǎn)動的鉸接軸承。在軸承中只產(chǎn)生水平和垂直力。這或許是最常用的鋼拱的更改，通常也是一個經(jīng)濟(jì)的設(shè)計方式。 三鉸拱（見插圖 3）增加了一個鉸鏈在拱的頂部。三鉸拱因基礎(chǔ)運動（地震，下沉等）受到的影響較小。然而，三鉸拱會遭受等多的撓度影響，鉸鏈很復(fù)雜，難以制作。因此三鉸拱很少使用。 系桿拱橋（見插圖 4）是一種組合式拱 橋，允許在地面不夠穩(wěn)固以抵抗水平力的變化的情況下建造。連接拱的兩端和本身而不是依賴基礎(chǔ)來承受水平力，因此稱之為系桿拱橋。 斜拉橋 一座典型的斜拉橋（見插圖 1 和 2）是與一個或多個塔柱連續(xù)梁跨度中間橋墩的架設(shè)。纜繩從這些塔柱上拉下（通常向兩邊）來支撐主梁。 鋼纜繩非常強(qiáng)韌有彈性。鋼纜繩非常經(jīng)濟(jì)，且可以形成細(xì)長結(jié)構(gòu)但仍然能跨 越較遠(yuǎn)距離。盡管少數(shù)的纜繩強(qiáng)度就足以支撐整個橋，他們的彈性使得纜繩很難承受我們很難考慮到得力：風(fēng)力。 對于跨度較大的斜拉橋，必須做出仔細(xì)研究來確保纜繩和橋梁在風(fēng)力作用下的穩(wěn)定情況。 橋的重量越 輕，對于風(fēng)力的抵抗能力越弱，但是對于抵抗地震卻是有利的。但是，地震或是時間推移下地基的不均勻沉降會使斜拉橋產(chǎn)生破壞，因此必須認(rèn)真規(guī)劃基礎(chǔ)。斜拉橋即現(xiàn)代又簡潔的外觀，使之成為有吸引力獨特的地標(biāo)。 纜繩的獨特屬性以及其作為一個整體結(jié)構(gòu)，使得斜拉橋的設(shè)計十分復(fù)雜。較大跨度的斜拉橋，風(fēng)力和溫度的影響必須考慮，這個計算是非常復(fù)雜的，不得不借助計算機(jī)和計算機(jī)分析。斜拉橋橋索的制作也比較困難。橋索的布線和主塔的附件構(gòu)造復(fù)雜，需要精密制造。 斜拉橋沒有明顯的分類。但是，它可以根據(jù)跨越數(shù)，塔柱數(shù)，主梁類型和纜繩數(shù)量區(qū)分。塔柱 的數(shù)量和類型有很多變化，纜繩的數(shù)目和排列也有變化。典型的主塔形式有：單柱、雙柱、門形或是 A 型（見插圖 2 和 3）。 橋索的排列也不盡相同。典型的型式有單面、扇形、豎琴型、星型（見插圖4）。在某些情況下，橋索只有在塔柱的一側(cè)安裝在梁上，另一側(cè)被錨固在基礎(chǔ)上或用以其他力來平衡。 懸索橋 現(xiàn)如今使用的所有橋型中，懸索橋是跨越距離最長的橋型。乍一看 ,這和懸浮