梁式桥的受力特点（桥梁按结构类型有哪些分类？）

桥梁按结构类型划分其实就是根据桥梁结构的受力特点来进行分类的。桥梁的分类有很多种分类方法，如按结构的类型/受力特点、桥梁结构的功能或用途、承重结构的材料、跨越障碍物的性质、按照桥梁的全长和跨径以及上部结构的行车道的位置等分类方法。在这些桥梁的分类方法中最重要的是按照结构的类型或者说结构的受力特点分类是最重要的方法。

桥梁按照结构的类型/结构的受力特点来进行分类：总体上分为梁式桥、拱式桥、刚架桥、悬索桥、组合体系桥梁几大类。其中梁式桥、拱式桥、刚架桥和悬索桥是最基本的四种结构体系的桥梁。组合体系桥梁是两种或两种以上结构体系组合的桥梁结构体系，其中最典型的组合体系桥梁有斜拉桥、连续刚构桥、梁拱组合体桥（如系杆拱桥、桁架拱桥等）。

1、梁式桥

梁式桥的受力特点是梁作为承重构件以它的的抗弯能力来抵抗或承受荷载。梁桥桥同拱式桥受力上最大的区别是其在竖向荷载的作用下两端支承处不会产生水平推力。梁式桥根据其受力特点可以划分为：简支梁、连续梁、悬臂梁等类型。在公路桥梁结构中应用最广泛的梁式结构主要是简支梁和连续梁，早期建造的桥梁结构有少量的悬臂梁（以双悬臂梁的形式为主）。

2、拱式桥

拱式桥最大的受力特点是桥梁在竖向荷载作用下会产生水平推力，其是属于有推力结构。拱桥的这个受力特点是对简单的拱式结构桥梁，对于一些组合式的梁、拱组合体桥不一定适用。如钢管混凝土系杆拱桥是通过系杆内部的拉力拉抵抗拱式结构产生的水平推力，整个桥梁结构体系属于超静定结构，而对外部没有水平推力。拱式桥主要的承重结构为拱肋、拱板或拱箱，其主要承重结构以受压为主，在设计时考虑其合理拱轴线。桥梁在实际运营状态时，拱肋、拱板（或拱箱）在荷载作用下也会有较小的弯矩。拱式桥按结构体系可以划分为无铰拱、双铰拱和三铰拱，最常见的结构体系为无铰拱。

3、刚架桥

刚架桥是介于梁与拱之间的一种结构体系,它是由受弯的上部梁(或板)结构与承压的下部柱(或墩)整体结合在一起的结构。由于梁与柱的刚性连接,梁因柱的抗弯刚度而得到卸载作用，整个体系是压弯结构,也是有推力的结构。

4、悬索桥

悬索桥以悬索为主要承重结构的桥型，悬索桥的受力特点荷载由吊索/吊杆传至柱缆,再传至锚墩,传力途径简捷、明确。该桥型是大跨径桥梁采用的主要结构形式，桥梁主要承重构件包括主缆、吊索/吊杆、加劲主梁、索塔以及锚碇等几部分组成。

5、组合体系桥梁

1）斜拉桥

斜拉桥又称斜张桥，是将主梁用拉索直接拉在桥塔上的一种桥梁，是由承压的塔、受拉的索和承弯的梁体组合起来的一种结构体系。其可看作是拉索代替支墩的多跨弹性支承连续梁，使其梁体内弯矩减小，降低建筑高度，减轻了结构重量，节省了材料。斜拉桥由索塔、主梁、斜拉索等主要承重构件组成。

2）梁拱组合体系桥

梁拱组合体系桥是将梁和拱两种基本结构组合起来，共同承受荷载，充分发挥梁受弯、拱受压的结构特性及其组合作用，达到节省材料的目的。根据拱肋和行车道梁的联结方式不同，拱式组合体系桥一般可划分为有推力的和无推力两种类型。梁拱组合体系桥梁最典型代表是系杆拱桥，系杆拱桥基本构成包括拱肋、系杆和吊杆（或立柱）几部分组成。系杆拱的受力特点：它是一种集拱与梁的优点于一身的桥型，它将拱与梁两种基本结构形式组合在一起，共同承受荷载，充分发挥梁受弯、拱受压的结构性能和组合作用，拱端的水平推力用拉杆承受，使拱端支座不产生水平推力。

系杆拱桥根据拱肋刚度和系杆刚度的相对关系可以分为刚性系杆柔性拱、柔性系杆刚性拱和刚性系杆刚性拱三类。系杆拱桥按照其结构形式可以分为简支梁拱组合体系桥、连续梁拱组合体系桥、单悬臂组合式桥梁。

（1）简支梁拱组合体系桥

简支梁拱组合体系桥均为无推力结构，桥梁基本为下承式。拱肋结构一般为钢管混凝土和钢筋混凝土，桥面上常设置风撑，简支梁拱组合式桥梁，外部为静定结构，内部为高次超静定结构，主要承重构件除拱肋外，还有加劲纵梁，它与横梁组成平面框架，由吊杆上下联系以达到共同受力的目的。

（2）连续梁拱组合式桥

连续梁拱组合式桥可以是上承式、中承式及下承式，也可以是多肋拱、双肋拱或单肋拱与加劲梁组合。多肋拱及双肋拱的加劲梁的截面形式可类似于简支梁拱组合式桥梁布置；而单片拱肋必须配置有箱形加劲梁，以加劲梁强大的抗扭刚度抵消偏载影响。这种桥型本身刚度大，跨越能力大，造型美观。

（3）单悬臂组合式桥梁

单悬臂组合式桥梁只适用于上承式，采用转体施工特别方便。单悬臂梁拱组合式桥梁实际上是将实腹梁挖空，用立柱代替梁腹板，原腹板剪力主要由拱肋竖向分力及加劲梁剪力平衡。这样的结构加劲梁受拉弯作用，加劲梁采用预应力混凝土，拱肋为钢筋混凝土。

3）连续刚构桥

连续刚构桥是实质上指墩梁固结的连续梁桥，桥梁具有T形刚构桥和连续梁桥的优点。在受力特点上连续刚构体系上部结构同连续梁一样，而桥墩底部所承受的弯矩、梁体内的轴力随着墩高的增加而减小。在跨径大而墩高小的连续列刚构桥中，由于体系的温度变化，混凝土的收缩将在墩底产生较大的弯矩。为减小水平位移在墩上产生的弯距值，连续刚构桥通常采用水平抗推刚度较小的双薄壁墩。

4）其它组合体系的桥梁

前面介绍了梁拱组合体系桥、斜拉桥、连续刚构桥等组合体系桥，随着桥梁建设技术的发展一些新型的组合体系桥也在不断的出现和发展。

（1）斜拉钢管拱桥

斜拉钢管拱桥为几年来才出现的一种新的桥型，它是由钢管混凝土拱桥和斜拉桥的组合体系，桥梁主要由拱肋、桥塔、拉索、吊杆、桥面系等部分组成。莲城大桥（也称湘江四桥）（见图1）是世界上首座斜拉钢管拱桥，桥型为双飞燕斜拉钢管拱混凝土桥，主跨400米，桥宽27米。受力特点为以拱结构受力为主，辅以斜拉索受力的组合结构体系。

图1 斜拉钢管拱桥（莲城大桥）

（2）斜拉、悬索组合体系桥

有斜拉和悬索体系组合形成的结构体系，这种结构体系的桥梁较少。汉中龙岗大桥（见图2）集斜拉桥、悬索桥、钢混叠合梁桥、混凝土连续梁桥四种桥型于一身，为亚洲首座三塔斜拉一自锚式悬索组合体系桥，呈现“鱼跃龙门”的生动造型。

图2 斜拉-自锚式悬索桥（龙岗大桥）

随着桥梁建设技术以及设计理念的发展，未来可能会有更多与环境协调、受力更为合理的组合式桥梁出现。