拱桥受力示意图,拱桥的正确姿势

　　

　　桥梁实际上是根据桥梁结构的受力特点进行分类的。桥梁的分类方法有很多种，如根据结构类型/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、桥梁的总长度和跨度、上部结构行车道的位置等进行分类的方法。在这些桥梁的分类方法中，最重要的方法是根据结构的类型或结构的受力特点进行分类。 　　

　　

　　桥梁按照结构的类型/结构的力学特性进行分类：一般分为几类：梁式桥、拱桥、刚构桥、悬索桥、组合体系桥。其中，梁式桥、拱桥、刚构桥和悬索桥是四种结构体系中最基本的桥梁。组合桥是由两种或两种以上的结构体系组成的桥梁结构体系，其中最典型的组合桥有斜拉桥、连续刚构桥和梁拱组合桥(如系杆拱桥、桁架拱桥等。). 　　

　　

　　1.梁桥 　　

　　

　　梁桥的受力特点是梁作为承重构件，以其抗弯能力抵抗或承受荷载。梁桥和拱桥在受力上最大的区别是，在竖向荷载作用下，两端支座处不会产生水平推力。梁桥按其受力特点可分为简支梁、连续梁和悬臂梁。公路桥梁结构中应用最广泛的梁结构是简支梁和连续梁，早期建造的桥梁结构有少量悬臂梁(主要是双悬臂梁形式)。 　　

　　

　　2.拱桥 　　

　　

　　拱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，属于推力结构。拱桥的这种力学特性是，不一定适用于简单拱桥，而是适用于一些梁拱组合桥。比如钢管混凝土系杆拱桥，通过系杆内部的拉力来抵抗拱结构产生的水平推力，整个桥梁结构体系属于超静定结构，对外部没有水平推力。拱桥的主要承重结构是拱肋、拱板或拱箱，其主要承重结构以受压为主，设计时应考虑其合理的拱轴线。桥梁在实际运营时，拱肋、拱板(或拱箱)在荷载作用下也会产生较小的弯矩。根据结构体系，拱桥可分为无铰拱、双铰拱和三铰拱。最常见的结构体系是无铰拱。 　　

　　

　　3.刚构桥 　　

　　

　　刚构桥是一种介于梁和拱之间的结构体系。它是弯曲的上梁(或板)结构在压力作用下与下柱(或墩)连成一体的结构。由于梁和柱之间的刚性连接，梁由于柱的弯曲刚度而卸载。整个系统是压弯结构和逆冲结构。 　　

　　

　　4.吊桥 　　

　　

　　以悬索为主要承重结构，悬索桥的荷载从吊索/吊杆传递到立柱和拉索，再传递到锚墩。力的传递方式简单明了。这种桥型是大跨度桥梁采用的主要结构形式，其主要承重构件包括主缆、吊索/吊杆、加劲梁、索塔和锚具。 　　

　　

　　5.复合体系桥梁 　　

　　

　　1)斜拉桥 　　

　　

　　斜拉桥又叫斜张桥，是一种主梁通过拉索直接拉在桥塔上的桥梁。它是由受压的塔、受拉的索和曲梁组成的结构体系。可视为用拉索代替桥墩的多跨弹性支承连续梁，减少梁内弯矩，降低建筑高度，减轻结构重量，节约材料。它由斜拉桥的主要承重构件如索塔、主梁和斜拉索组成。 　　

　　

　　2)梁拱组合体系桥 　　

　　

　　梁拱组合体系桥梁将梁和拱两种基本结构结合起来共同承担荷载，充分发挥梁弯曲和拱受压的结构特点及其组合作用，从而达到节约材料的目的。根据拱肋与行车梁连接方式的不同，拱组合体系桥梁一般可分为推力型和非推力型两种。拱组合体系的桥梁最典型的代表是系杆拱桥，它基本上由拱肋、系杆和吊杆(或立柱)组成。系杆拱的受力特点：是结合了拱和梁的优点的一种桥型。它将拱和梁两种基本结构形式结合在一起，共同承担荷载，充分发挥梁的结构性能和压弯组合作用。拱端水平推力由系杆承担，使拱端支座不产生水平推力。 　　

　　

　　根据拱肋刚度与系杆刚度的相对关系，系杆拱桥可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种类型。系杆拱桥按其结构形式可分为简支梁-拱组合体系桥、连续梁-拱组合体系桥和单悬臂组合桥。 　　

　　

　　(1)简支梁-拱组合体系桥 　　

　　

　　简支梁拱组合体系桥梁均为无推力结构，桥梁基本为下承式。拱肋结构一般是钢管混凝土和钢筋混凝土。风撑和简支梁拱组合桥常设置在桥面上。外部结构是静定的，内部结构是高次超静定的。主要承重构件除拱肋外，还有加劲纵梁，加劲纵梁与梁形成平面框架，通过吊杆上下链接，达到共同受力的目的。 　　

　　

　　(2)连续梁拱组合桥 　　

　　

　　连续梁组合桥可以是上承式、半承式、下承式，也可以是多肋拱、双肋拱或单肋拱与加劲梁的组合。多肋拱和双肋拱加劲梁的截面可以类似于简支梁拱组合桥的布置；但单根拱肋必须配置箱形加劲梁，加劲梁的抗扭刚度强，可以抵消偏心荷载的影响。这种桥刚度大，跨越能力大，造型美观。 　　

　　

　　(3)单悬臂组合桥 　　

　　

　　单悬臂组合桥只适用于上承式桥，转体施工特别方便。单悬臂-拱组合桥实际上是把实腹梁挖空，用立柱代替腹板。原腹板的剪力主要由拱肋的竖向分力和加劲梁的剪力来平衡。这种结构加劲梁承受拉伸和弯曲。加劲梁为预应力混凝土，拱肋为钢筋混凝土。 　　

　　

　　3)连续刚构桥 　　

　　

　　连续刚构桥本质上是墩梁固结的连续梁桥，兼有T型刚构桥和连续梁桥的优点。在受力特性上，连续刚构体系的上部结构与连续梁相同，而墩底弯矩和梁内轴力随着墩高的增加而减小。在大跨度、小墩高的连续刚构桥中，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。