桥式新分类与新评价

　桥式新分类与新评价
作者：张师定
桥式新分类与新评价
张师定
（铁道第一勘察设计院 兰州 730000）
【提要】以桥跨体系主要承重构件的受力状态为标准，以拉、压、弯的全组合为顺序，将桥式分为15类；
进而又研究了桥跨结构主要承重构件的横截面形式、桥梁支承体系及特殊细部构造的各种形式；给出了常用桥式的经济跨度范围及施工方法；以桥式最优设计理论为准绳，对15类桥式进行了重新评价。本文是《桥式最优设计理论研究》的姊妹篇。
【关键词】桥式 分类 评价
1 引言
笔者对桥式之兴趣如同建筑师对建筑造型之兴趣一样，已十几年有余。期间陆续发表了一些相关论文，主要有《超大跨桥式全索桥》、《宁通公路泰州引江河大桥方案设计构思》及《桥式最优设计理论研究》等，而本文堪称后者的姊妹篇
。

桥梁作为一跨越结构，其造型千姿百态，这主要受其跨度、材料、荷载及施工方法四大因素的影响，当然也包括人的意识形态或者说是审美趋向的影响。只是一些杰出的桥梁工程师，他们利用自己对工程结构的深刻理解，大胆、执着、创造性地设计出许多伟大的桥梁（式），如林同炎设计的反吊桥、曲线斜拉桥、展翅梁桥及预应力钢桥等。对桥式进行科学的分类、评价，并寻找新的桥式，是桥式最优设计理论在实践中的运用。本文便是在前二者方面努力的结果。

2 桥式分类与受力状态
桥式是指桥的结构体系、横截面形式及特征性构造。而桥梁结构体系常可分为跨越体系和支承体系。支承体系常为压弯状态（锚碇等受拉），而跨越体系受力状态多样，形式丰富，因此，一般来说，跨越体系在桥式中占有重要的地位。于是，桥式分类宜以桥跨体系的受力状态为标准，更确切地讲，应以桥跨体系主要承重构件的受力状态为标准划分桥式类型。
众所周知，结构的受力状态从本质上讲，只有拉和压这两种互为相反的状态；而受弯是拉与压的组合。跨越体系的受力状态可以是受拉、受压或受弯，而单纯受扭或受剪的结构是不能充当跨越结构的。
与桥跨体系受拉、受压或受弯的受力状态相对应的桥式分别为索桥系、拱桥系和梁桥系，这便是基本的3种桥式。事实上
，这是一种笼统的分法，若仔细划分，则可按桥跨体系受力状态是拉、压或弯的全组合共计分为15种桥式，见表1。
表1 桥式分类
序号桥式名称桥跨体系受力状态附注
1梁桥弯包括简支梁桥、连续梁桥、悬臂梁桥、框架及连续刚构等
2拱桥（上承式、拱轴线接近压力线）压拱有无铰拱、双铰拱及三铰拱之分
3全索桥[4]拉　
4刚性梁柔性拱桥弯压
5拱桥（拱轴线距压力线较远）压弯
6密吊杆悬索桥拉弯有单跨、双跨、三跨及多跨之分。加劲梁有简支与连续之分。索型有垂帘型及斜拉悬吊混合型、索网等
7稀吊杆悬索桥弯拉较少采用
8桁架梁桥拉压有简支、连续、悬臂之分，桁架有空腹式、单柱式、双柱式、三角形、等边三角形、三角形再分节间、斜压腹杆式、斜拉腹杆式、交叉腹杆式、菱形、K形、多腹杆式
9中承式有推力拱桥压拉　
10密索斜拉桥、反向悬索桥拉压弯斜拉桥索形有辐射形、竖琴形及扇形，加劲梁有连续、悬臂、刚构之分
11稀索斜拉桥、板式斜拉桥拉弯压　
12刚性拱柔性梁桥压拉弯　
13刚性梁刚性拱桥、刚架拱桥压弯拉　
14梁与桁架组合体系桥（下承式）弯拉压　
15梁与桁架组合体系桥（上承式）弯压拉　

　
对桥式进行分类，将我们从繁杂的桥式中解救了出来，使我们清楚地看到各种桥式的本质、变化与联系。
3 桥跨体系主要承重构件的横截面形式分类
桥跨主要承重构件分为拱（压）、索（拉）及梁（弯），其横截面形式见表2。
表2 桥跨体系主要承重构件横截面形式分类
结构横截面形式
拱拱圈：板、桁架、双曲拱
肋拱：矩形、箱形、桁架、圆形、哑铃形、管束等
拱面：单拱面、双垂直拱面、双倾斜拱面及多拱面
索吊（斜拉）索：圆形
大缆：圆形，其丝股排列方式有：两边平放的正六边形、对角线竖直的正六边形及缺角的正方形
索面：单索面、双垂