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![悬臂梁桥与连续梁桥[荟萃知识]](https://img.taocdn.com/s1/m/867450d4d4d8d15abe234ecf.png)
桥梁的基本体系桥梁的基本体系按结构体系及受力特点，桥梁可划分为梁、拱、索三种基本体系，以及由基本体系之间组合而形成的组合体系1．梁式桥梁式桥的特点是其桥跨的承载结构由梁组成。
在竖向荷载作用下梁的支承处仅产生竖向反力而无水平反力（推力）。
梁的内力以弯矩和剪力为主。
梁式桥可分为简支梁桥，连续梁桥和悬臂梁桥。
简支梁桥的跨越能力有限（一般在50m以下），当计算跨径小于25m时，通常采用混凝土材料，而计算跨径大于25m时，更多采用预应力混凝土材料。
2．拱式桥拱式桥的主要承重结构是拱圈或拱肋。
其特点是结构在竖向荷载作用下，两拱脚处不仅产生竖向反力，还产生水平力（推力），由于水平推力的作用使拱中的弯矩和剪力大大地降低。
设计合理的拱主要承受拱轴压力，拱截面内弯矩和剪力均较小，因此可充分利用石料或混凝土等抗压能力强而抗拉能力差的圬工材料。
拱式桥是推力结构，其墩台，基础必须承受强大的拱脚推力。
因此拱式桥对地基要求很高，适建于地质和地基条件良好的桥址。
拱式桥构造简单，承载能力大，造型美观，是桥梁工程中广泛采用的桥型之一。
3．悬索桥悬索桥又称吊桥，其特点是桥梁的主要承重结构由桥塔和悬挂在塔上的高强度柔性缆索及吊索，加劲梁和锚锭结构组成。
桥跨上的荷载由加劲梁承受，并通过吊索将其传至缆索。
主缆索是主要承重结构，但其仅受拉力。
缆索本身是几何可变体，但可通过桥塔，锚锭结构及作用的荷载相组合，在空间形成有一定几何形状的平衡受力结构体系。
主缆索的拉力通过对桥塔的压力和锚锭结构的拉力传至基础和地基。
这种桥型充分发挥了高强钢缆的抗拉性能，使其结构自重较轻，能以较小的建筑高度跨越其他任何桥型无法比拟的特大跨度。
4．组合体系组合体系桥是指承重结构采用两种基本结构体系，或一种基本体系与某些构件（塔，柱，索等）组合在一起的桥。
代表性的组合体系有以下几种。
（1）刚架桥刚架桥是梁与立柱（墩柱、竖墙）刚性连接的结构体系。
刚架桥的特点是在竖向荷载作用下，柱脚处不仅产生竖向反力，同时产生水平反力，使其基础承受较大推力。
第五章 悬臂梁桥简介钢筋混凝土简支梁桥，由于构造简单，预制和安装方便，在桥梁建设中得到了广泛使用。
然而这种简支体系当跨径超过20～25m时，鉴于跨中恒载弯矩和活载弯矩将迅速增大，致使梁的截面尺寸和自重显著增加，这样不但材料耗用量大而不经济，并且很大的安装重量也给装配式施工造成困难。
因此，对于较大跨径的桥梁，为了降低材料用量指标，就宜采用能减小跨中弯矩值的其他体系桥梁，如悬臂体系和连续体系梁桥等。
本章内将主要介绍悬臂梁桥的力学特点、一般构造特点及其设计要点，以便在掌握简支梁桥构造和设计的基础上，从力学和混凝土原理等方面知识出发，进一步了解和掌握这类体系桥的计算和设计工作。
5.1 悬臂梁桥结构类型和力学特点5.1.1 悬臂梁桥结构类型将简支梁梁体加长延伸，并越过支点就成为悬臂梁桥。
我们把梁的一端悬出和两端均悬出分别称为单悬臂梁和双悬臂梁。
常见的类型有：双悬臂梁桥（图5.2a）、两个单悬臂梁与中孔简支挂梁组合的三跨悬臂梁桥（图5.2b）、双悬臂梁（或单悬臂梁）与简支挂梁联合组成多孔悬臂梁桥（图5.2c），以及带挂梁的T形悬臂梁桥（图5.1d，即带挂梁的T形刚构）。
根据桥长的需要可选用不同的类型。
通常将悬臂梁主跨称为锚跨。
多孔悬臂梁桥的结构特点是锚跨与挂孔跨交替布置,通常为奇数跨布置。
5.1.2 悬臂梁桥力学特点悬臂梁桥利用悬出支点以外的伸臂，使支点产生负弯矩，对锚跨跨中正弯矩产生有利的卸载作用。
图 5.1所示为各种梁式体系在恒载作用下的弯矩图。
图中各种梁式体系的跨径布置相同，假定其恒载集度也相同（实际上，简支梁的恒载集度较大）。
比较图5.1中a）与b）、c），显然，简支梁的各跨跨中恒载弯矩最大，无论单悬臂梁或双悬臂梁在锚跨跨中弯矩因支点负弯矩以卸载作用而显著减小，而悬臂跨中因简支挂梁的跨径缩短而跨中正弯矩也同样显著减小。
悬臂梁桥的弯矩图面积(反映材料用量)也比简支梁桥小，以图5.1 c)的中跨弯矩图为例，当悬臂长度等于中孔跨径的四分之一时，正负弯矩图面积的总和仅为同跨径简支梁的1／3.2。
铁路构筑物:桥梁的结构形式及分类桥隧建筑物包括桥梁隧道、涵洞等。
(一)桥梁分类1.按桥梁的长度分类按桥梁长度(L)可分为小桥(L<20 m)、中桥(20 m≤L<100 m).大桥(100 m≤L<500 m)和特大桥(L≥500 m)等。
2.按桥跨结构所用建筑材料分类(1)钢桥:钢桥桥跨结构的主体是钢梁。
钢桥的钢粱由型钢拼接而成,常见的有钢桁梁及钢板梁两种。
钢桥的质量轻,强度大,安装方便,多用于跨度较大的桥梁。
(2)混凝土桥:用钢筋混凝土或预应力混凝土制造梁部结构或刚构结构的桥。
这种桥梁经济实用，易于维修养护,使用广泛。
(3)石桥:用石料建造的桥。
这种桥经久耐用,可就地取材,造价低。
3.按桥梁结构形式分类按桥梁构造外形可分为梁式桥、拱式桥、斜拉桥等。
(1)梁式桥。
铁路桥梁采用最多的是梁式桥。
它是一种使用最广泛的桥梁形式，可细分为简支梁桥、连续梁桥和悬臂梁桥。
简支梁桥是指梁的两端分别为铰支(固定)端与活动端的单跨梁式桥。
连续梁桥是指桥跨结构连续跨越两个以上桥孔的梁式桥。
在桥墩.上连续，在桥孔内中断，线路在桥孔内过渡到另一根梁上的称为悬臂梁，采用这种梁的桥称为悬臂梁桥。
(2)拱式桥。
拱式桥由拱上建筑、拱圈和墩台组成。
在竖直荷载作用下，作为承重结构的拱肋主要承受压力，拱桥的支座既要承受竖向力，又要承受水平力。
因此，拱式桥对基础与地基的要求比梁式桥要高。
(3)斜拉桥。
斜拉桥是将梁用若干根斜拉索拉在塔柱上的桥。
它由梁、斜拉索和塔柱三部分组成。
斜拉桥是一种自锚式体系，斜拉索的水平力由梁承受。
梁除支撑在墩台上外，还支撑在由塔柱引出的斜拉索上。
4.按桥面所在位置分类(1)上承式桥:桥面位于主要承重结构(梁、拱、桥梁).上部的桥。
(2)下承式桥:桥面位于两主梁(桁架或板梁)或两拱肋之间,荷载先传至其下部的桥。
(3)中承式桥:在桥跨全长中,桥面在桥跨结构中部通过,即部分桥面位于主要承重结构上部,另一部分桥面位于主要承重结构下部的桥。
1、 悬臂梁桥：将简支梁梁体加长，并越过支点就成为悬臂梁桥。
悬臂梁桥的结构类型：悬臂梁桥有单悬臂梁和双悬臂梁两种。
单悬臂梁是简支梁的一端从支点伸出以支承一孔吊梁的体系。
双悬臂梁是简支梁的两端从支点伸出形成两个悬臂的体系。
悬臂梁桥的构造特点：
（1）立面布置：单悬臂梁桥一般做成三跨，中间带挂梁边孔成为锚孔。
双悬臂梁桥有单孔悬臂梁桥和多孔悬臂梁桥。
单孔悬臂梁桥桥头两端不设桥台，仅设搭板完成主桥与路堤的衔接，多用于人行天桥；多孔悬臂梁桥需每隔一孔设挂梁。
（2）横截面形式：与等截面简支梁不同，悬臂梁桥锚跨跨中承受正弯矩，支点附近承受较大负弯矩，故支点截面底部受压区需大面积加强，通常采用的横截面形式为T 形截面和箱形截面。
悬臂梁桥的优缺点：悬臂梁桥一般为静定结构，结构内力不受地基变形影响，对基础要求较低。
悬臂梁桥虽然在力学性能上优于简支梁桥，可适用于更大跨径的桥梁方案，但由于悬臂梁桥的某些区段同时存在正、负弯矩，无论采用何种主梁截面形式，其构造较为复杂；而且跨径增大以后，梁体重量快速增加，不易采用装配式施工，往往要在费用昂贵、速度缓慢的支架上现浇。
悬臂梁桥的计算： （1）恒载内力计算：恒载包括主梁自重内力1G S 和二期恒载（栏杆、灯柱等）引起的内力2G S 。
1()()G L
S g x y x dx =∙⎰， 式中1G S 为主梁自重内力（弯矩或剪力），()g x 为主梁自重集度，()y x 为相应主梁内力影响线坐标。
（2）活载内力计算：
(1()c k i k i S m q m P y =+μ)ξΩ+
式中m 为悬臂梁桥的荷载横向分布系数，y 为内力影响线竖标，其他分别为冲击系数、荷载折减系数、车道荷载等。
悬臂梁桥的配筋特点：（1）在悬臂部分与支点附近是负弯矩区段，主钢筋布置在梁的顶部；（2）跨中部分承受正弯矩，主筋应布置在梁的底部；（3）在正、负弯矩过渡区域，两个方向的弯矩都可能发生，顶部和底部均要布置适量钢筋。
牛腿的概念：悬臂梁桥的悬臂端和挂梁端部结合处的局部构造为牛腿。
牛腿是T形刚构桥上不构造的一个重要部分，衔接悬臂梁与挂孔，传递来自挂梁的荷载。
牛腿构造注意的要点：（1）挂梁和悬臂梁的反力，应该通过加强的牛腿横梁来保证传力效果；（2）端横梁的宽度一般应将牛腿包含在内，形成整体；（3）牛腿的凹角线应该和缓，避免尖锐转角，以减缓主拉应力过分集中；（4）牛腿处的支座高度应尽量减少，并且宜采取摩阻力较小的支座，以改善牛腿受力状态；（5）牛腿构造还应满足特殊要求：如承受更换支座的顶升荷载，端横梁因通过管线开洞后加固钢筋网的设置。
