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梁橋

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梁橋

梁橋 (Beam Bridge) 以受彎為主的主梁作為承重構件的橋樑。主梁可以是實腹梁或桁架梁。實腹梁構造簡單，製造、架設和維修均較方便，廣泛用於中、小跨度橋樑，但在材料利用上不夠經濟。桁架梁的杆件承受軸向力，材料能充分利用，自重較輕，跨越能力大，多用於建造大跨度橋樑。按照主梁的靜力體系，分為簡支梁橋、連續梁橋和懸臂樑橋。

簡介

以梁為主要承重構件的 橋，是我國最早出現的橋型，遠在殷代即已創建。最原始的梁橋為獨木橋，進而發展為並列幾根竹、木而成。其後梁橋不斷演進，在用材方面以石替代竹、木，在結構方面則逐步發展創新，出現了輔助吊杆梁橋、八字撐架梁橋和伸臂梁橋等結構形式，並由單孔梁橋發展到多孔梁橋。多孔梁橋的支承一般採用木柱、石柱或石墩，也有用鑄鐵柱的。由於梁橋構造比較簡單，施工容易，尤以石樑橋材料耐久，維修省力，所以成為最普遍的橋型。現存的大型古代石樑橋都集中在福建沿海一帶，特別是泉州地區。著名的有萬安橋(俗稱洛陽橋)、安平橋(俗稱五里橋)等。這些橋樑大都建於宋元時期，主要是採用筏型基礎，尖劈形橋墩，浮運巨大石樑等工藝建造而成的，有的橋樑還巧妙地利用海牡蠣的繁殖特性來加固橋基和橋墩。這些工藝技術，是橋樑建造史上的重大突破和創新，在世界建橋史上也屬首創。

簡支梁橋

上部結構由兩端簡單支承在墩台上的主要承重梁組成的橋樑。簡支梁是靜定結構，相鄰各跨單獨受力，結構受力比較單純，不受支座變位等影響，適用於各種地質情況，構造也較簡單，容易做成標準化、 裝配化構件，製造、安裝都較方便，是一種採用最廣 泛的梁式橋。但簡支梁的跨中彎矩將隨跨徑增大而急劇增大，因而大跨徑時顯得不經濟。

特點：簡支梁橋和板梁橋的構造簡單，受力明確，與普通鋼筋混凝土橋樑相比，由於採用預應力可避免板梁下緣出現拉應力，故截面小，重量輕，可使橋樑跨越能力增大。預應力簡支梁的截面形狀一般為等高度T型截面，還有一些工字型和槽形組合式截面，個別呈變高度魚腹式截面。T形梁與微彎板結合可組成迭合梁。槽梁與板相組合則成箱形梁，其橫向剛度較大，跨徑可達30m以上。 板梁橋（板橋）橫截面呈矩形，有實心板和空心板之分，適用於20m以下小跨徑橋樑。

連續梁橋

上部結構由連續跨過三個以上支座的梁作為主 要承重結構的橋樑。這種橋在恆載作用下，由於支點 負彎矩的卸載作用，跨中最大正彎矩顯著減小，因此 用在較大跨徑時將較簡支梁橋經濟。連續梁在每個 墩台上只需設一個支座，橋墩寬度小，節省材料;而 且梁連續通過支座，接縫少，行車平順，因此對高速 行車有利。但連續梁為超靜定結構，支座變位將引起 結構內力的變化，適用於地質良好的橋位處，可用鋼 筋混凝土、預應力混凝土和鋼材等建成。

連續梁橋結構體系具有變形小、結構剛度好、行車乎順舒適、伸縮縫少、養護簡單、抗震能力強等優點。

懸臂樑橋

上部結構由錨固孔、懸臂和懸掛孔組成，懸掛孔支承在懸臂上，用鉸相聯。有單懸臂樑橋（三跨構成，中跨較大以滿足通航要求）和雙懸臂樑橋（可構成多跨的長大梁橋）。如陝西省咸陽渭河橋（主跨174米，全長448米，1954年建成)為鋼筋混凝土懸臂樑橋。梁橋為橋樑的基本體系之一，使用廣泛，在橋樑建築中占有很大比例，其上部結構可以是木結構、鋼結構、鋼筋混凝土結構、預應力混凝土結構或鋼筋混凝土橋面板和鋼樑的組合結構。

歷史古橋

坐落在咸陽故城附近的渭水三橋，在古代是很有名的。三橋包括中渭、東渭和西渭橋，都是多跨木樑木柱橋。其中，中渭橋始建於戰國秦昭王的時候，後來秦始皇又作了改建和加固。這座橋全長約525米，寬約13.8米，接近南京長江大橋汽車道寬度；它由750根木柱樁組成了67個橋墩，68個橋孔，平均每孔跨徑為7.72米，中間橋孔跨徑達九米；在木柱樁群上加蓋頂橫樑組成排架墩，再在排架上擱置大木樑，然後鋪上木橋面，橋兩側設雕花欄杆。中間橋孔高而大，兩邊橋孔低而小，呈八字形，既能使高大樓船順利通過，又可以迅速排除橋面雨水，防止腐朽。橋兩端還豎立着華表、鎮水妖石件、石燈柱等，作示標、照明之用。到了漢朝，又重修了中渭橋，增建了東渭橋和西渭橋。

漢朝時的梁橋，已經比較普及了。山東省沂南出土的漢墓畫像石上，甚至已刻有石樑橋的圖案。唐朝時期出現了不少名聞天下的石樑橋。據《唐六典》說，天下著名的石樑橋有四座：河南洛陽的天津橋、永濟橋和中橋，西安的灞橋。灞橋位於西安東北20里的灞水上，是一座石柱墩木樑橋。自漢朝建橋後，兩千年間屢毀屢修，直到清朝道光十三年（公元1833年）花了九個月才建成了今天的多跨梁橋。橋長近400米，67孔，每孔淨跨度六米左右，橋寬約七米。橋墩由六根石柱組成。六根石柱頂端蓋上一根石樑，把它們合成一體，構成了橋樑史上最早的一種輕形墩，即今天所說的石排架墩。這座千百年來作為交通咽喉的古橋，今天已改造成為現代的公路橋。

到了宋朝，人們戰勝自然的能力提高了，又在福建泉州建成了我國第一座瀕臨海灣的大石樑橋萬安橋，即洛陽橋。這座橋橋長834米，寬七米，橋中間有島，島南七孔，島北41孔，每孔跨度約11米。建橋之處正當入海口，水流湍急，當地又多地震颱風，建橋工程相當艱巨。本書下一節對此將作專題介紹。洛陽橋建成後轟動一時，有「天下第一橋」的美譽，因而在當地掀起了「造橋熱」。這個時期福建新建的石樑石墩橋無論在長度、跨度、重量、建造速度、施工技術、橋型和橋樑基礎等方面都達到了新的水平，在中外建橋史上占有重要地位。突出的可以坐落在福建晉江市的安平橋和位於漳州市的虎渡橋為代表。安平橋總長811丈，五華里多，362孔，為世界上少見的古長橋，被譽為「天下無橋長此橋」。虎渡橋最大的石樑長23.7米，寬1.7米，高1.9米，重達207噸，可謂世界上最重的石樑。

隨着社會生產力的發展，梁橋的形式也在不斷變化。例如在我國江南水鄉地區，人們常常把這種橋建造成中間孔高大、邊孔低小的八字式或台階式，兩邊橋頭還砌有外觀非常別致的幾級台階踏步，以便引人上橋。在紹興至杭州的運河邊還有一種與河流平行的纖道橋。有些古石樑橋在橋下設閘或在橋上設渠道，使一橋多用。據史料記載，在甘肅與新疆交界地區古代被稱作段國的地方，曾建有伸臂木樑橋。這種橋採用圓木或方木縱橫相隔疊起，由岸邊或橋墩上層層向河谷中心挑出，猶如古建築中的層層斗拱。當地人稱這種橋為「飛橋」，在南方木材較多的地區容易見到。有的橋上還有橋屋或橋廊，屋廊內有彩畫、佛座仙像，橋景似花，所以稱它為花橋。逢年過節花橋又成了人們娛樂、趕集、趕廟會的場所。如廣西三江程陽橋就是把功能與裝飾有機結合在一起的著名花橋。此外，還有木撐架橋以及伸臂木樑與撐架相結合的梁橋等。

我國歷史上最早記載的梁橋為鉅橋，橋建於商代（公元前16~ 前11世紀）。周武王伐紂，克商都朝歌（今河南省鶴壁淇縣朝歌鎮），發鉅橋（今濬縣鉅橋鎮）頭積粟，以賑濟貧民。自周代以迄秦汗，中國多造石柱、木樑橋。

宋代建造為數眾多的石墩、石樑橋。200多年間，僅泉州一地，見於古籍的橋樑就有110座，其中名橋10座。如安平橋，有362孔，橋長5里（2223米），故又名五里橋（現橋長2100米），保持了700餘年的橋長記錄。橋始建於宋，紹興八年（公元1138年），成於紹興二十一年（公元1151年），歷時13年。

又如泉州萬安橋，俗稱洛陽橋，共有47孔，建於洛陽江入海口，橋總長約890米，橋寬3.7米。橋始建於宋·皇祐五年（公元1053年），完成於宋·嘉祐四年（公元1059年）。兩橋均為國家重點文物單位。

福建漳州江東橋的石樑最為巨大。該橋於宋.嘉熙元年（公元1237年）由木樑橋改為石樑橋，計有15孔，每孔三片石樑。石橋現存5孔，其中最大的石樑長23.7米，寬1.7米，高1.9米，重量達2000kN（千牛）(200噸)。這樣巨大的石樑，在沒有重型起重設備的古時，其采、運、安裝等工作都是十分艱巨的。 不論木樑或石樑，為了加長橋跨，採用了多層並列梁，由下向上逐層外挑的方法，以支承中部的簡支梁。在當時石樑稱為疊澀；木樑稱飛橋或稱握橋，即為伸臂梁橋。木伸臂梁在公元4世紀時已有記載。石橋疊澀，出檐不遠；木橋伸臂達到20米。現存清代重修的甘肅文縣陰平橋為單孔木伸臂橋，橋跨達60餘米，橋上建有橋屋。

木樑橋上一般建有橋屋或橋廊，侗族風雨橋就是一種橋屋。廣西三江侗族自治縣的程陽永濟橋，是一座4孔5墩的木伸臂橋屋，全長644米，建於1916年，5座墩台上均有橋亭，用橋廊把橋亭相互貫通。橋亭起着重力平衡作用，把裝飾與功能有機結合在一起。

特點及使用場合

1.因為懸臂樑能減小跨內主梁的高度，故自重較輕、材料省。而且跨中建築高度小，橋墩處梁的高度大，故對通航淨空有利。

2.由於內力分布與連續梁橋相似，中等跨徑的懸臂樑橋其基本尺寸和材料用量亦與連續梁橋相似。在橋墩上的支座只有一排，故可使墩身寬度減小。

3.尤其在平原地區，多數為軟土地基，河道要求通航跨徑一般為40—50m，採用懸臂樑橋較經濟合理。又因懸臂樑橋屬靜定體系，當基礎沉降不均勻時，不會引起截面內力變化。

4.懸臂樑橋的懸臂端，在恆載、活載作用下，容易發生下撓，特別是採用高強預應力鋼絲作為預應力材料的懸臂樑橋，其預應力鋼絲鬆弛較大，對主梁提供的預應力下降，會造成懸臂端凹折，行車舒適性較差。

5.凡中孔跨徑在30m以內，可採用鋼筋混凝土懸臂樑橋，30~50m的，宜採用預應力混凝土懸臂樑橋；50~100mm時，宜採用拱梁組合體系的單懸臂+掛孔。在江蘇省蘇南地區已建成的中跨80m，利用傳統的拱橋施工工藝，結合在岸邊陸地現澆張拉上弦杆，最後採用轉體施工法一次成橋，無論在施工工藝及經濟指標均具有競爭力，實踐結果比同類跨徑橋節省造價20%~25%。