第2个回答 2012-03-19
桥梁的设计研究
1.桥梁分类：按结构分为梁式桥,拱桥,钢架桥,缆索承重桥(斜拉桥和悬索桥)四种基本体系,此外还有组合体系桥。
梁式桥，包括简支板梁桥,悬臂梁桥,连续梁桥.其中简支板梁桥跨越能力最小,一般一跨在8-20m.连续梁桥国内最大跨径在200m以下,国外已达240m.
拱桥，在竖向荷载作用下,两端支承处产生竖向反力和水平推力,正是水平推力大大减小了跨中弯矩,使跨越能力增大.亦正是这个推力,修建拱桥时需要良好的地质条件.
桁架桥，有T形刚架桥和连续刚构桥,T形刚架桥主要缺点是桥面伸缩缝较多,不利于高速行车.连续刚构主梁连续无缝,行车平顺.施工时无体系转换.跨径我国最大已达270m。
缆索承重桥(斜拉桥和悬索桥) 是建造跨度非常大的桥梁最好的设计.道路或铁路桥面靠钢缆吊在半空，缆索悬挂在桥塔之间。斜拉桥已建成的主跨可达890m,悬索桥可达1991m.
组合体系桥有梁拱组合体系,如系杆拱,桁架拱,多跨拱梁结构等.梁刚架组合体系,有T形刚构桥等.
2.桥梁不同设计的依据
梁式桥跨中弯矩大，容易弯曲。其抵抗弯曲靠自身刚度，跨度不宜太大。但是梁式桥施工简单，而且节约空间，对于小跨度常采用这种形式，比如城市立交桥，大型桥梁引桥等。
拱桥是一种完美的承重形式。拱桥一般采用抛物线型拱，由结构力学可计算得，其跨中弯矩处处为零。这是所有桥梁工程师所追求的形式。但是，拱桥承重需要相当大的水平约束力，而且拱桥建造需要一定的桥身高度。因此拱桥在地质坚硬的山区应用得较多，而在平原地区应用受限。如要求很大跨度，则高度也相应要增加，因此其最大跨度有一定的限制。
桁架桥一般是采用钢结构，上部为桁架以作为桥梁支承构件。桁架中钢筋都为二力杆，受力沿钢筋方向，因此所有钢筋均不受弯矩。钢筋处于单向应力状态，结构受力形式有利。但是桁架桥跨度有限，一般以组合体系形式出现。单纯桁架桥在铁路用桥中利用比较多。
缆索承重桥包括斜拉桥和悬索桥。斜拉桥桥塔两端对称，以使桥塔水平方向受力为零。桥塔不受剪力，只有竖直向下的压力，桥塔稳定性较好。跨中每两拉索之间可看作一个主梁，即将桥的主梁分割为若干段短距离的主梁。每一段又相当于一个梁式桥，而桥梁整体是由许多段组合起来的，因此能适应大跨度要求。悬索桥是直接在两桥塔之间悬挂钢索，所有与桥面相连的钢索均竖直向下。由于悬索不受斜拉的角度限制，因此悬索桥单跨跨度比斜拉桥要大。斜拉桥与悬索桥适合于大跨度桥，在跨江大桥和跨海大桥上应用较多。
组合体系桥有以上桥梁的各个优点，是现代桥梁的主流形式。如采用桁架拱会比混凝土拱极限跨度大。另外考虑美观在不适合建造拱桥的地区可采用多跨拱梁结构。
3.桥梁选材
古代最早出现的是木桥和石桥。现代大桥多采用钢筋混凝土或者钢结构。选材考虑材料是否易得，成本高低；防火耐腐蚀性如何；以及是否坚固等方面。
木材抗拉与抗压强度都比较优越，缺点是易腐蚀，防火性差，强度低。因此不宜作为大型承重桥梁的建筑材料。木桥在现代应用仅限于园艺观光。石材抗压强度高但其抗拉和抗折强度低。因此石桥一般形式是石拱桥，比如著名的赵州桥，颐和园十七孔桥等都是石拱桥。但是石材取材难度相对较大，而且加工成本较高，再者石材密度大，桥身自重大。因此现代桥梁也基本不用石材，取而代之的是廉价的钢筋混凝土或者是钢材。
钢材抗拉抗压强度都很高，而且自重相对较轻，抗腐蚀性较好，是建造大跨建筑的理想材料。以钢材为主要材料的桁架结构可用于建造大跨度的拱形桥。钢筋混凝土抗压强度高，其抗拉强度由于钢筋存在得到改善。钢混结构可用于建设拱形桥，梁式桥等。钢筋混凝土用于建造桥墩（桥塔）再以钢结构作为主跨是目前大桥的主流形式。而且这两种材料是目前建筑上的主要建筑材料，其成本比较低。