簡介
鋼構橋裝配式鋼橋在世界各地都得到了廣泛套用。最初的裝配式鋼橋由英國唐納德·貝雷（Donald Bailey）工程師在1938年第二次世界大戰初期設計。主要的設計概念是以最少種類的單元構件，拼裝成能承載各種荷載、不同跨徑的裝配式鋼橋，且只需一般中型卡車運輸，特殊情況下並能全部以依靠人力來搭建。
在第二次世界大戰期間，裝配式鋼橋被大量用於歐洲及遠東戰場，搶修橋樑或架設臨時便橋。美國於1941年從英國購買了專利，製造裝配式鋼橋，命名為M1型；經過改進後（車行道加寬12%），命名為M2型 。
二戰後，許多國家引進了裝配式鋼橋，並開始廣泛套用於民用。在中國，裝配式鋼橋也得到了很大發展，並於1965年定型生產，現廣泛套用於國防戰備、交通工程、市政水利工程。
分類
按結構形式可分為門式剛構橋、斜腿剛構橋、T形剛構橋和連續剛構橋。
門式剛構橋
其腿和 梁垂直相交呈門形構造，可分為單跨門構、雙懸臂單跨門構、多跨門構和三跨兩腿門橋。前三種跨越能力不大，適用於跨線橋 ，要求地質條件良好，可用鋼和鋼筋混凝土結構建造。三跨兩腿門構橋，在兩端設有橋台，採用預應力混凝土結構建造時，跨越能力可達200多米。
斜腿剛構橋
橋墩為斜 向支撐的剛構橋，腿和梁所受的彎矩比同跨徑的門式剛構橋顯著減小，而軸向壓力有所增加；同上承式拱橋相比不需設拱上建築，使構造簡化。橋型美觀、宏偉，跨越能力較大，適用於峽谷橋和高等級公路的跨線橋，多採用鋼和預應力混凝土結構建造。如安康漢江橋（鐵路橋），腿趾間 距176米，1982年建成。
T形剛構橋
是在簡支 預應力橋和 大跨鋼筋土箱梁橋的基礎上，在懸臂施工的影響下產生的。其上部結構可為箱梁、桁架或桁拱，與墩固結而 成T型，橋型美觀 、宏偉、輕型，適用於大跨懸臂平衡施工，可無支架跨越深水急流，避免下部施工困難或中斷航運，也不需要體系轉換，施工簡便。
連續剛構橋
分主跨為連續梁 的多跨剛構橋 和多跨連續-剛構橋 ，均採用預應力混凝土結構 ，有兩個以上主墩採用墩梁固結，具有T形剛構橋的優點 。但與同類橋（ 如連續梁橋、T形剛構橋）相比：多跨剛構橋保 持了上部構造 連續梁的屬性，跨越能力大，施工難度小，行車舒順，養護簡便，造價較低，如廣東洛溪橋。多跨連續-剛 構橋則在主 跨跨中設鉸 ，兩側跨徑為連續體系 ，可利用邊跨 連續梁的 重量使T構做成不等長懸臂，以加大主跨的跨徑。
歷史沿革
現代橋樑的發展
橋樑是線路的重要組成部分。在歷史上，每當運輸工具發生重大變化，對橋樑在載重、跨度等方面提出新的要求，便推動了橋樑工程技術的發展。在19世紀20年代鐵路出現以前，造橋所用的材料是以石材和木材為主，鑄鐵和鍛鐵只是偶爾使用。在漫長歲月里，造橋的實踐積累了豐富的經驗，創造了多種多樣的形式。但現今使用的各種主要橋式幾乎都能在古代找到起源。在最基本的三種橋式中，梁式橋起源於模仿倒伏於溪溝上的樹木而建成的獨木橋，由此演變為木樑橋、石樑橋、直至19世紀的桁架梁橋；懸索橋起源於模仿天然生長的跨越深溝而可資攀援的藤條而建成的竹索橋，演變為鐵索橋、柔式懸索橋，直至有加勁梁的懸索橋；拱橋起源於模仿石灰岩溶洞所形成的“天生橋”而建成的石拱橋，演變為木拱橋和鑄鐵拱橋。 在有了鐵路以後，木橋、石橋、鐵橋和原來的橋樑基礎施工技術就難於適應需要。但到19世紀末葉，由於結構力學基本知識的傳播、鋼材的大量供應、氣壓沉箱套用技術的成熟，使鐵路橋樑工程獲得迅速發展。20世紀初，北美洲曾在鐵路鋼橋跨度方面連創世界紀錄。到第二次世界大戰前，公路鋼橋和鋼筋混凝土橋的跨度記錄又都超過了鐵路橋。 第二次世界大戰後,大量被破壞的橋樑急待修復,新橋急需修建，而造橋鋼材短缺，於是，利用30年代以來所積累的關於高強材料和高效工藝（焊接、預應力張拉及錨固、高強度螺栓施工工藝等）的經驗，推廣了幾種新型橋——用正交異性鋼橋面板的箱形截面鋼實腹梁橋，預應力混凝土橋和斜張橋。 60年代以來，汽車運輸猛增，材料供應緩和，科學技術迅猛發展，橋樑工程又在提高質量、降低造價、降低橋樑養護費等方面獲得了很大改進。 國外橋樑工程的發展 19世紀20年代以前（有鐵路 之前） ①木橋。在公元前2000多年前，巴比倫曾在幼發拉底河上建石墩木樑橋,其木樑可以在夜間撤除,以防敵人偷襲。在羅馬,G.J.愷撒曾因行軍需要,於公元前55年在萊茵河上修建一座長達 300多米的木排架橋。在瑞士琉森至今保存著兩座中世紀式樣的木橋：一是1333年始建的教堂橋,一是1408年始建的托滕坦茨(Totentanz)橋，這兩座橋都有橋屋，頂棚有繪畫。在1756～1766年，瑞士建成跨度為52～73米的三座大木橋，兩座是亦拱亦桁，另一座用木拱承重，位於韋廷根，跨度61米。 在亞洲，木拱橋出現更早，日本岩國市至今保存的5孔錦帶木拱橋，跨度為27.5米，始建於1673年,其圖樣來自中國。18世紀末至19世紀初的三、四十年間，美國盛行建有屋蓋（保護木結構）的大木橋，1815年在賓夕法尼亞州建成的跨越薩斯奎漢納河的麥考爾渡口橋，跨度達到110米，堪稱空前。 ②石橋。古羅馬時代的石拱橋，拱圈呈半圓形，拱石經過細鑿,砌縫不用砂漿。由於不能修建深水基礎,橋墩寬度對拱的跨度之比大多為1/3至1/2，阻水面積過大，因此所修建的跨河橋多已沖毀。西班牙境內有一座 6孔石拱橋,名阿爾坎塔拉(Alcantara)橋，橋墩建在岩石上，至今完好（圖1）。它建成於公元98年，中間兩孔跨度各約28米，橋面高出谷底52米。 歐洲在中世紀（5～10世紀）時期,橋樑建設曾因封建割據而衰退。在中亞和埃及森林較少，因而石橋使用較多。其拱石加工較粗，砌築用石灰砂漿；拱弧在頂部往往形成尖角。這種石橋容易建造，在11～12世紀被引入歐洲，並按當時習俗，在橋上或設定教堂、神龕、神像,或設關卡、碉堡,或設商店、住房。在法國阿維尼翁，1177～1187年建成一座跨越羅訥河的20孔石拱橋，跨度30米左右,曾馳名一時；但屢遭戰火及冰排破壞,現今只留有靠岸的 4孔和上面的小教堂。英國在1176～1209年建成跨越泰晤士河的倫敦老橋,其橋墩阻水面積很大,在潮汐漲落時,橋下流速很高，河床受到沖刷,橋身很早就明顯下沉。它是倫敦的交通要道，經加固維護，使用了600餘年,直到1826年修建倫敦新橋時拆除。1308～1355年在法國卡奧爾建成瓦朗特爾(Valentre)橋,為6孔跨度16.5米,上有設防嚴密且高聳的箭樓3座，至今屹立無損（圖2）。 歐洲在文藝復興時期，為使橋面縱坡平緩，以利交通，城市拱橋矢跨比（矢高與跨度之比）明顯降低，拱弧曲線相應改變，石料加工又趨精細。在義大利，佛羅倫斯的聖特里尼塔(Santa Trinita)橋建於 1567～1569年，共3孔，中跨29.3米，矢跨比為1:7，拱軸為多心圓弧（拱弧半徑在拱趾處小於拱頂處），左右兩弧在拱頂相交， 交角被鑲在拱冠的浮雕掩蓋； 威尼斯里亞爾托(Rialto)橋建於1588～1592年，跨度27.0米，矢高 6.4米，每座橋台下的沖積土內曾打入密布的木樁達6000根。1575～1606年法國建成的巴黎新橋，共12孔，最大跨度19.4米，橋上房屋櫛比，成為鬧市，直到1848～1855年改建時才被拆除。 在18世紀，歐洲石拱橋達到最高水平。這時的橋樑專家當以法國的 J.-R.佩羅內為代表。在世界上歷史最悠久的高等工科學校——巴黎橋路學校於1747年創辦時，佩羅內任校長和教師。他的代表作可舉跨越瓦茲河的聖馬克桑斯橋為例,共3孔,跨度各21.8米，矢高1.98米,墩厚對拱跨比是 1:8，橋墩各由兩對石柱構成。該橋已在1870年毀於戰爭。 在伊朗，伊斯法罕的普勒哈久(Pul Khajoo)橋建於1642～1667年，該橋坐落在攔河大壩之上，有24個尖拱，橋身頗寬，上有樓閣。它是沙漠旅行者嚮往的憩涼攬勝佳地。 ③鑄鐵拱橋。直到冶煉業使用焦炭而能生產大型鑄件時，這種橋才能建造。英國1779年在科爾布魯克代爾(Coalbrookdale)首次建成一座主跨約 30.5米的鑄鐵肋拱橋。該橋曾使用170年，現作為文物保存。 ④鍛鐵鏈桿懸索橋。早期的柔式懸索橋自重小，材料強度低，經不起周期性活荷載的作用（軍隊以整齊步伐過橋，曾使這種橋遭到破壞）；在風荷載作用下，容易摧毀。但英國1820～1826年在梅奈海峽建造的跨度達177米的鍛鐵鏈桿柔式懸索橋（道路橋）,獨能在橋面隨壞隨修的情況下獲得長壽（1940年，在保持原貌的條件下，已將鏈桿換成低合金鋼眼桿）。 19世紀20年代至19世紀末 在出現鐵路初期，西歐的鐵路橋主要使用石拱和鑄鐵肋拱。在將鑄鐵肋拱用於多跨橋時，為使橋墩不受拱的水平推力，經在同一拱肋兩端之間設定系桿，形成系桿拱（見組合體系橋）。例如英國1849年用這種方法在紐卡斯爾建成 6×37.8米雙層（上層為鐵路，下層為道路）鑄鐵拱橋。美國和俄國較多地使用木橋；其跨谷橋則常採用木排架橋；過河的大跨橋則採用木拱和木桁架梁橋。1840年獲得專利權的美國豪氏桁架梁，在構造上是同俄國嬠.И.茹拉夫斯基在修建聖彼得堡（今列寧格勒）至莫斯科鐵路時所設計的大跨桁架梁木橋一樣；其弦桿和交叉腹桿用木材，豎向腹桿則用圓鐵，構造簡單，受力明確，可以作為當時桁架梁的代表。鍛鐵和鋼材的出現，逐步改變了鐵路橋的面貌。1845年，英國J.內史密斯發明蒸汽打樁機；1851年，英國在羅切斯特一座橋的施工中使用氣壓沉箱基礎（下沉深度達18.5米），從此結束了深水江河不能修橋的歷史。 ①鍛鐵橋。1832年,英國在格拉斯哥開始用I形截面鍛鐵建造梁式橋。這種橋的跨度後來曾達到 9.6米。40年代英國要修建一座跨越梅奈海峽的大跨鐵路橋，鑄鐵拱橋滿足不了海軍對橋下淨空的要求，懸索橋則剛度不夠。當時修建該鐵路的負責人R.史蒂芬森認為：用鍛鐵型材造一個巨型箱管，尺寸大到足以容納鐵路列車從其中駛過，則其剛度可以大為提高；再用石塔支住鐵質懸索，並用吊桿將箱管吊在懸索之下，想必可行。因為他當時還不懂力學計算(法國C.-L.-M.-H.納維於1842年已提出彈性梁理論，但英國工程界還不知道),乃用結構試驗的方法成功地決定了箱管梁的截面形狀和細節；同時，還證明了該橋不用懸索也有足夠的剛度。但是，石塔還是修建了。這座橋建於1845～1850年，稱不列顛箱管橋，4孔連續，分跨為70+140+140+70米。由於在興建這座橋的過程中所做的試驗證實了實腹梁的可靠性，從19世紀後期起鋼板梁橋在小跨鐵路橋中被普遍採用（這時鋼已代替了鐵，且小跨板梁比箱梁便於製造及架設），直到20世紀50年代才逐漸為鋼筋（預應力）混凝土梁所代替。 ②鋼橋。19世紀50年代以後，靜定鋼桁架梁的內力分析方法逐步被工程界所掌握。1867年，德國的H.格貝爾在哈斯富特建成了一座靜定懸臂桁架梁橋（這種梁因此也稱格貝爾梁）。1880～1890年,英國採用該橋式,建成了跨度空前（達521.2米）的福斯灣鐵路橋,總長1620米,支承處的桁架高度達110米。這座橋桿件粗大，結構高大，剛度和承載能力都可滿足鐵路橋要求，外觀則不如拱橋和懸索橋。1867～1874年，美國建成了聖路易斯鋼拱橋(圖3)，主跨158米，兩邊跨各為153米。其承重結構是無鉸桁架拱,桁桿由鋼質圓管制成。該橋的優點在能用小截面桿件拼裝成剛度大的鐵路橋。在英國用鍛鐵建成不列顛箱管橋時，美國J.A.羅布林於1851～1855年在尼亞加拉河上，用平行鍛鐵絲纜索建造一座跨度為250米的公鐵兩用懸索橋;塔用石砌，加勁桁架梁為木製；在纜索之外，還用若干斜拉索將加勁桁梁同塔頂及設在岩壁的錨固點緊連（具有斜張橋式構造）。此橋開通時,總重368噸的列車（機車重量為28噸）穩穩駛過。後來曾將其加勁梁改為鋼製，石塔改為鐵制，該橋的壽命是42年（因鐵路活載不斷加大而為一跨度168米的鋼拱橋代替）。1869～1883年,美國建成布魯克林橋。它是一座跨度達487米的城市懸索橋,至今仍被使用。它的抗風性能好，為懸索橋向更大跨度發展開創了先例。（見彩圖） 20世紀初至中葉 結構力學的彈性內力分析方法普遍用於超靜定承重結構的橋樑設計，為創造長跨紀錄的工作取得有力的科學依據。 ①鋼橋。這一時期建成的鋼橋：鐵路橋有加拿大魁北克橋（1918年，主跨548.6米的懸臂桁架梁）,美國紐約鬼門(Hell Gate)兩鉸桁架拱橋（1916年，主跨298米，4線重載鐵路，道碴橋面）,俄亥俄州塞歐托維爾兩跨連續桁架梁橋（1917年，跨度236.3米）,伊利諾州梅特羅波利斯簡支桁架梁橋(1917年，主跨219.5米);公路橋有澳大利亞悉尼港橋（1932年，跨度503米鋼桁拱，(見彩圖），美國貝永(Bayonne)鋼桁拱橋（1931年，跨度503.6米）,美國紐約喬治·華盛頓懸索橋（1931年，跨度1066.8米），舊金山金門懸索橋（1937年，跨度1280.2米）。在此期間蘇聯在第聶伯河修建了公鐵兩用鋼桁架拱橋（1930年,跨度224米，在第二次世界大戰中被毀,1952年重建為跨度228米的鋼筋混凝土拱橋）；在莫斯科運河上修建了克雷姆斯基鐵鏈桿懸索橋（1938年，跨度168米）。 ②鋼筋混凝土橋。1900年前後鋼筋混凝土逐漸受到橋樑界重視,被用在拱橋和梁式橋中。鋼筋混凝土拱橋的跨度記錄不斷被刷新。在20年代初最大跨度為100米。其後則有：1930年建成的法國普盧加斯泰勒(Plougastel)橋13孔淨跨各為171.7米;1934年建成的瑞典斯德哥爾摩特蘭貝里（Traneberg）公路橋跨度178.4米；1939年建成的西班牙埃斯拉鐵路橋淨跨 192.4米；1943年建成的瑞典桑德橋跨度 264米。而鋼筋混凝土實腹梁橋則進展緩慢,跨度記錄只達到78米(1939年建成的法國跨越塞納河的老維勒訥沃-聖喬治橋)。蘇聯於1937年在列寧格勒修建沃洛達爾斯基橋時,用浮運法架設兩跨各101米的無推力鋼筋混凝土拱、梁組合體系橋。 20世紀中葉至今 公路橋和城市橋的大量興建，新型橋的廣泛採用，傳統橋式施工方法的改進，使橋樑工程取得新成就。由於特大跨公路橋造價高，為籌措建橋資金，在美國一向流行的收費橋制度在資本主義世界又風行一時，這就是對待建的特大橋組織相應機構，發行債券，藉以取得建橋資金，並在橋建成後向過橋車輛和行人徵收過橋費，以便在幾十年內對債券還本付息；待債券還清後，便可免費過橋。在懸索橋方面如英國的福斯灣公路橋(跨度1006米)和塞文河橋（跨度 986.6米），法國的唐卡維爾橋（1959年，跨度610米）,葡萄牙的薩拉查橋（1966年，跨度1013米）都是採用這種方法建成的。 ①鋼橋。第二次世界大戰後，西德1948年在科隆—多伊茨復建萊茵河橋，分跨是132.1+184.5+120.7米,車道寬度11.6米，採用的實腹梁取鉚焊並用的構造，用鋼量為老橋的61%，是節約鋼材的第一例（老橋為自錨式鏈桿懸索橋）。1950年，正交異性鋼橋面板開始在科布倫茨的內卡河橋使用，分跨是56+75+56米。這種橋面較輕,且能充當實腹樑上翼緣,1951年用於杜塞道夫—諾伊斯萊茵河橋時,使鋼實腹梁橋跨度達到206米；1974年巴西修建的瓜納巴拉灣橋跨度達到300米。1955年,斜張橋首先在瑞典斯特倫松德(Str?msund)建成，分跨是75+182.6+75米。1959年，聯邦德國修建了塞韋林獨塔斜張橋,其主跨達302米；鋼筋混凝土斜張橋和鋼斜張橋跨度已分別達到440和404米。傳統的懸索橋、鋼拱橋和懸臂桁架梁橋，也各有長跨記錄（見橋樑工程）。 ②預應力混凝土橋。早在1936年，德國曾在奧厄修建一座採用無粘結鋼筋的預應力混凝土橋，主跨69米，但未取得預期成效。法國E.弗雷西內在深入研究預應力混凝土性能和張拉、 錨固工藝的基礎上， 在第二次世界大戰後缺乏木材和鋼筋的條件下，於1946年在呂藏西(Luzancy) 用預應力鋼筋將預製的混凝土梁段串連成整體，不用支架，只用臨時塔索，在馬恩河上建成跨度55米的雙鉸剛架橋；在1946～1950年，又按同樣做法，在埃斯布利等地建成跨度74米的橋 5座。聯邦德國於1950年在巴爾杜因施泰因(Balduinstein)的蘭河修建主跨為62米的預應力混凝土橋，使用巴西在1930年未取得成效的懸臂灌築法取得成功。在1952年及1964年，聯邦德國又採用此法建成沃爾姆斯和本多夫橋，其主跨分別達到114.2及208.0米。1962～1964年，法國在塞納河上用懸臂拼裝法建成分跨為34.8+61.4+34.8米的預應力混凝土橋並取得壓縮工期的效果。1979年，聯邦德國要在1948年所復建的科隆—多伊茨萊茵河橋鋼實腹梁旁邊原預留複線橋位處,增建同樣分跨和同樣主要尺寸的連續梁,經方案比較,預應力混凝土梁的造價比鋼樑造價低15%。至於預應力混凝土斜張橋，因受懸臂樑橋和鋼斜張橋的啟發，其構思在50年代已經成熟；出於其他原因，1962年才在委內瑞拉馬拉開波湖上首次建成,主跨是235米。這種橋的跨度已發展到 400米以上。鋼筋混凝土拱橋，在採用無支架施工方面也取得了進展(見混凝土橋架設)。(見彩圖)
