文献综述
一、 桥梁概述
1.一般桥梁介绍
桥梁是供车辆（汽车，列车）和行人跨越障碍（河流，山谷，河湾或其他线路等）的工程建筑物。桥梁的组成部分的划分与桥梁结构体系有关。就常见的简支梁桥而言，通常是由上部结构（梁及其辅助设施），下部结构（桥墩，桥台，基础），以及支座组成。
桥梁的分类方法有多种，就用途分类，可分为：公路桥，铁路桥，公铁两用桥，人行桥；就桥垮结构所用材料来划分，有钢桥，钢筋混凝土桥，预应力混凝土桥，结合梁桥，砌体材料的拱桥和木桥；就桥跨结构与桥面相对位置划分，有上承式，下承式和中承式；就结构体系划分，有梁桥，拱桥，悬索桥三种基本体系，以及由两种基本体系或一种基本体系与梁，柱，塔及斜索等结构形式的组合体系，如斜拉桥等。 2.高速铁路桥梁介绍
本设计针对研究高速铁路桥梁。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型式，可细分为简支梁桥、连续梁桥和悬臂梁桥。铁路桥梁荷载大，冲击力大，行车密度大，要求能抵抗自然灾害的标准高，特别是结构要求有一定的竖向横向刚度和动力性能。100多年来，中国铁路的建桥技术取得了举世瞩目的进步，研究制造出高强度耐久的新材料，设计出先进合理的桥式结构，拥有科学先进的制造和施工工艺设备。现在，桥长可达11700米，墩高可达183米，最大跨度可达300多米；另外，多跨连续梁桥、斜腿刚构桥、柔性拱刚性桁梁桥、栓焊梁桥、平弯桥、双薄壁墩桥、高墩V形支撑桥、斜拉桥、钢拱桥等等科技含量很高的铁路桥，都出现在我国的大江大河上。中国桥梁的设计和施工已经达到了世界先进水平。
高速铁路桥梁以中小跨度为主。由于高速铁路对线路、桥梁、隧道等土建工程的刚度要求严格，因此，高速铁路桥梁跨度以中小跨度为主。以京沪高速铁路上的桥梁为例，绝大多数为中小跨度，常用桥式为等跨布置的双线整孔简支梁，跨度有24米、32米、40米几种，以32米梁居多，其中20米以下跨度的桥梁由4至5片T梁组成。
高速铁路桥梁刚度较大，整体性好。高速铁路桥梁必须具有足够大的刚度和良好的整体性，以防止桥梁出现较大挠度和振幅。同时，必须限制桥梁的预应力徐变上拱和不均匀温差引起的结构变形，以保证轨道的高平顺行。一般来说，高速铁路桥梁设计主要由刚度控制，强度基本上不控制其设计。尽管高速铁路活载小于普通铁路，但实际应用的高速铁路桥梁在梁高、梁重上均超过普通铁路。
高速铁路桥梁要求纵向刚度大。高速铁路要求依次铺设跨区间无缝线路，而桥上无缝线路钢轨的受力状态不同于路基，结构的温度变化、列车制动、桥梁挠曲会使桥梁在纵向产生一定位移，引起桥上钢轨产生附加应力。过大的附加应力会造成桥上无缝线路失稳，影响行车安全。因此，墩台基础要有足够的纵向刚度，以尽量减少钢轨附加应力和梁轨间的相对位移。
高速铁路桥梁要求结构便于检查维修。高速铁路的中断行车会造成很大的经济损失和社会影响，因此高速铁路桥梁一方面要尽量减少维修，另一方面要便于日常检查和维修。一些国家在设计高速铁路桥梁时，将改善结构物的耐久性作为主要设计原则，统一考虑合理的结构布局和结构细节，规定高速铁路桥梁在结构耐久性方面以50年不需维修为设计基准期，在日常检查、养护前提下，期待能达到100年的耐用期。
世界范围内的高速铁路90%以上的桥梁都选用混凝土结构，桥梁主体结构和附属设施的材料除满足相关规范要求外，对组成混凝土原材料的选择、外加剂的成分、后张法预应力的管道压浆材料都有具体规定，旨在保证结构耐久。为减弱桥梁振动和减少噪声，以钢筋混凝土、预应力混凝土和部分预应力混凝土、型钢混凝土桥为宜。钢筋混凝土及部分预应力混凝土梁应比一般铁路桥梁更严格控制裂缝宽度，在不得已的情况下使用钢桥时，最好采用外包混凝土梁，桥面采用正交异性板桥面构造。在梁高、施工等受限的地方，可考虑组合梁方案。
根据高速铁路对桥梁动力性能的要求和我国铁路桥梁建设的经验，结合桥梁工程造价和施工运营条件，一般都选用简支梁、连续梁、组合梁、刚架及拱等刚度大的桥型，跨度一般不超过100米。小跨度刚架桥的截面形式以现浇板梁为宜；简支梁与连续梁桥的截面以单箱单室箱梁为宜；钢桁架桥的桥面系以采用正交异性板为宜；组合梁桥也以箱形截面为宜。中小跨度桥梁中，在地形、地质及桥位适合的地方，可采用拱桥、连续钢构、斜拉桥等桥式，一般采用下承式结构为宜。40米以上的中等跨度桥梁基本可采用箱形截面预应力混凝土连续梁形式，40米以下的小跨度桥梁则主要采用预应力混凝土或部分预应力混凝土简支梁。
在结构形式方面，就桥面而言，其布置是否合理将直接影响桥梁的耐久性和运营期间的维修作业。我国高速铁路桥梁采用双线整体桥面，设置了防排水体系、防护墙、电缆槽、接触网支柱、检查通道人行道板、栏杆或声屏障，可以有效防止列车颠覆、便于线路养护等。就上部结构而言，在双线并列的情况下，梁部结构可采用两单线桥的分离结构，也可采用双线整体式结构。对于中等跨度混凝土连续梁结构，以采用双线整体结构较为合理；对于小跨度桥，则需要从制造、运输、假设、运营、养护及动力性能等方面进行考虑。就下部结构而言，中小跨度桥梁宜采用轻型墩台，特别是对于多跨联孔的高架桥。除高地震区外，宜优先采用轻型的耳墙式桥台，轻型桥墩优先采用双柱式墩。基础形式的选择主要取决于
桥址处的水文地质情况，除深水河流外，一般用明挖扩大基础和桩基础。此外，高速铁路桥梁对支座的要求也很严格，除了减振性能外，主要在于更严格的横向位移限制。
3、预应力混凝土桥梁介绍
预应力混凝土连续梁桥以结构受力性能好、变形小、伸缩缝少、行车平顺舒适、造型简洁美观、养护工程量小、抗震能力强等而成为最富有竞争力的主要桥型之一。本章简介其发展：
由于普通钢筋混凝土结构存在不少缺点：如过早地出现裂缝，使其不能有效地采用高强度材料，结构自重必然大，从而使其跨越能力差，并且使得材料利用率低。
为了解决这些问题，预应力混凝土结构应运而生，所谓预应力混凝土结构，就是在结构承担荷载之前，预先对混凝土施加压力。这样就可以抵消外荷载作用下混凝土产生的拉应力。自从预应力结构产生之后，很多普通钢筋混凝土结构被预应力结构所代替。
预应力混凝土桥梁是在二战前后发展起来的，当时西欧很多国家在战后缺钢的情况下，为节省钢材，各国开始竞相采用预应力结构代替部分的钢结构以尽快修复战争带来的创伤。50年代，预应力混凝土桥梁跨径开始突破了100米，到80年代则达到440米。虽然跨径太大时并不总是用预应力结构比其它结构好，但是，在实际工程中，跨径小于400米时，预应力混凝土桥梁常常为优胜方案。 我国的预应力混凝土结构起步晚，但近年来得到了飞速发展。现在，我国已经有了简支梁、带铰或带挂梁的T构、连续梁、桁架拱、桁架梁和斜拉桥等预应力混凝土结构体系。
虽然预应力混凝土桥梁的发展还不到80年。但是，在桥梁结构中，随着预应力理论的不断成熟和实践的不断发展，预应力混凝土桥梁结构的运用必将越来越广泛。
连续梁和悬臂梁作比较：在恒载作用下，连续梁在支点处有负弯矩，由于负弯矩的卸载作用，跨中正弯矩显著减小，其弯矩与同跨悬臂梁相差不大；但是，在活载作用下，因主梁连续产生支点负弯矩对跨中正弯矩仍有卸载作用，其弯矩分布优于悬臂梁。虽然连续梁有很多优点，但是刚开始它并不是预应力结构体系中的佼佼者，因为限于当时施工主要采用满堂支架法，采用连续梁费工费时。到后来，由于悬臂施工方法的应用，连续梁在预应力混凝土结构中有了飞速的发展。60年代初期在中等跨预应力混凝土连续梁中，应用了逐跨架设法与顶推法；在较大跨连续梁中，则应用更完善的悬臂施工方法，这就使连续梁方案重新获得了竞争力，并逐步在40—200米范围内占主要地位。无论是城市桥梁、高架道路、山谷高架栈桥，还是跨河大桥，预应力混凝土连续梁都发挥了其优势，成为优胜
方案。目前，连续梁结构体系已经成为预应力混凝土桥梁的主要桥型之一。 然而，当跨度很大时，连续梁所需的巨型支座无论是在设计制造方面，还是在养护方面都成为一个难题；而T型刚构在这方面具有无支座的优点。因此有人将两种结构结合起来，形成一种连续—刚构体系。这种综合了上述两种体系各自优点的体系是连续梁体系的一个重要发展，也是未来连续梁发展的主要方向。 另外，由于连续梁体系的发展，预应力混凝土连续梁在中等跨径范围内形成了很多不同类型，无论在桥跨布置、梁、墩截面形式，或是在体系上都不断改进。在城市预应力混凝土连续梁中，为充分利用空间，改善交通的分道行驶，甚至已建成不少双层桥面形式。
在我国，预应力混凝土连续梁虽然也在不断地发展，然而，想要在本世纪末赶超国际先进水平，就必须解决好下面几个课题：
1．发展大吨位的锚固张拉体系，避免配束过多而增大箱梁构造尺寸，否则
混凝土保护层难以保证，密集的预应力管道与普通钢筋层层迭置又使混凝土质量难以提高。
2．在一切适宜的桥址，设计与修建墩梁固结的连续—刚构体系，尽可能不
采用养护调换不易的大吨位支座。
3．充分发挥三向预应力的优点，采用长悬臂顶板的单箱截面，既可节约材
料减轻结构自重，又可充分利用悬臂施工方法的特点加快施工进度。 另外，在设计预应力连续梁桥时，技术经济指针也是一个很关键的因素，它是设计方案合理性与经济性的标志。目前，各国都以每平方米桥面的三材（混凝土、预应力钢筋、普通钢筋）用量与每平方米桥面造价来表示预应力混凝土桥梁的技术经济指针。但是，桥梁的技术经济指针的研究与分析是一项非常复杂的工作，三材指标和造价指标与很多因素有关，例如：桥址、水文地质、能源供给、材料供应、运输、通航、规划、建筑等地点条件；施工现代化、制品工业化、劳动力和材料价格、机械工业基础等全国基建条件。同时，一座桥的设计方案完成后，造价指针不能仅仅反应了投资额的大小，而是还应该包括整个使用期限内的养护、维修等运营费用在内。通过连续梁、T型刚构、连续—刚构等箱形截面上部结构的比较可见：连续—刚构体系的技术经济指针较高。因此，从这个角度来看，连续—刚构也是未来连续体系的发展方向。
总而言之，一座桥的设计包含许多考虑因素，在具体设计中，要求设计人员综合各种因素，作分析、判断，得出可行的最佳方案。
二、 桥梁国内外发展
综合近代历史，可以认为，每当陆地交通工具（火车，汽车）发生重大变化（这对桥梁在载重和跨度方面提出新的要求），每当工程材料（混凝土，钢材）产生重大进步，便推动了桥梁工程技术的发展。
