橋梁是人類最杰出的建筑之一，美國(guó)舊金山金門大橋、澳大利亞悉尼港橋、英國(guó)倫敦橋、日本明石海峽大橋、中國(guó)江陰長(zhǎng)江大橋等，都是一件件寶貴的空間藝術(shù)品，成為陸地、江河、海洋和天空的景觀，成為城市標(biāo)志性建筑。
人們很早就能利用鋼鐵來(lái)制造橋梁了。英國(guó)在1779年，建成了世界上最早的鑄鐵橋――科爾布魯克德?tīng)柎髽颍玳L(zhǎng)30m，高12m）。這座橋至今仍在使用，各個(gè)構(gòu)件間的連接方法采用了以往木結(jié)構(gòu)的接頭和榫接技術(shù)。我國(guó)四川大渡河上在1706年建成了著名的鐵索橋，這也可能是世界是最早的懸索橋雛型。
支撐現(xiàn)代建筑的結(jié)構(gòu)材料主要是鋼鐵和混凝土。鋼鐵的高強(qiáng)度和穩(wěn)定的性能，韌性好而且適合于工廠化批量生產(chǎn)，使得鋼鐵成了最佳建筑用結(jié)構(gòu)材料。鋼鐵技術(shù)發(fā)展，促進(jìn)了人類歷史上建筑技術(shù)的變革。18世紀(jì)后半葉起，人們開(kāi)始應(yīng)用鑄鐵技術(shù)進(jìn)行工廠、倉(cāng)庫(kù)、商場(chǎng)、停車場(chǎng)等的建造，框架、桁架和拱結(jié)構(gòu)獲得了廣泛的應(yīng)用。由于科技之發(fā)展及鋼材品質(zhì)之進(jìn)步，鋼結(jié)構(gòu)之重要性被先進(jìn)國(guó)家所肯定，在一些先進(jìn)城市，大樓、橋梁、大型公共工程，多采用鋼結(jié)構(gòu)建筑。但是鋼鐵最大的問(wèn)題是它的腐蝕性，如何防止鋼鐵橋梁的腐蝕，有效地保護(hù)橋梁構(gòu)件，延長(zhǎng)使用期，是鋼鐵橋梁建造中要考慮的頭等大事之一。
混凝土也是現(xiàn)代最重要的建筑材料之一，廣泛用于大壩、、地板、貯槽等。高強(qiáng)度預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)被廣泛應(yīng)用于現(xiàn)代橋梁的橋塔建造，以及許多剛構(gòu)連續(xù)橋梁方面。堅(jiān)硬的混凝土本身也耐腐蝕的材料，經(jīng)常用于鋼結(jié)構(gòu)的保護(hù)，但是混凝土也有反應(yīng)性，比如說(shuō)在酸性環(huán)境中，所以它的表面也需要涂料的保護(hù)。
第一節(jié) 橋梁建筑的發(fā)展
橋梁可以分為鐵路橋和公路橋，根據(jù)需要，鐵路橋和公路橋可以兩橋合一，典型的如我國(guó)早期建設(shè)的南京長(zhǎng)江大橋和武漢長(zhǎng)江大橋，以及澳大利亞的悉尼港口大橋。在橋面結(jié)構(gòu)上，鐵路橋以桁架梁為主，公路橋現(xiàn)在的發(fā)展以箱形梁為主。
現(xiàn)代化的橋梁建設(shè)，主要有斜拉橋、懸索橋、拱橋、PC連續(xù)剛構(gòu)橋等建造形式。下面我們分別回顧一下這幾類橋梁的建設(shè)歷史，同時(shí)了解一下這些橋梁的結(jié)構(gòu)形態(tài)，這對(duì)如何進(jìn)行防腐蝕設(shè)計(jì)有著相當(dāng)大的幫助。
1.斜拉橋（Cable Stayed Bridge）
將梁用若干根斜拉索拉在塔在上，便形成斜拉橋。與多孔梁橋?qū)φ掌饋?lái)看，一根斜拉索就是代替一個(gè)橋墩的（彈性）支點(diǎn)，從而增大了橋梁的跨度。斜拉橋是大跨度橋梁的最主要橋型，在跨徑200~800m的范圍內(nèi)占據(jù)著優(yōu)勢(shì)，對(duì)于200-650米跨度的公路橋（鐵路橋在400米以下）中，斜拉橋是較佳的方案。
斜拉橋由索塔、主梁、斜拉索組成，選擇不同的結(jié)構(gòu)外形和材料可以組合成多彩多姿、新穎別致的各種形式。索塔型式有A型、倒Y型、H型、獨(dú)柱，材料有鋼、混凝土的。主梁有混凝土梁、鋼箱梁、結(jié)合梁、混合式梁。斜拉索布置有單索面、平行雙索面、斜索面，拉索材料有熱擠PE防護(hù)平行鋼絲索、PE外套防護(hù)鋼絞線索。
現(xiàn)代斜拉橋可以追溯到1956年瑞典建成的主跨182.6米斯特倫松德橋。歷經(jīng)半個(gè)世紀(jì)，斜拉橋技術(shù)得到空前發(fā)展，跨徑大于400m有40余座。20世紀(jì)90年代以后在世界上建成的著名的斜拉橋有法國(guó)諾曼底斜拉橋（主跨856米），南京長(zhǎng)江二橋鋼箱梁斜拉橋（主跨628米）、福建青州閩江結(jié)合梁斜拉橋（主跨605米）、挪威斯卡恩圣特混凝土梁斜拉橋（主跨530米），1999年日本建成的世界最大跨度多多羅大橋（主跨890米），是斜拉橋跨徑的一個(gè)重大突破，是世界斜拉橋建設(shè)史上的一個(gè)里程碑。
我國(guó)第一座斜拉橋在1975年于四川云陽(yáng)建成，主跨76米。我國(guó)在1991年建成了上海南浦大橋（主跨為423米結(jié)合梁斜拉橋），開(kāi)創(chuàng)了我國(guó)修建400米以上大跨度斜拉橋的先河，大跨徑斜拉橋如雨后春筍般的發(fā)展起來(lái)。我國(guó)已成為擁有斜拉橋最多的國(guó)家，在世界10大著名斜拉橋排名榜上，中國(guó)有6座，跨度600米以上的斜拉橋世界僅有6座，中國(guó)占了4座。2001年建成的南京長(zhǎng)江二橋鋼箱梁斜拉橋（主跨628米），名列世界第三位。
2.懸索橋（Suspension Bridge）
懸索橋是制造方面技術(shù)最為復(fù)雜，橋型最為漂亮的橋梁。一千米以上的橋梁只能使用該種橋型建造。
利用鐵鏈作懸索的橋梁，比較有名的就是我國(guó)四川大渡河上面的瀘定橋了，它于1706年建成。最早利用眼桿和銷鉸作懸鏈的橋梁，是英國(guó)于1826年建成的麥地海峽橋和1864年建成的克利夫頓（clifton）橋，這兩座橋至今還在使用。利用鋼絞線和鋼絲等制造的現(xiàn)代懸索橋是在二十世紀(jì)以后才出現(xiàn)的。
美國(guó)是最早進(jìn)行現(xiàn)代懸索橋建設(shè)的國(guó)家。在1903年建成的主跨為488m的威廉姆斯堡橋（Williamsburg Bridge）。著名的舊金山金門大橋（Golden Bridge）于1937年落成，主跨達(dá)到了1280m。1964年，美國(guó)建成了主跨超過(guò)金門大橋18m(18+1280=1298m)的維拉扎諾海峽橋（Verrnzano Narrows Bridge）。此橋?yàn)楫?dāng)時(shí)的世界最大跨度的懸索橋，紀(jì)錄保持了17年，直到1981年被英國(guó)主跨為1410m的恒伯爾橋（Hubmer）打破。
歐洲最早的大跨度懸索橋是1959年法國(guó)建成的主跨為608m的坦卡維爾橋（Tancariville Bridge）。首次采用鋼箱梁與斜吊索的懸索橋是英國(guó)在1966年建成的主跨988m的塞文橋（Severn），開(kāi)創(chuàng)了懸索橋建設(shè)的另一流派。
日本的懸索橋建設(shè)在20世紀(jì)80年代為高峰期，以本四連絡(luò)橋?yàn)榇恚?983年在尾道－今治線上建成主跨770m的因島大橋和1985年建成的主跨560m大島大橋；1985年建成的主跨876m的大鳴橋位于神戶―鳴門線上；兒島－坂出線上，1988年建成了主跨940m的下津井大橋，主跨1100m的南備贊大橋和主跨990m的北備贊大橋。日本在1998年建成了世界最大跨度的明石海峽大橋（主跨1991米）。從1000米到近2000米，這是一個(gè)重大突破，是世界懸索橋建設(shè)史上的又一座豐碑。
我國(guó)此時(shí)也進(jìn)行了懸索橋建設(shè)的高峰期，主跨648m的廈門海滄大橋，900m的西陵峽長(zhǎng)江大橋，888m的虎門大橋，452m的廣東汕頭海灣大橋，960m的宜昌長(zhǎng)江大橋，重慶市主跨612m的鵝公巖長(zhǎng)江大橋等。1998年建成的江陰長(zhǎng)江大橋（主跨1385米）和1999年建成的香港青馬大橋（主跨1377米，公鐵兩用），現(xiàn)在分別位列世界第四、第五位。正在建設(shè)中的潤(rùn)揚(yáng)大橋南汊橋?yàn)?490 m單跨雙鉸鋼箱梁懸索橋，是我國(guó)建橋史上工程規(guī)模最大，技術(shù)含量最高的現(xiàn)代化特大型橋梁工程，建成后可以超過(guò)英國(guó)的恒伯爾橋成為世界主跨第三。
懸索橋懸掛系統(tǒng)大部分情況下用”索”做成，所以叫作”懸索橋”。和拱橋不同的是，作為承重結(jié)構(gòu)的拱肋是剛性的，而作為承重結(jié)構(gòu)的懸索則是柔性的。為了避免在車輛駛過(guò)時(shí)，橋面隨著懸索一起變形，現(xiàn)代懸索橋一般均設(shè)有剛性梁（又稱加勁梁）。橋面鋪在剛性梁上，剛性梁吊在懸索上。懸索一般均支承在兩個(gè)塔柱上。塔頂設(shè)有支承懸索的鞍形支座。承受很大拉力的懸索的端部通過(guò)錨碇固定在地基中，個(gè)別也有固定在剛性梁的端部者，稱為自錨式懸索橋。
懸索橋的主體結(jié)構(gòu)可以分為三大部分：
? 橋塔
? 纜索
? 加勁梁
橋塔
在20世紀(jì)60年代以前，較大跨度的懸索橋的橋塔幾乎全是鋼鐵制造，由美國(guó)的一系列著名懸索橋?yàn)榇恚缗f金山奧克蘭海灣大橋、舊金山金門大橋等等。
日本的懸索橋一直是采用的鋼塔，因?yàn)槿毡臼莻€(gè)多震國(guó)家，采用鋼結(jié)構(gòu)橋塔比混凝土結(jié)構(gòu)要輕，抗震性好。并且，日本的鋼結(jié)構(gòu)制造和安裝架設(shè)方面其能力也是世界上一流的。優(yōu)質(zhì)的栓焊技術(shù)和大型浮吊整體施工，在很大程度上加快了工期，減少了勞動(dòng)力。
早期的美國(guó)懸索橋橋塔采用鉚接結(jié)構(gòu)，將鋼板和角鋼連接成多格式塔柱，格室內(nèi)空間很小，對(duì)于涂料的施工很不方便。美國(guó)舊金山－澳克蘭海灣大橋的塔柱截面為十字形，4個(gè)分肢有若干個(gè)小格室。
近年來(lái)由于栓接和焊接技術(shù)的發(fā)展，鋼塔柱改用了有加勁肋條的大鋼板來(lái)組成大格式截面，大部分為大十字型或T型截面，格室大且數(shù)量少（有的只有一個(gè)格式）。這樣就有利涂料的施工和維修了。其代表性的內(nèi)部結(jié)構(gòu)，如1988年建成的博斯普魯斯海峽二橋塔柱截面見(jiàn)下圖。

混凝土澆注，特別是模板技術(shù)，是在近幾十年才發(fā)展起來(lái)的。所以混凝土橋塔是在20世紀(jì)60年代左右才采用的。1959年，法國(guó)的坦卡維爾橋（Tancarvile）首先使用了混凝土進(jìn)行橋塔的建設(shè)。1981年建成的當(dāng)時(shí)世界第一跨度（1410m）的英國(guó)恒伯爾大橋，也使用了混凝土進(jìn)行橋塔的修建。從此，大跨度橋梁開(kāi)始了混凝土修建橋塔的潮流（日本除外）。我國(guó)的大跨度橋梁全部是采用混凝土進(jìn)行澆注的。
纜索
懸索橋的纜索體系包括主纜和吊索。吊索有時(shí)也會(huì)用眼桿圓桿，這時(shí)可以稱之為吊桿，但是現(xiàn)代懸索橋主要是采且柔性大，操作性強(qiáng)的鋼絲索作為吊拉構(gòu)件，即吊索。
主纜的截面一般先由?5mm左右的鋼絲組成鋼絲束股，然后再由若干根鋼絲束股組成一根主纜。鋼絲束股的方法有兩種，空中編絲成纜（Air Spinning）和預(yù)制平行鋼絲束股（Prefabricated Parallel Strands）。前者簡(jiǎn)稱AS法，后者簡(jiǎn)稱PS法或PWS法（Parallel Wire Strands）。
PS法最早在美國(guó)的新港橋上應(yīng)用，但是日本是大量采用并發(fā)展該方法的國(guó)家。PS法可以在建造橋梁的同時(shí)在車間進(jìn)行鋼絲索的編制，加快了施工進(jìn)度。但是它要求有非常大噸位的起重運(yùn)輸設(shè)備。在我國(guó)，除了青馬大橋外，其它所有的懸索橋都采用PS法編制主纜，虎門大橋有一部分主纜是在現(xiàn)場(chǎng)編制的。
加勁梁
加勁梁為涂裝防腐的主要部位，也是耗漆量最多的地方（除了鋼質(zhì)橋塔外）。懸索橋的加勁梁的主要使用的是鋼結(jié)構(gòu)，我國(guó)的汕頭海灣大橋（主跨452m）則是個(gè)例外，采用了混凝土箱梁。
早期的加勁梁都為鋼桁梁，目前鐵路橋和公鐵兩用橋都是采用的這一形式。
1940年美國(guó)在華盛頓洲建成主跨853m的塔科馬老橋，加強(qiáng)梁采用了鋼板梁，由于其斷面抗風(fēng)性差，在建成當(dāng)年11月7日被風(fēng)吹斷。以此為鑒，進(jìn)行了的風(fēng)洞試驗(yàn)，1950年重建塔科馬新橋，加強(qiáng)梁改為鋼桁梁結(jié)構(gòu)。從此，風(fēng)洞試驗(yàn)成為了懸索橋設(shè)計(jì)的必要手段。
流線型鋼箱梁最早的使用是從英國(guó)Severn橋開(kāi)始的，我國(guó)的許多橋梁采用的都是鋼箱梁。與鋼桁梁相比，鋼箱梁為平面構(gòu)件，對(duì)于涂裝來(lái)說(shuō)非常方便，也便于以后的維修保養(yǎng)。并且，內(nèi)部作為封閉結(jié)構(gòu)，可以采用抽濕機(jī)防銹。
香港青馬大橋（主跨1377m），從外觀上看近似于能透風(fēng)的鋼箱梁，而內(nèi)部結(jié)構(gòu)有兩片高6.3m的縱向主桁架，橫向中心距26m，它們與上下兩層正交異性鋼橋面共同提供抗彎剛度并支承橋面車道。沿加勁梁的縱向，在梁體內(nèi)第隔4.5m就布置有無(wú)斜用桿的剛性橫向框架，它由中央兩根豎桿加上主桁架內(nèi)的兩根豎桿以及上下橫梁組成。下層橋面的的雙線輕載客運(yùn)鐵道即從這些框架中通過(guò)。所以實(shí)則上青馬大橋的加勁梁為雙層橋面鋼桁梁。
3.拱橋
世界上最出名的拱橋可能是澳大利亞悉尼港口大橋，這是一座公路鐵路并行的兩用橋，它與附近的悉尼歌劇院成了澳大利亞的象征。
拱橋是我國(guó)歷史悠久的源遠(yuǎn)流長(zhǎng)的一種技術(shù)。目前世界上最大跨度的石拱橋是2001年在山西晉城跨徑達(dá)146m的晉焦高速公路丹河大橋。根據(jù)建筑材料的發(fā)展使用，拱橋從早期的石拱橋到混凝土拱橋，到現(xiàn)在的鋼管混凝土拱橋和鋼拱橋，無(wú)論從材質(zhì)還是形態(tài)，以及長(zhǎng)度方面都有了新的突破。
我國(guó)大跨度混凝土拱橋的建設(shè)技術(shù)，現(xiàn)在居于國(guó)際領(lǐng)先水平。1997年建成的重慶萬(wàn)州長(zhǎng)江大橋（主跨420米），為世界最大跨度的混凝土拱橋。
　　鋼管混凝土是一種鋼-混凝土復(fù)合材料，具有高強(qiáng)、支架、模板三大作用，自架設(shè)能力強(qiáng)，較好地解決了大跨徑拱橋經(jīng)濟(jì)、省料、安裝方便，后期承載能力高的問(wèn)題。該橋型我國(guó)近年來(lái)發(fā)展很快，最大跨徑為2000年建成的中承式鋼管混凝土拱橋廣州ㄚ髻沙珠江大橋（主跨360米），為目前世界第一鋼管混凝土拱橋。目前正在建設(shè)的巫山長(zhǎng)江大橋（主跨460米），這將又是一座創(chuàng)世界紀(jì)錄特大跨徑鋼管混凝土拱橋。
世界最大跨徑鋼拱橋是1997年建成的美國(guó)新河橋（主跨518.2米）上承式鋼桁架拱橋；名列第二是1931年建成的美國(guó)貝爾橋（主跨504米）中承式鋼桁架拱橋；名列第三是1932年建成的澳大利亞悉尼港橋（主跨503米，公鐵兩用）中承式鋼桁架拱橋。我國(guó)大跨徑鋼拱橋修建較少，最大跨徑的鋼拱橋是四川攀枝花3002橋（主跨180米）。上海最近動(dòng)工建設(shè)的蘆浦大橋（主跨550米）中承式鋼箱拱橋，建成后比世界第一的美國(guó)新河橋還長(zhǎng)31.8米，將奪冠世界第一鋼拱橋。
4.剛構(gòu)橋
PC連續(xù)剛構(gòu)橋很多，隨著世界經(jīng)濟(jì)發(fā)展，PC連續(xù)剛構(gòu)橋?qū)⒌玫礁彀l(fā)展。1998年挪威建成了世界第一stolma橋（主跨301米）和世界第二拉夫特橋（主跨298米），將PC連續(xù)剛構(gòu)橋跨徑發(fā)展到頂點(diǎn)。我國(guó)大跨徑PC連續(xù)剛構(gòu)橋型和PC梁橋型的建橋技術(shù)，已居世界領(lǐng)先水平。1988年建成的廣東洛溪大橋（主跨180米），開(kāi)創(chuàng)了我國(guó)修建大跨徑PC連續(xù)剛構(gòu)橋的先例。世界已建成跨度大于240米PC梁橋17座，中國(guó)占7座。1997年建成的虎門大橋副航道橋（主跨270米）為當(dāng)時(shí)PC連續(xù)剛構(gòu)世界第一。
PC剛構(gòu)橋由于完全用鋼筋混凝土建成，所以以往都不用涂料進(jìn)行保護(hù)。近來(lái)發(fā)現(xiàn)這些大型的橋梁如果不妥善進(jìn)行保養(yǎng)的話，隱患很大。