路桥工程基本知识适合初学者Word文档格式.docx
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净跨径：
对于梁式桥是指设计洪水位上相邻两个桥墩（桥台）之间的净距，用L0表示；
对于拱式桥是每孔拱跨两个拱脚截面最低点之间的水平距离。
计算跨径：
对于具有支座的桥梁，是指桥跨结构相邻两个支座中心之间的距离，用
1表示。
对于图1所示的拱式桥，是两相邻拱脚截面形心点之间的水平距离，或拱轴线两端点之间的水平距离。
桥跨结构的力学计算是以
1为基准的。
总跨径
在多孔桥梁中，各孔净跨径的总和，也称桥梁孔径（
），它反映了桥下宣泄洪水的能力。
标准跨径：
对于梁式桥或板式桥是指两相邻桥墩中线之间的距离，或桥墩中心线至桥台台背前缘之间的距离；
对于拱桥，则是指净跨径。
桥梁全长：
简称桥长，是桥梁两端两个桥台的侧墙或耳墙后端点之间的距离，以L表示。
在一条线路中，桥梁和涵洞总长的比重，反映了它们在线路建设中的重要程度。
桥梁高度：
简称桥高，是指桥面与低水位之间的高差，或为桥面与桥下线路路面之间的距离，以H1表示。
桥下净空高度：
是指设计洪水位或计算通航水位至桥跨结构最下缘之间距离，以H表示。
它应保证排洪和该河流通航所规定的净空高度。
建筑高度：
是指桥上行车路面标高至桥跨结构最下缘之间距离（图1-1中的
）。
公路定线中所确定的桥面标高与通航净空顶部标高之差，又称为容许建筑高度。
显然，桥梁的建筑高度，不得大于容许建筑高度，否则就不能保证桥下的通航要求。
净矢高：
拱式桥从拱顶截面下缘至相邻两拱脚截面下缘最低点之连线的垂直距离，以
表示（图12-2）。
计算矢高：
是指从拱顶截面形心至相邻两拱脚截面形心之连线的垂直距离以
表示。
矢跨比：
是指计算矢高
与计算跨径
之比（
/
），也称拱矢度。
涵洞：
是来宣泄路堤下水流的构造物。
凡是单孔跨径小于5m的泄水结构物，称为涵洞；
管涵及箱涵不论管径或跨径大小、孔数多少，均称为涵洞。
桥梁的分类
桥梁有不同的分类方式，每一种分类方式均反映出桥梁在某一方面的特征。
但是，桥梁按结构体系的分类，是基本的分类方法，不同的体系对应于不同的力学形式，表现出不尽相同的受力特点。
（一）桥梁的基本体系
按结构体系及受力特点，桥梁可划分为梁、拱、索三种基本体系，以及由基本体系之间组合而形成的组合体系。
1．梁式桥
梁式桥的特点是其桥跨的承载结构由梁组成。
在竖向荷载作用下梁的支承处仅产生竖向反力而无水平反力（推力）。
梁的内力以弯矩和剪力为主。
梁式桥可分为简支梁桥，连续梁桥和悬臂梁桥。
简支梁桥的跨越能力有限（一般在50m以下），当计算跨径小于25m时，通常采用混凝土材料，而计算跨径大于25m时，更多采用预应力混凝土材料。
2．拱式桥
拱式桥的主要承重结构是拱圈或拱肋。
其特点是结构在竖向荷载作用下，两拱脚处不仅产生竖向反力，还产生水平力（推力），由于水平推力的作用使拱中的弯矩和剪力大大地降低。
设计合理的拱主要承受拱轴压力，拱截面内弯矩和剪力均较小，因此可充分利用石料或混凝土等抗压能力强而抗拉能力差的圬工材料。
拱式桥是推力结构，其墩台，基础必须承受强大的拱脚推力。
因此拱式桥对地基要求很高，适建于地质和地基条件良好的桥址。
拱式桥构造简单，承载能力大，造型美观，是桥梁工程中广泛采用的桥型之一。
3．悬索桥
悬索桥又称吊桥，其特点是桥梁的主要承重结构由桥塔和悬挂在塔上的高强度柔性缆索及吊索，加劲梁和锚锭结构组成。
桥跨上的荷载由加劲梁承受，并通过吊索将其传至缆索。
主缆索是主要承重结构，但其仅受拉力。
缆索本身是几何可变体，但可通过桥塔，锚锭结构及作用的荷载相组合，在空间形成有一定几何形状的平衡受力结构体系。
主缆索的拉力通过对桥塔的压力和锚锭结构的拉力传至基础和地基。
这种桥型充分发挥了高强钢缆的抗拉性能，使其结构自重较轻，能以较小的建筑高度跨越其他任何桥型无法比拟的特大跨度。
4．组合体系
组合体系桥是指承重结构采用两种基本结构体系，或一种基本体系与某些构件（塔，柱，索等）组合在一起的桥。
代表性的组合体系有以下几种。
（1）刚架桥
刚架桥是梁与立柱（墩柱、竖墙）刚性连接的结构体系。
刚架桥的特点是在竖向荷载作用下，柱脚处不仅产生竖向反力，同时产生水平反力，使其基础承受较大推力。
结构中梁和柱的截面均作用有弯矩，剪力和轴力。
由于梁和柱结点为刚结，梁端部承受负弯矩，使梁跨中弯矩减小，跨中截面尺寸也可相应减小；
与一般墩台不同，刚架桥的支柱（墩台）不仅承受压力，还承受较大弯矩，通常采用较小的钢筋混凝土或预应力混凝土构件。
由于刚架桥的上述特点，在城市中当遇到线路立体交叉或需要跨越通航江河时，常采用这种桥型以降低线路标高，减少路堤土方量。
当桥面标高已确定时，能增加桥下净空。
T型刚构是目前修建较大跨径预应力混凝土桥梁的常用桥型之一，与其他刚架桥的受力特点不同，它属于无推力结构。
它是由单独立柱与主梁连接成整体，形成T形，各T形刚架之间以剪力铰或挂梁相连，在竖向荷载作用下，无水平力产生。
T形刚架桥的悬臂部分主要承受负弯矩，预应力筋通常布置在桥面，与悬臂施工方法实现高度协调一致。
T形刚架桥的悬臂一般为对称布置，使支柱仅在活载作用时才有弯矩作用。
（2）梁、拱组合体系
图1-8
a）所示为一种梁和拱的组合体系，此时梁和拱都是主要承重结构两者相互配合共同受力。
由于吊杆将梁向上（与荷载作用方向相反）吊住，着就显著减小了梁中弯矩；
同时由于拱和梁连接在一起，拱的水平推力就传给梁承受，这样梁除了受弯矩以外尚且受拉。
这种组合体系桥能跨越较一般简支梁桥更大的跨度，而墩台没有推力，因此，对地基的要求就与一般简支梁桥一样。
拱置于梁的下方，通过立柱对梁起辅助支承作用的组合体系桥。
（3）斜拉桥
斜拉桥是典型的悬索结构和梁式结构组合的结构体系。
这一结构体系由主梁，缆索和塔架组成，充分利用了悬索结构和梁结构的特点，其组合相当合理。
在结构体系中，梁结构直接承受桥面外荷载引起的弯矩和剪力，桥塔两侧的斜拉索张紧后为梁结构提供弹性支承，同时承受由荷载引起的拉力，其拉力的竖向分量通过桥塔传至基础和地基；
斜拉索中荷载引起拉力的水平分量，使桥结构承受轴向压力，相当于对梁结构施加预应力。
此外，通过调整斜拉索间距可改变弹性支承的间距，使梁内力分布更加均匀合理，因而减小了主梁的建筑高度，提高了跨越能力。
与悬索桥相比，斜拉桥的斜拉索直接作用于主梁结构，使结构体系的抗弯、抗扭的刚度大大增强，抗风稳定性也明显改善。
由于斜拉索的拉力的水平分量由梁结构承担，因而也不再需要巨大的锚锭结构。
4、交通工程设施
交通工程设施是针对高等级公路行车速度快、通过能力大、交通事故少、服务水平高的特点而设置的，它包括交通安全设施、服务设施和管理设施三种。
【考点】质量评定标准
1、单位工程、分部工程、分项工程的划分
1）单位工程-在建设项目中，根据签订的合同，具有独立施工条件的工程。
每个合同段范围内的路基工程、路面工程、交通安全设施分别作为一个单位工程；
特大桥、大桥、中桥、隧道以每座作为一个单位工程（特大桥、大桥、特长隧道、长隧道分为多个合同段施工时，以每个合同段作为一个单位工程）；
互通式立体交叉的路基、路面、交通安全设施按合同段纳入相应单位工程，桥梁工程按特大桥、大桥、中桥分别作为一个单位工程。
2）分部工程-在单位工程中，应按结构部位、路段长度及施工特点或施工任务划分为若干个分部工程。
每个合同段的路基土石方、排水、小桥、涵洞、支挡、路面面层、标志、防护栏等分别作为一个分部工程；
桥梁上部、下部各作为一个分部工程；
隧道衬砌、总体各作为一个分部工程。
3）分项工程-在分部工程中，应按不同的施工方法、材料、工序及路段长度等划分为若干个分项工程。
2、质量评分
工程质量检验评分以分项工程为单元，采用100分制进行。
在分项工程评分的基础上，逐级计算各相应分部工程、单位工程、合同段和建设项目评分值。
1）分项工程质量评分
分项工程质量检验内容包括基本要求、实测项目、外观鉴定和质量保证资料四个部分。
只有在其使用的原材料、半成品、成品及施工工艺符合基本要求的规定，且无严重外观缺陷和质量保证资料真实并基本齐全时，才能对分项工程质量进行检验评定。
涉及结构安全和使用功能的重要实测项目为关键项目（在文中以“△”标识），其合格率不得低于90%（属于工厂加工制造的桥梁金属构件不低于95%，机电工程为100%），且检测值不得超过规定极值，否则必须进行返工处理。
实测项目的规定极值是指任一单个检测值都不能突破的极限值，不符合要求时该实测项目为不合格。
采用附录B至附录I所列方法进行评定的关键项目，不符合要求时则该分项工程评为不合格。
分项工程的评分值满分为100分，按实测项目采用加权平均法计算。
存在外观缺陷或资料不全时，应予减分。
①基本要求检查
分项工程所列基本要求，对施工质量优劣具有关键作用，应按基本要求对工程进行认真检查。
经检查不符合基本要求规定时，不得进行工程质量的检验和评定。
②实测项目计分
对规定检查项目采用现场抽样方法，按照规定频率和下列计分方法对分项工程的施工质量直接进行检测计分。
检查项目除按数理统计方法评定的项目以外，均应按单点（组）测定值是否符合标准要求进行评定，并按合格率计分。
检查项目得分=检查项目合格率×
100
数理统计评分方法：
对于路基路面压实度、弯沉值、路面结构层厚度、水泥混凝土抗压和抗弯拉强度、半刚性材料强度等（“关键项目”）检查项目，则分别采用有关数理统计方法取其代表值进行评定计分。
压实度：
路基；
路面（基层和沥青）结构层。
（代表值）
弯沉值：
≤路基（
）、粒料类基层交工验收；
≤沥青面层竣工验收。
（
）
厚度：
路面结构层。
强度：
半刚性材料抗压（劈裂）强度
≥
；
水泥混凝土抗弯拉（抗压）强度。
（fcs≥fr+Kσ）
路基路面工程质量检查项目及权值
项次土方路基半刚性基层沥青砼面层水泥混凝土面层
实测项目权值实测项目权值实测项目权值实测项目权值
1Δ压实度3Δ压实度3Δ压实度3Δ弯拉强度3
2Δ弯沉3Δ强度3Δ厚度3Δ厚度3
3平整度2Δ厚度3弯沉2平整度2
4纵断高程2平整度2平整度2抗滑构造2
5中线偏位2纵断高程1抗滑性2相邻板高差2
6宽度2宽度1渗水系数2接缝顺直度1
7横坡度1横坡度1纵断高程1纵断高程1
8边坡度1中线偏位1中线偏位1
9宽度1宽度1
10横坡度1横坡度1
③外观缺陷减分
对工程外表状况应逐项进行全面检查，如发现外观缺陷，应进行减分。
对于较严重的外观缺陷，施工单位须采取措施进行整修处理。
④资料不全减分
分项工程的施工资料和图表残缺，缺乏最基本的数据，或有伪造涂改者，不予检验和评定。
资料不全者应予减分，减分幅度可按本标准3.2.4条所列各款逐款检查，视资料不全情况，每款减1-3分。
2）分部工程和单位工程质量评分
附录A所列分项工程和分部工程区分为一般工程和主要（主体）工程，分别给以1和2的权值。
进行分部工程和单位工程评分时，采用加权平均值计算法确定相应的评分值。
3）合同段和建设项目工程质量评分
合同段和建设项目工程质量评分值按《公路工程竣（交）工验收办法》计算。
4）质量保证资料
施工单位应有完整的施工原始记录、试验数据、分项工程自查数据等质量保证资料，并进行整理分析，负责提交齐全、真实和系统的施工资料和图表。
工程监理单位负责提交齐全、真实和系统的监理资料。
质量保证资料应包括以下六个方面：
①所用原材料、半成品和成品质量检验结果；
②材料配比、拌和加工控制检验和试验数据；
③地基处理、隐蔽工程施工记录和大桥、隧道施工监控资料；
④各项质量控制指标的试验记录和质量检验汇总图表；
⑤施工过程中遇到的非正常情况记录及其对工程质量影响分析；
⑥施工过程中如发生质量事故，经处理补救后，达到设计要求的认可证明文件。
3、工程质量等级鉴定
1）总体要求
构造物混凝土强度、路面面层厚度的代表值、路面弯沉代表值等按《公路工程质量检验评定标准》（JTGF80）评定均合格；
桩基的无破损检测、预应力构件的张拉应力、桥梁荷载试验等均符合设计要求，桥梁主要受力部位无超过规范要求的裂缝，桥梁通航净空尺度满足设计要求；
隧道支护、衬砌厚度无严重不足，隧道支护、衬砌背后无严重空洞；
重要支挡工程无严重变形、高填方无严重沉陷变形、高边坡无失稳等现象。
只有上述要求得到满足后，方可对工程质量进行鉴定。
2）工程质量等级划分
工程质量等级应按分部工程、单位工程、合同段、建设项目逐级进行评定，分部工程质量等级分为合格、不合格两个等级；
单位工程、合同段、建设项目工程质量等级分为优良、合格、不合格三个等级。
①分项工程评分值不小于75分者为合格，小于75分者为不合格；
机电工程、属于工厂加工制造的桥梁金属构件不小于90分者为合格，小于90分者为不合格。
评定为不合格的分项工程，经加固、补强或返工、调测，满足设计要求后，可以重新评定其质量等级，但计算分部工程评分值时按其复评分值的90%计算。
②所属各分项工程全部合格，则该分部工程评为合格；
所属任一分项工程不合格，则该分部工程为不合格。
③所属各分部工程全部合格，则该单位工程评为合格；
所属任一分部工程不合格，则该单位工程为不合格。
④合同段和建设项目所含单位工程全部合格，其工程质量等级为合格；
所属任一单位工程不合格，则合同段和建设项目为不合格。
单位工程所含各分部工程均合格，且单位工程得分大于或等于90分，质量等级为优良；
所含各分部工程均合格且得分大于或等于75分，小于90分，质量等级为合格；
否则为不合格。
合同段（建设项目）所含单位工程（合同段）均合格，且工程质量鉴定得分大于或等于90分，工程质量鉴定等级为优良；
所含单位工程均合格，且得分大于或等于75分、小于90分，工程质量鉴定等级为合格；
不合格分部工程经整修、加固、补强或返工后可重新进行鉴定。
但出现过重大质量事故，造成大面积返工或经加固、补强后造成历史性缺陷的工程，其相应的单位工程、合同段工程质量不得评为优良，并视其对建设项目的影响，由竣工验收委员会决定建设项目工程质量是否可评为优良。
【考点】软土及公路软土地基施工处理方法
1、什么是软土
把淤泥、淤泥质土以及天然强度低、压缩性高、透水性小的一般粘性土统称为软土。
对高速公路路基定义为：
标准贯击数小于4，无侧限抗压强度小于50Kpa，含水量大于50%的粘性土和标准贯击数小于10，含水量大于30%的砂性土统称为软土。
根据《公路软土地基路堤设计与施工技术规范》（JTJ017—96）规定：
符合天然水含水量≥35%或液限、天然孔隙比≥1.0、十字板剪切强度＜35Kpa等三项指标的称软土。
2、公路软土地基施工处理方法
1）施工处理的方法及适用范围
①排水固结法：
包括堆载预压法、真空预压法、降水预压法、电渗排水法。
它们的适用范围：
适用于处理厚度较大的饱和软土和冲填土地基，但对于较厚的泥炭层要慎重对待。
②胶结法：
包括如下方法：
a水泥搅拌桩：
它的适用范围为淤泥、淤泥质土、含水量较高地、地基承载力不大于120KPa的粘性土、粉土等软土地基。
b高压喷射注浆法：
它的适用范围为淤泥、淤泥质土、粘性土、黄土、砂土、人工填土和碎石土等地基。
对于陷性黄土以及土中含有较多的大粒径块石、坚硬性粘性土、大量植物物根茎或过多有机质时，应根据现场试验结果确定其适用程度。
对地下水流速较大或涌水工程以及对水泥有严重侵蚀的地基，应慎用。
尤其适用于软弱地基的加固。
c送浆法：
适用于处理淤泥、淤泥质土、粉土和含水量较高，且地基承载力标准值不大于120KPa的粘性土等地基。
当用于处理泥炭土或地下水具有侵蚀性时，宜通过试验以确定其使用程度。
d水泥土夯实桩法：
适用于地下水位以上的素填土，淤泥质土和粉土等。
③加筋土法：
a加筋土：
适用范围为人工填土、砂土的路堤、挡墙、桥台等。
b土工积物：
适用于砂土、粘性土和软土的加固，或用于反滤、排水和隔离的材料。
c树根桩：
适用于各类土。
主要用于既有建筑物的加固及稳定土坡、支挡结构物。
d锚固法：
它能可靠锚固土层和岩层。
对软弱粘土宜通过重复高压灌浆或采用多段扩体或端头扩体以提高锚固段锚固力。
对液限大于50%的粘性土，相对密度小于0.3的松散砂土以及有机质含量较高的土层，均不得作为永久性锚固地层。
④置换法、挤密法及挤密置换法
a振冲置换法：
它适用于不排水剪切强度20KPa≤CU≤50KPa的饱和软粘土、饱和黄土和冲填土。
对不排水剪切强度小于20KPa的地基、应慎重对待。
能使天然地基承载力提高20%—60%左右。
b
CFG桩法：
对于淤泥、淤泥质土、杂填土、饱和及非饱和的粘性土、粉土。
能使天然地基承载力提高70%以上。
c钢渣桩法：
适用于淤泥、淤泥质土、饱和及非饱和的粘性土、粉土。
d石灰桩法：
适用于渗透系数适中的软粘土、杂填土、膨胀土、红粘土、湿陷性黄土。
不适合地下水位以下的渗透系数较大的土层。
当渗透系数较小时，软土脱水加固效果不好的土层慎用。
e强夯置换法：
适用于饱和软粘土，一般适合于3—6m底浅层处理。
f砂桩法：
适用于软弱粘性土，但应慎用，且需要较长的时间，对不排水剪切强度小于15KPa的软土应采用袋装砂井桩。
g夯坑基础法：
适用于软粘土非饱和的粘性土、夯填土、湿陷性黄土。
h强夯法：
适用于碎石土、砂土、杂填土、素填土、湿陷性黄土和低饱和度的粉土与粘性土。
对于高饱和度的粉土和粘性土，需经试验论证后，方可使用，且应设置竖向排水通道。
该法最大处理深度达40m。
强夯的震动可能会对周围环境造成不良影响。
因此，使用时要求考虑周围环境因素。
i振冲法：
是一种不添加砂、石材料的振冲挤密法，一般宜用于0.75mm以上颗粒占土体20%以上的砂土，而添加砂、石材料的振冲挤密法宜用于颗粒小于0.005mm的粘性含量不超过10%的粉土和砂土。
j挤密碎石桩法：
适用于松散的非饱和粘性土、杂填土、湿陷性黄土、疏松的砂性土。
对饱和软粘土，应慎重使用。
【考点】
1、多年冻土地区的两种公路病害
1）冻胀：
在有冻胀性土的路段，当有水分供给时，在冬季负气温作用下，水分连续向上聚流，在路基上部形成冰夹层、冰透镜体，导致路面不均匀隆起，使柔性路面开裂，刚性路面错逢或折断的现象称冻胀。
冻胀性分类：
通常是在土质分类的基础上，按土的冻胀性强弱划分为三类或四类，分别为：
轻冻胀、冻胀、重冻胀、特重冻胀。
2）翻浆：
在有冻胀性土的路段，当冬季负气温时，水分连续向上聚流、冻结成冰，导致春融期间，土基含水过多，强度急剧降低，在行车作用下路面发生弹簧、裂缝、鼓包、冒泥等现象称翻浆。
翻浆分类，根据导致翻浆的水分来源分为五类，分别为地下水类、地面水类、土体水类、气态水类、混合水类。
根据翻浆高峰时期路面变形破坏程度，将翻浆路段分为三级，分别为轻型、中型、重型。
2、影响冻胀与翻浆
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