1K41 城市桥梁工程.docx

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1K41城市桥梁工程

1K412000城市桥梁工程

1K412010城市桥梁工程结构与材料

1K412011掌握城市桥梁结构组成与类型

本条文简要介绍城市桥梁结构组成与类型。

一、桥梁基本组成与常用术语（了解）

（一）桥梁的定义

道路路线遇到江河湖泊、山谷深沟以及其他线路（铁路或公路）等障碍时，为了保持道路的连续性而专门建造的人工构造物。

桥梁既要保证桥上的交通运行，也要保证桥下水流的宣泄、船只的通航或车辆的通行。

（二）桥梁的基本组成

1.桥跨结构：

在线路中断时跨越障碍的主要承载结构，也叫上部结构。

2.桥墩和桥台（通称墩台）：

支承桥跨结构并将恒载和车辆等活载传至地基的构筑物，也叫下部结构。

设置在桥两端的称为桥台，它除了上述作用外，还与路堤相衔接，抵御路堤土压力；防止路堤填土的滑坡和塌落。

桥墩和桥台中使全部荷载传至地基的底部奠基部分，通常称为基础。

3.支座：

在桥跨结构与桥墩或桥台的支承处所设置的传力装置。

它不仅要传递很大的荷载，并且还要保证桥跨结构能产生一定的变位。

4.锥形护坡：

在路堤与桥台衔接处设置的圬工构筑物，它保证迎水部分路堤边坡的稳定。

（三）相关常用术语

1.净跨径：

相邻两个桥墩（或桥台）之间的净距。

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。

2.总跨径：

多孔桥梁中各孔净跨径的总和，也称桥梁孔径。

3.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；对于拱式桥，是指两相邻拱脚截面形心点之间的水平距离，即拱轴线两端点之间的水平距离。

4.拱轴线：

拱圈各截面形心点的连线。

5.桥梁全长：

是桥梁两端两个桥台的侧墙或八字墙后端点之间的距离，简称桥长。

6.桥梁高度：

指桥面与低水位之间的高差，或指桥面与桥下线路路面之间的距离，简称桥高。

7.桥下净空高度：

设计洪水位、计算通航水位或桥下线路路面至桥跨结构最下缘之间的距离。

8.建筑高度：

桥上行车路面（或轨顶）标高至桥跨结构最下缘之间的距离。

9.容许建筑高度：

公路或铁路定线中所确定的桥面或轨顶标高，对通航净空顶部标高之差。

10.净矢高：

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。

11.计算矢高：

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。

12.矢跨比：

计算矢高与计算跨径之比，也称拱矢度，它是反映拱桥受力特性的一个重要指标。

13.涵洞：

用来宣泄路堤下水流的构造物。

通常在建造涵洞处路堤不中断。

凡是多孔跨径的全长不到8m和单孔跨径不到5m的泄水结构物，均称为涵洞。

二、桥梁的主要类型

桥梁分类的方式很多，通常从受力特点、建桥材料、适用跨度、施工条件等方面来划分。

（一）按受力特点分

结构工程上的受力构件，总离不开拉、压、弯三种基本受力方式，由基本构件组成的各种结构物，在力学上也可归结为梁式、拱式、悬吊式三种基本体系以及它们之间的各种组合。

1.梁式桥

梁式桥是一种在竖向荷载作用下无水平反力的结构。

由于外力（恒载和活载）的作用方向与承重结构的轴线接近垂直，故与同样跨径的其他结构体系相比，梁内产生的弯矩最大，通常需用抗弯能力强的材料（钢、木、钢筋混凝土、预应力钢筋混凝土等）来建造。

2.拱式桥

拱式桥的主要承重结构是拱圈或拱肋。

这种结构在竖向荷载作用下，桥墩或桥台将承受水平推力，同时这种水平推力将显著抵消荷载所引起的在拱圈（或拱肋）内的弯矩作用。

拱桥的承重结构以受压为主，通常用抗压能力强的圬工材料（砖、石、混凝土）和钢筋混凝土等来建造。

3.刚架桥

刚架桥的主要承重结构是梁或板和立柱或竖墙整体结合在一起的刚架结构。

梁和柱的连接处具有很大的刚性，在竖向荷载作用下，梁部主要受弯，而在柱脚处也具有水平反力，其受力状态介于梁桥和拱桥之间。

同样的跨径在相同荷载作用下，刚架桥的正弯矩比梁式桥要小，刚架桥的建筑高度就可以降低。

但刚架桥施工比较困难，用普通钢筋混凝土修建，梁柱刚结处易产生裂缝。

4.悬索桥

悬索桥以悬索为主要承重结构，结构自重较轻，构造简单，受力明确，能以较小的建筑高度经济合理地修建大跨度桥。

由于这种桥的结构自重轻，刚度差，在车辆动荷载和风荷载作用下有较大的变形和振动。

5.组合体系桥

组合体系桥由几个不同体系的结构组合而成，最常见的为连续刚构，梁、拱组合等。

斜拉桥也是组合体系桥的一种。

（二）其他分类方式

1.按用途划分，有公路桥、铁路桥、公铁两用桥、农用桥、人行桥、运水桥（渡槽）及其他专用桥梁（如通过管路、电缆等）。

2.按桥梁全长和跨径的不同分为特大桥、大桥、中桥、小桥。

3.按主要承重结构所用的材料来分，有圬工桥、钢筋混凝土桥、预应力混凝土桥、钢桥、钢一混凝土结合梁桥和木桥等。

4.按跨越障碍的性质来分，有跨河桥、跨线桥（立体交叉桥）、高架桥和栈桥。

5.按上部结构的行车道位置分为上承式（桥面结构布置在主要承重结构之上）桥、下承式桥、中承式桥。

1K412012掌握不同形式挡土墙的结构特点

本条介绍了城市道路桥梁工程中常用的挡土墙结构形式及结构特点。

一、常见挡土墙的结构形式及特点

在城市道路桥梁工程常见的有现浇钢筋混凝土结构（见1K412013）挡土墙、装配式钢筋混凝土结构（见1K412032）挡土墙、砌体结构（见1K415014）挡土墙和加筋土挡土墙。

按照挡土墙结构形式及结构特点，可分为重力式、衡重式、悬臂式、扶壁式、柱板式、锚杆式、自立式、加筋土等不同挡土墙；其结构形式及结构特点简述见表1K412012。

挡土墙结构形式及分类表1K412012

类型

结构示意图

结构特点

重力式

1．依靠墙身自重抵挡土压力作用；

2．一般用浆砌片石砌筑，缺乏石料地区可用混凝土浇筑；

3．形式简单，取材容易，施工简便

重力式

在墙背设少量钢筋，并将墙趾展宽（必要时设少量钢筋）或基底设凸榫抵抗滑动，可减薄墙身，节省混凝土用量

衡重式

1．上墙利用衡重台上填土的下压作用和全墙重心的后移增加墙身稳定；

2．墙胸坡陡，下墙倾斜，可降低墙高，减少基础开挖

钢筋混凝土悬臂式

1．采用钢筋混凝土材料，由立壁、墙趾板、墙踵板三部分组成；

2．墙髙时，立壁下部弯矩大，费钢筋，不经济

钢筋混凝土扶壁式

沿墙长，隔相当距离加筑肋板（扶壁），使墙面与墙踵板连接，比悬臂式受力条件好，在髙墙时较悬臂式经济

带卸荷板的柱板式

1．由立柱、底梁、拉杆、挡板和基座组成，借卸荷板上的土重平衡全墙；

2．基础开挖较悬臂式少；

3．可预制拼装，快速施工

锚杆式

1.由肋柱、挡板和锚杆组成，靠锚杆固定在岩体内拉住肋柱；

2.锚头为楔缝式或砂浆锚杆

续表

类型

结构示意图

结构特点

自立式（尾杆式）

1.由拉杆、挡板、立柱、锚锭块组成，靠填土本身和拉杆、锚定块形成整体稳定；

2.结构轻便、工程量节省，可以预制、拼装、快速施工；

3.基础处理简单，有利于地基软弱处进行填土施工，但分层碾压需慎重，土也要有一定选择。

加筋土

1.加筋土挡墙是填土、拉筋和面板三者的结合体。

拉筋与土之间的摩擦力及面板对填土的约束，使拉筋与填土结合成一个整体的柔性结构，能适应较大变形，可用于软弱地基，耐震性能好于刚性结构；

2.可解决很高的垂直填土（国内有3.6～12m的实例），减少占地面积；

3.挡土面板、加筋条定型预制，现场拼装，土体分层填筑，施工简便、快速、工期短；

4.造价较低，为普通挡墙（结构）造价的40%～60%；

5.立面美观，造型轻巧、多变

重力式挡土墙依靠墙体的自重抵抗墙后土体的侧向推力（土压力），以维持土体稳定，多用料石或混凝土预制块砌筑，或用混凝土浇筑，是目前城镇道路常用的一种挡土墙形式。

衡重式挡土墙的墙背在上下墙间设衡重台，利用衡重台上的填土重量使全墙重心后移增加墙体的稳重。

挡土墙基础地基承载力必须符合设计要求，并经检测验收合格后方可进行后续工序施工。

施工中应按设计规定施作挡土墙的排水系统、泄水孔、反滤层和结构变形缝。

挡土墙投入使用时，应进行墙体变形观测，确认合格要求。

二、挡土墙结构受力

挡土墙结构会受到土体的侧压力作用，该力的总值会随结构与土相对位移和方向而变化，侧压力的分布会随结构施工程序及变形过程特性而变化。

挡土墙结构承受土压力有：

静止土压力、主动土压力和被动土压力。

静止土压力[图1K412012-（a）]：

若刚性的挡土墙保持原位静止不动，墙背土层在未受任何干扰时，作用在墙上水平的压应力称为静止土压力。

其合力为E0（kN/m）、强度为P0（kPa）。

主动土压力[图1K412012-（b）]：

若刚性挡土墙在填土压力作用下，背离填土一侧移动，这时作用在墙上的土压力将由静止压力逐渐减小，当墙后土体达到极限平衡，土体开始剪裂，并产生连续滑动面，使土体下滑。

这时土压力减到最小值，称为主动土压力。

合力和强度分别用EA（kN/m）和PA（kPa）表示。

被动土压力[图1K412012-（c）]：

若刚性挡土墙在外力作用下，向填土一侧移动，这时作用在墙上的土压力将由静止压力逐渐增大，当墙后土体达到极限平衡，土体开始剪裂，出现连续滑动面，墙后土体向上挤出隆起，这时土压力增到最大值，称为被动土压力。

三种土压力中，主动土压力最小；静止土压力其次；被动土压力最大，位移也最大。

1K412013掌握钢筋混凝土施工技术

本条文以城市桥梁为主简要介绍钢筋混凝土结构施工要点，包括钢筋施工、混凝土施工、模板支架与拱架。

一、钢筋施工

钢筋施工包括钢筋加工、钢筋连接、钢筋骨架和钢筋网的组成与安装等内容。

（一）一般规定

1.钢筋混凝土结构所用钢筋的品种、规格、性能等均应符合设计要求和现行国家标准《钢筋混凝土用钢第1部分：

热轧光圆钢筋》GB1499.1、《钢筋混凝土用钢第2部分：

热轧带肋钢筋》GB1499.2、《冷轧带肋钢筋》GB13788和《环氧树脂涂层钢筋》JG3042等的规定。

2.钢筋应按不同钢种、等级、牌号、规格及生产厂家分批验收，确认合格后方可使用。

3.钢筋在运输、储存、加工过程中应防止锈蚀、污染和变形。

4.钢筋的级别、种类和直径应按设计要求采用。

当需要代换时，应由原设计单位作变更设计。

5.预制构件的吊环必须采用未经冷拉的HPB230热轧光圆钢筋制作，不得以其他钢筋替代。

6.在浇筑混凝土之前应对钢筋进行隐蔽工程验收，确认符合设计要求。

（二）钢筋加工

1.钢筋弯制前应先调直。

钢筋宜优先选用机械方法调直。

当采用冷拉法进行调直时，HPB235钢筋冷拉率不得大于2%；HRB335、HRB400钢筋冷拉率不得大于1%。

2.钢筋下料前，应核对钢筋品种、规格、等级及加工数量，并应根据设计要求和钢筋长度配料。

下料后应按种类和使用部位分别挂牌标明。

3.受力钢筋弯制和末端弯钩均应符合设计要求或规范规定。

4-箍筋末端弯钩形式应符合设计要求或规范规定。

箍筋弯钩的弯曲直径应大于被箍主钢筋的直径，且HPB235不得小于箍筋直径的2.5倍，HRB335不得小于箍筋直径的4倍；弯钩平直部分的长度，一般结构不宜小于箍筋直径的5倍，有抗震要求的结构不得小于箍筋直径的10倍。

5.钢筋宜在常温状态下弯制，不宜加热。

钢筋宜从中部开始逐步向两端弯制，弯钩应一次弯成。

6.钢筋加工过程中，应采取防止油渍、泥浆等物污染和防止受损伤的措施。

（三）钢筋连接

1.热轧钢筋接头

热轧钢筋接头应符合设计要求。

当设计无规定时，应符合下列规定：

（1）钢筋接头宜采用焊接接头或机械连接接头。

（2）焊接接头应优先选择闪光对焊。

焊接接头应符合国家现行标准《钢筋焊接及验收规程》JGJ18的有关规定。

（3）机械连接接头适用于HRB335和HRB400带肋钢筋的连接。

机械连接接头应符合国家现行标准《钢筋机械连接通用技术规程》JGJ107的有关规定。

（4）当普