第1章 桥涵设计概论.docx
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第1章桥涵设计概论
第一章概述
第一节桥梁在交通建设中的地位和国内外桥梁的发展状况
一、桥梁在交通建设中的地位
桥：
在公路、铁路、城市和农村道路以及水利建设中，为跨越各种障碍（如江河、沟谷或其他路线等），而修建的构造物，我们称为桥梁（或涵洞）。
桥梁既是交通线上重要的工程实体，又是一种空间艺术。
建立四通八达的现代化交通网，大力发展交通运输事业，对于发展国民经济，加强全国各族人民的团结，促进文化交流和巩固国防等方面，都具有非常重要的作用。
在公路、铁路、城市和农村道路以及水利建设中，为了跨越各种障碍（如江河、沟谷或其它线路等），必须修建各种类型的桥梁与涵洞，因此桥涵是交通线中的重要组成部分，而且往往是保证全线早日通车的关键。
在经济上，桥梁和涵洞的造价一般说来平均占公路总造价的10～20%。
在国防上，桥梁是交通运输的咽喉，在需要高度快速、机动的现代战争中，它具有非常重要的地位。
此外，为了保证已有公路的正常运营，桥梁的养护与维修工作也十分重要。
上世纪五十年代以来，由于科学技术的进步，工业水平的提高，社会生产力的高速发展，人们对桥梁建筑提出了更高的要求。
现代高速公路上迂回交叉的立交桥、高架桥和城市的高架道路，几十公里长的海湾、海峡大桥、新发展的城郊高速铁路桥与轻轨运输高架桥（TransitGuideway）等，这些新型桥梁不但是规模巨大的工程实体，而且犹如一长长的地上“彩虹”。
纵观世界各国的大城市，常以工程雄伟的大桥作为城市的标志与骄傲。
因而桥梁建筑已不单纯作为交通线上重要的工程实体，而且常作为一种空间艺术结构物存在于社会之中。
二、我国桥梁的成就：
我国的桥梁在上部结构、基础工程、设计水平、研究水平等领域已经有了相当大的成就，已属居世界领先水平。
（1）上部结构 ：
1999年底，主跨超过200m的大型桥梁就有100多座，分布情况如下表：
桥型
建成数量
最大跨径
桥名
世界排名
建成年份
梁桥
10
270m
虎门大桥
3
1996
拱桥
9
420m
万县大桥
1
1997
斜拉桥
42
628m
南京二桥
3
2000
悬索桥
18
1385m
江阴大桥
4
1999
（2）基础工程
我国在深水急流中修建了不少桥梁，已积累了极为可贵的深水基础工程的设计和施工经验。
五十年代，我国修建武汉长江大桥时，在世界上首次采用了大型管柱
基础。
随后，这种先进深水基础型式得到了推广和发展，大型管柱的直径从1.55m发展到5.8m，最大埋置深度达47.5m。
在沉井施工方面，由于成功地采用了先进的触变泥浆套下沉技术，大幅度地减小了基础圬工数量（据某大桥的实践，减小达一半），并使下沉速度加快3～11倍。
在中、小跨径公路桥建设中，我国还广泛采用和推广了就地成孔的钻孔灌注桩基础。
北镇黄河公路桥成功地采用这种基础施工，钻孔深度达104m。
为了排除钻孔坍孔的危险，又发展了套管法施工桩基础。
在大跨桥梁中，除了采用大型管柱钻孔桩基础外，还有管柱桩与沉井组合基础，常用于深水桥墩。
在大型基础施工中，还开创使用双壁钢围堰与钻孔灌注桩的基础。
随着桥梁向大跨、轻型、高强、整体方向的发展，桥梁下部结构形式出现日新月异的变化。
我国深水桥墩设计与施工水平，虽已处于世界前列,但我国江河纵横、海岸线很长，沿海有开发价值的岛屿众多,规划中的大桥甚至要修建70～100米水深的基础工程。
这将是桥梁工程与近海工程结合的发展时代。
（3）设计水平
建国五十余年来，我国公、铁、城市建设部门，高等院校已形成一支人数众多，力量雄厚的设计、科研队伍。
从1956年，就开始制定了我国公、铁路桥梁设计规范，并根据建桥经验不断进行修改，目前桥梁设计理论已进展到极限状态设计方法，正在向可靠度理论方向发展。
对中、小跨常用桥型广泛编制了标准设计图纸，为加速我国桥梁建设作出了巨大贡献。
在桥梁设计中，空间分析、结构复杂的次内力计算、稳定、振动与地震响应等方面进行了大量研究，并取得了有实际价值的成果。
桥梁静、动力模型试验、野外测试、风洞试验的研究，又为我国发展长大桥梁提供了科学依据。
近年来，电子计算机的应用已经逐渐普及。
在引进并应用国外各种结构分析程序的同时，我国已编制了计算公路桥梁的大型综合程序以及大量专用程序。
应用微型软件开发工作，亦已取得很大的进展。
计算机辅助设计（CAD）软件已逐步完善，广泛应用于桥梁设计，施工图中。
现代计算技术的推广应用，为加快桥梁设计速度和提高设计质量，起到了极为重要的作用。
三、外国桥梁的成就：
（1）桥梁建设规模
悬索桥：
世界最大的悬索桥---日本的明石海峡大桥，主跨1991m。
斜拉桥：
世界最大的斜拉桥---日本的多多罗桥，主跨890m。
混凝土拱桥：
世界最大的混凝土拱桥---中国的万县长江大桥，主跨420m。
预应力混凝土桥：
世界最大的预应力混凝土桥---挪威的斯托乐马桥，主跨301m。
悬索桥
排序
桥名
主跨（m）
桥址
年份
1
明石海峡大桥（Akashi-Kaikyo）
1991
日本本州四国联络线（神户-鸣门）
1998
2
大贝尔特东桥（GreatBeltEast）
1624
丹麦
1997
3
汉伯桥（Humber）
1410
英国
1981
4
长江江阴公路大桥
1385
中国
1999
5
青马大桥（TsingMa）
1377
香港特区,中国
1998
6
费拉赞诺桥（Verrazana-Narrows）
1298
纽约,美国
1964
7
金门大桥（GoldenGate）
1280
旧金山,美国
1937
8
霍加大桥（HogaKusten）
1210
瑞典
1997
9
麦金内克桥（Mackinac）
1158
美国
1957
10
南备赞濑户大桥（MinamiBisan-seto）
1100
日本本州四国联络线（兜岛-板出）
1988
11
塔蒂苏丹穆罕默德桥（TatihSultan-Mehment）
1090
伊斯坦布尔,土耳其
1988
12
博斯普鲁斯桥（Bosporus）
1074
伊斯坦布尔,土耳其
1973
13
乔治华盛顿桥（GeorgeWashington）
1067
纽约,美国
1931
14
来岛3号桥（Kurshima-3）
1030
日本本州四国联络线（尾道-今治）
1999
15
来岛2号桥（Kurshima-2）
1020
日本本州四国联络线（尾道-今治）
1999
16
里斯本大桥（ViuteeCincodeAbril）
1013
里斯本,葡萄牙
1966
17
福斯道路桥（ForthRoad）
1006
英国
1964
18
北备赞濑户大桥（KiteBisanseto）
990
日本本州四国联络线（兜岛-板出）
1988
19
塞文桥（Severn）
988
英国
1966
20
下津井濑户大桥（Shimotsui-seto）
940
日本本州四国联络线（兜岛-板出）
1988
21
西陵峡大桥
900
中国
1996
22
虎门大桥
888
中国
1997
23
大鸣门大桥
876
日本
1985
24
新脱科马桥（NewTacoma）
853
美国
1950
25
阿斯卡夫桥（AskΦy）
850
挪威
1992
斜拉桥
排序
桥名
主跨（m）
桥址
年份
型式
1
多多罗桥（Tatara）
890
日本本州四国联络线（尾道-今治）
1998
H
2
诺曼第桥（Normandie）
856
法国
1994
H
3
南京二桥
628
长江,中国
（2000）
H
4
武汉三桥
618
长江,中国
（2000）
H
5
青州闽江大桥
605
福州,中国
（2000）
C
6
上海杨浦大桥
602
上海,中国
1993
C
7
中央名港大桥（Meiko-Chuo）
590
日本
1996
S
上海徐浦大桥
590
上海,中国
1997
H
8
斯卡圣德脱桥（Skarnsundet）
530
挪威
1991
P.C.
9
汕头岩石大桥
518
汕头,中国
1999
H
10
鹤见航路桥（TsurumiFairway）
510
日本
1991
S
11
长江荆沙大桥
500
荆州,中国
（2000）
P.C.
12
生口桥（Ikuchi）
490
日本
1991
H
弗莱圣德桥（Tresund）
490
瑞典
1999
S
13
东神户大桥（Higashi-Kobe）
485
日本
1993
S
14
塞黑桥（SeoHae）
470
韩国
1999
15
安娜雪丝桥（Annacis）
465
温哥华,加拿大
1986
C
16
横滨海湾大桥（YakohamaBay）
460
日本
1989
S
17
胡克来2号桥（SecondHooghlyBr.）
457
印度
1992
C
18
塞文2号桥（SecondSevernBr.）
456
英国
1996
C
19
昭菲亚桥（ChalPhaya/RamaIX）
450
泰国
1987
S
伊丽莎白二世皇后桥
450
英国
1991
C
（QueenElizabathII）
达福特桥（Darford）
450
英国
1991
C
20
丁久桥（TingKau）
448
香港特区,中国
1998
C
混凝土拱桥
排序
桥名
主跨（m）
桥址
年份
1
万县长江大桥
420
万县,中国
1997
2
克尔克1号桥（Krk-1）
390
克尔克岛（Krklsland）,南斯拉夫
1980
3
江界河大桥
330
黄河,中国
1995
4
邕江大桥
312
广西,中国
1997
5
格莱兹维尔桥（Gladesville）
305
悉尼（Sydney）,澳大利亚
1964
6
艾米赞德桥（PontedaAmizade）
290
巴拉那河（巴西-巴拉圭）
1964
7
布洛克兰斯桥（Bolukrans）
272
布洛克兰斯（Bloukrans）,南非
1983
8
阿拉比达桥（Arrabida）
270
奥波托（Oporto）,葡萄牙
1963
9
山多桥（Sando）
264
克拉姆福斯（Kramfors）,瑞典
1943
10
拉兰斯桥（LaRance）
261
法国
1990
预应力混凝土桥
排序
桥名
主跨（m）
桥址
年份
1
斯托尔马桥（Stolma）
301
挪威
1998
2
拉脱圣德桥（Raftsundet）
298
洛福坦（Lofoten）,挪威
1998
3
虎门辅航道桥
270
珠江,中国
1997
4
瓦罗德2号桥（Varodd-2）
260
克里斯蒂安桑德（挪威）
1994
门道桥（Gateway）
260
布里斯班（Brisbane）,澳大利亚
1986
5
奥波托桥（Oporto）
250
道罗河（DouoEiver）,葡萄牙
1991
诺日姆伯兰海峡桥
250
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