第6章桥梁工程.docx

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第6章桥梁工程

桥梁工程

一、学习重点

（一）基本概念

1、桥梁工程：

是土木工程中属于结构工程的一个分支学科，它与房屋建筑工程一样、也是用砖石、木、混凝土、钢筋混凝土和各种金属材料建造的结构工程。

（二）基本知识和基本理论

桥梁既是一种功能性的建筑物，又是一座立体的造型艺术工程，也是具有时代特征的景观工程，桥梁具有一种凌空宏伟的魅力。

发展交通运输事业，建立四通八达的现代交通网，则离不开桥梁建设。

1、桥梁的分类

桥梁工程按照其受力特点和结构体系分为：

梁式桥、拱式桥、刚架桥、吊桥、组合体系桥等。

、

①按用途分类为：

公路桥，铁路桥，公路铁路两用桥，农用桥，人行桥，运水桥（渡槽）和专用桥梁（如管路电缆等）。

②按照桥梁全长和跨径的不同分为：

特大桥、大桥、中桥、小桥

③按照桥梁主要承重结构所用材料分为：

圬工桥（包括砖、石、混凝土桥），钢筋混凝土桥，预应力混凝土桥，钢桥和木桥等。

④按照跨越障碍的性质分为：

跨河桥，跨线桥（立体交叉），高架桥和栈桥等。

⑤按照上部结构的行车道位置分为：

上承载式桥，下承载式桥和中承载式桥。

2、桥梁工程的总体规划和设计要点

（1）桥梁总体规划的任务和重点

我国现今一般有初步设计阶段、施工图阶段两阶段设计。

桥梁总体规划的基本内容包括：

桥位选定，桥梁总跨径及分孔方案的确定，选定桥型，决定桥梁的纵、横断面布置等。

桥梁总体规划的原则是：

根据其使用任务、性质和未来发展的需要，全面贯彻安全、经济、适用和美观的方针。

一般需考虑各项要求为：

①使用上的要求；②经济上的要求；③结构上的要求；④美观上的要求。

（2）桥梁设计前一般需要作如下资料准备：

①调查桥梁的使用任务；

②测量桥位附近的地形，制成地形图；

③调查和测量河流的水文情况；

④探测桥位的地质情况；

⑤调查当地施工单位的技术水平、施工机械等装备情况以及施工现场的动力和电力供应情况；

⑥调查和收集建桥地点的气象资料以及河流上下游原有桥梁的使用情况等。

（3）桥梁工程设计要点

①选择桥位；

②确定桥梁总跨径与分孔数；

③桥梁的纵横断面布置；

④公路桥型的选择。

3、桥跨结构

桥跨结构形式，是指采用何种结构形式的桥型。

一般有：

梁式桥、拱式桥、刚架桥、斜拉桥、悬索桥等。

（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。

目前应用最广的是简支梁结构形式的梁式桥，这种结构形式简单，施工方便，对地基承载力的要求也不高，通

常跨径在25m以下的桥梁常被采用。

当跨

度大于25m，并小于50m时，一般采用预应力混凝土简支梁式桥的形式。

（2）拱式桥

拱式桥是以拱圈或拱肋作为主要承载结构。

这种结构在竖向荷载下，桥墩或桥台将承受水平推力。

拱的跨越能力大，外形也较美观，因此一般修建拱桥是经济合理的。

（3）刚架桥

刚架桥的主要承重结构是梁或板和立柱或竖墙构筑成整体的刚架结构，且梁与柱的连接处具有很大的刚性。

因此在竖向荷载作用下，梁主要承受弯矩，而柱脚处也有水平反力，其受力状态介于梁式桥和拱式桥之间。

对刚架桥，通常是采用预应力混凝土结构。

（4）斜拉桥

斜拉桥由斜拉索、塔柱和主梁所组成，是一种高次超静定的组合结构体系。

斜拉桥根据跨度大小的要求以及经济上的考虑，可以建成单塔式、双塔式或多塔式等不同类型。

通常的对称断面及桥下净空要求较大时，多采用双塔式斜拉桥。

一般地，对于跨度为200~700m的桥梁，斜拉桥在技术上和经济上都具有相当优越的竞争力。

（5）悬索桥

悬索桥，也称为吊桥，采用悬挂在两边塔柱上的吊索作为主要承重结构。

在竖向荷载作用下，通过吊杆的荷载传递使吊索缆绳承受很大的拉力，因此，通常需要在两岸桥台的后方修筑非常巨大的锚锭结构。

悬索桥也是具有水平反力（拉力）的结构。

在现代悬索桥结构中，广泛采用高强度钢缆绳，以发挥其优异的抗拉性能。

（6）组合体系桥

除了以上几种桥的基本形式外，在工程实践中，还采用几种桥型的组合结构，如梁和拱的组合体系，斜拉索与悬索的组合体系等。

4、桥墩与桥台

桥梁的支承结构为桥墩与桥台。

桥台是桥梁两端桥头的支承结构，是道路与桥梁的连接点。

桥墩是多跨桥的中间支承结构，桥台和桥墩都是由台（墩）帽、台（墩）身和基础组成。

（1）桥墩的类型

桥墩的作用是支承从它左右两跨的上部结构通过支座传来的竖向力和水平力。

桥墩在结构上必须有足够的强度和稳定性，在布设上要考虑桥墩与河流的相互影响，即水流冲刷桥墩和桥墩壅水的问题。

在空间上应满足通航和通车的要求。

一般公路桥梁常采用的桥墩类型根据其结构形式可分为实体式（重力式）桥墩、空心式桥墩和桩（柱）式桥墩。

（2）桥台的类型

桥台是桥头两端的支承结构物，它是连接两岸道路的路桥衔接构筑物。

桥台必须有足够的强度，并能避免在荷载作用下发生过大的水平位移、转动和沉降，这在超静定结构桥梁中尤为重要。

公路桥梁的桥台有实体式桥台和埋置式桥台等形式。

5、桥梁基础

桥梁的基础承担

着

桥墩、桥跨结构（桥身）的全部重量以及桥上的可变荷载。

桥梁基础的类型有刚性

扩大基础、桩基础和沉井基础等。

在特殊情况下，也用气压沉箱基础。

（三）本章节的学习重点和难点

1、桥梁的分类与选用。

2、桥梁工程的总体规划和设计要点。

3、桥跨结构、桥墩与桥台、桥梁基础。

二、练习题

（一）判断与改错题

1、发展交通运输事业，建立四通八达的现代交通网，则离不开桥梁建设。

2、桥梁的基础承担着桥墩、桥跨结构（桥身）的全部重量，不包括桥上的可变荷载。

3、按照桥梁主要承重结构所用材料分为：

圬工桥、钢筋混凝土桥、预应力混凝土桥、钢桥和斜拉桥等。

4、桥跨结构形式，是指采用何种结构形式的桥跨。

5、桥梁是一种功能性的建筑物，不是造型艺术工程。

（二）名词解释题

1、桥梁工程。

（三）单项选择题

1、（）是一种在竖向荷载作用下无水平反力的结构。

A、梁式桥；B、斜拉桥；C、悬索桥；D、拱式桥。

2、（）是以拱圈或拱肋作为主要承载结构。

A、梁式桥；B、斜拉桥；C、悬索桥；D、拱式桥。

3、当跨度大于25m，并小于50m时，一般采用预应力混凝土简支（）的形式。

A、梁式桥；B、斜拉桥；C、悬索桥；D、刚架桥。

4、（）的作用是支承从它左右两跨的上部结构通过支座传来的竖向力和水平力。

A、桥墩；B、桥台；C、桥身；D、基础。

5、（）是桥头两端的支承结构物，它是连接两岸道路的路桥衔接构筑物。

A、桥墩；B、桥台；C、桥身；D、基础。

6、对于跨度为200~700m的桥梁，（）在技术上和经济上都具有相当优越的竞争力。

A、梁式桥；B、斜拉桥；C、悬索桥；D、刚架桥。

（四）多项选择题

1、桥梁工程按照其受力特点和结构体系分为（）、组合体系桥等。

A、梁式桥；B、拱式桥；C、刚架桥；D、吊桥。

2、按照桥梁主要承重结构所用材料分为（）等。

A、圬工桥；B、钢筋混凝土桥；C、预应力混凝土桥；D、钢桥和木桥。

3、按照跨越障碍的性质分为（）等。

A、跨河桥；B、跨线桥；C、高架桥；D、栈桥。

4、一般公路桥梁常采用的桥墩类型根据其结构形式可分为（）桥墩。

A、实体式；B、空心式；C、桩式；D、柱式。

5、桥梁基础的类型有（）等。

A、刚性扩大基础；B、桩基础；C、沉井基础；D、气压沉箱基础。

（五）简答题

1、桥梁总体规划的基本内容包括哪些？

2、桥梁总体规划的原则是什么？

3、桥梁工程设计要点是什么？

（六）辨析题

1、桥墩在布设上无须考虑桥墩与

河

流的相互影响。

2、梁式桥是目前应用最广的是简支梁结构形式。

（七）论述题

1、试述桥梁设计前一般需要作的资

料准备？

2、试述桥跨结构的形式及其要点？

三、练习题参考答案

（一）判断与改错题。

1、对；2、错；3、错；4、错；5、错。

（二）名词解释题。

略（见教材和本章学习提示）

（三）单项选择题。

1、A；2、D；3、A；4、A；5、B；6、B。

（四）多项选择题。

1、ABCD；2、ABCD；3、ABCD；4、ABC；5、ABCD。

（五）简答题。

略（见教材和本章学习提示）

（六）辨析题。

1、错。

理由：

桥墩在结构上必须有足够的强度和稳定性，在布设上要考虑桥墩与河流的相互影响，即水流冲刷桥墩和桥墩壅水的问题。

2、对，理由：

由于梁式桥结构形式简单，施工方便，对地基承载力的要求也不高，所以它是目前应用最广简支梁结构形式。

（七）论述题。

略（见教材和本章学习提示）