桥梁工程概论.docx

1、桥梁工程概论第一章 桥梁分类一、按结构体系分类按结构体系分类是以桥梁结构的力学特征为基本着眼点， 对桥梁进行分类， 以利于把握 各种桥梁的基本特点， 也是桥梁工程学习的重点之一。 以主要的受力构件为基本依据， 可分 为梁式桥、拱式桥、刚架桥、斜拉桥、悬索桥五大类。1、梁式桥 主梁为主要承重构件，受力特点为主梁受弯。主要材料为钢筋混凝土、预应力混凝土， 多用于中小跨径桥梁。优点：采用钢筋砼建造的梁桥能就地取材、工业化施工、耐久性好、适应性强、整体性 好且美观；这种桥型在设计理论及施工技术上都发展得比较成熟。缺点：结构本身的自重大，约占全部设计荷载的 30%至 60%，且跨度越大其自重所占 的比值

2、更显著增大，大大限制了其跨越能力。2、拱式桥拱肋为主要承重构件，受力特点为拱肋承压、 支承处有水平推力。 主要材料是圬工、钢 筋砼，适用范围视材料而定。优点：跨越能力较大；与钢桥及钢筋砼梁桥相比，可以节省大量钢材和水泥；能耐久， 且养护、维修费用少；外型美观；构造较简单，有利于广泛采用。缺点： 由于它是一种推力结构， 对地基要求较高； 对多孔连续拱桥，为防止一孔破坏而 影响全桥， 要采取特殊措施或设置单向推力墩以承受不平衡的推力， 增加了工程造价； 在平 原区修拱桥，由于建筑高度较大，使两头的接线工程和桥面纵坡量增大，对行车极为不利。3、刚架桥是一种桥跨结构和吨台结构整体相连的桥梁， 支柱与主

3、梁共同受力， 受力特点为支柱与 主梁刚性连接， 在主梁端部产生负弯矩， 减少了跨中截面正弯矩， 而支座不仅提供竖向力还 承受弯矩。 主要材料为钢筋砼， 适宜于中小跨度， 常用于需要较大的桥下净空和建筑高度受 到限制的情况，如立交桥、高架桥等。优点：外形尺寸小，桥下净空大，桥下视野开阔，混凝土用量少。 缺点：基础造价较高，钢筋的用量较大，且为超静定结构，会产生次内力。4、斜拉桥 梁、索、塔为主要承重构件，利用索塔上伸出的若干斜拉索在梁跨内增加了弹性支承，减小了梁内弯矩而增大了跨径。 受力特点为外荷载从梁传递到索， 再到索塔。 主要材料为预 应力钢索、混凝土、钢材。适宜于中等或大型桥梁。优点：梁体

4、尺寸较小，使桥梁的跨越能力增大；受桥下净空和桥面标高的限制小； 抗风稳定性优于悬索桥，且不需要集中锚锭构造；便于无支架施工。缺点：由于是多次超静定结构， 计算复杂；索与梁或塔的连接构造比较复杂；施工中高空作业较多，且技术要求严格。5、悬索桥主缆为主要承重构件，受力特点为外荷载从梁经过系杆传递到主缆， 再到两端锚锭。主要材料为预应力钢索、混凝土、钢材，适宜于大型及超大型桥梁。优点：由于主缆采用高强钢材，受力均匀，具有很大的跨越能力。缺点：整体钢度小，抗风稳定性不佳；需要极大的两端锚锭，费用高，难度大。二、按跨径分类按跨径分类是一种行业管理的手段， 并不反映桥梁工程设计和施工的复杂性。 以下是我国

5、公路工程技术标准(JTG B01-2014)规定的按跨径划分桥梁的方法。桥涵多孔聘栓思盘L n)单礼痔程Lt n)特丈桥LA 10001a A150 桥100WLW100010L150中30 CL 100览 0WJV40持8WLW 盹5Ll20洞Lt5T)単孔畸径诵指極准呻種。、枭丸桥、2稀的事礼跨怪恿也焉梦孔疣沮跨疑时思乙 摆丸挤対两坤桥台内i.管譎孔施濡不罡管疑取绮径尢小、孔散萝少F均撷奇満涓.i掠;ft跨径【底犬桥、抵丸蝌鑽两拚蛾屮锐间克隔屯瞄瑕申燥与台勞前堆间距衿:缸 笛屈以净跨径刊;筑三、按桥面位置分类1、 上承式桥桥面布置在桥跨结构上面2、 下承式桥桥面布置在桥跨结构下面3、 中承

6、式桥桥面布置在桥跨结构中间四、按主要承重结构所用的材料按主要承重结构所用的材料来划分，有木桥、钢桥、圬工桥（包括砖、石、混凝土桥） 、 钢筋混凝土桥和预应力钢筋混凝土桥。1、木桥用木料建造的桥梁。 木桥的优点是可就地取材，构造简单，制造方便， 小跨度多做成梁 式桥，大跨度可做成行架桥或拱桥。其缺点是容易腐朽、 养护费用大、消耗木材、 且易引起火灾。 多用于临时性桥梁或林区 桥梁。2、钢桥 桥跨结构用钢材建造的桥梁。钢材强度高，性能优越，表观密度与容许应力之比值小， 故钢桥跨越能力较大。 钢桥的构件制造最合适工业化， 运输和安装均较为方便， 架设工期较 短，破坏后易修复和更换，但钢材易锈蚀，养护

7、困难。3、圬工桥用砖、 石或素混凝土建造的桥。 这种桥常作成以抗压为主的拱式结构， 有砖拱桥、 石拱 桥和素混凝土拱桥等。由于石料抗压强度高， 且可就地取材， 故在公路和铁路桥梁中， 以石 拱桥用的较多。4、钢筋混凝土桥又称普通钢筋混凝土桥。 桥跨结构采用钢筋混凝土建造的桥梁。 这种桥梁， 沙石骨料可 以就地取材，维修简便，行车噪音小，使用寿命长，并可采用工业化和机械化施工，与钢桥 相比， 钢材用量与养护费用均较少， 但自重大，对于特大跨度的桥梁， 在跨越能力与施工难 易度和速度方面，常不及钢桥优越。5、预应力钢筋混凝土桥 桥跨结构采用预应力混凝土建造的桥梁。 这种桥梁，利用钢筋或钢丝（索）预

8、张力的反 力，可使混凝土在受载前预先受压，在运营阶段不出现拉应力（称全预应力混凝土） ，或有 拉应力而未出现裂缝或控制裂缝在容许宽度内（称部分预应力混凝土） 。其优点是：能合理 利用高强度混凝土和高强度的钢材， 从而可节约钢材， 减轻结构自重， 增大桥梁的跨越能力； 改善了结构受拉区的工作状态， 提高结构的抗裂性， 从而可提高结构的刚度和耐久性； 在使 用荷载阶段， 具有较高的承载能力和疲劳强度； 可采用悬臂浇筑法或悬臂拼装法施工， 不影 响桥下通航或交通； 便于装配式混凝土结构的推广。 它的不足之处是施工工艺较复杂、 质量 要求较高和需要专门的设备。五、 按跨越方式分类按跨越方式分类，可分为

9、固定式桥梁、开启桥、浮桥、漫水桥等1、 固定式桥梁指一经建成后各部分构件不再拆装或移动位置的桥梁；漫水桥。2、 开启桥指上部结构可以移动或转动的桥梁3、 浮桥指用浮箱或船只等作为水中的浮动支墩， 在其上架设贯通的桥面系统以沟通两岸交通的架空建筑物4、 漫水桥又称过水桥，指洪水期间容许桥面漫水的桥梁六、 按施工方法分类按施工方法分类，混凝土桥梁可分为整体式施工桥梁的和节段式施工桥梁。1、 整体式整体式是在桥位上搭脚手架、立模板、然后现浇成为整体式的结构。2、 节段式节段式是在工厂（或工场、桥头）预制成各种构件，然后运输、吊装就位、拼装成整体结构；或在桥位上采用现代先进施工方法逐段现浇而成整体结构

10、。 用于大跨径预应力混凝土悬臂梁桥、T型刚构桥、连续梁桥、拱桥以及斜拉桥、悬索桥的施工。七、 按汽车荷载等级分类二组矗聘三绳处號四纯於路汽車荷託等缎MI处I公嶽n a11唧H二継矗略柞沖千道齒跚且愛牟牺隽时斗桥站该计可用刑公靖跛汽车荷羸。凹堀審路电璽车納P时.丼桥岳设计呼无珂处黯一1【喊车道蜀託毁应的（X倍.车辆荷孤牧 皮可命用倍B第二章桥梁组成一、桥梁的三个主要组成部分是：上部结构，下部结构和附属结构。1、 上部结构由桥跨结构、支座系统组成。1.1桥跨结构或称桥孔结构，是桥梁中跨越桥孔的、支座以上的承重结构部分。按受力 图示不同，分为梁式、拱式、刚架和悬索等基本体系，并由这些基本体系构成各种

11、组合体系。 它包含主要承重结构、纵横向联结系、拱上建筑、桥面构造和桥面铺装、排水防水系统，变 形缝以及安全防护设施等部分。1.2支座系统设置在桥梁上、下结构之间的传力和连接装置。 其作用是把上部结构的各种荷载传递到墩台上，并适应活载、温度变化、混凝土收缩和徐变等因素所产生的位移， 使桥梁的实际受力情况符合结构计算图示。一般分为固定支座和活动支座。2、 下部结构，由桥墩、桥台、墩台基础几部分组成。2.1桥墩、桥台是在河中或岸上支承两侧桥跨上部结构的建筑物。 桥台设在两端，桥墩则在两桥台之间，见下图。而桥台除此之外，还要与路堤衔接，并防止其滑塌。为保护桥台和路堤填土，桥台 两侧常做一些防护和导流工

12、程。2.2墩台基础保证桥梁墩台安全并将荷载传至地基的结构部分。桥梁组咸示意图3、附属构件，主要包括伸缩缝、灯光照明、桥面铺装、排水防水系统、栏杆 （或防撞栏杆）等几部分。3.1伸缩缝在桥跨上部结构之间， 或桥跨上部结构与桥台端墙之间， 设有缝隙保证结构在各种因素 作用下的变位。为使桥面上行驶顺直，无任何颠动，此间要设置伸缩缝构造。特别是大桥或 城市桥的伸缩缝，不但要结构牢固，外观光洁，而且需要经常扫除深入伸缩缝中的垃圾泥土, 以保证它的功能作用。3.2灯光照明 现代城市中标志式的大跨桥梁都装置了多变幻的灯光照明， 增添了城市中光彩夺目的晚 景。3.3桥面铺装 或称行车道铺装，铺装的平整、耐磨性

13、、不翘壳、不渗水是保证行车舒适的关键。特别 在钢箱梁上铺设沥青路面的技术要求甚严。3.4排水防水系统应迅速排除桥面上积水， 并使渗水可能降低至最小限度。 此外， 城市桥梁排水系统应保 证桥下无滴水和结构上的漏水现象。3.5栏杆（或防撞栏杆） 它既是保证安全的构造措施，又是有利于观赏的最佳装饰件。第三章 梁桥构造一、简支梁桥：对于中、小跨径的桥梁， 钢筋混凝土简支梁和预应力混凝土简支梁是应用最广泛的桥型。 目前国内外所采用的钢筋混凝土和预应力混凝土简支梁，绝大部分均采用装配式结构。常用跨径 :装配式钢筋混凝土简支梁的常用跨径是 8.0-20.0m ，高跨比一般在 1/11-1/18 ，随着梁高的

14、减小而取较大的值。跨径超过 20m 时一般采用预应力混凝土简支梁桥，通常其 高跨比为 1/15-1/25 左右，随着跨径的增大而取较大的值。二、连续梁桥：一般采用预应力混凝土梁桥， 其跨径介于简支梁与拱桥和斜拉桥之间。 钢筋混凝土连续 梁常用跨径为： 25-30m 以下， 预应力混凝土连续梁常用跨径在： 40-160m 之间， 在 80-100m 左右跨径比较经济，最大跨径可达 200m 左右。主要布置：分为等跨、不等跨；等截面、变截面。其中，连续梁桥的设计一般采用不等 跨设计，若采用等跨设计，则边跨弯矩控制全桥设计，故边跨长度一般为中跨的（ 0.5-0.8 ） 倍；采用变截面设计是梁底缘曲线

15、一般可采用圆弧形、二次抛物线形、 折线形，常用的是二 次抛物线形， 它和连续梁的弯矩影响线变化规律基本相同， 等截面连续梁有造型简单的特点， 比较适合中小跨径的桥梁。 因为要在支点处抵抗较大的负弯矩， 在截面设计时往往要加强截 面底部的混凝土受压区。同时，从桥梁美学的角度看，偶数孔连续梁桥会给人呆板的感觉， 而跨度从中孔向两边逐渐减小的布置给人以节奏和韵律感。三、悬臂梁桥：常用的立面布置形式：（1）双悬臂梁桥：常用于跨线桥， 中孔跨径由路线的行车净空要求确定， 两端伸出悬臂与路堤连接， 省去 了两端庞大的桥台。 这种桥型的中孔跨径较大， 活载作用在该孔时的内力情况与简支梁没有 区别，只是由于悬臂的存在而较简支梁小， 因此只在恒载占较大比例时才显得比简支梁经济。（2）双悬臂梁桥：常用于跨越城市河道的桥梁，中孔是悬臂孔，可利用两边悬臂加上挂梁加大跨径。（3）多孔悬臂梁； 由单双悬臂与挂梁组合而成。一般情况下，挂孔的高度约为其跨径的 1/16-1-18 ，悬臂根部的高度约为跨中梁高的 1.8-2.0 倍第四章 刚构桥构造