《道路与桥梁》PPT课件.ppt

北航土木工程系 刁 波 博士 教授(博导 ) 土木工程概论系列讲座 道路与桥梁工程 第三讲 问题： 1.简述桥梁的基本组成及各组成部分的作用。 2.桥梁设计的术语：设计水位；跨度；桥梁全长。 3.桥梁按结构形式分为哪几类？ 4.悬索桥由哪几部分组成？ 5.简述路面结构的组成 目录 2.1 桥梁工程 2.2 道路工程 2.1 桥梁工程 2.1.1 桥梁概述 2.1.2 桥梁的组成 2.1.3 桥梁设计中的基本术语 2.1.4 桥梁的分类 2.1.5 桥梁结构简介 2.1.1 桥梁概述 1. 桥梁的定义: 指公路 、城市道路、铁路、渠道 、管线等用于跨越的工程 构筑物。 2. 桥梁结构的受力特点： （1）铁路 或公路桥梁受到移动式荷载作用；（ 2）车辆行进中产生冲击力、离心力 、制动力（牵引力）；（3）桥梁基 础埋置较深，水下施工复杂，造价高 。 2.1.2 桥梁的组成 1. 桥梁上部结构：桥面板、桥面梁等。 2. 作用：承受桥面上的车辆、行人荷载并传递至下部结构。 2. 桥梁下部结构：桥墩、桥台， 作用：桥墩支承上部结构；桥台在桥两端支承上部结构、 防止路堤滑塌并衔接路堤。 3. 桥墩、台基础：桥墩、 桥台下面埋入土中的扩大 部分。 作用：传递墩、台上的荷 载至地基。 3.设计水位 按规定设计洪水频率算得的水位 2. 高水位 洪峰季节河流的最高水位 1. 低水位 枯水季节河流的最低水位 2.1.3 桥梁设计中的基本术语 4. 跨度：桥跨结构相邻两支座中心的间距 5. 桥梁全长：桥两端桥台侧墙或八字墙端点间距离 6. 桥下净空高度：设计水位至桥梁上部结构最下缘的距离 2.1.4 桥梁分类 1. 按长度分类 2. 按用途分类 3. 按桥梁结构材料分类 4. 按桥梁结构形式分类 1. 按长度分类 根据公路工程技术标准规定: 涵洞：L8m，l5m 小桥：8mL30m，5ml20m 中桥：30mL100m，20ml40m 大桥：100mL500m, 40ml100m 特大桥：L500m， l100m 2. 按用途分类 铁路桥、公路桥、铁路公路两用桥、 城市道路桥（含立交桥）、农村道路 桥、人行桥、管线桥、渡槽桥等 木桥、圬工桥（含砖、石和混凝土砌块桥） 、混凝土桥、钢桥。 3.按桥梁结构的材料分类 4.按桥梁结构形式分类 梁式桥、拱桥、刚架桥、斜拉桥、 悬索桥等 在竖向荷载作用下无水平反力的结构体系 1 1 梁式桥梁式桥 该桥俗称百孔官塘，为石板石墩组成的长桥，主要用于纤夫拉纤，也用于风浪大时船只避风。清 同治年间(1862-1874年)重修。桥全长386.2米，115跨，每跨净2米，宽1.5米，桥面用三块条石拼 成，桥墩用条石干砌。该桥为全国重点文物保护单位。 绍兴纤道桥绍兴纤道桥 桥面用三块条石拼 成，宽1.5m 1969年建成,是我国自行设计、制造、施工并使用国产高强钢材的大型桥梁，系连续钢 桁梁双层桥。包括引桥在内，铁路部分为6772m，公路部分为4589m。 南京长江大桥南京长江大桥 著名梁式桥著名梁式桥 2. 拱桥 拱桥的结构主要是承受压力的拱圈。 拱桥与梁桥的区别在于在竖向荷载作用下拱桥墩处承受 水平推力。 拱桥的承重方式 上承式拱桥上承式拱桥 下承式拱桥下承式拱桥 中承式拱桥中承式拱桥 赵州桥，历1300多年而无恙，为桥梁中的精品。 由石工李春主持设计建造，完成于公元605年左右。为空腹敞肩式坦拱桥，桥长 64.4m，净跨37.02m，桥宽9m，净矢高7.23m，桥面纵坡6.5%。拱由28圈拱石平行 砌筑，每圈有拱石43块；该桥构思巧妙，工艺精致。 国内外著名拱桥国内外著名拱桥 湖南湖南乌巢大桥乌巢大桥 位于湖南，位于湖南，19901990年建成。年建成。跨度跨度120m,120m,国内跨度最大的石拱桥国内跨度最大的石拱桥。拱圈由两条分离式矩形。拱圈由两条分离式矩形 石肋和石肋和8 8条钢筋混凝土横系梁组成。条钢筋混凝土横系梁组成。 重庆万县长江大桥，重庆万县长江大桥，跨度420m420m世界第一 该桥是318国道（成都上海）上跨越长江的一座大型劲性钢筋混凝土箱拱桥，净跨 420m，桥长856.12米，宽24米，4车道，单孔跨江，同类型桥梁中跨度居世界第一。 拱圈是钢筋混凝 土箱形截面 悉尼钢桁架组合式拱桥悉尼钢桁架组合式拱桥 桥墩与桥跨刚性连 接T形刚构 梁和墩整体刚性连接的桥梁。 挂梁 3. 3. 刚架桥刚架桥 特点：在竖向荷载作用下，梁部主要受弯，柱脚处有 水平推力。受力状态介于梁式桥和拱桥之间。 连续刚架桥.有较 好的抗震性能。 斜腿刚架桥。造 型轻巧美观。 类型 T形刚架桥，便于施 加预应力，加挂梁后 ，跨度很大。 广东虎门珠江辅航道桥广东虎门珠江辅航道桥主跨270m世界第一 1997年建公路大桥，连续刚构桥。全桥长3618m桥面6车道，桥宽33m。 湖北黄石长江大桥湖北黄石长江大桥 特大公路桥,全长2580m ,1996年,双向四车道 （连续刚架桥，连续刚架桥，主跨245m） 德国本多夫桥德国本多夫桥 （BendorfBendorf，主跨208m，世界第六 ) ) 1964年建成的德国本多夫大桥，属 于预应力混凝土单绞连续T形刚构公 路桥，主跨208m。 广东洛溪桥广东洛溪桥 位于广州市南郊，跨珠江，建于1988年。桥总长1916.04，宽15.5。桥跨为 65125180110(），最大跨度180，根部梁高10，合主跨的118， 跨中梁高3，合主跨的160。桥宽15.5。 主跨180，世界第七 陕西安康汉江桥陕西安康汉江桥 位于陕西省安康县，建于1982年。主跨176斜腿刚构(同类型铁路钢桥 中跨度最大）。梁长305.10，桥全长542.08。 （斜腿刚架桥，主跨（斜腿刚架桥，主跨176m176m，世界第八），世界第八） 重庆长江大桥重庆长江大桥 建于1980年，是我国目前最大跨径的预应力混凝土T形刚构桥。正桥全长1073m，宽 21m，分跨为86.54138156174104.5,主跨跨度174m。 挂梁跨 度35m 墩高70m， 矩形空心高 墩 主跨174m，世界第九 组成：主梁、塔柱、斜拉索、基础。 4 4 斜拉桥斜拉桥 （2） 构造 一般为三跨，中跨为主跨，边跨跨度通常为中跨的0.4 倍。若为两跨，跨度比约0.8 。 索面根据桥宽和美观要求可为单索或双索；索塔也可 是单塔或双塔。 美国阳光桥（拉索为金黄色，在阳光下象征着光明与希望） 上海杨浦大桥 主跨主跨602m602m 1993年建成，跨径602m，双塔双索面，主塔高144m，钻石形塔身，为当时世界最大 跨径的斜拉桥。上海市政设计研究院设计。 武汉长江三桥武汉长江三桥 (全长全长3586m3586m，主跨，主跨618m618m） 位于武汉白沙洲， 2000年建 成，桥长2458米，主要桥跨为 50+180+618+180+50m ，双塔 双索面布置。桥面宽26.5米， 6车道，设计时速80公里，设 计日通车能力5万辆次。 位于南京长长江下游11公里处处，2001年建成，桥全长长21.197公里，由南、北汊大 桥桥和南岸、八卦洲及北岸引线组线组 成。其中：南汊主桥为钢桥为钢 箱梁斜拉桥桥，桥长桥长 2938米，主跨为为628米。 南京长南京长 江二桥江二桥 主跨主跨628m, 628m, The Normandy Bridge The Normandy Bridge 法国诺曼底桥法国诺曼底桥 主跨主跨856m856m 1995年建成，世界第二，钢箱粱 日本多多罗桥日本多多罗桥 1999年建成，主跨890m，世界第一,主钢塔高176m，主梁高2.7m 苏通长江大桥连接长江口的苏州市和南通市，是长江距海最近的桥。全桥8146米，总投资64 亿元，大桥在二九年通车，2010年通过验收。 苏通大桥双塔双索面钢箱梁斜拉桥。全桥8146米，以斜拉桥主跨1088m、主塔高300.4m 、斜拉索长577m和群桩基础最深创下4项世界之最。该桥是中国建桥史上科技含量最高、 综合环境最复杂、建设标准最高的标志性桥梁。 1999年建成的主跨跨径为890m的日本 多多罗大桥为当时世界第一。苏通大桥 以主跨径1088m成为世界最大跨斜拉桥 多多罗罗大桥桥桥桥 塔高为为224米钢钢塔 ，苏苏通大桥桥桥桥 塔高300.4米的混凝 土塔，为为世界最高桥桥塔。 主墩基础础由131根长约长约 120米、直径2.5米/2.8米的钻钻孔灌注桩组桩组 成, 承台长长 114米、宽宽48米，是世界规规模最大、入土最深的桥桥梁桩桩基础础 我国桥梁设计、施工技术已经达到世界领先水平。长江现在我国桥梁设计、施工技术已经达到世界领先水平。长江现在 架起了多座桥梁，桥型架起了多座桥梁，桥型 主要是悬索桥、斜拉桥。主要是悬索桥、斜拉桥。 （1） 基本组成：桥塔、主 缆、锚碇、吊索 （2）荷载传递 两个桥塔将主缆索架起，由 固定在主缆索上的吊杆将桥 面梁悬吊住。主缆索拉力由 两岸桥台的巨型锚碇平衡。 5.5.悬索桥悬索桥 悬索桥受力示意 地基 悬索桥边跨与主跨之比一般为0.30.4。 George George Washington Washington BridgeBridge 美国美国 著著 名名 悬悬 索索 桥桥 该桥建于该桥建于19311931年，年，主跨主跨1067m1067m，1414车道，保持世界第一车道，保持世界第一6 6年年 建于1937年。大桥颜色为桔红色，主跨为1280m，位于旧金山海湾入口处，1966 年、1989年旧金山先后发生两次大地震，该桥安然无恙。 美国金门大桥美国金门大桥（Golden Gate Bridge Golden Gate Bridge 保持世界记录保持世界记录2727年年 ) ) 两根主缆 直径为 90cm 当年架设主缆 施工情况 The The VerrazanoVerrazano - Narrows Bridge - Narrows Bridge 主跨1298m，保 持记录17年 美国维拉扎诺大桥建于美国维拉扎诺大桥建于19641964年年 The Humber BridgeThe Humber Bridge （英国，建于英国，建于19811981年）年） 1981年建成，主跨1410m，塔高155.5m；北塔基础为实体混凝土，南塔基础为混凝 土沉井，围堰法施工；桥塔为混凝土框架，塔身采用滑模法施工。主跨1410m，保持保持 世界纪录世界纪录1616年。年。 Great belt BridgeGreat belt Bridge 丹麦，建于丹麦，建于19971997年年 主跨1624m 保持世界记 录一年。 日本明石海峡大桥日本明石海峡大桥 The main towers made of steel reached 297 m above the sea level 主跨主跨1991m1991m， 19981998年建成年建成 该桥跨越意大利大陆与西西里岛之间的一