土木工程概论-桥梁工程.ppt

土 木 工 程 概 论 -桥梁工程,宋德衎,一 古代桥梁,一 浮桥 浮桥，指用船或浮箱代替桥墩，浮在水面的桥梁。军队采用制式器材拼组的军用浮桥，则称舟桥。浮桥的历史记载以中国为早。诗经大雅大明记载：“亲迎于渭，造舟为梁”，记载周文王姬昌于公元前1184年在渭河架浮桥,二、梁桥 以受弯为主的主梁作为承重构件的桥梁。主梁可以是实腹梁或桁架梁。实腹梁构造简单，制造、架设和维修均较方便，广泛用于中、小跨度桥梁，但在材料利用上不够经济。桁架梁的杆件承受轴向力，材料能充分利用，自重较轻，跨越能力大，多用于建造大跨度桥梁。按照主梁的静力体系，分为简支梁桥、连续梁桥和悬臂梁桥。,三 拱桥 指的是在竖直平面内以拱作为结构主要承重构件的桥梁。拱桥是向上凸起的曲面，其最大主应力沿拱桥曲面作用，沿拱桥垂直方向的最小主应力为零。,四 索桥 也称吊桥、绳桥、悬索桥等，是用竹索或藤索、铁索等为骨干相拼悬吊起的大桥。古书上称为絙桥、笮桥、绳桥。多建于水流急不易做桥墩的陡岸险谷，主要见于西南地区。其做法是在两岸建屋，屋内各设系绳的立柱和绞绳的转柱，然后以粗绳索若干根平铺系紧，再在绳索上横铺木板，有的在两侧还加一至两根绳索作为扶栏。,五 复合型桥 潮州广济桥,二、西方的近现代桥梁,一、18世纪的进展沉井与铁桥 沉井是井筒状的结构物，它是以井内挖土，依靠自身重力克服井壁摩阻力后下沉到设计标高，然后经过混凝土封底并填塞井孔，使其成为桥梁墩台或其它结构物的基础。一般在施工大型桥墩的基坑，污水泵站，大型设备基础，人防掩蔽所，盾构拼装井，地下车道与车站水工基础施工围护装置时使用,铁桥,二、19世纪金属梁桥、拱桥和桥基础的进展 材料、形式、工艺的变化,气压沉箱,三、混凝土桥的发明与发展 19世纪下半叶，钢桥维修费用惊人。 1875-1877 莫妮尔 人行拱桥 16米 钢架桥预应力简支桥悬灌法施工分段预制拼装,四、索桥 悬索桥与斜拉桥 组成上说起 悬索桥：主塔、主揽、吊杆、加劲 梁斜拉桥：主塔、拉索、加劲梁、锚锭 他们的跨越能力很强，类似倒置的连续支撑的地基上梁，连续支撑点对内力的分布起到很重要的作用，使其内力分布相比简支、悬臂更为均匀合理。 区别：梁体自重和荷载，对斜拉桥，由主塔两侧自相平衡，悬索桥，由巨大锚锭承担，锚锭在不在桥上的称为地锚，有自身梁体承担部分荷载的称为自锚，自锚式的主揽末端锚固在边跨梁体上，适用于跨越能力不太大的悬索桥（也可以将主跨混凝土改为钢结构，减轻自重，实现大跨）。,桥梁架设方法,钢桥,南京长江二桥北汊大桥混凝土现浇施工场面,2.基础施工,（1） 刚性扩大基础 刚性扩大基础是桥梁实体式浅基础的基本形式，此类基础 施工简便，可就地取材，稳定性好，也能承受较大的荷载。但是本身自重大，要求地基强度好。,（2）桩基础,桥梁的基础类型主要有刚性扩大基础、桩基础及沉井基础。在特殊情况下，也可用气压沉箱基础。桩基础 又分为预制桩和钻孔灌注桩等不同类型。,桩上荷载按受力情况分，桩可分为端承桩和摩擦依靠桩尖阻力承受者称为端承桩或柱桩；桩上荷载由柱侧面上的摩擦力和桩尖阻力共同承受者称为摩擦桩。 按沉入土中的施工方法可分为钻（挖）孔灌注桩、打入桩、振动下沉桩及管柱基础等类型。,刚性扩大基础示意图,桩基础示意图,（3）深井基础,沉井是一种四周有壁、下边无底、上边无盖、侧壁下部有刃脚的筒形结构物，通常用钢筋混凝土制成。,沉井的断面常采用圆形、椭圆形和矩形等。它的特点是埋深大、整体性强、稳定性好、能承受较大的竖向和水平作用，施工工艺也不太复杂，在现代桥梁工程中应用广泛。,沉井基础,（4）沉箱基础,沉箱形状上就象是有顶盖的沉井。在水下修筑大桥，如用沉井有困难时，可以改用气压沉箱施工，并用沉箱作为基础。它的工作原理是：当沉箱在水下就位后，将压缩空气压入沉箱室（也称工作室），排出其中的水，然后人就可以进入箱内进行挖土施工，并通过升降筒和气闸把弃土外运，从而使沉箱在自重和上面压重的作用下逐步下沉至设计标高，最后用混凝土填实沉箱室即可。,沉箱基础,三 中国的现代桥梁建设,一、梁式桥,梁式桥是一种最简单常用的桥梁上部结构形式，用于中小跨径桥梁。主梁常用断面形式有I型、T型、箱型和板式桥等。,主梁常用断面形式,梁式桥根据其支撑条件可分为简支梁桥、连续梁桥和多跨静定梁桥等。,梁式桥的支撑条件,二、拱桥,在拱桥中，相当于主梁的杆件为曲线形。在荷载作用下，杆件的内力以压力为主。,赵州安济桥,根据支撑条件，我们可以把单跨拱分为无铰拱、两铰拱和三铰拱,无铰拱、两铰拱和三铰拱,桁架拱桥和系杆拱桥,三、悬索（吊）桥,悬索桥是在桥的两端设置索锚，借助于架设在桥塔的拉索，通过分布设置的吊杆将桥上的荷载传至悬索上。一般认为在所有桥式中，悬索桥的可能跨度最大。目前主跨超过1000m的桥梁均为悬索桥。,悬索（吊）桥,四、斜拉桥,斜拉桥主要由塔、主梁和斜拉钢索组成，。斜拉桥一般为双塔，有时也可采用单塔；绝大多数桥塔是竖向的，极少数为斜立。斜拉