桥梁的历史PPT课件.ppt

1 1桥梁在交通事业中的地位和发展概况1 2桥梁的基本组成和分类 第一章概述 1 1 1桥梁在交通事业中的地位和发展概况 1 1 1桥梁的地位和作用 1 1 2我国古代桥梁建设的成就 1 1 3我国现代桥梁建设的成就 1 1 4世界桥梁建筑的现状 1 1 5桥梁工程的前景展望 2 1 1 1桥梁的地位和作用 各种道路工程的关键节点 跨越各种障碍 里程不长 难度高 造价大 工期长城市立体交通的主要构成 立体交叉 高架道路桥梁是一个国家或地区经济实力 科学技术 生产力发展等综合国力的体现桥梁往往是代表一个地区经济 历史 人文等等社会发展的标志性建筑 可以说是社会历史发展一座不朽的丰碑 3 1 1 2我国古代桥梁建设的成就 距今约三千年周文王时代 我国已在渭河上架设浮桥 公元前332年春秋战国时期 现代桩柱式桥梁已出现 我国的铁链吊桥比西方早千年 中国的藤 竹吊桥有三千年的历史 四川大渡河铁索桥 1706年建造 长约100米 宽2 8米 秦汉时期 开始建造石梁桥 1053 1059年建造福建泉州万安桥 长达1106米 福建漳州虎渡桥 1240年建造 梁式石桥 桥长335米 石梁长达23 7米 重达200吨 宋代建成的泉州安平桥 长达5华里 拱桥东汉中期出现 河北赵县赵州桥 公元595 605年建造 空腹式圆弧形石拱桥 净跨37 02米 宽9米 矢高7 23米 欧洲比中国晚了1200年 4 位于北京颐和园内 建于1750年 拱圈为抛物线形 玉带桥 5 1 1 3我国现代桥梁建设的成就 解放前落后状态 如钱塘江大桥 钢桁梁桥 并非中国人设计 建造 1957年 长江第一桥武汉大桥建成 3x128米连续钢桁梁桥 公铁两用 桥面宽18米 全长1690米 1969年南京长江大桥 3x160米钢桁梁桥 我国自力更生设计建造 70年代后 中国桥梁技术开始大发展 尤其80年代后 桥梁技术达到世界先进水平 6 我国的桥梁工程发展水平已步入世界先进行列 各种桥型的跨径在世界排行榜上都已处于领先地位桥名桥型跨径 米 世界同类桥梁排名润扬长江公路大桥悬索桥1 4903 江阴长江大桥悬索桥13855 香港青马大桥悬索桥13776 南京长江二桥斜拉桥6283 万县长江大桥混凝土拱桥4201 二 三年六月二十八日建成通车的上海卢浦大桥 钢拱桥 主跨550米 此前钢拱最大跨径为美国新河峡谷桥 518 2m 1977年建成 7 1 1 4世界桥梁建筑的现状 大跨径桥梁的发展依赖于施工技术的发展和轻型材料的应用 对桥梁的抗风 抗灾问题愈来愈重视 更注重桥梁与周边景观的协调 设计行车速度 行车舒适性要求的提高 导致一些上部结构在荷载作用下线型不好的桥型的淘汰 高技术设计要求高技术的施工 管理 监控 同时对材料的耐久性和材料的防护要求也越来越高 日本在大跨径桥梁的设计 施工方面以及在新型建筑材料方面总体上处于领先水平 8 世界桥梁发展的重要历程 18世纪70年代前 世界桥梁仅为木 石料结构的百米内小跨桥梁 19世纪初英国熟铁链杆桥 曼内海峡桥主跨177米为当时世界之最 1890年英国建成福斯海湾桥主跨达521米 为19世纪末20世纪初世界桥跨最大记录 1931年美国乔治 华盛顿桥主跨首先突破1000米大关 为1067米 9 世界大跨径悬索桥一览表 序号桥梁名主跨 m 所在国家完成年份l明石海峡大桥 1 991日本1998 2大带东桥 GreatBeltEast 1 624丹麦19973润扬长江公路大桥1 490中国江苏2005 04 304亨伯桥 Humber 1 410英国19815江阴长江公路大桥1 385中国19996青马大桥1 377中国香港19977费雷泽诺海峡桥 Verrazana Narrows 1298美国19648金门桥 GoldenGate 1 280美国19379霍加考斯特桥 HogaKusten l 210瑞典199810麦金纳克桥 Mackinac 1 158美国195711塔盖斯桥 Tagus 1 104葡萄牙 里斯本196012南备赞獭户桥1 100日本198813博斯鲁斯二桥1 090土耳其198814博斯鲁斯 一 桥l 074土耳其197315乔治华盛顿桥1 067美国193116来岛第三大桥l 030日本1999 10 世界大跨径斜拉桥一览表 排序桥梁名称主跨 m 所在地建成年份1多多罗大桥 Tatara 890日本 19982罗曼蒂大桥 Normandie 856法国19943南京长江二桥628中国20014武汉白沙洲大桥618中国20005青州闽江大桥605中国 福州 20006杨浦大桥602中国 上海19937名港中央大桥 Meiko Chuo 590日本1996徐浦大桥590中国 上海19979斯卡路森特桥 Skarnsundet 530挪威199110礐石大桥518中国 汕头199911鹤见航路桥 TsurumiFairway 510日本199112荆沙长江大桥500中国 荆州200013生口桥 Ikuchi 490日本1991弗来森特桥 Fresund 490丹麦 瑞典199915东神户大桥 Higashi Kobe 485日本199316西海大桥 SeoHae 470韩国199917安娜雪斯桥 Annacis 465加拿大198618横滨海湾桥 YakohamaBay 460日本198919胡克来2号桥 SecondHooghlyBr 457印度199220塞文2号桥 SecondSevemBr 456英国1996 11 1 1 5桥梁工程的前景展望 悬索桥 适应跨径 目前为1000m以上跨径的唯一桥型 我国今后还会在长江 海湾修建更大跨径的悬索桥 一般加劲梁仍用钢箱 塔 锚用混凝土 但应对大体积混凝土水化热的冷却降温措施加以研究 悬索桥风动稳定还需进一步研究 钢箱梁的桥面铺装 我国已建成的几座悬索桥 都存在问题 今后应进一步研究钢箱梁桥面铺装材料 钢箱除锈 清洁 铺装的粘结以及施工工艺等 吊拉组合和未来的缆 索 支体系 斜拉桥 悬索桥的主要问题 侧向稳定问题 宽跨比不宜过大 独立索的振动 斜拉桥 斜拉索的在加劲梁上的轴向分量过大 斜拉桥 地锚过大 悬索桥 理论跨越能力 可达到20km 5000m较为可能 需要解决的难题 材料强度及强度密度比 材料轻型化 高塔 主跨1 5 1 4 及长索带来的一系列空气动力问题 制造 运输 安装 索保护问题 其它尚未能预见的问题 当代桥梁建设的技术发展新目标就是 大跨 轻质 高强 主材将采用当代高科技含量的高强度 高韧性钢材和抑振合金材料 混凝土材料考虑采用亚纳米 加入有机纤维 水溶性聚合物等提高强度与耐久性 大力发展新型预应力材料及工艺 桥梁跨径突破4000米有希望 12 赵州桥 世界著名古石桥 又称安济桥 位于河北赵县 建于隋代 公元595 605年 为李春父子所建 全长50 83m 净跨37 02m 矢高7 23m 13 武汉长江大桥 14 南京长江大桥 15 泸定大渡河铁索桥 全长 103米建成时间 公元1706年简介 四川沪定铁索桥 跨越大渡河 位于川 藏要道 是铁索桥中现存制作最精良的一座 桥始建于清 康熙四十四年 年 次年完成 桥净跨 米 桥宽 米 上铺木板 底索 根 每根索长约 米 两侧各有两根栏杆索 由四川善于制作铁索桥的全天州修建 两岸石砌桥台 用台身自重来平衡铁索的拉力 16 润扬大桥 夜景 世界第三中国第一 17 青马大桥 18 南京长江二桥 19 江阴长江大桥 20 万县长江大桥 21 日本 明石海峡大桥 22 Tatara 位于日本Nishi Seto高速公路 日本 多多罗大桥 23 墨西拿海峡大桥 意大利 待建 主跨3300米 设计已完成 桥梁技术及跨度步入登峰造极水平 24 泉州安平桥 简支梁桥 全长2223米 建成时间公元1151年简介 石墩 石梁 有 孔 桥长 里 故又名五里桥 现桥长 保持了 余年的桥长记录 桥始建于宋 绍兴八年 公元 年 成于绍兴二十一年 公元 年 历时 年 25 乌龙江大桥 主跨 144米 桥梁类型 梁桥 T型刚构桥 全长552米 建成时间1971年9月 跨径纪录保持了整个七十年代 是我国大跨径桥梁发展过程中的一个里程碑 本桥型现已基本淘汰 简介 乌龙江桥位于福建省福州市乌龙江下游峡口处 是中国较早建成的一座大跨度预应力混凝土 型钢构桥 总长 分跨为 各刚构间采用 简支挂梁连接 桥宽 26 泉州万安桥 主跨 17米 全长 1106米 建成时间 公元1059年简介 泉州万安桥 俗称洛阳桥 石墩 石梁共有 孔 建于洛阳江入海口 桥总长约 米 每孔约 米 桥宽 米 桥始建于宋皇佑五年 公元 年 完成于宋 嘉裕四年 公元 年 河床以磐石铺底 利用牡蛎胶固而成整体筏型基础 可谓匠心独具 开筏型基础之先河 27 英国 福斯海湾桥 28 空间索体系 29 1 2桥梁的组成和分类 传统的说法桥梁主要由桥跨结构 墩台 基础 附属工程等部分组成 随着大型桥梁的增多 结构先进性和复杂性的增强 对桥梁使用品质的要求越来越高 传统提法的局限性逐渐显露 现在的提法 桥梁由 五大部件 与 五小部件 组成 30 所谓 五大部件 是指桥梁承受汽车或其他运输车辆荷载的桥跨上部结构与下部结构 它们必须通过承受荷载的计算与分析 是桥梁结构安全性的保证 五大部件 1 桥跨结构 或称桥孔结构 上部结构 路线遇到障碍 如江河 山谷或其他路线等 的结构物 2 支座系统 支承上部结构并传递荷载于桥梁墩台上 它应保证上部结构预计的在荷载 温度变化或其他因素作用下的位移功能 3 桥墩 是在河中或岸上支承两侧桥跨上部结构的建筑物 4 桥台 设在桥的两端 一端与路堤相接 并防止路堤滑塌 另一端则支承桥跨上部结构的端部 为保护桥台和路堤填土 桥台两侧常做一些防护工程 5 墩台基础 是保证桥梁墩台安全并将荷载传至地基的结构 基础工程在整个桥梁工程施工中是比较困难的部分 而且常常需要在水中施工 因而遇到的问题也很复杂 前两个部件是桥跨上部结构 后三个部件是桥跨下部结构 31 所谓 五小部件 是直接与桥梁服务功能有关的部件 过去总称为桥面构造 五小部件 1 桥面铺装 或称行车道铺装 铺装的平整 耐磨性 不翘曲 不渗水是保证行车舒适的关键 特别是在钢箱梁上铺设沥青路面时 其技术要求甚严 2 排水防水系统 应能迅速排除桥面积水 并使渗水的可能性降至最小限度 城市桥梁排水系统应保证桥下无滴水和结构上无漏水现象 3 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 4 伸缩缝 桥跨上部结构之间或桥跨上部结构与桥台端墙之间所设的缝隙 以保证结构在各种因素作用下的变位 为使行车顺适 不颠簸 桥面上要设置伸缩缝构造 5 灯光照明 现代城市中 大跨桥梁通常是一个城市的标志性建筑 大多装置了灯光照明系统 构成了城市夜景的重要组成部分 32 桥跨结构 上部结构跨越障碍 承受活载 下部结构 桥墩 桥台 支承上部结构 传递上部结构荷载 承上启下 桥台两端 配以路堤 锥形护坡 挡土墙等 大型 重要桥梁设防撞岛 基础 基础在最底下 通常埋于土下 将上面的荷载传到大地 是保证结构安全的关键 关于水位 低水位 枯水季节最底 高水位 洪峰季节最高 设计洪水位 桥梁规定的设计计算水位 上海杨浦大桥 33 1 2 1桥梁的基本组成 水位 净跨径 总跨径 计算跨径 桥梁全长 34 桥梁的基本组成 拱轴线 桥梁高度 桥下净空高度 建筑高度 容许建筑高度 净矢高 计算矢高 矢跨比 标准跨径 涵洞 35 1 2 2桥梁的分类方法 按结构力学特点按用途按结构材料按跨度按施工方法按跨越性质按上部结构行车道位置按使用条件 上海南浦大桥 36 1 2 2 1桥梁的分类方法 1 按跨径大小分类 我国公路工程技术标准桥梁分类 37 1 按跨径划分 上述分类只能理解为一种行业管理的分类 它不能反映桥梁工程设计 施工的复杂程度 国际上一般认为单跨跨径小于150m属于中小桥梁 大于150m称为大桥 而特大桥就不仅仅凭跨径认定 还与桥型有关 能称为特大桥的 一般是主跨大于1000m的悬索桥 主跨大于500m的斜拉桥或钢拱桥 主跨大于300m的混凝土拱桥等 38 2 按桥面的位置划分 上承式 视野好 建筑高度大 下承式 建筑高度小 视野差 中承式 兼有两者的特点 汕头海湾大桥 39 3 按桥梁用途来划分 公路桥 铁路桥 公路铁路两用桥农桥 人行桥 运水桥 渡槽 其它专用桥梁 如通过管路 电缆等 辽宁万家河大桥 辽宁瓦房店 X 连拱双曲扁壳桥 桥全长 桥宽 为国内同类型桥中规模最大者 壳体宽跨比 纵横向矢度约为 壳厚 侧边构为 矩形截面钢筋混凝土拱 两边构之间不设横系梁 40 4 按材料来划分 木桥 钢桥 圬工桥 包括砖 石 混凝土桥 钢筋混凝土桥 预应力钢筋混凝土桥 贵州剑河大桥 41 5 按结构体系划分 梁式桥 主梁受弯 拱桥 主拱受压 1 2 3刚架桥 构件受弯压 1 2缆索承重桥 缆索受拉 1 2组合体系桥 1 2 3 42 6 按跨越方式 固定式的桥梁开启桥浮桥漫水桥 43 7 按施工方法 整体施工桥梁 上部结构一次浇筑而成节段施工桥梁 上部结构分节段组拼而成 节段施工示意1 江阴长江大桥合拢段吊装 44 1 2 2 2桥梁按结构体系分类基本分类 梁式桥 在竖向荷载作用下 无水平反力 弯距较大 简支梁 连续梁 桁架连续 45 1 2 2 3桥梁按结构体系分类基本分类 拱式桥 有拱圈或拱肋 竖向荷载作用下 产生水平推力跨越能力大 美观 适用材料较多施工比较困难 46 1 2 2 4桥梁按结构体系分类基本分类 刚架桥 刚架结构 梁与墩柱连接处刚度较大受力介于梁桥与拱桥之间 跨中正弯距小 降低建筑高度受温度 沉降等不利影响 T构桥 连续刚构桥 斜腿刚构桥 47 1 2 2 5桥梁按结构体系分类基本分类 吊桥 荷载通过吊杆使缆索产生拉力 并传递到岸上巨大的锚碇上 吊桥有水平反力 跨越能力大 对动荷载要求较高 英国亨伯桥 48 1 2 2 6桥梁按结构体系分类分类 组合体系桥 有梁 拱 塔 索等几种构件组合而成 有承重构件 传力构件之分 单孔系杆拱桥 连续梁拱组合 桁架拱桥 斜拉桥 部分斜拉桥 49 组合体系桥结构示意 梁拱组合 50 梁桥示例 开封黄河大桥 主跨 50米 桥梁类型 简支梁桥 所在地 河南开封 全长 4475 09米 建成时间 1989年 5