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土木工程之桥梁工程论文梁式桥结构姓名：刘景元专业：土木类学号：1317420834 土木工程之桥梁工程论文梁式桥结构经过这一学期的学习，对土木工程有了一个大致的了解。土木工程是建造各类工程设施的科学技术的统称，它既指工程建设的对象，也指所应用的材料、设备和所进行的勘测设计、施工、保养、维修等技术。其范围非常广泛，它包括房屋建筑工程、公路与城市道路工程，铁路工程，桥梁工程，隧道工程，机场工程，底下工程，给水排水工程，港口、码头工程等。国际上，运河、水库、大坝、水渠等水利工程也包括于土木工程之中。在课后翻阅文献与书籍，决定挑选最感兴趣的梁式桥结构作为本课的结课论文。摘要:梁式桥为桥梁的基本体系之一，是以受弯为主的主梁作为主要承重构件的桥梁。其制造和架设均比较方便，使用广泛，在桥梁建筑中占有很大比例。梁式桥种类也很多，也是公路桥梁中最常用的桥型，梁式桥跨径大小是365JT技术水平的重要指标，一定程度上反映一个国家的工业、365JT交通、桥梁365JT设计和365JT施工各方面的成就。本文主要介绍了名梁式桥的结构形式、施工、加固和发展趋势。（1） 梁式桥的类型梁式桥按不同的结构形式可以分为不同的类型：按上部结构的静力体系分：主要有简支梁桥，连续梁桥和悬臂梁桥。按结构体系分为：简支梁、悬臂梁、连续梁、T型刚构、连续刚构等。按截面型式分为：T型梁、箱型梁（或槽型梁）、衍架梁等。按上部结构的材料分：有木梁桥、石梁桥、钢梁桥、钢筋混凝土梁桥、预应力混凝土梁桥以及用钢筋混凝土桥面板和钢梁构成的结合梁桥等。木梁桥和石梁桥只用于小桥；钢筋混凝土梁桥用于中、小桥；钢梁桥和预应力混凝土梁桥可用于大、中桥。按主要承重结构的形式分：有实腹梁桥和桁架梁桥两大类。但实腹梁桥构造简单，制造与架设均较方便。这两种梁式桥的受力性质不同，实腹梁桥以用于预应力混凝土桥为主，而桁架梁桥则多用于钢桥。而常用的桥梁结构有连续梁桥、悬臂梁桥、简支T型梁桥、连续刚构桥。（二）梁式桥的施工预应力钢筋混凝土梁式桥跨结构（包括简支、悬臂和连续体系）在各种类型的桥梁中所占比例最大，所以梁式桥梁也就成为桥梁施工中最常见的桥型。预应力钢筋混凝土桥梁的施工可分为就地施工和整体预制安装两大类。而目前施工中常用的方法为支架法、移动模架法和悬臂灌注法。2.1 支架法顾名思义，支架法就地灌注桥梁时，需要在梁下搭设支架来支撑模板、浇筑的钢筋混凝土以及其它施工荷载的重量。支架的型式之一就是脚手架，脚手架可采用钢管脚手架和常备式脚手架，如军用墩、军用梁、万能杆件、贝雷梁及其配件等。脚手架虽是桥梁施工中的临时性辅助结构，但对梁体的施工十分重要，脚手架要承受桥梁的大部分恒重，不但控制着梁体质量和精度，而且还影响到施工安全。因此，脚手架要符合严格的要求。2.2移动模架施工方法移动模架是一种自带模板可在桥位间自行移位，逐孔完成箱梁现浇施工的大型制梁设备。该设备相当于提供了一个移动的空中制梁平台，箱梁的钢筋绑扎、混凝土浇筑和养护、预应力张拉等作业均在移动模架上进行。箱梁在原位现浇完成后，无须进行体系转换，施工操作便于准工厂化管理。移动模架在完成1孔梁的施工后，依靠自身带有的动力设备，滑移至下一桥跨。具体过程是移动模架下落脱模，吊挂外肋携带的外模横向开启使其能够通过桥墩，模架结构纵向前移过孔到达下一施工位，吊挂外肋携带或横梁支撑的外模横向合拢再次形成施工平台，开始下一孔施工。2.3悬臂灌注法原理悬臂灌注法又称无支架平衡伸臂法或挂蓝法。它是以已建成的墩顶节段（0号块）为起点，通过挂蓝的前移对称地向两侧跨中逐段灌注混凝土，并施加预应力使其与已完成梁段连成整体的悬出循环作业方法。悬臂法施工可在预应力混凝土悬臂梁桥、T型连续刚构、连续梁桥和其它类型的桥梁上使用。悬臂法施工中桥墩顶部的梁体块体（统常称为0号块），因混凝土体积大，一般都要就地灌筑，同时为了拼装挂蓝，往往对悬臂根部节段（即1号段）也与0号块一同就地灌筑，为支撑这部分重量，就要在桥墩两侧搭设临时支承托架。当桥墩较低时，托架可支承在桥墩承台或地基上，桥墩较高时，则可利用桥墩锚设托架。0号段钢筋、预应力管道十分密集，预埋件多，混凝土灌注难度大，施工难度大，必须制订详尽的工艺细则，搞好培训和交底。 （三）现有预应力混凝土梁式桥的缺陷3.1 主跨跨中的下挠主跨跨中下挠已成了一种普遍的现象。主跨270m的虎门大桥辅航道桥，至2002年10月，已下挠了17cm。该桥在悬浇立模标高的确定中，没有逐节段地计入混凝土收缩徐变的影响，而是参照了洛溪大桥建成后3年下挠6cm的实测数据，预留了10cm的徐变预拱度。现在看来是留少了，已被突破。3.2 裂缝出现最多的是斜裂缝，即主拉应力裂缝，其次是顺桥向的纵向裂缝。以下主要讨论这斜裂缝和纵向裂缝两种裂缝。斜裂缝往往首先发生在剪应力最大的支座附近，与梁轴线成2550开裂，并随时间的推移，不断向受压区发展；裂缝数也会增加，裂缝区逐渐向跨中方向发展。如果斜裂缝限在受拉区且已趋于稳定，不再发展，则还可以容忍，暂不加固，注意观测。如果裂缝长度发展至受压区，或裂缝区逐渐向跨中发展，则应认为是严重的，必须加固处理。纵向裂缝较多地出现在顶底板顺桥向。除因未设横向预应力而在顶板下缘出现规范允许宽度的纵向裂缝外，还存在下列原因：1.超载；2.施加过大的纵向预应力；3.温差应力估计过小；4.收缩引起的裂缝；5.支座布置的影响；6.支座形式；7.水化热导致开裂；8.畸变。 （四）梁桥加固方法4.1 增大截面加固法又称外包混凝土加固法，通过增大混凝土构件的截面和增加配筋，提高构件的承载力和刚度。可分为构件截面的单侧，双侧或四周外包加固。根据加固目的和要求的不同，可以以增大断面为主的加固，也可以是增配钢筋为主的加固。以增大断面为主时，为了保证补加混凝土正常工作，亦需适当配置构造钢筋。以增配钢筋为主是，为了保证配盘的正常工作，亦需按钢筋的间距和保护层等构造要求决定适当增大截面尺寸。加固中应将新旧钢筋以焊接，或用锚杆连接补强钢筋和原构件，同时将旧混凝土表面凿毛清洗干净，确保新旧混凝土结合良好。该治疗可使用普通混凝土，强度等级建议不低于C30，当加固层较薄，钢筋较密时，可用小石子混凝土，在条件许可时可彩纤维混凝土加固。4.2 粘贴钢筋加固法当桥梁结构构件的抗拉强度不足，受拉部位开裂时，可采用粘贴钢筋加固法。该方法在受拉部位粘贴钢筋，以增强构件的抗拉能力。一般可用环氧砂浆粘贴钢筋（环氧砂浆的厚度以不使钢筋外露为准）。在原结构上还应设置一定间距的短钢筋锚杆，以便于施工并使粘贴钢筋与原结构更好地共同工作。施工流程：搭设支架，在支架上设置支承梁与成型模板；进行混凝土粘合面清扫，凿平拉毛，除尘等处理；安装锚杆和布设钢筋；用环氧树脂砂浆粘贴钢筋；拆除模板（环氧砂浆固化后）；验收粘贴质量并修补；加固部位表面的防护处理。4.3粘贴钢板加固法：粘贴钢板法是用环氧树脂系列黏结剂将钢板粘贴在钢筋混凝土结构物的受拉缘或薄弱部位，使之与原结构物形成整体共同受力，以提高其抗弯，抗剪能力及刚度，改善原结构的钢筋及混凝土的应力状态，限制裂缝的进一步发展，从而提高桥梁的承载能力和耐久性的加固方法。4.4 粘贴碳纤维加固法利用黏结剂将碳纤维增强复合材料（CFRP）粘贴在混凝土构件表面，当结构荷载增加时，碳纤维布因与混凝土协调变形而共同受力，从而提高了混凝土的承载能力与刚度，对构件起到了加固作用。4.5 体外预应力加固法钢筋混凝土桥存在结构缺陷，尤其是承载力不足或需要提高荷载等级，需要对桥梁主要受力构件进行加固时，可考虑采用体外预应力加固法。这一方法是在梁体外部设置钢筋或劝告，以改善结构的受力状况，达到提高桥梁承载能力的目的。4.6增设承重构件加固法扩大基础加固方法:扩大基础加固对策，即桥梁基础扩大底面积的加固方对策。此对策适用于基础承载力不足，或基础埋置太浅而墩台又是圬工实体式基础的情况。扩大基础底面积应由地基强度验算确定。当地基强度满足要求而病害仅仅表现为不均匀沉降变形过大时，采用扩大基础底面积的大不，主要根据地基变形计算来加以选定。在刚性实体式基础周围加石砌圬工或混凝土，以扩大基础的承载面积。（五）未来世界桥梁的发展趋势中国桥梁界专家们曾预言：21世纪世界桥梁将实现新型、大跨、轻质、灵敏和美观的国际桥梁发展新目标。5.1 桥梁结构形式多彩多姿迄今为止，古今中外所有的桥梁均按照构造和受力体系分类，大致可分为8种：刚架桥、拱桥、系杆拱桥、简支梁桥、连续梁桥、T构桥、斜拉桥、悬索桥。如中国古桥赵州桥、各种石拱桥、混凝土拱桥、钢管拱桥均属拱桥类；南京长江大桥、九江长江大桥、杭州钱江二桥等属连续梁桥类；美国旧金山的金门大桥、中国西陵长江大桥、汕头海湾大桥均属悬索吊桥；武汉长江二桥、芜湖长江大桥、宜昌夷陵长江大桥等均属斜拉桥类。21世纪，随着高强度钢、玻璃钢、铝合金、碳纤维等太空轻质材料的大量启用，桥梁建筑的主要材料将不断更新，桥梁结构的形式将呈现出多样化发展格局。5.2 新型材料擎起大跨、轻质桥梁据有关桥梁专家介绍，21世纪的桥梁主材将采用高强度、高韧性钢材和抑振合金材料。日本明石海峡大桥的加劲梁采用780兆帕焊接时低预热型新型高强度钢板，使其桥梁主跨设计刷新了20世纪的最大跨记录，达到1990米。21世纪钢桁连续梁将大量采用高强度低预热型焊接用钢板，大线能量焊接用钢板、高韧性钢板、抗层状撕裂型钢板、异形钢板、耐候钢及镀锌钢板、抑振厚板、玻璃钢、抑振合金材料，不仅可有效地增大钢桁梁桥的桥跨，而且能有效地降低梁体自重，实现大跨、轻质目标。高强度混凝土是桥梁建设必不可少的主材料之一，21世纪的混凝土材料将加入来亚纳米、水溶性聚合物、有机纤维以不断提高强度与耐久性。桥梁建设将广泛运用环保型混凝土，桥梁的韧性、耐久性及强度将得以有效地提高。5.3 桥灵路畅与环保相得益彰21世纪建成的新型大桥将“头脑”灵活，“感觉”敏捷，计算机系统和传感器系统将可以感知风力、气温状况，同时可随时得到并反映出大桥的承载情况、交通状况，桥面还将设有路径传感器，客车无人驾驶时不会偏离车道并能顺利通过大桥。自动收费装置将阻截“逃票”车辆，交费足额才可放行。桥体内的传感器可测出大桥各部位的危险及潜在故障，并及时发出警报。严寒冬季桥墩上的自动加热系统将启动吸收地热，将地热传向桥面融化冰雪；超载汽车、列车通过大桥之前，会被装在桥头的传感器感测出来，及时传感到智能装置，桥头放行栅栏将自动关闭，以防桥梁超载发生危险。21世纪的世界，将成为造福人类，代表社会进步与高度文明的标志性建筑。对土木工程的历史、现状和未来发展的认识一、古代土木工程古代土木工程具有很长的时间跨度，它大致从公元前5000年的新石器时代到17世纪中叶，前后约7000年。在房屋建筑、桥梁工程、水利工程、高塔工程等方面都取得了辉煌的成就。一些文明古国的不少传世杰作，至今巍然屹立。譬如我国的长城，埃及的金字塔等。公元6世纪建成的赵州桥，是世界上最早的敞肩式拱桥，于1991年被美国土木工程学会选为世界上地12个土木工程里程碑。 二、近代土木工程近代土木工程的时间跨度从17世纪中叶到20世纪中叶，前后约300年时间。在此期间，建筑材料从以天然材料为主转向以人造材料为主，建造理论也从主要以总结长期建造经验向重视科学兼顾经验转变。建造技术方面，一些性能优异的大型机械伴随着各种极为有效的施工方法的出现，使得人们开始能建造结构复杂或所处环境恶劣的土木工程。期间建成的埃菲尔铁塔、帝国大厦和金门悬索桥，至今仍不失为伟大的土木工程。现代土木工程 现代土木工程起始于20世纪中叶。发展至今，土木工程在建筑材料、结构理论和建造技术方面都取得了极其巨大的进步。 建筑材料方面，高强度混凝土、高强低合金钢、高分子材料、钢化玻璃越来越多地出现在建筑上。结构理论方面，利用电子计算机强大的运算和绘图能力，力学分析和计算的结果更加符合结果的实际情况，使得在结构设计上更为可靠。对于建筑技术，已经发展到机电计算机的一体化，施工过程中，不论是上天、入地还是翻山、下海，都已不是施工的障碍了；而焊接技术的普遍使用，也使得钢结构的发展进入了一个新的阶段。 现代土木工程造就的举世瞩目的建筑有：迪拜大楼、上海金茂大厦、马来西亚吉隆坡的石油大厦双塔楼、法国的诺曼底斜拉桥等。土木工程心得随着我国改革开放的不断深入和经济的迅速发展，我们正面临着一个伴随着国民经济飞跃的土木工程大发展的大好时期。作为跨世纪的一代，这一大好形势为我们提供了空前难得的施展才干、向国际水平冲击的良好机遇。同时，我们也深深感到，这是一个“机遇”与“挑战”并存、“合作”与“竞