桥梁工程复习考试资料.docx

第一篇 总论 上册第一章 概述1、桥梁的作用（了解）2、桥梁的组成 桥梁组成（熟悉） 五大件1桥跨结构2，支座系统3，桥墩4，桥台5，墩台基础 五小件1,桥面铺装2，排水系统，3，栏杆4，伸缩缝5，灯光照明 主要专业术语（重点掌握桥梁水位、跨径、净空） 桥梁分类（重点掌握跨径及桥梁结构体系分类）3、桥梁发展概况（了解）第一篇 总论（上册）第一章 概 述1、桥梁的作用（了解）2、桥梁的组成 桥梁组成（熟悉） 五大件1桥跨结构2，支座系统3，桥墩4，桥台5，墩台基础 五小件1,桥面铺装2，排水系统，3，栏杆4，伸缩缝5，灯光照明 五大件总一二为上部结构。 主要专业术语（重点掌握桥梁水位、跨径、净空） 桥梁分类（重点掌握跨径及桥梁结构体系分类）3、桥梁发展概况（了解）水位：高水位-洪峰季节河流的最高水位 低水位-枯水季节河流的最低水位 设计洪水水位-按设计洪水频率算的的水位 计算水位设计洪水水位加雍水和浪高 通航水位满足最低通航所需水位跨径：净跨径两墩壁之间的距离。对于梁式桥净跨径是指设计洪水位线上相邻两个桥墩(或桥台)之间的水平净距，而拱式桥是指每孔拱跨拱脚截面内边缘之间的距离。 总跨径所有孔径之和。各孔净跨径之和称为总跨径。桥梁的净跨径l0和总跨径L是反映桥梁宣泄洪水的能力和通航标准的指标。计算跨径桥跨结构两支点的间距，桥跨结构的力学计算常常使用计算跨径。桥跨结构两个支点间的距离称为计算跨径。 对于梁式桥是指桥跨两端相邻支座中心之间的距离。对于拱式桥是指拱轴线两端点之间的距离.标准跨径两桥墩中心线之间的距离，或桥墩中心线与桥台前缘的距离。对公路梁式桥，标准跨径是指两相邻桥墩中线间的距离，或桥墩中线与桥台台背前缘间的距离； 对拱式桥，是指其净跨径。铁路桥常以计算跨径作为标准跨径。桥长两端桥台的侧墙或八字台墙尾端点之间的距离。桥长是衡量桥梁大小的最简单的技术指标：一般把桥梁两端桥台的侧墙或八字墙尾端点之间的距离称为桥梁全长，简称桥长。 无桥台时，桥梁全长为桥跨结构的行车道板全长距离。桥梁规范中根据桥梁跨径总长L和单孔跨径Lo划分桥梁的规模大小。净空：设计洪水水位或设计通航水位至桥跨结构下边缘之间的距离。 桥下净空高度：是指设计洪水位或设计通航水位至桥跨结构下边缘之间的距离。该距离应满足安全排洪及通航的要求。桥梁分类：按跨径大小分类（公路桥必须两个都要满足）2、按结构体系划分 梁式桥主梁受弯受力特点：主梁受弯剪，结构不产生水平反力，静定结构。 拱式桥主拱受压受力特点： 墩台不仅产生竖向反力，还产生水平推力，从而使拱主要受压，也受弯矩 刚架桥构件受弯压受力特点： 梁部受弯为主，柱脚有水平反力，介于梁、拱之间。 缆索承重缆索受拉受力特点： 缆索只受拉力，墩台受竖向力及水平推力 组合体系几种受力体系的组合第二章 桥梁的规划与设计原则1 桥梁设计程序 熟悉桥梁规划设计的前期工作及设计阶段的主要工作 大型桥梁的设计工作可分为前期工作及设计工作两个阶段。 前期工作包括编制预可行性研究报告和可行性研究报告，设计阶段按“三阶段设计”进行，即初步设计、技术设计与施工设计。 对常规桥梁，通常采用两阶段设计，即初步设计和施工设计。2 桥梁设计的一般原则桥梁设计基本原则:C 安全C 适用C 经济C 美观C 技术先进C 环境保护和可持续发展 了解野外勘察与调查的基本工作 掌握桥梁纵、横断面的设计和平面布置（重点掌握桥梁纵断面设计）纵断面设计内容（1）总跨径（2）桥梁分孔（3）桥面标高（4）桥下净空满足通航要求及洪水位纵断面设计详细设计：（1） 总跨径 桥梁总跨径的确定一般依据水文计算。桥梁墩台和桥头路堤会侵入并压缩河床，使桥下的过水断面减小，水流流速加大，引起河床冲刷，故桥梁总长必须保证桥下有足够的排洪面积，以减小或避免桥梁基础受到过大冲刷；但也不能因为冲刷过度增加桥梁总长，导致工程投资增大。在确定桥梁总长时，既要依据计算结果，也要结合基础类型、埋置深度等因素来考虑，桥梁在整个使用年限内，保证设计洪水顺利宣泄；对于桥梁结构本身来说，不能因总跨径缩短而引起河水对河床过度冲刷给浅基础带来的不利影响。对于深埋基础，一般允许稍大一点的冲刷，使总跨径适当减小；对平原地区稳定的宽滩河段，河水的流速较慢，漂流物也少，可以对河滩的浅水流区段作较大的压缩。（2） 桥梁分孔（3） 跨径愈大，孔数愈少，降低墩台造价，上部结构的造价大大提高；（4） 使上、下部结构的总造价趋于最低桥梁孔径布置应注意的问题：通航河流，分孔满足桥下的通航要求。桥梁通航孔布置在通航最方便的河域； 平原区宽阔河流上的桥梁，主河槽按需要布置较大通航孔，两侧浅滩部分按经济跨径分孔；山区的深谷、水深流急的江河等，加大跨径；连续体系的多孔桥梁，边孔与中孔的跨中弯矩接近相等，合理地确定相邻跨之间比例； 河流中存在不利的地质段，布孔时，尽量避开这些区段，适当加大跨径。（3）桥面标高1）流水净空的要求梁桥 梁底支座底面高出设计洪水位（包括壅水和浪高）不小于25cm,高出流冰面不小于50 cm无铰拱桥 拱脚淹没深度不超过拱圈矢高的2/3，拱顶底面高出设计洪水位1.0m通航孔，拱脚的起拱线高出最高流冰面不小于0.25m。（4）桥下净空满足通航要求及洪水位横断面的设计平面布置：3 桥梁体系与造型美学 掌握五种体系桥梁特点，结合赣江上已建的相关桥型，能从不同方面对其进行分类阐述，熟悉各类桥型的特点 。南昌英雄大桥：单塔斜拉桥赣江大桥：钢架桥八一大桥：双塔斜拉桥南昌大桥：梁式桥生米大桥：组合体系（拱+梁+缆绳）赣江西支大桥 第三章 桥梁设计作用1 桥梁设计基本概念n 1、极限状态：当整个结构或结构的一部分超过某一特定状态而不能满足设计规定的某一功能要求时，则此特定状态称为该功能的极限状态。n 极限状态 ： 承载能力极限状态 正常使用极限状态 承载能力极限状态：对应于桥涵结构或其构件达到最大承载能力或出现不适于继续承载的变形或变位的状态。 当结构或构件出现下列状态之一时，即认为超过了承载能力极限状态： （1）整个结构或结构的一部分作为刚体失去平衡（如滑动、倾覆等）； （2）结构构件或连接处因超过材料强度而破坏（包括疲劳破坏），或因过度的塑性变形而不能继续承载； （3）结构转变成机动体系； （4）结构或结构构件丧失稳定(如柱的压屈失稳等）；正常使用极限状态：对应于桥涵结构或其构件达到正常使用或耐久性的某项限值的状态。当结构或结构构件出现下列状态之一时，即认为超过了正常使用极限状态： （1）影响正常使用或外观的变形； （2）影响正常使用或耐久性能的局部损坏； （3）影响正常使用的振动； （4）影响正常使用的其它特定状态。极限状态三种设计状况n 2、公路桥涵考虑以下三种设计状况：n （1）持久状况：桥涵建成后承受自重、汽车荷载等持续时间很长的状况。该状况下的桥涵应进行承载能力极限状态和正常使用极限状态设计。 （2） 短暂状况：桥涵施工过程中承受临时性作用的状况。该状况下的桥涵仅作承载能力极限状态设计，必要时才做正常使用极限状态设计。 （3） 偶然状况：在桥涵使用过程中可能偶然出现的状况。这种状况出现的概率极小，且持续的时间极短。该状况下的桥涵仅作承载能力极限状态设计作用的含义：直接作用：直接施加于结构上的外力，如车辆、人群、结构自重等，可用“荷载”这一术语来概括。 间接作用：不是以外力形式施加于结构，是间接作用于结构的，它们产生的效应与结构本身的特性、结构所处环境等有关，如地震、基础变位、混凝土收缩和徐变、温度变化等作用的分类的概念：2 永久作用 含义： 指在设计使用年限内其作用的位置、大小和方向不随时间变化，或其变化值与平均值相比可忽略不计的作用（或荷载）。 包括桥梁结构自重、土侧压力、静水压力及水浮力、预应力混凝土结构的预加力，混凝土收缩和徐变的作用等。 熟悉永久作用的类型结构重力（包括结构附加重力）预加力土的重力土侧压力混凝土收缩及徐变作用水的浮力基础变位作用 掌握结构重力计算特点结构物自身重力（包括桥面铺装、附属设施等附加重力），可按照结构物的实际体积乘以材料的容重计算 掌握水的浮力和预加力对结构设计时的规定区别 水浮力：指由地表水或地下水通过地基土壤的孔隙传递给建筑物基础底面的水压力，其值等于建筑物所排开的同等体积的水重。位于岩石地基上的基础一般被认为是不透水的，可不计水浮力；对于碎石类土、砂类土、粘砂土等透水性地基上的墩台，要考虑水浮力。预加力： 对预应力混凝土桥梁结构，预加力在结构正常使用极限状态设计和使用阶段构件应力计算时，应作为永久作用计算其主效应和次效应，计算时应考虑相应阶段的预应力损失，但不计由于偏心距增大所引起的附加效应；在结构承载能力极限状态设计时预加应力不作为作用，而将预应力钢筋作为结构抗力的一部分，但在连续梁等超静定结构中，仍需考虑预加力的次效应。 3 可变作用汽车荷载汽车冲击力汽车离心力汽车引起的土侧压力人群荷载风荷载汽车制动力流水压力冰压力温度（均匀温度和梯度温度）作用支座摩阻力偶然作用：偶然作用 船舶或漂流物的撞击作用地震作用汽车撞击作用1）汽车荷载掌握汽车荷载的分类汽车荷载分为公路I级和公路II级。 汽车荷载由车道荷载和车辆荷载组成。车道荷载用于桥梁结构的整体计算（例如主梁、主拱和主桁架等的计算）；车辆荷载用于局部加载、涵洞、桥台和挡土墙压力等计算。掌握车道荷载大小、形式及特点公路级车道荷载取值: 均布荷载标准值： 集中荷载标准值： 当桥梁计算跨径小于等于5m时， 计算跨径大于等于50m时， 计算跨径在5m至50m之间时， 按直线内插求得。 计算剪力效应时，上述集中荷载标准值 应再乘以1.2的系数。 特点： （1）车道荷载的形式简明。在内力影响线上加载只要已知影响线面积与最大坐标值就可以，加载手续简单，电算和手算工作量均较少； （2）通过车道荷载中的均布荷载加集中荷载的模式可以解决大、中、小不同跨径的活载设计标准，例如均布荷载的集度在某跨径区段可采用跳跃变化以满足不同跨径的要求； （3）车道荷载中的集中荷载可采用双值，以满足弯矩和剪力计算的不同要求；公路级车道荷载：均布荷载标准值 qk和集中荷载标准值 pk 按公路级车道荷载的0.75倍采用掌握车辆荷载大小、结构形式及特点大小：公路级和公路级汽车荷载采用相同的车辆荷载标准值。标准车辆荷载采用原桥规汽车超20级荷载中总重为550kN的加重车。掌握汽车荷载在加载时的规定2）汽车冲击力了解汽车荷载冲击力产生的原因：活载以一定的速度在桥上行驶时，会使桥梁发生振动，产生动力作用。这种动力作用会使桥梁的内力和变形较静活载作用时大。这种现象就统称为冲击作用掌握04桥规对冲击系数的规定，会计算冲击系数：式中 f 结构基频（ hz ）。 汽车局部加载及在T梁、箱梁悬臂板上的冲击系数采用0.3。 简支梁桥结构的基频可按下列公式计算：n 式中 结构的计算跨径 ； 结构材料的弹性模量 ； 结构跨中截面的截面惯性矩 ； 结构跨中处的单位长度量 ； G 结构跨中处延米结构重力 ； g重力加速度 。连续梁桥结构的基频可按下列公式计算：3）熟悉离心力1）离心力的产生 当车辆行驶在曲线线路上时，因方向变化而引起的径向水平力。（2）汽车离心力的计算 当弯道桥的曲线半径等于或小于250m时，应计算汽车荷载引起的离心力。 汽车荷载离心力标准值为车辆荷载(不计冲击力)标准值乘以离心力系数C计算。 C值按下式计算：4）熟悉人群荷载计算规定，注意人群荷载计算时单位（1）公路桥人群荷载标准值按下列规定采用： 1）当桥梁计算跨径L50m时，人群荷载标准值为3.0 ；当桥梁计算跨径L150m时，人群荷载标准值为2.5 ；当桥梁计算跨径在50m和150m之间时，可由线性内插得到人群荷载标准值。对跨径不等的连续结构，以最大计算跨径为准。 城市郊区行人密集地区的公路桥梁，人群荷载标准值取上述规定值的1.15倍。 专用人行桥梁，人群荷载标准值3.5 kn/ 。 掌握汽车制动力的计算方法5）汽车制动力车辆制动力或（列车牵引力）是指车辆在刹车或启动时为克服车辆的惯性力或阻力而在路面或轨道与车轮之间发生的滑动摩擦力。汽车制动力作用点一般在桥面以上1.2m处。制动力的计算方法：汽车荷载制动力按同向行驶的汽车荷载（不计冲击力）计算，并应按本规范表4.3.1-5的规定，以使桥梁墩台产生最不利纵向力的加载长度进行纵向折减。 一个设计车道上由汽车荷载产生的制动力标准值按本规范第4.3.1条规定的车道荷载标准值在加载长度上计算的总重力的10%计算，但公路级汽车荷载不得小于165kN；公路级汽车荷载不得小于90kN。同向行驶双车道的汽车荷载制动力标准值为一个设计车道制动力标准值的两倍；同向行驶三车道为一个设计车道的2.34倍；同向行驶四车道为一个设计车道的2.68倍。规范的规定、车道数引起的汽车制动力折减汽车荷载制动力按同向行驶的汽车荷载（不计冲击力）计算，并应按本规范表4.3.1-5的规定，以使桥梁墩台产生最不利纵向力的加载长度进行纵向折减。6）熟悉风荷载及支座摩阻力 分析桥梁结构的强度、刚度和稳定性时，应考虑风荷载的影响。对大跨度的斜拉桥和悬索桥以及高耸的桥塔和桥墩，风力的影响更大。 当风以一定速度运动并受到桥梁的阻碍时，桥梁就承受风压。风压分为顺风向和横风向； 顺风向的风压可视为平均风压或脉动风压。采用静力计算方法处理平均风压对结构的影响；对脉动风压，要按随机振动理论进行分析。)风力的计算风力指大风吹到桥跨结构、桥墩台和列车时所产生的风压力。方向与桥梁轴线垂直的风力称横向风力；方向与桥梁轴线一致的风力称纵向风力。其计算与桥跨结构所处地区的风压强度与受风面积有关风力可按以下方法计算：风力是风压与迎风面积的乘积支座摩阻力： 支座摩阻力是上部结构由温度等引起的变位而产生的，其作用方向与上部结构的变位方向相反作用点在支座处。支座摩阻力标准值按下式计算： F =W 7）温度影响力 对静定结构，气温的变化通常只会导致结构的伸长或缩短；在超静定结构中，由于气温的变化引起的变形受到约束，导致结构产生相应的附加力。 由于日照、骤冷等天气情况引起的温差对静定结构或超静定结构均可能产生附加力。 气温变化的幅度，可按桥梁所在地区的气温条件（一般取当地最高和最低月平均气温）确定。气温变化值，应自结构合龙时的温度算起。注意整体温度对静定结构和超静定结构的影响注意局部温度（非线性温度）规范的规定4 偶然作用 熟悉偶然作用的类型，熟悉规范对其规定偶然作用 船舶或漂流物的撞击作用地震作用汽车撞击作用5 荷载组合掌握荷载组合分类掌握基本组合、长期效应、短期效应组合计算:基本组合：1 作用效应组合的分类(1)公路桥涵结构按承载能力极限状态设计时基本组合：永久作用的标准效应与可变作用设计值效应 （结构的常规设计)偶然组合:永久作用的标准效应与可变作用某种代表值效应 （结构特殊情况下的设计）公路效应荷载组合：（荷载、汽车荷载、人群荷载）第四章 桥面布置与构造1、桥面组成与布置 熟悉桥面构造、桥面铺装纵向厚度组成、桥面行车道布置方式桥面构造：混凝土梁桥的桥面部分包括： 桥面铺装 防水和排水设施 伸缩装置 人行道（或安全带） 缘石 栏杆和灯柱等构造桥面铺装纵向厚度组成：桥面板垫层防水层保护层桥面铺装桥面行车道布置方式：双向车道布置交通量不大的桥梁单向车道布置交通量大的桥梁做法： 1.在桥面上设置分隔带，用以分隔上下行车辆; 2.采用主梁分离式布置，在主梁中间设置分隔带； 3.采用分离式主梁，在两主梁之间的桥面上不加联系 各自通行单向交通； 4.通常也将机动车道与非机动车道分隔、行车道与人 行道分隔；多层桥面布置充分利用桥梁的承载能力人行道城市附近的桥梁检修道、安全带郊区或高速公路2、桥面铺装及排水防水系统 1）桥面铺装 掌握桥面铺装作用、要求作用：保护桥面板不受车辆轮胎（或履带）的直接磨耗，防止主梁遭受雨水的侵蚀，并对车辆轮重的集中荷载起一定的分布作用要求：具有抗车辙、行车舒适、抗滑、不透水、刚度好。 熟悉桥面铺装的类型、做法，重点理解桥面铺装在受力计算时的规定桥面铺装的类型：水泥混凝土沥青混凝土沥青表面处治（耐久性较差，仅在中级或低级公路桥梁上使用）泥结碎石混合型做法：一层混凝土铺装，8-10厘米厚一层砼加一层沥青，8+5厘米防水混凝土铺装抗裂性较好的砼重点理解桥面铺装在受力计算时的规定桥面铺装一般不作受力计算，但如在施工中能确保铺装层与行车道板紧密结合成整体则铺装层的混凝土（除去作为车轮磨耗部可取0.010.02m厚外）还可以计算在行车道的厚度内和行车道板共同受力。 为使铺装层具有足够的强度和良好的整体性（能起连接各主梁的作用）一般要在混凝土中设置直径为46mm的钢筋网 2）桥面纵、横坡设置 重点掌握桥面横坡设置方式横坡：板桥或就地浇筑的肋板桥：墩台顶做成倾斜的采用不等厚铺装层桥宽较大，可直接将行车道板做成双向倾斜的3）桥面防水 了解桥面防水的性能要求及类型桥面防水的性能要求：不透水、有一定强度、弹性和韧性、耐腐蚀性和耐老化性较好。类型：沥青涂胶下封层，洒布薄层沥青或改型沥青，其上布一层砂，经碾压形成。高分子聚合物涂胶沥青或改型沥青防水卷材 重点熟悉铺设要求要求：在桥面伸缩缝处应连续铺设，不可切断；桥面纵向应铺过桥台背；桥面横向两侧，应伸过缘石地面，从人行道与缘石砌缝里向上叠起0.10m。4）桥面排水系统 了解排水系统设置数量、位置及排水管形式4、桥面排水系统 (1)设置数量: i2%, L2%, L50 时12-15设米一个； i2%, 时6-8设米一个；距离路缘石1050cm，可以沿车道两侧对称排列，也可交错排列。(2)设置位置 桥面行车道边缘处，距缘石1050cm 桥梁伸缩上游方向增设泄水管 最大间距不超过20m，伸缩缝上游增设泄水管，凹形竖曲线的最低点及前后35m也应各设一个。泄水管每平米不少于23cm2布置排水管形式 ：参考书上。 3、桥面伸缩缝 熟悉伸缩缝要求、作用及伸缩缝类型要求：一、使用要求1. 能够适应桥梁温度变化所引起的伸缩。2桥面平坦，行驶性良好的构造。3施工安装方便，且与桥梁结构联为整体。4具有能够安全排水和防水的构造。5. 承担各种车辆荷载的作用。6养护、修理与更换方便。7经济价廉。作用：保证桥梁按分析图式自由伸缩 保证车辆在伸缩缝处平顺通行 防止雨水、泥砂渗入类型：1.对接式伸缩缝2.钢制支承式伸缩缝3.橡胶组合剪切式伸缩缝4.模数支承式伸缩缝 5.无缝式伸缩缝4、人行道、栏杆、护栏与灯柱 了解人行道、栏杆、护栏及灯柱的一些常规构造及规定一、人行道与安全带人多人行道0.75米+0.5米的倍数人少安全带，0.25-0.5米高度0.25-0.4米做法：现浇与桥面连成整体 预制做成配件，现场组合安装二、栏杆、灯柱 栏杆高度0.81.2米，按规范计算水平力。做法： 全预制安装 现浇栏杆柱、预制安装扶手灯柱一般均为预制安装三、护栏 作用:封闭沿线两侧的作用具有吸收碰撞能量的作用 种类:n 刚性护拦n 半刚性护拦n 柔性护拦第二篇 混凝土梁桥第一章 混凝土梁桥设计与构造1、钢筋砼与预应力砼梁式桥特点钢筋混凝土桥的优点n 就地取材，成本低；n 耐久性好，维修费用少；n 材料可塑性好，可以做成各种形状；n 工业化程度高；n 整体性好，结构刚度大，噪声小缺点：n 受拉区配置普通钢筋，钢筋与砼共同作用，受裂缝宽度限制，钢筋拉应力受到制约，无法使用高强材料，结构自重大。占用支架和模板多，施工受季节影响、预应力钢筋混凝土桥的特点n 有效利用高强度材料，构件截面小，自重弯矩占总弯矩比例下降；n 节省钢材；n 全截面工作，无裂缝出现；n 有效的接头和拼装手段；n 需要专门施工设备；n 材质、制作精度要求高 应力度：理解应力度的概念，理解根据应力度分类，混凝土桥梁可以分为哪几类，其特点如何。概念：应力度分类混凝土桥梁分类及特点n 一，简支梁n 受力简单，跨中只有正弯矩n 静定结构，不产生附加内力n 对基础要求低n 便于预制、架设、施工管理，施工费用低n 预应力使梁全截面参加工作减轻结构恒载，增大抵抗活载能力n 二，悬臂梁桥：n 悬臂支点产生负弯矩，能卸载锚跨跨中正弯矩n 静定结构，不产生附加内力n 多孔桥时，只需一个支座，可减小桥墩、基础尺寸n 与简支梁相比，行车较平顺n 三，连续梁桥n 支点负弯矩能明显卸载跨中正弯矩n 结构刚度大，变形小，动力性能好，主梁变形挠曲线平缓，有利于高速行车n 可以运用悬臂施工法、顶推法、逐跨施工法等n 超静定结构，有附加内力 n 箱形截面设计计算复杂n 施工时要临时锚固措施n 四，T型钢构桥n 支点负弯矩能明显卸载跨中正弯矩n 结构刚度大，变形小，动力性能好，主梁变形挠曲线平缓，有利于高速行车n 可以运用悬臂施工法、顶推法、逐跨施工法等n 超静定结构，有附加内力 n 箱形截面设计计算复杂n 施工时要临时锚固措施钢构桥分类：n 五，连续梁桥，n 综合了连续梁桥和T形刚构桥的特点n 节省了支座，减少了墩及基础的工程量n 墩梁固结，改善了水平荷载的受力性能n 双薄壁墩减小水平位移在墩中产生的弯矩预应力混凝土连续梁设计的特点：以各个截面的最大正负弯矩的绝对值之和，即按弯矩变化幅值布置预应力束筋。 公路桥梁，恒载弯矩占总弯矩的比例较大，支点控制设计的是负弯矩，跨中控制设计的是正弯矩。(支点上的活载正弯矩与恒载负弯矩之和为负弯矩，跨中活载负弯矩与恒载正弯矩之和为正弯矩) 跨径不大的铁路桥梁活载较大，恒载弯矩占总弯矩比例不大，预应力筋节省有限，采用连续梁施工较简支梁复杂2）体系与受力特点熟悉简支梁、悬臂梁桥、连续梁桥、T形刚构桥及连续刚构桥特点对比分析同跨径简支梁与悬臂梁桥弯矩图特点对比分析同跨径悬臂梁桥、连续梁桥内力图的差异小跨径铁路梁桥为什么不采用连续梁桥从构造、受力、行车舒适性对比分析带挂孔和带铰T形刚构桥特点理解分析桥墩刚度对连续连续刚构桥受力的影响。了解各种桥型的适用情况各种桥梁适用情况：简支体系在中、小跨径上首选桥型（经济指标低、施工方便、机具要求不高）；连续梁与连续刚构主梁连续无缝，行车平顺，最大限度应用平衡悬臂施工法；连续刚构体系适用跨越海湾、山沟、河谷1）钢筋砼与预应力梁桥桥特点 熟悉钢筋砼与预应力砼梁桥各自的特点2 、梁桥立面布置1）简支体系熟悉简支体系梁桥分类及构造n 1、简支板桥n 板桥优点： 建筑高度小； 外形简单、制作方便； 重量不大，制作方便；n 板桥缺点： 跨径不宜过大； 横向通过铰缝传递横向荷载，整体性差n 板桥截面形式：一般做成等厚度，实心板和空心板n 板桥分整体式板桥和装配式板桥n 简支梁桥n 钢筋混凝土简支梁的常用跨径为820m，标准设计为10m、13m、16m、20m，高跨比约为1/111/18n 预应力混凝土简支梁标准设计为25m、30m、35m、40m，高跨比约为1/17 1/202）悬臂体系n 1、悬臂梁桥单孔双悬臂梁:n 中孔由桥下行车或通航条件决定n 边孔一般为（0.30.4）L分析悬臂长度对主梁内力影响三跨带挂梁的单悬臂梁桥：n 挂梁长度一般为（0.40.6）L熟悉悬臂梁桥及预应力砼T形刚构桥构造n 不带挂梁的T形刚构可采用:等跨布置n 带挂梁的T形刚构n 挂梁长度约为0.250.5Ln 预应力混凝土挂梁跨径不超过3540mn 梁高沿桥纵向变化曲线：抛物线、半立方抛物线、正弦曲线、三次曲线、圆弧线分析悬臂长度对悬臂梁桥主梁内力的影响2）连续体系熟悉连续板桥、连续梁桥、连续刚构桥跨径布置及构造特点n 1、连续板桥l 可以比简支板桥的跨径做得更大一些，比同跨径简 支梁更薄一些l 整体式连续板桥：边孔为0.70.8Ll 装配式连续板桥： 接缝在桥墩：等跨布置 接缝在弯矩较小位置：边孔约为0.60.65Ln 2、连续梁桥（1）分类：（2）连续梁跨径对受力影响：n 采用悬臂施工法：边孔长度约为0.50.8L，且采用梁高变化来适应弯矩变化（3）连续梁立面梁高布置n 采用顶推法、移动模架法、整孔架设法施工：一般布置成等跨等梁高连续梁n 3、连续刚构桥（1）特点（2）墩梁固结点设置及原因（3）连续刚构桥墩选型（4）连续刚构桥截面尺寸墩身长细比约为1620，双薄壁墩中距约为1/201/25L掌握连续梁跨径对受力的影响掌握连续刚构桥墩梁固结点的设置及作用3 、横截面设计1）截面设计原则熟悉截面设计原则1、满足抗弯、抗剪的能力（截面效率指标和截面形心尽可能大）2、尽可能减小截面尺寸3、主梁片数与间距或箱梁形式，影响桥梁宽度和高度4、截面形式选择，考虑施工影响5、保证横向联系2）板式截面1、板式截面特点（1）外形简单制作方便（2）建筑高度小（3）极易适应斜、弯、坡及S形、喇叭形或形状更复杂的桥梁（4）自重大，小跨桥梁使用n 适用范围 常用在48米跨径、不规则桥梁n 截面形式实心板、矮肋板、空心板n 施工方法整体现浇了解空心板桥基本构造特点3）肋式截面常用三种肋式截面及其特点，1、三类基本类型的比较（、T、）n 截面形状稳定，横向抗弯刚度大，块件堆放、装卸和安装都方便；但制造复杂n T截面制造简单，可以借助横隔梁来连接，整体性好，接头方便；但截面形状不稳定，运输和安装较复杂，构件正好在桥面板的跨中接头，对桥面板受力不利n 截面将桥面板与主梁分成两部分，对主梁受力不利，施工架设方便2、整体肋梁式截面n 施工费用昂贵n 整体性好n 采用较少的主梁装配式肋式截面及其特点3、装配肋梁式截面（1）装配式肋梁截面优点降低制作费用提高了产品质量上部和下部结构可平行施工（2）装配式肋梁截面形式及特点：形主梁：截面形状稳定，横向抗弯刚度大，堆放、装卸都方便。T形主梁：翼板构成行车道，主梁翼缘受压，横向借助横隔梁联结，整体性好I形主梁：承重构件“拦腰”划分为两部分，使整体梁的受弯构件装配成一个组合梁的受弯构件I形梁受力特点： 结合面处于截面弯曲剪应力较大的部位，保证组合梁上下部分结合成一整体受弯构件，必须加强结合面的强度； 装配顺序决定分阶段受力： 第一阶段：桥面板、横隔梁及主梁自重 第二阶段：车辆荷载细部构造尺寸满足哪些受力需要4、细部尺寸（1）腹板厚度： 满足主拉应力强度和抗剪强度 钢筋混凝土：160240mm 由预应力和弯起束筋作用，预应力混凝土肋中的主拉应力较小，肋板厚度由构造决定。 预应力混凝土：根据预应力管道而定（2）上翼缘厚度l 满足桥面板承受车辆局部荷载需要l 翼缘板做成变厚度，端部较薄，根部架构，不小于1/12梁高l 翼缘板厚度：桥面板承受全部荷载，端部取80mm 翼缘板承受恒载，活载由翼缘板及铺装 层共同承担，端部60mml 承托或圆角：使翼缘板和梁肋连接平顺（3）下翼缘尺寸l 满足布置预应力束筋及承受张拉压应力要求l 截面尺寸要求： 钢筋混凝土：与腹板等宽 预应力混凝土：应占总截面面积的1020l 马蹄形尺寸要求： 马蹄总宽度约为肋宽24倍，管道保护层不小于60mm； 下翼缘高度加1/2斜坡区，高度约为梁高0.150.20；马蹄形尺寸对主梁受力影响4）箱形截面熟悉箱形截面的截面特点、常用形式、特点等1、箱形截面基本形式n 箱梁截面特点： 抗扭刚度大，整体性好，静力和动力稳定性好n 常用截面形式： 单箱单室、单箱多室、多箱单室、多箱多室n 各种截面形式箱梁特点： 单箱单室：抗扭刚度大，弯桥、城市高架桥、立交桥 单箱多室：桥面较宽 分离式箱形截面：桥面宽度超18m，中间设分隔带掌握箱形截面细部尺寸需满足的力学性质指标n 2、箱形截面细部尺寸（1)底板厚度悬臂梁、T构：构造决定,160mm180mm连续梁：跨中正弯矩，200mm 250mm悬臂施工时还需承受挂篮底模横梁后吊点的反力（2）顶板厚度 桥面板横向弯矩的受力要求和布置纵向预应力束和横向钢筋的布置悬臂板长度25m，长度超过3m，需布置预应力束筋（3）腹板厚度l 满足剪应力和主拉应力要求，满足施工要求l 对侧腹板满足弯扭切极限强度，侧腹板比中腹板厚l 腹板最小构造要求： 腹板内无预应力管道，厚为200mm 腹板有无预应力管道，厚为300mm 腹板内有预应力筋锚固头，厚为380mm（4）承托l 作用：减小扭转剪应力和畸变应力l 形式：竖加腋和水平加腋l 设置加腋对主梁截面的影响： 顶板与腹板处加腋，加大腹板刚度、对腹板受力有利，腹板剪应力控制截面下移，错开横向弯曲应力峰值，减小主拉应力，利于竖弯束的布置； 使预应力束合力位置降低，对桥面板跨中受力不利； 水平加腋增加了桥面顶板与腹板之间的连接宽度，保证箱梁的整体性4 、配筋设计原则及构造特点1）预应力束筋布置形式掌握各种力筋形式适用布置位置1 ）整体式钢筋混凝土简支板桥l 靠两侧边缘约1/6板宽的主钢筋，比中间板带部分布密一些，增加15%l 钢筋混凝土板的主筋直径不小于10mm，主筋间距不大于20cml 分布钢筋，直径不小于6mm，间距不大于25cml 板的净保护层不少于20mml 2 ）装配式钢筋混凝土简支板桥l 布筋原则同整体式板桥l 3 ）装配式钢筋混凝土简支梁桥l 4 ）其他钢筋混凝土桥 梁内主钢筋须根据弯矩包络图进行布置，满足正、负弯矩的要求；斜钢筋可根据抵抗主拉应力的需要设置，可由上下部主钢筋弯折而成，也可另配2）装配式预应力砼简支梁桥（1）预应力束筋的布置l 束筋弯出梁顶对主梁的影响l 束界的概念及预应力筋布置与束界主梁受力影响l 预应力束筋在横截面上的布置l 预应力筋在梁端上的锚固原则束筋弯出梁顶对主梁的影响跨径较大或梁高受限，梁端不能锚固所有束筋，可将部分力筋弯出梁顶 使预应力的张拉操作比较繁琐 束筋弯角增大，预应力的摩阻损失也增大 干扰桥面板的钢筋布置 减少束筋长度，对抗剪有利 跨径较大T梁，减少吊装重量束界的概念及预应力筋布置与主梁束界影响束界：是借用了截面核心距的物理概念。当预加力作用在上核心时，截面下缘就不出现拉应力；作用在下核心时，截面上缘不出现拉应力。布置： 简支梁跨中最大弯矩区段变化小，束筋在梁的三分点左右才开始弯起 根据抗剪要求，在三分点到四分点之间开始需弯起束筋 从减少摩阻损失，束筋的弯起角不宜大于20o 束筋弯起线形：圆弧形、抛物线形、悬链线预应力束筋在横截面上的布置 尽量相互紧密靠拢，减少马蹄的尺寸，减轻自重 保证梁底保护层前提下，使预应力束筋的重心靠下预应力筋在梁端上的锚固原则 锚具在梁端布置，应尽量减小局部应力 满足安放张拉设备所需要的锚具间最小净距要求 对称于纵轴布置 梁端应超出支座轴线h/3或0.6m，使预应力能参与支座反力熟悉预应力筋在横截面上的布置3）预应力砼连续梁桥施工方法的不同，预应力筋布置形式1、预应力束筋配束原则l 选择适当的预应力束筋的形式与锚具形式l 预应力束筋的布置要考虑施工的方便，也不能随意切断，增加结构锚具l 预应力束的布置要符合结构受力的要求l 预应力束筋配置，考虑材料经济指标先进性l 预应力束筋避免多次反向曲率的连续束l 考虑结构在使用阶段的弹性受力，也需考虑破坏阶段的需要l 2、预应力束筋布置形式l （1）连续配筋lu 正弯矩布置在下翼缘、负弯矩布置在上翼缘u 跨度较大的梁截面设计成变高度梁的原因 梁的高度按曲线变化的梁，梁的截面重心线也即曲线形，这样可以使预应力钢筋的弯曲平缓些，有利于张拉工作，减小摩阻损失。u 梁轴线变化较陡，采用直线布筋，中间支承处配短锚筋u 为减少损失，可缩短钢筋长度，增加张拉次数，交叉配筋方式连接起来（2）分段配筋4）三向预应力的概念及作用5 、其他构造1）横隔梁T梁和箱梁的作用及设置位置n 作用：n （1）T梁：使各根主梁互联成整体，荷载作用下各片梁共同作用n （2）箱梁：增加截面的横向刚度，限制畸变应力 在支撑处还承受和分布较大支撑反力n 设置：跨中、四分点、支点各设置一道n 尺寸：高度取3/4/梁高 肋宽为1220cmn 横隔梁配筋与支承方式： a)支承位于主梁腹板下，横梁中只需配置一定数量水平普通钢筋； b)支承在箱梁底板上，横梁受力类似弹性支承悬臂梁，横隔梁需设曲线形预应力筋2）桥梁的横向连接1、装配式板桥的横向连接n 企口混凝土铰连接n 钢板连接2、装配式T梁的横向连接钢板式接头扣环式接头桥面板的企口铰连接板桥的横向连接装配式T梁的横向连接3）梁桥的纵向连接n 干接缝n 湿接缝n 胶接缝4）了解牛腿及剪力铰的构造和作用n 作用：衔接悬臂梁和挂孔n 构造要求：缩短传力路线避免尖锐的转角支座高度尽量小五、剪力铰n 链杆式铰n 拉杆及辊轴组成的铰n 即筒式铰6 、梁桥支座1） 支座按受力特性分类2） 板式橡胶支座3） 板式橡胶支座有矩形和圆形。支座的橡胶材料以氯丁橡胶为主，也可采用天然橡胶。氯丁橡胶一般用于最低气温不超过-250C的地区，天然橡胶用于-300C-400C的地区。熟悉板式橡胶支座构造（1）构造特点：常用的板式橡胶支座采用薄钢板或钢丝网作为加劲层以提高支座的竖向承载能力。（2）变形机理： 不均匀弹性压缩实现转动； 剪切变形实现水平位移；3.无固定和活动支座之分 固定支座可通过在支座侧板焊接刚度强大的销钉予以锚固（3）适用范围：支座反力为703600kN的公路、城市桥梁 最高温度+60oC，最低-45oC 掌握板式橡胶支座变位机理 设置在钢盆中的橡胶板达到对上部结构具有承压和转动的功能； 聚四氟乙烯板和不锈钢板之间的平面滑动达到水平位移熟悉板式橡胶支座的适用范围适用范围： 竖向承载力100050000KN 有效水平位移量40mm250mm 支座容许转角40 设计摩阻系数0.05安装注意事项、性能等3）盆式橡胶支座熟悉支座的特点掌握支座变位机理4）支座布置要求熟悉支座的布置要求n 简支装配式空心板和T梁桥： （1）固定支座布置在桥台（2）每个桥墩上布置一个固定支座（3）较高桥墩，可布置两个活动支座（4）坡桥，布置在低桥墩台n 连续梁桥：每一联的墩或台上设置一个固定支座，其他墩台设置活动支座n 悬臂梁桥：锚固孔的一侧设置固定支座，一侧设置活动支座n 斜弯桥：结构沿曲线半径的切线方向定向支座位移方向7、梁桥墩台1）熟悉梁桥桥墩的类型及分类4） 熟悉实体桥墩、空心墩、柱式墩、柔性排架墩、薄壁墩及框架墩构造（空心墩横隔板作用）5） 空心桥墩有两种形式：一种为部分镂空实体桥墩，另一种为薄壁空心桥墩。3）了解防撞桥墩的一般做法4）熟悉梁桥桥台的分类及一般构造第三章 梁桥计算（参考教材具体介绍）1、主梁结构内力计算1）掌握主梁恒载内力图绘制掌握以三跨连续梁为例，绘制先简支后连续、悬臂-连续施工、逐孔施工、平衡悬臂法施工阶段内力图2）内力组合及弯矩包括图掌握内力组合的分类注意区分弯矩包络图及弯矩图的区别2、预应力束计算1）理解双向受弯束筋配置原理2）掌握束界概念3、桥面板计算1）桥面板的分类 行车道板的概念n 行车道板：直接承受车辆轮压，与主梁梁肋和横隔梁联结，保证梁的整体作用并将活载传给主梁。按支承方式分类（一）单边支承（二）两边支承（三）三边支承（四）四边支承 按长宽比分类n 单向板：把边长或长宽比大于等于2的周边支承板看作单由短跨承受荷载的单向受力板来设计，在长跨方向仅布置分布钢筋。 n 双向板：边长或长宽比小于2的周边支承板，需按两个方向的内力分别配置受力钢筋。 （A）对翼缘板的端边是自由边，另三边由主梁及横隔梁支承的板，可以像边梁外侧的翼缘板一样视为沿短跨一端嵌固而另一端为自由的悬臂板来分析。 （B）对相邻翼缘板在端部相互形成铰接缝的情况，则行车道板应按一端嵌固另一端铰接的悬臂板进行计算。按联结方式分类2）车辆荷载在板上的分布掌握车轮荷载在桥面板上局部分布荷载的计算3）桥面板有效工作宽度 掌握桥面板有效工作宽度概念单向板有效工作宽度计算悬臂板有效分布宽度计算4）桥面板的内力计算多跨连续单向板计算模型多跨单向板内力计算悬臂板的内力计算4、结构挠度及预拱度计算熟悉规范对预拱度及挠度规定掌握普通钢筋混凝土梁桥挠度及预拱度计算熟悉节段法施工时，预拱度设置的目的及方法第四章 梁桥空间理论分析（参考教材具体介绍）1、荷载横向分布计算原理车辆荷载在桥上布置荷载横向分布系数概念荷载横向分布系数：荷载横向布置位置确定后，利用荷载横向分布影响线，求出该梁被分配到的荷载值Pi，将分配到的荷载除以轴重，即为荷载横向分布系数。荷载横向分布系数表征荷载分布程度的系数，表示某根主梁所承担的最大荷载是桥上作用车辆荷载各个轴重倍数。横向刚度对主梁变形和受力影响常用荷载横向分布系数计算方法2、杠杆原理法n 杠杆原理法把横向结构（桥面板和横隔梁）视作在主梁上断开而简支在其上的简支梁。基本假定 忽略主梁之间横向结构的联系，假设桥面板在主梁上断开，当作横向支承在主梁上的简支梁或悬臂梁。（基本假定）适用场合 计算荷载靠近主梁支点时的m（如求剪力、支点负弯矩等） 双主梁桥 横向联系很弱的无中横梁的桥梁 箱形梁桥的m=1计算（1）确定适用条件（2）绘制反力影响线（3）横向布置荷载（4）求出每个荷载对应位置的影响线竖标值（5）计算荷载横向分布系数3、刚性横梁法n 刚性横梁法把横隔梁视作刚度极大的梁，也称偏心压力法。当计及主梁抗扭刚度影响时，此法又称为修正刚性横梁