桥梁的组成和分类

第一章桥梁构成和分类一.桥梁的基本组成部分普通桥梁由以下部分组成：桥梁交叉结构是线断裂时越过障碍物的主要承载结构。桥墩和桥台是通过桥梁结构，在一定荷载和车辆等基础上滑行的建筑物。通常称为桥两端的桥台，可以抵抗堤土压力，防止填堤的山体滑坡和崩塌。单孔桥没有中间桥墩。基础是从桥墩和桥台到地基底部基础部分的全部荷载传递。是保证桥梁安全使用的关键。上部结构表示桥梁的桥梁交叉结构。下部结构是指桥的桥墩或桥台。支架是安装在桥梁横向结构和桥墩或桥台支撑上的传力装置。锥形边坡保护是在堤坝与桥台相接的桥台两侧设置石质边坡保护，确保领水部分路堤边坡的稳定性。低水位是在枯水期停止山丘等最低水位。高水位意味着洪峰河上的最高水位。设计洪水水位是根据桥梁设计中规定的设计洪水频率计算的高水位。对于净跨度，是设计洪水水位处两个相邻桥墩(或桥台)之间的净距离；对于拱桥，是每个孔拱穿过两个拱截面最低点的水平距离。总跨度是多孔桥梁中每个孔的净跨度之和，也称为桥梁光圈，反映了桥梁下防洪能力。对于具有跨度计算支撑的桥，表示桥与结构相邻的两个支撑中心之间的距离；对于拱形桥，表示两个相邻拱脚截面造型点之间的水平距离。连接国家为公园(或拱肋)的每个负载面的中心点称为拱轴线。总桥长度是桥两端两个桥台的侧壁或八字墙后端点之间的距离，对于没有桥台的桥，则是桥车道的总长度。一条线反映了桥梁和涵洞总长的比重在整条线建设中的重要性。桥梁高度简称表示桥面和低水位之间的高度差异，桥梁高度在一定程度上反映了桥梁建设的便利性。桥梁下部净空高度设计洪水水位，或计算通航水位和桥梁横断面结构的底边之间的距离，不大于该河通航规定的净空高度。建筑高度不仅是桥梁结构的系统和路径的大小，而且是从桥面行驶铺装层(或轨道顶部)标高到桥面结构底部边缘的距离，桥上车辆部分的高度位置也不同。从道路(或铁路)路线确定的桥面(或轨道顶部)标高，与航行净粉末顶部标高(也称为允许的建筑物高度)的差值。净存根高度是从路拱剖面底部到相邻拱剖面底部到最低点的连接的垂直距离。计算头截面中心到两个相邻拱门截面形状的连接的垂直距离。跨度比是拱桥拱环(或拱肋)的计算高度与计算跨度之比，也称为拱矢量，是反映拱桥力学特性的重要指标。此外，我国的公路工程技术标准规定，标准设计或新桥涵路线在60米以下的情况下，一般采用标准跨度。对于梁桥，是指两个相邻桥墩中心线之间的距离，或桥墩中心线到桥台台前边缘的距离。对于拱桥，这意味着净跨度。涵洞是用于声明堤坝下水流的结构。为了与桥公路工程技术标准规定的不同，据说所有多孔路径的总长度小于8米，单孔跨度也小于5米的排水结。二、桥梁的主要类型(a)桥梁的基本系统结构工程中的力元件永远离不开三种基本方法：拉力、压力和弯曲。由基本构件组成的各种结构也可以机械地归结为梁、起拱、吊架三种基本系统及其之间的各种组合。1.梁式桥梁桥是垂直荷载下无水反力的结构。外力(恒荷载和活荷载)的作用几乎垂直于承重结构的轴，与相同跨度的其他结构系统相比，在梁内产生最大弯矩，通常由弯曲能力强的材料制造。目前公路上应用最广泛的是预制钢筋混凝土简支梁桥。但是一般在25米以下。如果跨度大，为了获得经济材料，可以根据地质条件等建设悬臂式或连续梁桥。大跨度和大荷载大桥梁的钢筋混凝土梁桥，可以制作钢桥或高强度材料。2.拱形桥拱桥的主要荷载结构是拱圈或拱肋。该结构在垂直载荷下桥墩或桥台受到水平推力。这种结构在垂直载荷下桥墩或桥台受到水平推力。同时，此水平推力会因负载而大大抵消拱圈(或拱肋)内的弯矩。因此，拱的弯矩和弯曲形状比相同跨度的梁小得多。拱桥的承重结构主要是压缩结构，通常可以用压缩能力科学家的圬工材料(如砖、石、混凝土)和钢筋混凝土等进行建筑。拱桥的交叉能力很大。3.刚架桥刚性桥的主荷载结构是梁或板和柱或垂直墙整体连接的刚性框架结构，梁和柱的连接是刚性的。在垂直荷载下，梁主要弯曲，而柱脚水平翻转，横梁和拱桥之间存在应力状态。因此，在相同跨度的情况下，在相同荷载下，固定桥的大弯矩比一般大梁小。4.吊桥现有悬索桥使用了双塔悬挂的强力电缆作为主荷载支撑结构。在垂直载荷下，电缆通过吊杆承受很多张力，通常需要在两岸桥台的后面建造很大的锚地结构。悬索桥也是具有水平反力(张力)的结构。悬索桥自重小，结构刚度低，在车辆动态载荷下有很大的变形和振动。5.组合系统桥根据力的特性，由几个不同体系的结构组合而成的桥称为耦合体系桥。组合体系桥的种类很多，但其本质是为了利用梁、拱、吊三种不同的组合形成新的结构。组合体桥梁一般可以用钢筋混凝土制成，大跨度桥梁用钢筋混凝土或钢建造比较合适。(b)桥梁不同分类的简要说明如上所述，除了根据力的特性分为不同的结构体系外，人们还习惯于将桥的用途、大小和桥梁建设材料等其他方面进行分类：(1)公路、铁路桥、公路铁路两用桥、农桥、人行桥、水道和其他特殊桥梁(如通行管、电缆等)。(2)根据桥梁的总长度和跨度，分为特殊大桥、大桥、中桥、小桥。公路工程技术标准规定了大、中、小腿分割标准，如表。桥涵分类多孔跨度总L(m)单孔跨距L0(m)特大桥L500L0100大桥L100L040中教30 l10020 l0 40小桥8L305l0 20涵洞L 8L0 5(3)按主要承重结构使用的材料划分，有砖、石、混凝土桥、钢筋混凝土桥、钢筋混凝土桥、钢筋混凝土桥、钢桥、木桥等。在我国高速公路上广泛使用的是钢筋混凝土桥、钢筋混凝土桥和圬工桥。(4)根据交叉挡墙的特性，可分为交叉钢桥、交叉桥(立体交叉)、天桥和大梁。高架桥通常是指为了取代高路堤而横跨深沟峡谷的桥。(5)根据上部结构的行车道位置，分为上桥、下桥和中间轴承桥。桥面放置在主要承重结构上，称为自下而上桥。桥面放置在承重结构下，称为下承桥。桥面放置在结构高度中间称为中间轴承桥。高架桥梁结构简单，施工方便，可以根据需要调整主大梁或拱肋等间距，获得经济合理的布置。通常，上部大梁的荷载结构宽度可以变小，从而节省桥墩的数量。另外，在上桥行驶时视野开阔、舒适也是重要的优点。因此，公路桥梁通常尽可能使用上承式桥梁。上行桥的缺点是桥的建筑高度大。如果桥梁高度有严格的桥梁，并且为了建设上桥，需要提高路面(或轨道顶部)标高，大大增加桥头路堤数量，则应使用上桥或上桥。对于城市桥梁。如果不允许周边建筑物等过分提高桥面高程，也可以建设下悬索桥。根据特殊使用条件，有开闭桥、浮桥、漫滩桥等。三、桥梁设计荷载(a)设计负载的规格规定根据使用任务，桥梁结构除了承受自身自重和各种额外的抗荷载虚外，主要承担各种汽车、平车、履带车、电车和各种非机动车及人口负荷等桥梁的各种交通负荷。通常，作用于公路桥梁的各种荷载和外力可以概括为永久荷载三类。可变载荷；偶然的载荷。1.永久负载永久负载也是设计寿命期间位置和大小、方向不会随时间变化或变化相对于平均值可以忽略的负载。永久载荷包括结构的自重、桥面铺装和配件的重量、作用于结构的土重量和土侧压力、基础位移的影响、水浮力、长期作用于结构的人工示例力、混凝土收缩和蠕变的影响等。结构的自重和桥面铺装层的重量可以通过实际体积乘以材质的体积来计算。公路桥梁结构自重往往占整体设计荷载的很大一部分，占30%-60%以上，跨度的比例越高。2.可变负载自适应负载是设计寿命期间运动位置和大小、随时间变化的方向以及相对于平均而言所做的变更不可忽视的负载。根据对桥涵结构的影响程度，分为基本可变荷载(也称为活荷载)和其他可变荷载。桥梁设计中考虑的基本可变载荷是汽车、平板拖车和履带的车辆载荷和人口载荷。同时，汽车负荷发生及其冲击和离心力。必须为所有车辆负载计算诱发的土方压力。规格中规定的其他可变载荷包括汽车制动力、轴承摩擦阻力、温度影响、风、水压和冰压力。车辆载荷的影响车辆载荷的影响包括汽车载荷的冲击、离心力、车辆载荷引起的土侧压力(上述基本可变载荷)和汽车制动(其他可变严酷载荷)。(1)汽车载荷的影响当车辆以高速度通过桥梁时，桥面不平整或车轮不圆，导致桥梁结构振动，诸如引擎抖动等原因，这种动态效果称为冲击效应。在此情况下，汽车对桥梁结构的负载(动态负载)所产生的应力和变形比相同大小的静态负载更大。冲击效果根据对现有桥梁的振动测试结果分析整理，设计时可以根据不同结构类型选择相应的冲击系数。下表是钢筋混凝土、混凝土和砖石桥涵的冲击系数结构类型跨距或负载长度(m)冲击系数(1)梁、刚架、拱结构、桩或柱桥墩、涵洞盖l5L451.301.00拱桥的主拱或拱肋l20L701.201.00冲击系数(1)随路径或载荷长度l的增加而减小，当l介于表列值之间时，可以通过直线插值方法获得。结构的填料起到缓冲和扩散载荷的作用，因此，对于拱桥、涵洞和重力桥墩，如果铺装层厚度(包括铺装层厚度)大于50cm，则不管冲击如何工作。(2)汽车载荷的制动力制动力是汽车在桥上刹车时为了克服惯性力，在车轮和路面之间产生的滑动摩擦力(摩擦系数可以达到0.5以上)。考虑到一辆汽车不能同时刹车，制动力不等于摩擦系数乘以桥上的全部车辆负荷。桥规规定，对于1-2车道，功率以在负荷长度内部署的车辆车队总重量的10%为基准计算，但不得超过重型车辆重量的30%。对于四车道桥，制动力按上述规定增加了一倍。制动力的方向是行驶方向，其焦点在桥面1.2米以上。计算支撑台时，可以将其移动到支撑的中心(铰链或滚子中心)，也可以移动到滑动支撑、橡胶支撑、摆动支撑的基础面。在计算桥面、拱桥和木桥时，无需考虑产生的力矩，即可移动到桥面。(3)离心力位于曲率半径小于250米时考虑车辆离心力作用的曲线上的桥。离心力等于车辆载荷(不管冲击如何)乘以离心力系数c。也就是说H=CP C=格式：计算速度(km/h时间)。R曲线半径(m)。为了便于计算，车辆载荷p通常使用均匀分布的等代载荷。多车道桥梁的等效荷载也按规定减少。离心力的焦点在于桥面1.2米(为了计算，可以很容易地移动到桥面，但不考虑由此产生的力和力矩)。(4)车辆荷载引起的土侧压力从桥台或挡土墙后面填充的车辆载荷产生的土压力可以通过转换后的同一代连续层厚度计算。桥台的计算宽度或挡土墙的计算长度由桥规的相应规定确定。群众的负荷在计算汽车负荷中的内力时，带有人行道的桥梁必须考虑人行道上的人负荷产生的内力。普通公路桥梁的人口荷载规定为300千克/m2(3000n/m2)；城市郊区行人密集区通常为350千克/m2(3500N/m2)。3.偶然的载荷偶然的载荷包括地震力和船舶或漂流物的冲击力。这些负荷在设计寿命中不一定出现，但是一旦发生，在较短的时间内，它们的值将非常大。(b)荷载组合桥规根据每个负载的重要性，提供了五种负载组合：组合:将基础可变负载(平板拖车或履带除外)的一个或多个组合与永久负载组合。组合:基础可变荷载(平板拖车或履带除外)的一个或多个永久荷载和一个或多个其他可变荷载的组合。组合:平面拖车或履带与结构自重、预应力、土重量和土侧压力的一个或多个组合；组合:基础可变载荷(平板拖车或履带除外)的一个或多个和永久载荷的一条或多条船或漂流物的冲击力和组合；组合:将一个或多个结构自重、预应力、土重量和土侧压力与地震力相结合。第二章钢筋混凝土和钢筋混凝土梁桥钢筋混凝土和钢筋混凝土梁桥都是将可压缩性好的混凝土和抗拉能力强的钢筋结合起来建造的。根据混凝土的预压程度，钢筋混凝土结构可以分为全预应力和部分预应力。第一种是在最大使用负荷下混凝土中不出现拉伸应力，另一种是不超过指定的拉伸应力值或裂纹宽度，这样可以提高性能，提高成本效益。在钢筋混凝土梁内部分布少量预应力提高梁裂缝安全性的方法称为钢筋混凝土结构。I .钢筋混凝土梁桥和钢筋混凝土梁桥的一般特性1.钢筋凝固梁桥的一般特性钢筋混凝土梁桥的结构本身约占总设计荷载(包括恒荷载和活荷载)的30%到60%。范围越大，自重的百分比就越大。村庄的材料强度大部分是由于结构本身的重量，钢筋混凝土梁桥的横向能力受到很大限制。组装的钢筋混凝土简支梁桥，技术合理的最大跨度约为20米。悬臂梁桥和连续梁桥最适合的最大跨度约为60-70米。钢筋混凝土梁桥的一般特性钢筋混凝土可以看作是一种预先储存了足够压缩应力的新型混凝土材料。向混凝土施加预压力的高强度钢筋(或压杆)是一种力延伸工具，同时也是一种抵抗荷载引起的构件内力的力钢筋。目前，50-60米钢筋混凝土简支梁的跨度可以用悬