第十讲 桥梁工程.ppt

谈桥梁工程，2、跨越峡谷，3、跨越河流，4、跨越其他线路，5、10.1桥梁的组成和分类，10.1.1桥梁的基本组成1、桥梁一般由五个“大部分”和五个“小部分”组成，五个“大部分”是：1、桥梁跨度结构；2.支持系统；3.桥墩；4.桥台；5.码头地基。五个“小组件”是：1。桥面铺装；2.排水和防水系统；3.栏杆；4.伸缩缝。5.照明。桥的五个主要组成部分的功能。桥梁跨度结构：它是主要的承重结构，也称为上部结构，当线路中断时，它会跨越障碍物。2.支撑系统：用于支撑上部结构并将荷载传递至桥墩。3.桥墩：在河中或岸上支撑桥跨结构的建筑物。4.桥台：位于桥梁两端，一端与路堤连接，防止路堤坍塌；另一端支撑桥跨结构的端部。5.墩台基础：是保证桥梁墩台安全并将荷载传递给基础的结构部分。桥墩和基础也称为下部结构。1.低水位：指旱季的最低水位。2.高水位：指河流在高峰期的最高水位。3.设计洪水位：指根据桥梁设计中规定的设计洪水频率计算的高水位。4.净跨度：对于梁桥，指两个相邻桥墩(或桥台)之间的水平净距离，通常用l0表示。总跨度是指每个孔的净跨度之和，也称为桥梁孔径(l0)反映了泄洪能力。6.计算跨度：对于有支座的桥梁，是指桥梁跨度结构中相邻两个支座中心之间的距离，通常用l表示。桥梁的总长度是指桥梁两端两个桥台的侧壁或八字墙后端点之间的距离，用l. 8表示。桥梁高度：指桥面与低水位之间的高度差。9.桥下净空高度：指设计洪水位或计算通航水位与桥跨结构最低边缘之间的距离，用h. 10表示。建筑高度：指桥梁行车路面(或轨顶)标高与桥梁跨度结构最低边之间的距离。(3)桥梁术语，10，11，净上升：指从拱顶部分的下边缘到相邻两个拱的下边缘的最低点的垂直距离。12.上升计算：指从拱冠截面形心到连接两个相邻拱脚截面形心的直线的垂直距离。13.矢跨比：指拱桥拱圈(或拱肋)计算矢跨比。14.计算跨度：相邻拱截面中心点之间的水平距离。15.净跨度：每个拱跨度的两个拱腿最低点之间的水平距离。3、桥梁术语11、10.1.2桥梁的主要类型，按结构体系划分，桥梁的主要类型有：1、梁桥以梁或桁梁作为桥梁的主要承重结构。在上部结构的竖向荷载作用下，支点只产生竖向反力。根据上部结构的静力体系，可分为简支梁桥、连续梁桥和悬臂梁桥。根据主要承重结构的形式，可分为两类：实腹梁桥和桁架梁桥。根据上部结构的材料，可分为木梁桥、石梁桥、钢梁桥、钢筋混凝土梁桥、预应力混凝土梁桥和由钢筋混凝土桥面和钢梁组成的组合梁桥等。其中，木梁桥和石梁桥仅用于小桥。钢筋混凝土梁桥用于中小型桥梁。钢梁桥和预应力混凝土梁桥可用于大中型桥梁。12，10.1.2主要桥梁类型，A，简支梁桥：两端分别支撑在活动支座和铰接支座上的梁桥，作为主要承载结构，是静定的。它是最早、应用最广泛的一种梁桥。该结构安装简单方便，不影响结构的内力连续梁桥通常在接缝处打3 5个孔，接缝处没有桥面接缝，因此行车更合适。连续梁桥，14，10.1.2主要桥型，c悬臂梁桥：一端或两端自由悬挂的梁桥，作为上部结构的主要承重构件。悬臂梁桥有两种类型：单悬臂梁和双悬臂梁。单悬臂梁是一种系统，其中简支梁的一端从支点伸出，以支撑孔悬梁。双悬臂梁是一种系统，其中简支梁的两端从一个支点延伸形成两个悬臂。其结构相对复杂，驱动不够平稳，目前很少使用。拱桥的主要承重结构是拱圈或拱肋。在垂直荷载的作用下，桥墩或桥台将承受水平推力。刚架桥的主承重结构是梁或板与柱或竖墙整体组合的刚架结构，与柱的连接具有很大的刚度。这种桥梁使用缆索作为主要承载结构，即缆索(或钢链)通过塔架悬挂并锚定在桥梁的两侧(或两端)作为上部结构的主要承载部件。缆绳的几何形状由力的平衡条件决定，通常接近抛物线。许多吊杆悬挂在缆索上，以悬挂桥面。加劲梁通常布置在桥面和吊杆之间，与缆索形成组合系统，以减少活载引起的挠度变形。该斜拉桥采用多根斜拉索锚固在塔上悬挂主梁。由于主梁采用多点缆索吊装，内力小，建筑高度低，施工方便，跨越能力大(扇形、竖琴形、辐射形)。19、10.2中国古桥的兴衰古罗马渡槽拱桥20、安吉桥建于隋代(公元581-618年)，由著名工匠李春设计建造。安吉大桥长64.4米，净主拱跨度37.02米，拱矢7.23米。它已有1400年的历史，是当今世界上最古老、保存最完好的古代敞肩石拱桥。(1)采用弧形拱的形式，改变了我国大多数大型石桥为半圆拱的传统。我国古代石桥的拱大多为半圆形。这种形式优美完整，但也有两个缺点：第一，交通不便。半圆拱更适用于跨度相对较小的桥梁，而半圆拱适用于跨度较大的桥梁，这将使拱非常高，导致桥梁坡度较大，给车辆和行人过桥带来不便。第二，施工不利。半圆拱形石砌体脚手架将非常高，增加施工风险。为此，李春和工匠们创造性地采用了弧形拱的形式，大大降低了石拱的高度。赵州桥主洞净跨度为37.02米，拱高仅为7.25米，拱高与跨度之比约为1:5。从而实现低桥面和大跨度的双重目的。桥面过渡平稳，车辆和行人都很方便，还具有节省材料、施工方便等优点。(2)将以往桥梁施工中使用的实际肩拱改为开放式肩拱，即在大拱的两端分别设置两个小拱。这种大拱小拱的开肩拱具有优良的技术性能：一是增大了泄洪能力，减小了汛期水量增加对桥梁的影响。汛期古交一河水势较大，这是对该桥泄洪能力的一次考验。四个小拱门可以分担一部分洪水。据计算，四个小拱可以增加16%左右的过水面积，大大减少洪水对桥梁的影响，提高桥梁的安全性。据计算，四个小拱可以节省26立方米的石料和700吨的重量，从而减小桥台和桥基上的桥身垂直压力和水平推力，提高桥梁的稳定性。第三，加上优美的造型，四个sm在中国古代的传统建筑方法中，长桥通常采用多孔形式，每个孔跨度小，坡度平缓，便于施工。然而，多孔桥也有缺点，如桥墩数量多，不利于船只航行，也阻碍了泄洪；桥墩长期受到水流的冲击和侵蚀，随着时间的推移容易坍塌。因此，李春在设计大桥时，采用了单孔大跨度的形式，河中心没有架设桥墩，使得石拱桥跨度长达37米。这是我国桥梁史上前所未有的创举。细长的木梁桥：木梁被用来像斗拱一样重叠和悬伸，或者增加斜撑以增加悬伸能力，直到它们在跨中折叠形成拱形桥。大渡河铁索桥：桥跨101米，宽2.8米，用三根粗如碗、平均长度127.45米的铁链作为承重索，其中桥面9根，两侧扶手4根，桥面铺木板。这是从四川到西藏的一条重要通道。第一座跨度为30.65米的铸铁拱桥是1779年由英国的科尔布鲁克代尔桥建造的，标志着西方桥梁由木头和石头建造的时代的结束。1760年英国工业革命后科学技术的迅速发展，包括现代炼钢方法的诞生，使19世纪成为铁桥和钢桥的时代。受木桁架的启发，德国工程师盖伯于1857年建造了第一座跨度为131米的钢桁架桥。与此同时，记录中国缆索桥的文献传入欧洲，西方出现了以钢索为主缆的柔性钢悬索桥。1883年的纽约布鲁克林大桥(主跨486米的公路吊桥)和1890年的苏格兰福克斯湾大桥(主跨520米的铁路悬臂钢桁架桥)代表了19世纪钢桥的最高成就。布鲁克林大桥横跨纽约东河，连接布鲁克林和曼哈顿岛，于1883年5月24日正式启用。这座桥总长1834米，主跨486米，桥身由数万根钢索悬挂在离水面41米的地方。这是当时世界上最长的吊桥，也是世界上第一座用钢建造的桥。30.苏格兰浮石湾大桥、铁路悬臂钢桁架桥和31、10.3世界现代桥梁的发展。进入20世纪后，随着钢筋混凝土材料从房屋建筑到桥梁建筑的逐步应用，法国人莫尼耶于1875年建造了第一座跨度为16米的钢筋混凝土梁桥。由于维修方便，100米以内的中小跨径桥梁范围内，钢筋混凝土简支梁桥、悬孔悬挑梁桥和拱桥逐渐取代小跨径钢桥，成为20世纪上半叶中小跨径桥梁的主流桥型。20世纪30年代的另一个主要成就是大跨度悬索桥和拱桥的发展。1931年的华盛顿大桥(1006米)和1937年的旧金山金门大桥(1280米)是杰出的代表。20世纪上半叶必须提及的拱桥的成就包括巴约恩钢拱桥(503米6米)、镰刀形拱桥(1930年)和主跨503米的悉尼钢拱桥(1932年)。1881年，中国第一条铁路是从唐山到徐各庄的10公里长的铁路，包括一座跨越滦河的671米铁路桥。1889年，外商在唐山建立了中国第一家水泥厂，并开始建造混凝土桥墩和钢筋混凝土桥梁。与此同时，西方工程师还在上海和天津等租界主持了一些钢桥的建设。例如，上海外白渡桥和天津大熊猫开开桥(原名万国桥，1927年更名为解放桥)。10.4中国现代桥梁发展概况，38，上海外白渡桥，39，天津解放桥，40，10.4中国现代桥梁发展概况，民国时期的发展，杭州钱塘江铁路桥：我国设计建造的第一座双层铁路公路桥上海四川路桥和上海西藏路桥。20世纪二三十年代，上海租界工商局在横跨苏州的乍浦路桥、四川路桥、河南路桥、西藏路桥的建设中采用了当时先进的钢筋混凝土悬臂梁结构，成为中国城市桥梁建设的代表作品。42，10.4中国现代桥梁发展概况，新中国早期建设成就，武汉长江大桥主桥由3根连续梁组成，共9个节点，跨度各为128米，总长1155.5米。连同总长1670.4米的公路引桥，大桥于1957年竣工并通车。被誉为“万里长江第一桥”的武汉长江大桥是中国第一座横跨长江的大桥，也是中国第一座铁路公路桥。这座大桥于1955年9月动工，1957年10月15日正式通车，横跨长江，位于汉阳龟山和武昌佘山之间。它像一道彩虹飞过长江，在长江地堑里铺成了一条平坦的道路。“一座桥南北飞，一道天险换一条路”这句话指出了武汉长江大桥的建成通车对中国南北交通的重要意义。南京长江大桥：建于1968年，是新中国第一座依靠自身力量设计和建造的铁路公路两用桥。南京长江大桥是南京长江大桥的主桥，为9墩10孔10孔(1128m9160m)钢桁架结构。它由1孔128米简支钢桁架梁和3个节点(3个节点为1个节点)组成，9个孔，每孔跨度为160米连续钢桁架梁。主桁架为平行弦菱形桁架，下加劲弦，采用悬臂拼装法架设。每个码头高80米，底部面积超过400平方米，比篮球场还大。码头和码头之间的距离是160米，除了北岸的第一个洞是128米。在桥下，一万吨的船是可行的。主桥两端有四座70多米高的桥头。20世纪60年代，由于三年自然灾害的影响，资金和钢材非常匮乏，拱桥成为这一时期中国公路桥梁的主要类型。与此同时，西方斜拉桥技术传入中国，上海和重庆开始研究和建造这种新型桥梁。1976年唐山地震后，开始了桥梁抗震研究，以修复被地震破坏的桥梁。1978年，第一座跨度为40米的预应力混凝土连续梁桥滦河公路桥建成。1980年，中国最大跨度的预应力混凝土T形钢桥主跨174米的重庆长江大桥建成通车。10.4近代中国桥梁发展概况，新中国建设初期的成就，滦河公路桥：中国第一座高强度设防的预应力混凝土连续梁桥。该桥全长979.51米，上部结构由6根24孔连续梁组成，每根为440吨梁。每个孔配有4根主梁，桥宽9米。下部结构基础为钻孔灌注桩高桩承台。u形桥台；主梁由滑动水池支撑，形成一个“浮动系统”。在梁端和桥台之间设置d形橡胶护弦，用于减震和消能。建于1978年。河南何谦大桥，云南红旗大桥，49，洛阳龙门大桥：一座跨度60 90 60，桥宽12.6米，拱高1/8，主拱圈等截面悬链线，拱圈厚度1.1米，两端各6米的石拱桥作为桥下互通通道，于1961年建成。巫山龙门大桥：这是中国第一座采用非平衡重转体法施工的拱桥。主桥为122米钢筋混凝土箱形拱桥，全长197米，桥宽7.