课件1-桥梁基本知识

桥梁基本知识,桥梁养护作业规程培训,主讲人：卢士军,目录,一、桥梁的基本组成和分类二、梁式桥的类型三、桥梁墩台基础类型和构造四、桥梁附属设施介绍五、北京市桥梁结构特点,一、桥梁的基本组成和分类,传统的说法上部结构：桥跨结构；下部结构：桥墩，桥台；支座：在桥梁结构和桥墩（台）支承处设置的传力装置；基础：桥墩（台）中使全部荷载传至地基的底部地基部分；附属设施：桥面系、伸缩缝、桥头搭板、排水设施、护坡等。,桥梁基本组成,一、桥梁的基本组成和分类,现在的提法：桥梁由“五大部件”与“五小部件”组成。五大部件:（1）桥跨结构（或称桥孔结构、上部结构）（2）支座系统（3）桥墩（4）桥台（5）墩台基础前两个部件属桥梁上部结构，后三个部件属桥梁下部结构。,一、桥梁的基本组成和分类,现在的提法：桥梁由“五大部件”与“五小部件”组成。五小部件:（1）桥面铺装（2）排水防水系统（3）栏杆（或防撞栏杆）（4）伸缩缝（5）灯光照明直接与桥梁服务功能有关的部件，过去总称为桥面构造。,一、桥梁的基本组成和分类,1、按跨越障碍的性质分类跨河桥、跨谷桥、跨线桥(立交桥），高架桥。2、按桥面的位置分类上承式、中承式，下承式。3、按平面形状分类正桥、斜桥，曲线桥。4、按用途分类公路桥，城市桥，铁路桥，公铁两用桥,人行桥，其他:水渠桥、管道桥、机场跑道桥等。5、按结构体系分类梁式桥、桁式桥、拱桥、悬索桥(吊桥)、刚架桥、斜拉桥,组合桥。6、按承重结构材料分类混凝土桥，金属（钢）桥，组合桥与复合桥，圬工（砖，石）桥，其他：木桥，铝桥，不锈钢桥，玻璃钢桥等。7、按跨径分类特大桥，大桥，中桥，小桥，涵洞。,桥梁分类,一、桥梁的基本组成和分类,一、桥梁的基本组成和分类,承重结构是拱圈或拱肋，竖向荷载作用下，桥墩和桥台承受水平推力。水平力产生的弯矩，基本抵消了在拱内由荷载引起的弯矩。结构刚度由截面尺寸提供，可充分利用抗拉性能差而抗压性能好的圬工材料。,竖向荷载作用下无水平力，同等跨境下弯矩最大。需用抗弯、抗拉能力强的建筑材料，结构刚度由截面尺寸提供，传力途经最远。,由塔柱、主梁和斜拉索三部分组成；斜索对主梁提供多点弹性支承。主梁弯矩小，基本受力特征是偏心受压构件。塔柱基本上以受压为主。塔柱、拉索和主梁构成了稳定的三角形，形成斜拉桥的结构刚度。,主缆作为主要承重结构竖向荷载作用下，通过吊杆传递桥面荷载，使主缆承受很大的拉力。主缆锚固于悬索桥两端的锚碇中。悬索桥属柔性结构，外载作用下力与变形之间呈非线性关系。大跨度悬索桥结构竖向刚度主要由重力提供。,一、桥梁的基本组成和分类,梁式桥,一、桥梁的基本组成和分类,拱桥,一、桥梁的基本组成和分类,悬索桥,一、桥梁的基本组成和分类,斜拉桥,一、桥梁的基本组成和分类,组合桥,瑞典Strmsund桥封闭索1955年,委内瑞拉Maracaibo桥带挂孔混凝土斜拉桥1962年,德国Fehmarnsund海峡桥提篮拱横向稳定1963年,英国Severn桥流线型箱梁悬索桥1966年,德国FriedrichEbert桥密索体系斜拉桥1967年,德国Knie莱茵河桥无风撑斜拉桥非保向力效应稳定理论1969年,一、桥梁的基本组成和分类,德国KurtSchumacher桥混合桥面1971年,哥斯达黎加科罗拉多桥悬带桥1972年,旧金山机场高架桥脊骨梁1973年,德国Khlbrand桥倾斜索面斜拉桥1973年,法国Brottone桥单索面斜拉桥1977年,瑞士Feigire桥薄壁墩连续刚构1979年,一、桥梁的基本组成和分类,瑞士Ganter桥矮塔斜拉桥,德国E.Huntington桥斜拉刚构协作体系1985年,法国Cognac桥波折腹板组合梁桥,西班牙Alamillo桥无背索斜拉桥1992年,一、桥梁的基本组成和分类,我国城市桥梁标准分类（CJJ11-2011）,按跨径大小分类,国际特大桥梁分类标准,二、梁式桥的类型,按承重结构的截面型式划分：板桥矩形截面、双向受力、挖空、异形截面肋板式梁桥横截面内肋形结构（主要T梁）箱型梁桥横截面内封闭的箱子,二、梁式桥的类型,按承重结构的静力体系划分：简支梁桥单跨、静定体系连续梁桥多连续，超静定体系悬臂梁桥静定结构,三、桥梁墩台基础类型和构造,桥墩类型：1、受力来分：刚性墩、柔性墩；2、构造来分：实体墩、空心墩、柱式墩、框架墩等；3、按截面形式分：矩形、圆形、园端形、尖端形；,三、桥梁墩台基础类型和构造,三、桥梁墩台基础类型和构造,三、桥梁墩台基础类型和构造,几种常见的桥墩：1、重力式桥墩实体式桥墩，靠自身的重量来平衡外力而保持其稳定。墩身比较厚实，可以不用钢筋，而用天然石材或片石混凝土砌筑。,三、桥梁墩台基础类型和构造,重量大，对地基要求高体积大，阻水面积大。,三、桥梁墩台基础类型和构造,几种常见的桥墩：2、桩柱式墩线条简捷、明快、美观，既节省材料数量又施工方便的特点，适用于桥梁宽度较大的城市桥梁和立交桥。由承台、柱式墩身和盖梁组成或者墩梁固结，可根据桥宽任意组合。,三、桥梁墩台基础类型和构造,三、桥梁墩台基础类型和构造,三、桥梁墩台基础类型和构造,三、桥梁墩台基础类型和构造,桥台：一、重力式桥台实体式桥台，靠自重来平衡台后的土压力。台身多用石砌、片石混凝土或混凝土等圬工材料建造，并采用就地建造施工方法，适合于砂石料来源丰富的桥梁工点选用。常用类型：T形桥台、矩形桥台、U形桥台、埋式桥台、耳墙式桥台等,三、桥梁墩台基础类型和构造,三、桥梁墩台基础类型和构造,桥台：二、轻型桥台：薄壁轻型桥台、支承梁型桥台主要特点：利用结构本身的抗弯能力来减少圬工体积而使桥台轻型化。所用材料：钢筋混凝土或少量配筋的混凝土。主要用于公路桥梁。,三、桥梁墩台基础类型和构造,桥台：三、框架型桥台一种在横桥向呈框架式结构的桩基础轻型桥台；所受的土压力较小，适用于地基载力较低、台身较高、跨径较大的梁桥。构造形式：双柱式、墙式、半重力式和双排架式、板凳式等。,三、桥梁墩台基础类型和构造,桥台：四、组合式桥台桥台本身主要承受桥跨结构传来的竖向力和水平力，而台后土压力由其它结构来承受，形成组合式桥台。组合方式：桥台与锚定板组合，桥台与挡土墙组合，桥台与梁及挡土墙组合，框架式的组合，桥台与重力式后座组合等。,三、桥梁墩台基础类型和构造,基础：一、浅基础桥梁基础根据埋置深度分为浅基础和深基础，一般将埋置深度较浅（数米之内），且施工简单的基础称为浅基础，由于浅层土质不良，需将基础置于较深的良好土层。,三、桥梁墩台基础类型和构造,基础：二、桩基础桩基础是由设置在土中或部分埋置于土中的桩和承台连接而成的深基础，由桩和承台两部分组成，桩在平面可成一排或几排，桩顶由承台联成整体并传递荷载。,三、桥梁墩台基础类型和构造,沉井下沉示意图,基础：三、沉井基础沉井是井筒状的结构物。它是以井内挖土，依靠自身重力克服井壁摩阻力下沉到设计高程，然后经过混凝土封底并填塞井孔，使其成为桥梁墩台或其他结构的基础。,沉井基础,四、桥梁附属设施介绍,附属设施：包括桥面铺装、人行道、栏杆护栏、排水设施及伸缩缝等。（一）桥面铺装桥面铺装类型：（1）水泥混凝土（2）沥青混凝土（3）沥青表面处治（4）泥结碎石（5）混合型常用做法：一层混凝土铺装，810厘米一层砼+一层沥青，8+8厘米防水混凝土铺装抗裂性较好的砼与主梁的关系：桥面铺装必须配筋铺装层对主梁受力有一定帮助作用,四、桥梁附属设施介绍,（二）人行道、护栏、栏杆人行道：人多人行道0.75米+0.5米的倍数人少安全带，0.250.5米高度0.250.4米做法：现浇与桥面连成整体预制做成配件，现场组合安装,四、桥梁附属设施介绍,（二）人行道、护栏、栏杆栏杆：栏杆高度：不小于1.05米，按规范计算水平力做法：全预制安装现浇栏杆柱、预制安装扶手护栏：作用：封闭沿线两侧，具有吸收碰撞能量的作用种类：刚性护拦、半刚性护拦、柔性护拦,四、桥梁附属设施介绍,（三）排水设施设置数量：i（桥面横坡）2,l2,l50时1215设米一个；i2,时68设米一个；常用做法：混凝土排水管、金属排水管、横向排水、封闭式,四、桥梁附属设施介绍,（四）伸缩缝分类：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、无缝式伸缩缝整体式桥台桥梁使用要求：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。,四、桥梁附属设施介绍,（四）伸缩缝1、对接式伸缩缝,2、钢制支承式伸缩缝,四、桥梁附属设施介绍,（四）伸缩缝3、橡胶组合剪切式伸缩缝,4、模数支承式伸缩缝,四、桥梁附属设施介绍,伸缩缝实物图,5、无缝式伸缩缝整体式桥台桥梁,五、北京市桥梁结构特点,主要特点：以城市立交桥为主，主要为环线、联络线桥梁，有部分跨河桥和古桥。结构形式多为简支板梁、T梁、连续箱梁及钢箱。对于匝道处弯斜坡桥梁一般采用现浇、钢混组合梁。使用条件复杂：交通量饱和,冬季使用除冰盐。,桥梁破坏原因分析,1、结构设计缺陷桥位设计不佳，截面偏小，配筋不足，结构不适，安全储备不足，计算方法不妥，引用规范不当。2、施工缺陷施工工艺不当，施工程序不当，砼施工质量差，预应力不足及预应力损失较大，预应力管道注浆不饱满，施工质量隐患特别是隐蔽工程质量隐患当时未处理。3、超载重车超载作用，桥面损伤导致车辆振动冲击力加强。,桥梁破坏原因分析（续）,4、自然环境侵蚀风（桥梁振动）、水（加快钢材锈蚀、冲刷桥梁基础）、冰冻日照（结构退化老化）、大气污染（结构腐蚀）、酸雨（结构腐蚀）、海水（结构腐