桥梁工程重点内容

1、第一篇桥梁的基本组成：1）上部结构：在线路中断时跨越障碍的主要承重结构，是桥梁支座以上跨越桥 孔的总称。2）下部结构：包括桥墩、桥台和基础。3）支座：设置在墩顶，用于支撑上部结构的传力装置。4）附属设施：包括桥面系、伸缩缝、桥梁与路堤衔接处的桥头搭板和锥形护坡。 桥梁的分类：按受力体系分类：1）梁式桥：一种在竖向荷载作用下无水平反力的结构，弯矩最大，需用抗弯、 抗拉能力强的材料2）拱式桥：在竖向荷载作用下，桥墩和桥台将产生水平推力。与同跨径的梁相 比，拱的弯矩、剪力和变形都要小得多，以受压为主，通常可用抗压能力强 的圬工材料和钢筋混凝土来建造3）刚构桥：主要承重结构是梁与立柱整体结合在一起的刚

2、构结构，梁与立柱连 接处具有很大的刚性，以承担负弯矩的作用，在竖向荷载作用下，柱脚处具 有水平反力，梁部主要受弯，但弯矩值较同跨径的简支梁小，梁还有轴压力， 因而受力状态介于梁桥和拱桥之间4）斜拉桥：由塔柱、主梁和斜拉索组成，不同体系互相配合，充分发挥各自材 料的强度。5）悬索桥：用悬挂在塔架上的强大缆索作为主要承重结构，充分发挥钢索的抗 拉性能。桥梁设计的基本原则：1）技术先进2）安全可靠3）使用耐久4）经济5）美观6）环境保护和可持续发展桥梁平、纵、横断面设计：1）平面设计：桥梁设计首先要确定定位，按照标准规定，小桥和涵洞的位置与 线形一般应符合线路的总走向，为满足水文、线路弯道等要求，可

3、设计斜桥和弯桥，对于公路上的特大桥、大、中桥桥位，原则上应服从线路走向，桥、 路综合考虑，尽量选择在河道顺直、水流稳定、地质良好的河段上。2）纵断面设计：包括确定桥梁的总跨径、桥梁的分孔、桥道的高程、桥上和桥 头引道的纵坡及基础的埋置深度等。3）横断面设计：主要取决于桥面的宽度和不同桥跨结构横截面的形式。桥面宽 度决定于行车和行人的需要，为保证桥梁的服务水平，桥面宽度应当与所在路线的路基宽度一致。桥梁设计的程序：1）预可阶段2）工可阶段3）初步设计4）技术设计5）施工图设计桥梁设计方案比选和确定的步骤：1）明确各种高程的要求2）桥梁分孔和初拟桥型方案草图3）方案初筛4）详绘桥形方案5）编制估算

4、或概算6）方案选定和文件汇总桥梁上的作用1）随时间的变化可归纳为：永久作用、可变作用、偶然作用2）按对结构的反应情况：静态作用、动态作用永久作用：结构重力，预加应力，土的重力，土侧压力，混凝土收缩及徐变作用， 水的浮力和基础变位七种。可变作用：在结构使用期间，其量值随时间变化，且其变化值与平均值相比不可 忽略的作用。这些包括有汽车荷载，汽车荷载的冲击力、离心力、制动力及其引 起的土侧压力，人群荷载，风荷载，流水压力，冰压力，温度作用和支座摩阻力卜一种整体计算和局部计算的效应不叠加。偶然作用：包括地震作用，船舶或漂流物撞击力和汽车撞击作用。公路桥涵结构的两种极限状态：1）承载能力极限状态：着重体

5、现桥涵结构的安全性2）正常使用极限状态：体现适用性和耐久性桥涵结构设计分持久状况、短暂状况、偶然状况 桥面布置分类：1）双向车道布置，即行车道的上下行交通布置在同一桥面上，它们之间用画线 分隔。2）分车道布置，即桥面上设置分隔带或分离式主梁布置，使上下行交通分隔，甚至机动车道与非机动车道分隔，行车道与人行道分隔设置3）双层桥面布置，即桥梁结构在空间上提供两个不在同一平面上的桥面结构。 桥面铺装的功用：保护桥面板不受车辆轮胎的直接磨耗， 防止主梁遭受雨水的侵 蚀，并能对车辆轮重的集中荷载起一定的分布作用。可采用水泥混凝土，沥青表面处治和沥青混凝土等类型。桥面伸缩装置的主要作用：适应桥梁上部结构在

6、气温变化、活载作用、混凝土收 缩徐变等因素的影响下变形的需要， 并保证车辆通过桥面时平稳。一般设在两梁 端与桥台背墙之间。桥面伸缩装置的类型：U形锌铁皮伸缩装置，跨搭钢板式伸缩装置，橡胶伸缩装 置等，目前多用橡胶伸缩装置。桥梁的变形量大小：主要考虑以伸缩装置安装时的温度为基准， 由温度变化引起 的伸缩量和混凝土徐变、干燥收缩所引起的伸缩量作为基本伸缩量。第二篇:梁式桥常用的截面形式：1）板桥：是最简单的构造形式，施工方便2）肋梁桥：是在板桥截面的基础上，将梁下缘受拉区混凝土很大程度的挖空， 从而显著减轻了结构自重，跨越能力得到提高3）箱型截面：提供了能承受正负弯矩的足够的混凝土受压区，抗弯、抗

7、扭能力 强，因而更适用于较大跨径的悬臂式梁桥和连续体系梁桥。梁式桥按静力体系可分为：简支梁桥，连续梁桥，悬臂梁桥1）简支梁桥a）整体式简支板桥：Lw8m桥面宽度一般大于跨径，桥面板呈双向受力状 态，当桥面板宽较大时，除配置纵向受力钢筋外，还需计算配置板的横 向受力钢筋，且自由边需加密。b）装配式简支板桥：L< 20m横截面形式主要有实心板和空心板。（看懂62页钢筋布置图）c）简支肋梁桥的上部结构：由主梁，横隔梁，桥面板，桥面构造组成。d）T形截面的特点：制造简单，肋可做成钢筋骨架，横隔板联结后，整体 性好，接头方便，但截面形式不稳定。e）箱形截面的特点：抗扭能力强，偏载下受力均匀，节省钢

8、筋，可做成薄 壁结构，横向抗弯刚度大，预加应力方便，运输安装稳定性好，但预制 麻烦，重量大，不适用钢筋混凝土。f）横隔板的设置：一般在跨中支点处设横隔板，跨中横隔板对各主梁分配起 主要作用，端横隔板有利于制造，运输和安装的稳定，一般为奇数。2）连续梁桥：a）等截面连续梁桥：一般以4060m为宜。b）变截面连续梁桥：边跨一般为主跨的0.60.8倍，底曲线采用二次抛物线、 折线和介于二次抛物线之间的1.51.8次抛物线变化形式。适用70170m 的跨径。c）连续刚构桥：大部分边跨与主跨跨径比值在 0.550.58预应力混凝土 连续刚构桥主要适用于高桥墩的情况。墩的柔度应适应由于温度变化、 混凝土收

9、缩、徐变以及制动力等因素引起的水平位移，以尽量减小这些 因素对结构产生的次力。大跨度连续刚构桥在横桥向的约束很弱，易 产生扭曲，桥墩在横向的刚度应设计得大一些。跨径一般为180300M< 确定箱梁截面顶板厚度一般需考虑两个因素：满足桥面横向弯矩的要 求；满足布置纵横向预应力钢筋束的要求、箱梁底板厚度随箱梁负弯矩 的增大而逐渐加厚至墩顶。3）悬臂梁桥a）布置方式：不带挂梁的单孔双悬臂梁桥带挂梁的多孔悬臂梁桥。b）力学特点：属静定结构。与简支桥相比，悬臂桥由于支点负弯矩的存在， 使跨中正弯矩显著减小，故可以减小跨度主梁的高度，从而可降低钢筋 混凝土数量和结构自重，而这本身又促进了恒载力的减小

10、。c）跨径：国箱型薄壁钢筋混凝土悬臂梁桥最大跨径为55m预应力混凝土悬臂梁桥一般在100 m以下。d）T形钢构桥：i. 带挂梁的T构桥型。属静定结构，不会产生次应力，受力和变形性 能均较差，但受力明确，构造简单。ii. 带铰的T构桥型。属超静定结构，会产生次应力，受力和变形比带 挂梁T构好。桥面板的计算形式：1）采用钢板联结时，桥面板可简化为悬臂板2）采用不承担弯矩的铰接缝联结时，可简化为铰接悬臂板板的有效工作宽度：车轮荷载产生的跨中总弯矩与荷载中心处的最大单宽弯矩值 的比值。荷载横向分布系数：指某根主梁承担的最大荷载是各个轴重的倍数， 通常小于仁 杠杆原理法：适用于双主梁桥，多主梁求最大支点

11、反力，以及近似用于无中横隔 梁的M值计算。剪力滞：宽翼缘箱型截面梁受对称垂直力作用时， 其上下翼缘的正应力沿宽度方 向分布是不均匀的，这种现象称为剪力滞。剪滞效应的计算基本步骤：1）先按平面杆系结构理论计算箱梁各截面的力2）对不同位置的箱型截面，用不同的有效宽度折减系数将其翼缘宽度进行折剪3）按照折减后的截面尺寸进行配筋设计和应力计算。桥梁挠度产生的原因：永久作用挠度和可变作用挠度。永久作用挠度可以通过施 工时的预拱度来抵消。桥梁的预拱度：通常按照结构自重和1/2可变荷载频遇值计算的长期挠度值二者 之和采用。对于位于竖曲线上的桥梁，应视竖曲线的凸起或凹下情况，适当增减 预拱度值，使竣工后的线形

12、与竖曲线接近一致。支座的作用：将上部结构的支承反力（包括结构自重和可变作用引起的竖向力和 水平力）传递到桥梁墩台，同时保证结构在汽车荷载、温度变化、混凝土收缩和 徐变等因素作用下能自由变形，以使上下部结构的实际受力情况符合结构的静力 图式。梁式桥的支座分类（按支座变形的可能性）：1）固定支座：能传递水平力和竖向力，主梁固定在墩台上，且发生挠曲时能在 支承处自由转动2）活式支座：只能传递竖向力，保证主梁在支承处既能自由转动又能水平移动。 橡胶支座的特点：具有构造简单、加工方便、造价低、结构高度小、安装方便和使用性能良好的优点。还能方便地适应任意方向的变形， 故特别适应于宽桥、曲 线桥和斜交桥。橡

13、胶的弹性还能削减上下部结构所受的动力作用，对于抗震十分 有利。在当前，橡胶支座已经得到广泛使用。橡胶支座分类：1）板式橡胶支座2）四氟橡胶滑板式支座3）球冠圆板式橡胶支座4）盆式橡胶支座特殊功能的支座：球形钢支座、拉力支座、抗震支座。支座在纵横桥向的布置方式：1）对于坡桥，宜将固定支座布置在高程低的墩台上2）对于简支梁桥，每跨宜布置一个固定支座，一个活动支座；对于多跨简支梁， 一般将固定支座布置在桥台上，每个桥墩上布置一个活动支座和一个固定支 座。3）对于连续梁桥及桥面连续的简支梁桥，一般在每一联设置一个固定支座，并 宜将固定支座设置在靠近温度中心，以使全梁的纵向变形分散在梁的两端， 其余墩台

14、上均布置活动支座。4）对于悬臂梁桥，锚固孔一侧布置固定支座，一侧布置活动支座。斜板桥的受力特点（P190）:1）支承边反力2）跨中主弯矩3）钝角负弯矩4）横向弯矩5）扭矩弯梁桥的受力特点：1）在外荷载作用下，梁截面产生弯矩的同时，必然伴随产生耦合扭矩，即所称的“弯-扭”耦合作用2）在结构自重作用下，除支点截面以外，弯梁桥外边缘的挠度一般大于边缘的 挠度，而且曲线半径愈小这种差异愈严重3）对于两端均有抗扭支座的弯梁桥，其外弧侧的支座反力一般大于弧侧，曲率 半径R较小时，弧侧还可能出现负反力。第三篇拱式结构的特点：在竖向荷载作用下，两端产生水平推力拱桥的主要优点：1）跨越能力较大2）能充分就地取材

15、，与混凝土梁式桥相比，可以节省大量的钢材和水泥3）耐久性能好，维修养护费用少4）外型美观5）构造较简单拱桥的缺点：1）自重较大，相应的水平推力也较大，增加了下部结构的工程量，当采用无铰 拱时，对地基条件要求高2）由于水平推力大，在连续多孔的大中桥梁中，为防止一孔破坏而影响全桥安 全，需要采用较复杂的措施。会增加造价3）与梁式桥相比，上承式拱桥的建筑高度较高，当用于城市立交及平原地区时， 因桥面高程提高，使两岸接线长度增长，或者使桥面纵坡增大，既增加了造 价又不利行车拱桥的上部结构组成：主拱圈和拱上建筑拱桥的下部结构组成：桥墩、桥台和基础拱桥的几个主要技术名称：1）净跨径：每孔跨径两个起拱线之间

16、的水平距离2）计算跨径：相邻两拱脚截面形心点的水平距离。也是拱轴线两端点的水平距 离。3）净矢高：拱顶截面下缘至起拱线连线的垂直距离4）计算矢高：拱顶截面形心至相邻两拱脚截面形心之连线的垂直距离5）矢跨比：拱圈的净矢高和净跨径之比，或计算矢高和计算跨径之比 拱桥形式的分类：1）按主拱圈所使用的建筑材料：圬工拱桥、钢筋混凝土拱桥、钢拱桥和钢-混凝 土组合拱桥2）按拱上建筑的形式：实腹式拱桥和空腹式拱桥3）按主拱圈线形：圆弧线拱桥、抛物线拱桥和悬链线拱桥4）按桥面位置：上承式拱桥、中承式拱桥和下承式拱桥5）按有无水平推力：有推力拱桥和无推力拱桥6）按结构受力图式：简单体系拱桥，组合体系拱桥和拱片桥

17、7）按主拱圈截面形式：板拱桥，板肋拱桥，肋拱桥、双曲拱桥，箱形拱桥，钢 管混凝土拱桥，劲性骨架混凝土拱桥组合体系拱桥：将梁和拱两种基本结果组合起来，共同承受桥面荷载和水平推力。 无推力组合体系拱：1）竖直吊杆：施工方便，受力明确a）系杆拱：柔性系杆刚性拱b）蓝格尔拱：刚性系杆柔性拱c）洛泽供：刚性系杆刚性拱2）三角形吊杆：稳定性好板拱桥特点：构造简单，施工方便，但材料用量不经济肋拱的横向联系：固定拱肋位置，将各拱肋连成整体。构造上分为横系梁和横隔 板。设置位置为腹孔墩下和跨中箱型拱的主要特点：1）挖空率大，可节省大量圬工体积，减轻自重2）中性轴大致居中，对抵抗正负弯矩具有几乎相等的能力，能较好

18、适应主拱圈 各截面正负弯矩变化的需要3）闭合空心截面，抗弯和抗扭刚度大，拱圈整体性好，应力分布均匀4）单条箱肋刚度较大，稳定性较好，能单箱肋成拱，便于无支架吊装5）制作要求较高，吊装设备较多，主要用于大跨径拱桥箱型拱截面的组成方式：1）由多条U形肋组成的多室箱型截面2）由多条工字形肋组成的多室箱型截面3）由多条闭合箱肋组成的多室箱型截面4）整体式单箱多室截面桁架拱的特点：1）下弦杆为拱形具有水平推力的桁架结构，桁架杆件主要受轴力，恒载作用下 跨中实腹段主要受轴力，活载作用下受弯矩2）将拱上结构和拱圈组成整体性较强的受力体系3）拱片可分段预制，各杆件可单独预制，施工方便，省材，自重轻，适用于 7

19、080m跨径，安装工艺高桁架拱片构造：1）上弦杆与行车道一致2）下弦杆为圆弧形，抛物线形或悬链线形3）腹杆及实腹段：a）竖杆式：刚度小，施工方便b）三角形式：刚度大，节间局部应力大，用钢多c）斜杆式：i. 斜压杆：荷载作用下，斜杆受压，竖杆受拉，端斜杆易失稳ii. 斜拉杆：荷载作用下，斜杆受拉，竖杆受压，较常用 桁架拱桥：1. 横向联系：1）作用：将各拱片连整体，共同受力2）构造：上弦节点处设拉杆，下弦节点处设系杆，实腹段每35M设系梁，跨中实腹段与桁架交接处设横隔板，1/4跨附近设剪力撑2. 桥面系：纵横向微弯板，预应力混凝土空心板。当在受拉腹杆、上弦杆或实 腹段施加预应力时叫预应力混凝土桁

20、架拱3. 桁架拱片与墩台的连接：1）下弦杆：插入墩台帽预留孔或铰接2）上弦杆：悬臂式、过梁式、伸入式 拱上结构建筑1. 实腹式拱上建筑：由拱腹填料（含填充式和砌筑式）、侧墙、护拱、变形缝、 防水层、泄水管及桥面系组成。2. 空腹式拱上建筑：除具有实腹式拱上建筑相同的构造外，还具有腹孔和腹孔 墩。1）腹孔：根据腹孔构造，可分为拱式拱上建筑和梁式拱上建筑。腹孔跨径 的设置由受力和减轻自重两方面考虑，半跨腹孔总长不宜超过主拱跨径 的 1/41/32）腹孔墩：可分为横墙式和排架式。i. 横墙式：底梁能使横墙传下来的压力较均匀地分布到主拱圈全宽上。ii. 排架式：为了使拱上结构不参与主拱受力，可以将腹孔

21、墩的上下端 设铰，使它成为仅受轴向压力的受力构件，以改善拱上建筑腹孔墩 的受力情况。为了简化构造和方便施工，一般高立柱仍可采用固结 形式，而只将靠近拱顶处的12根高度较小的矮立柱上下端设铰。3. 细部构造：1）拱上建筑的填料，可扩大车辆荷载作用的面积，减小车辆荷载对拱圈的 冲击，但也增加了拱桥的恒载质量。因此桥规规定当拱上填料等于 或大于50cm时，设计计算不计汽车荷载的冲击力。2）伸缩缝与变形缝：保证主拱圈在活载、温度作用、混凝土收缩及墩台位移时自由变形。通常是在相对变形较大的位置设置伸缩缝 （预留24cm）， 而在相对变形较小处设置变形缝（不留缝宽）。i. 实腹式：设置在两拱脚的拱背以上至

22、桥面、人行道及栏杆ii. 空腹式：设置在两主拱脚上方的腹拱，必要时靠实腹段的腹拱设成 三铰拱或两铰拱，直到桥面、人行道及栏杆。靠墩台的拱脚上方设 伸缩缝，其余设变形缝。拱桥设计的程序：1）确定桥梁的总体尺寸、矢跨比、孔数、桥高、桥宽和桥长2）各部分构造尺寸的拟定3）对各结构作力计算4）绘施工图拱桥的咼程：桥面咼程、拱顶底面咼程、起拱线咼程和基础底面咼程。矢跨比：矢跨比小，坦拱，推力大，轴向力大，对拱圈有利，墩台不利；矢跨比 大，陡拱，施工困难，其余与上相反。不等跨连续拱桥的处理方法：1）采用不同的矢跨比：大跨径用较陡的拱（矢跨比大），小跨径用较坦的拱（矢 跨比小）。使两相邻孔在恒载作用下的不平

23、衡推力尽量减小。2）采用不同的拱脚高程：降低大跨径拱脚高程，减小拱脚水平推力对基底的力 臂，使大跨与小跨的恒载水平推力对基底产生的弯矩得到平衡。3）调整拱上建筑的恒载质量：大跨用轻质的拱上填料或采用空腹式拱上建筑， 小跨采用重质的拱上填料或采用实腹式拱上建筑，这样来平平推力4）采用不同类型的拱跨结构：小跨采用板拱或厚壁箱拱结构，大跨采用分离式 肋拱或薄壁箱拱结构。5）如不能达到平衡推力作用，可加大桥墩和基础的尺寸，或将其做成不对称的 形式。拱轴线：各截面形心的连线压力线：各截面合力作用点连线理想拱轴线为拱轴线和压力线的重合。是在各种荷载作用下拱圈截面只受轴向压 力而无弯矩作用。考虑到结构自重占

24、全部荷载的比重较大， 以结构自重压力线作 为设计拱轴线。拱轴线的选择应满足的要求：1）各种因素作用下，截面应力相差不大，尽量减小拉应力2）计算和施工方便，线形美观常用的拱轴线：（P283）1）圆弧线：常用于20m以下的小跨径拱桥2）悬链线：实腹式拱桥采用悬链线作为拱轴线3）抛物线：轻型或矢跨比小的大跨径拱（桁架、钢架）用 拱桥计算的假设：1）以悬链线拱为对象2）不考虑拱上建筑和拱圈的联合作用3）箱拱，板拱，腹孔墩为横墙的双面拱，横向受力均匀，不考虑横向受力分布 系数，拱上为立柱式肋拱，双曲拱需考虑荷载横向分布系数温变的影响：1）温降-相当于弹性压缩，拱产生拉应力2）温升-拱圈膨胀，拱产生压应力

25、 拱圈稳定性验算：1）纵向：无支架施工，早脱架施工2）横向：拱圈宽度小于L/203）L< 20M的实腹式拱桥不验算纵横向稳定4）L>20m的空腹式拱在拱上建筑合拢后再脱架也不验算纵横向稳定 钢管混凝土计算时要进行刚度的换算。（P330）拱上建筑的施工：1）对于实腹式拱上建筑应由拱脚向拱顶对称地浇筑2）空腹式拱桥，一般是在腹拱墩浇筑完成后就卸落主拱圈的拱架，然后再对称 均匀地砌筑腹拱圈，以免由于主拱圈不均匀下沉导致腹拱圈开裂3）施工时，预加一个反拱度来满足拱架的下沉及拱圈的弹性下沉4）预拱度的分配：有支架施工按二次抛物线分配 拱架的卸落：（P344）1）重要性2）落架时间与卸落量3）落架设备：木楔，砂筒，组合木楔第四篇斜拉桥的组成：主梁、索塔、斜拉索孔跨布局：双塔三跨式，独塔双跨式，三塔四跨式和多塔多跨式，辅助墩和边引 跨。索塔的纵向布置形式：独柱式，A字形，倒丫形。索塔横桥方向布置方式：独柱式，双柱形，门形或 H形，A形，宝石形或倒 丫 形。索面布置：单索面，竖向双索面，斜向双索