第一篇一章二节

1、第二节第二节 桥梁的组成和分类桥梁的组成和分类一、桥梁的基本组成：一、桥梁的基本组成：五个五个“大部件大部件”、五个、五个“小部件小部件”1、 五个五个“大部件大部件”桥跨结构：桥跨结构：跨越障碍的结构物跨越障碍的结构物支座系统：支座系统： 将荷载传至墩台将荷载传至墩台 适应桥跨结构因荷载、温度等因素产生的变形适应桥跨结构因荷载、温度等因素产生的变形桥墩：桥墩：支承桥跨上部结构并把荷载传给基础支承桥跨上部结构并把荷载传给基础桥台：桥台： 支承桥跨上部结构的端部并将荷载传给基础支承桥跨上部结构的端部并将荷载传给基础 与路堤相接，防止路堤滑塌与路堤相接，防止路堤滑塌墩台基础：墩台基础：保证墩台安全

2、地把荷载传给地基的结构部保证墩台安全地把荷载传给地基的结构部分分桥跨结构、支座系统是桥跨上部结构桥跨结构、支座系统是桥跨上部结构桥墩、桥台、墩台基础是桥跨下部结构桥墩、桥台、墩台基础是桥跨下部结构 2 2、五个、五个 “ “小部件小部件”：桥面铺装，防、排水系统，栏杆，伸缩缝，灯光照明桥面铺装，防、排水系统，栏杆，伸缩缝，灯光照明二、桥梁结构术语二、桥梁结构术语1 1、锥形护坡锥形护坡( (锥坡）锥坡）设置的石砌结构物设置的石砌结构物 作用：保证迎水部分的路堤边坡稳定作用：保证迎水部分的路堤边坡稳定2 2、低水位低水位 ： 指枯水季节的最低水位。指枯水季节的最低水位。3 3、高水位：、高水位：

3、洪峰季节的最高水位。洪峰季节的最高水位。4 4、设计洪水位：、设计洪水位：桥梁设计中按规定的设计洪水频率计桥梁设计中按规定的设计洪水频率计算所得的高水位。算所得的高水位。5 5、净跨径：、净跨径：、对于梁式桥设计洪水位相邻两桥墩、对于梁式桥设计洪水位相邻两桥墩( (或桥台或桥台) )之间之间 的水平净距。的水平净距。、对于拱桥是每孔拱跨两个拱脚截面最低点之间的、对于拱桥是每孔拱跨两个拱脚截面最低点之间的水平距离。水平距离。 6 6、桥梁总孔径：、桥梁总孔径：多孔桥梁中各孔净跨径之和。多孔桥梁中各孔净跨径之和。 反映宣泄洪水的能力反映宣泄洪水的能力 7 7、计算跨径、计算跨径 ：对于具有支座的桥

4、梁，指桥跨结构相对于具有支座的桥梁，指桥跨结构相邻两个支座中心之间的距离，拱式桥是两相邻拱脚截邻两个支座中心之间的距离，拱式桥是两相邻拱脚截面形心点之间的水平距离。面形心点之间的水平距离。8 8、拱轴线：拱轴线：拱圈各截面形心点的连线拱圈各截面形心点的连线9 9、桥梁全长（桥长）桥梁全长（桥长）： 指桥梁两端两桥台侧墙或八字墙后端点之间的距离。指桥梁两端两桥台侧墙或八字墙后端点之间的距离。 对于无桥台的桥梁为桥面系行车道的长度。对于无桥台的桥梁为桥面系行车道的长度。 反映它们在整段线路建设中的重要程度反映它们在整段线路建设中的重要程度1010、桥梁总长：桥梁总长：桥台台背前缘间距离桥台台背前缘

5、间距离1111、桥梁高度：桥梁高度：桥面与低水位之间的高度桥面与低水位之间的高度1212、桥下净空高度：桥下净空高度：设计洪水位或计算通航水位与桥设计洪水位或计算通航水位与桥跨结构最下缘的高差跨结构最下缘的高差1313、建筑高度：、建筑高度：桥面（或轨底）至桥跨结构最下缘之桥面（或轨底）至桥跨结构最下缘之间的高差。间的高差。1414、容许建筑高度、容许建筑高度: :桥面（或轨顶）标高与通航净空顶桥面（或轨顶）标高与通航净空顶部标高之差。部标高之差。1515、净矢高：净矢高：拱顶截面下缘与拱脚截面下缘最低点之拱顶截面下缘与拱脚截面下缘最低点之连线的垂直距离连线的垂直距离 1616、计算矢高：拱顶

6、截面形心与相邻两拱脚截面形心、计算矢高：拱顶截面形心与相邻两拱脚截面形心连线的垂直距离。连线的垂直距离。1717、矢跨比：拱桥拱圈的计算矢高与计算跨径之比、矢跨比：拱桥拱圈的计算矢高与计算跨径之比1818、涵洞：用来宣泄堤下水流的构造物、涵洞：用来宣泄堤下水流的构造物 涵洞是指横穿并埋设在路堤中供排泄洪水、灌溉、涵洞是指横穿并埋设在路堤中供排泄洪水、灌溉、或者作为通道的小型构造物或者作为通道的小型构造物 1919、标准化跨径：、标准化跨径：当标准设计或新建桥涵的跨径在当标准设计或新建桥涵的跨径在50m50m及以下时，宜采用标准化跨径对于梁式桥和板式及以下时，宜采用标准化跨径对于梁式桥和板式桥是

7、指相邻两桥墩中线之间或桥墩中线与桥台台背桥是指相邻两桥墩中线之间或桥墩中线与桥台台背前缘线之间的距离；对于拱桥和涵洞为净跨径。前缘线之间的距离；对于拱桥和涵洞为净跨径。 桥涵标准化跨径规定如下：桥涵标准化跨径规定如下：0.75m0.75m、1.01.0、1.25m1.25m、1.5m1.5m、2.02.0、2.5m2.5m、3.0m3.0m、4.0m4.0m、5.0m5.0m、6.0m6.0m、8.0m8.0m、10m10m、13m13m、16m16m、20m20m、25m25m、30m30m、35m35m、40m40m、45m45m、50m50m。二、桥梁的的分类二、桥梁的的分类基本体系：基

8、本体系： 梁、拱、索三大基本体系梁、拱、索三大基本体系( (按照受力体系分类）按照受力体系分类）梁：以受弯为主；拱：以受压为主；索：以受拉为主梁：以受弯为主；拱：以受压为主；索：以受拉为主1 1、梁式桥、梁式桥主要承重结构：受弯为主的主梁主要承重结构：受弯为主的主梁梁桥的特点：在竖向荷载作用下无水平推力，此结梁桥的特点：在竖向荷载作用下无水平推力，此结构主要承受弯矩作用。构主要承受弯矩作用。 按照主梁的静力体系分类：简支梁桥、连续梁桥、按照主梁的静力体系分类：简支梁桥、连续梁桥、悬臂梁桥悬臂梁桥简支梁桥：简支梁桥： a a、主梁以孔为单元，两端设有支座，是静定结构、主梁以孔为单元，两端设有支座

9、，是静定结构 因而能适用于地基较差的桥位上建桥因而能适用于地基较差的桥位上建桥 b b、一般适用于中、小跨度，结构简单，制造、运、一般适用于中、小跨度，结构简单，制造、运输和架设均甚方便，多做成标准设计，以便于构输和架设均甚方便，多做成标准设计，以便于构件生产工艺工业化、施工机械化，提高质量，降件生产工艺工业化、施工机械化，提高质量，降低造价。低造价。 c、简支梁的设计主要受跨中正弯矩的控制，当跨简支梁的设计主要受跨中正弯矩的控制，当跨径增大时，跨中弯矩急剧增大。在钢筋混凝土简径增大时，跨中弯矩急剧增大。在钢筋混凝土简支梁桥中，经济合理的跨径在支梁桥中，经济合理的跨径在20m20m以下；而对于

10、预以下；而对于预应力混凝土结构，目前世界上预应力混凝土简支应力混凝土结构，目前世界上预应力混凝土简支梁桥最大跨径已达梁桥最大跨径已达76m76m，但在一般情况下，它的跨，但在一般情况下，它的跨径超过径超过50m50m后，桥型显得过于笨重，安装重量较大，后，桥型显得过于笨重，安装重量较大，给施工带来困难，实际上并不经济。我国预应力给施工带来困难，实际上并不经济。我国预应力混凝土简支梁桥的标准跨径在混凝土简支梁桥的标准跨径在40m40m以下。以下。d d、施工方法主要采用整体现浇、预制装配的方法。、施工方法主要采用整体现浇、预制装配的方法。连续梁桥：连续梁桥：a、主梁若干孔为一联，连续支承在几个支

11、座上，、主梁若干孔为一联，连续支承在几个支座上，是超静定结构是超静定结构,通常用于桥基较好的场合。通常用于桥基较好的场合。b 、当跨度较大时，采用连续梁较省材料。、当跨度较大时，采用连续梁较省材料。c 、更适合用悬臂拼装或悬臂灌筑、纵向拖拉或顶、更适合用悬臂拼装或悬臂灌筑、纵向拖拉或顶推法施工。推法施工。d 、连续梁桥突出的特点是：结构刚度大，变形小，、连续梁桥突出的特点是：结构刚度大，变形小，动力性能好，主梁变形挠曲线平缓，有利于高速动力性能好，主梁变形挠曲线平缓，有利于高速行车。行车。e 、预应力混凝土连续梁桥常用跨径范围从预应力混凝土连续梁桥常用跨径范围从40m-60m40m-60m，最

12、大跨径已达最大跨径已达240m240m左右。左右。悬臂梁桥：悬臂梁桥：上部结构由锚固孔、悬臂和悬挂孔组成，上部结构由锚固孔、悬臂和悬挂孔组成，悬挂孔支承在悬臂上，用铰相联。悬挂孔支承在悬臂上，用铰相联。 a a、将简支梁梁体加长，并越过支点就成为悬臂梁桥。、将简支梁梁体加长，并越过支点就成为悬臂梁桥。 悬臂梁桥一般为静定结构，可在地基较差的条件下悬臂梁桥一般为静定结构，可在地基较差的条件下使用。使用。 b b、悬臂梁利用悬出支点以外的伸臂，使支点产生负、悬臂梁利用悬出支点以外的伸臂，使支点产生负弯矩对锚跨跨中正弯矩产生有利的卸载作用。因此，弯矩对锚跨跨中正弯矩产生有利的卸载作用。因此，与简支梁

13、相比，悬臂梁可以减小跨内主梁高度和降与简支梁相比，悬臂梁可以减小跨内主梁高度和降低材料用量，是比较经济的。但是，由于构造上的低材料用量，是比较经济的。但是，由于构造上的原因，同连续梁桥相比，悬臂梁桥在实际中较少采原因，同连续梁桥相比，悬臂梁桥在实际中较少采用。用。c c、国内箱型薄壁钢筋混凝土悬臂梁桥最大跨径为、国内箱型薄壁钢筋混凝土悬臂梁桥最大跨径为55m55m，国外一般在国外一般在70-80m70-80m以下。预应力混凝土悬臂梁桥世以下。预应力混凝土悬臂梁桥世界上最大跨径为界上最大跨径为150m150m，一般亦在，一般亦在100m100m以下。以下。2 2、拱式桥、拱式桥主要承重结构：主要

14、承重结构：拱圈或拱肋拱圈或拱肋力学分析：力学分析：在竖向荷载作用下，桥墩或桥台将承受水平推力，在竖向荷载作用下，桥墩或桥台将承受水平推力，拱脚处墩台对拱圈（拱肋）的推力将显著减小荷载拱脚处墩台对拱圈（拱肋）的推力将显著减小荷载所引起在拱圈（拱肋）内的弯矩作用，与同跨的梁相所引起在拱圈（拱肋）内的弯矩作用，与同跨的梁相比弯矩和变形小。比弯矩和变形小。拱圈（拱肋）以受压为主。拱圈（拱肋）以受压为主。按照拱圈的静力体系分类：按照拱圈的静力体系分类：三铰拱、两铰拱、无铰三铰拱、两铰拱、无铰拱。拱。（4 4）拱桥的特点：）拱桥的特点：跨越能力较大。跨越能力较大。就地取材，节约钢筋和水泥。就地取材，节约钢

15、筋和水泥。耐久性好，而且养护、维修费用少。耐久性好，而且养护、维修费用少。外形美观，构造简单。外形美观，构造简单。自重较大，水平推力较大，对地基要求高。自重较大，水平推力较大，对地基要求高。施工复杂，增加造价。施工复杂，增加造价。多孔拱桥，为防止一孔破坏而影响全桥安全，采多孔拱桥，为防止一孔破坏而影响全桥安全，采用复杂措施或设置单向推力墩而增加造价。用复杂措施或设置单向推力墩而增加造价。与梁桥相比上承式拱桥建筑高度较高，使接线工与梁桥相比上承式拱桥建筑高度较高，使接线工程量增大或纵坡增大，造价增加又对行车不利。程量增大或纵坡增大，造价增加又对行车不利。建筑材料：建筑材料：抗压能力强的圬工材料抗

16、压能力强的圬工材料( (如砖石、混如砖石、混凝土凝土) )和钢筋混凝土等来建造。和钢筋混凝土等来建造。 3 3、刚架桥、刚架桥主要承重结构：主要承重结构：是梁或板和立柱或竖墙整体结合是梁或板和立柱或竖墙整体结合在一起的刚架结构。在一起的刚架结构。力学分析：力学分析：在竖向荷载作用下，梁部主要受弯，在竖向荷载作用下，梁部主要受弯，而在柱脚处也具有水平反力，其受力状态介于梁而在柱脚处也具有水平反力，其受力状态介于梁桥与拱桥之间桥与拱桥之间刚架桥的特点：刚架桥的特点：a a、优点：、优点：对于同样的跨径，在相同的荷载作用下，刚架桥对于同样的跨径，在相同的荷载作用下，刚架桥的跨中正弯矩要比一般梁桥的小

17、。的跨中正弯矩要比一般梁桥的小。刚架桥跨中的建筑高度就可以做得较小。刚架桥跨中的建筑高度就可以做得较小。在城市中当遇到线路立体交叉或需要跨越通航江在城市中当遇到线路立体交叉或需要跨越通航江河时，采用这种桥型能尽量降低线路标高以改善纵河时，采用这种桥型能尽量降低线路标高以改善纵坡并能减少路堤土方量。坡并能减少路堤土方量。当桥面标高巳确定时，能增加桥下净空。刚架桥当桥面标高巳确定时，能增加桥下净空。刚架桥的缺点是施工比较困难。的缺点是施工比较困难。 b b、缺点：、缺点：钢筋用量多，基础造价高，施工困难，刚钢筋用量多，基础造价高，施工困难，刚节点处易开裂。节点处易开裂。4 4、吊桥、吊桥组成：组成

18、：桥塔、主缆、吊索、锚碇、加劲梁、鞍座桥塔、主缆、吊索、锚碇、加劲梁、鞍座等等主要部分组成主要部分组成。承重结构：承重结构：悬挂在两边塔架上的强大缆索。悬挂在两边塔架上的强大缆索。吊桥特点：吊桥特点：在竖向荷载作用下，通过吊杆使缆索承受很大的拉在竖向荷载作用下，通过吊杆使缆索承受很大的拉力，通常就需要在两岸桥台的后方修筑非常巨大的力，通常就需要在两岸桥台的后方修筑非常巨大的锚碇结构。吊桥也是具有水平反力锚碇结构。吊桥也是具有水平反力( (拉力拉力) )的结构。的结构。吊桥广泛采用高强度钢丝编制的钢缆，以充分发挥吊桥广泛采用高强度钢丝编制的钢缆，以充分发挥其优异的抗拉性能，因此结构自重较轻，就能

19、以较其优异的抗拉性能，因此结构自重较轻，就能以较小的建设高度跨越其它任何桥型无与伦比的特大跨小的建设高度跨越其它任何桥型无与伦比的特大跨度。度。经济跨径在经济跨径在500m500m以上。成卷的钢缆易于运输，结构以上。成卷的钢缆易于运输，结构的组成构件较轻，便于无支架悬吊拼装。的组成构件较轻，便于无支架悬吊拼装。桥塔承受缆索通过索鞍传来的垂宜荷载和水平荷载桥塔承受缆索通过索鞍传来的垂宜荷载和水平荷载以及加劲梁支承在塔身上的反力，井将各种荷载传以及加劲梁支承在塔身上的反力，井将各种荷载传递到下部的桥墩和基础。桥塔同时还受到风力与地递到下部的桥墩和基础。桥塔同时还受到风力与地震的作用。震的作用。桥塔

20、的高度主要由垂跨比确定。已建成的大跨度吊桥塔的高度主要由垂跨比确定。已建成的大跨度吊桥中大多数桥塔采用钢结构，随着预应力混凝土和桥中大多数桥塔采用钢结构，随着预应力混凝土和爬模技术的发展，造价经济的混凝土桥塔已有发展爬模技术的发展，造价经济的混凝土桥塔已有发展的趋势。的趋势。由于吊桥的自重轻，结构刚度小，在车辆荷载和风由于吊桥的自重轻，结构刚度小，在车辆荷载和风荷载的作用下变形和振动较大。荷载的作用下变形和振动较大。 日本明石海峡吊桥日本明石海峡吊桥5 5、组合体系桥、组合体系桥定义：定义：根据结构的受力特点，由几个不同受力体的结根据结构的受力特点，由几个不同受力体的结构组合而成的桥梁称为构组

21、合而成的桥梁称为组合体系桥组合体系桥。分类：分类：带铰或带挂梁的带铰或带挂梁的T T型刚构桥，连续刚构桥，梁、型刚构桥，连续刚构桥，梁、拱组合体系、斜拉桥。拱组合体系、斜拉桥。带铰或带挂梁的带铰或带挂梁的T T型刚构桥：型刚构桥：首先形成一个首先形成一个T T字形的悬臂结构。相邻的两个字形的悬臂结构。相邻的两个T T型悬臂在型悬臂在跨中可用剪力铰或跨径较小的挂梁连成一体，即称为跨中可用剪力铰或跨径较小的挂梁连成一体，即称为带铰或带挂梁的带铰或带挂梁的T T型刚构。型刚构。 连续刚构桥：连续刚构桥：都是由梁和刚架相结合的体系。它都是由梁和刚架相结合的体系。它们是预应力混凝土结构采用悬臂施工法而发

22、展起来们是预应力混凝土结构采用悬臂施工法而发展起来的一种新体系。结构的上部梁在墩上向两边采用平的一种新体系。结构的上部梁在墩上向两边采用平衡悬臂施工，如结构在跨中采用预应力筋和现浇混衡悬臂施工，如结构在跨中采用预应力筋和现浇混凝土区段连成整体，即为连续一刚构。由于采用悬凝土区段连成整体，即为连续一刚构。由于采用悬臂施工法，施工机具简便，施工快速臂施工法，施工机具简便，施工快速. .又因结构在又因结构在悬臂施工时的受力状态与使用状态下的受力状态基悬臂施工时的受力状态与使用状态下的受力状态基本一致，所以省料、省工、省时本一致，所以省料、省工、省时. .这使这使T T构和连续刚构和连续刚构结构的应用

23、范围得到了迅猛发展构结构的应用范围得到了迅猛发展梁、拱组合体系梁、拱组合体系a 、梁、拱组合体系：、梁、拱组合体系：利用梁的受弯与拱的承压特点利用梁的受弯与拱的承压特点组成联合结构组成联合结构b b 、特点：特点：在预应力混凝土结构中，因梁体内可储备在预应力混凝土结构中，因梁体内可储备巨大的压力来承受拱的水平推力，使这类结构既具巨大的压力来承受拱的水平推力，使这类结构既具有拱的特点，而又非推力结构，对地基要求不高。有拱的特点，而又非推力结构，对地基要求不高。这种结构施工比较复杂，一般用于城市跨河桥这种结构施工比较复杂，一般用于城市跨河桥上。上。 c c、分类：、分类：系杆拱、桁架拱、多跨拱梁结构等。系杆拱、桁架拱、多跨拱梁结构等。斜拉桥斜拉桥a a、组成：承压的塔、受拉的索与承弯的梁体组合起、组成：承压的塔、受拉的索与承弯的梁体组合起来的一种结构体系。来的一种结构体系。b b 、受力分析：梁由于斜拉索的主梁吊住，使主梁、受力分析：梁由于斜拉索的主