第一讲桥梁概述及其分类和组成

1、本课程拟讲述的桥型本课程拟讲述的桥型 混凝土简支梁桥混凝土简支梁桥 混凝土悬臂梁桥混凝土悬臂梁桥 混凝土连续梁桥混凝土连续梁桥 混凝土刚构桥混凝土刚构桥 圬工及混凝土拱桥圬工及混凝土拱桥 钢管混凝土拱桥钢管混凝土拱桥 斜拉桥斜拉桥 悬索桥悬索桥讲述思路讲述思路 受力特点受力特点 适用范围适用范围 施工概要施工概要 构造原理构造原理 主要做法、结构尺寸主要做法、结构尺寸 计算原理计算原理 计算理论、计算方法计算理论、计算方法第一篇第一篇 桥梁工程总论桥梁工程总论 第二篇第二篇 混凝土梁桥与刚架桥混凝土梁桥与刚架桥第三篇第三篇 圬工拱桥与钢筋混凝土圬工拱桥与钢筋混凝土拱桥拱桥第四篇第四篇 混凝混凝

2、土斜拉桥土斜拉桥第五篇第五篇 桥梁桥梁墩台墩台第六篇第六篇 桥梁结构分析计算机方法桥梁结构分析计算机方法第一章第一章 概论概论 第一节第一节 桥梁的组成与分类桥梁的组成与分类 第二节第二节 桥梁的地位和发展概况桥梁的地位和发展概况第二章第二章 桥梁的总体规划设计桥梁的总体规划设计 第一节第一节 桥梁设计的基本原则桥梁设计的基本原则 第二节第二节 桥梁纵、横断面设计和平面布置桥梁纵、横断面设计和平面布置第三章第三章 桥梁上的作用桥梁上的作用 第一节第一节 规范中有关设计荷载的规定规范中有关设计荷载的规定 第二节第二节 荷载组合荷载组合第四章第四章 桥梁布置与构造桥梁布置与构造第一章 概论第一节第

3、一节 桥梁在交通事业中的地位桥梁在交通事业中的地位u 各种道路工程的关键节点里程不长、难度高、造价大、工期长u 城市立体交通的主要构成立体交叉高架道路徐浦大桥徐浦大桥结合梁斜拉桥结合梁斜拉桥 北京三元立交桥北京三元立交桥 机动车和非机动车混行的两机动车和非机动车混行的两层苜蓿叶式立体交叉层苜蓿叶式立体交叉一、桥梁的组成一、桥梁的组成1、桥梁一般组成（桥梁一般组成（依据功能划分）：依据功能划分）：第一节第一节 桥梁的组成与分类桥梁的组成与分类 上部结构上部结构(桥跨结构桥跨结构superstructure)包括承重结包括承重结构和桥面系构和桥面系跨越障碍的主要结构，直接承担桥面上各种车辆、行跨越

4、障碍的主要结构，直接承担桥面上各种车辆、行人的荷载。人的荷载。 下部结构下部结构( substructure)（桥墩、桥台及其基础）（桥墩、桥台及其基础）支承上部结构，传递上部传来的荷载支承上部结构，传递上部传来的荷载挡住路堤的土挡住路堤的土将桥梁结构的反力传递到地基将桥梁结构的反力传递到地基 附属设施附属设施(accessory) 包括锥形护坡、护岸、导流包括锥形护坡、护岸、导流结构物结构物支座支座 （ bearing）保证桥梁的温差伸缩保证桥梁的温差伸缩 明确各部分的明确各部分的作用作用河南开封黄河公路大桥河南开封黄河公路大桥下部结构下部结构上部结构上部结构上部结构上部结构下部结构下部结构

5、上部结构上部结构下部结构下部结构1937年，美国，旧金山金门大桥，年，美国，旧金山金门大桥，1280m下部结构下部结构上部结构上部结构 水位水位 低水位低水位枯水季节河流的最低水位。枯水季节河流的最低水位。 高水位高水位洪峰季节河流的最高水位。洪峰季节河流的最高水位。 设计水位设计水位按规定设计洪水频率算得的水位按规定设计洪水频率算得的水位2、主要名称和尺寸、主要名称和尺寸跨径跨径 净跨径（净跨径（ l0 ）：设支座和不设支座）：设支座和不设支座 总跨径（桥梁孔径）总跨径（桥梁孔径） （ l0 ）：反映桥下泄洪能力）：反映桥下泄洪能力 计算跨径（计算跨径（l）：力学计算）：力学计算 桥梁全长：

6、对于梁式桥而言，桥梁两个桥台侧墙或八字尾端间桥梁全长：对于梁式桥而言，桥梁两个桥台侧墙或八字尾端间的距离的距离L，称为桥梁全长（无桥台的桥梁为桥面系行车道长度）。，称为桥梁全长（无桥台的桥梁为桥面系行车道长度）。 桥梁总长：通常把两桥台台背前缘间距离桥梁总长：通常把两桥台台背前缘间距离L1称为桥梁总长。称为桥梁总长。 高度高度 桥下净空高度（桥下净空高度（H）：设计洪水位）：设计洪水位桥跨结构下缘桥跨结构下缘 建筑高度（建筑高度（h）：行车路面）：行车路面桥跨结构最下缘桥跨结构最下缘 容许建筑高度：桥面容许建筑高度：桥面通航净空顶部通航净空顶部 二、桥梁的分类二、桥梁的分类1、按结构体系划分、

7、按结构体系划分 主要主要承重承重构件构件受力受力图式图式受力特点受力特点材料要求材料要求结构体系结构体系世界纪录世界纪录梁梁或或板板 以主梁受弯以主梁受弯承担使用荷承担使用荷载，结构不载，结构不产生水平反产生水平反力力抗弯能力抗弯能力强（钢、强（钢、木、钢筋木、钢筋砼、预应砼、预应力砼）力砼）简支梁、悬简支梁、悬臂梁、连续臂梁、连续梁桥、连续梁桥、连续刚构桥刚构桥加拿大魁北克加拿大魁北克公 铁 两 用 桥公 铁 两 用 桥（ 5 4 8 . 8 m ）（悬臂钢桁）（悬臂钢桁）1917飞云江桥（简支梁桥）飞云江桥（简支梁桥）六库怒江桥（连续梁桥）六库怒江桥（连续梁桥）南宁邕江大桥（悬臂梁桥）南宁

8、邕江大桥（悬臂梁桥）双 悬 臂 梁 桥均 布 荷 载q武汉长江大桥武汉长江大桥（1957年建，公铁两用，年建，公铁两用，连续钢桁梁桥连续钢桁梁桥，三联，三联3128m）主要承主要承重构件重构件受力受力图式图式受力特点（竖向受力特点（竖向力作用）力作用）材料要求材料要求结构体系结构体系世界纪录世界纪录拱圈或拱圈或拱肋拱肋墩台不仅产生竖墩台不仅产生竖向反力，还产生向反力，还产生水平推力，从而水平推力，从而使拱主要受压，使拱主要受压，也受弯矩。也受弯矩。抗 压 能 力 强抗 压 能 力 强（ 砖 、 石 、（ 砖 、 石 、砼、钢筋砼、砼、钢筋砼、钢、钢管砼）钢、钢管砼）简 单 体 系简 单 体 系

9、拱 桥 、 组拱 桥 、 组合 体 系 拱合 体 系 拱桥 、 拱 片桥 、 拱 片拱拱美新 河 谷 桥美新 河 谷 桥（518.3m）（ 钢 拱 ）（ 钢 拱 ）1976 拱桥受力图式拱桥受力图式 赵州桥（石拱桥）赵州桥（石拱桥）刚架拱刚架拱从化拱桥从化拱桥（钢筋混凝土肋拱）（钢筋混凝土肋拱）1995，国内第一座钢管砼拱桥，115m四川旺苍东河桥四川旺苍东河桥（钢管拱）（钢管拱） 主要主要承重承重构件构件受力受力图式图式受力特点（竖向受力特点（竖向力作用）力作用）材料要材料要求求结构特点结构特点世界纪录世界纪录刚架刚架结构结构梁部受弯为主，梁部受弯为主，柱脚有水平反力，柱脚有水平反力，介于梁

10、、拱之间。介于梁、拱之间。钢筋砼、钢筋砼、预应力预应力砼砼适合采用悬臂适合采用悬臂法施工，但刚法施工，但刚结点施工困难，结点施工困难，易于开裂。易于开裂。广东珠江辅航道广东珠江辅航道桥，主跨桥，主跨270m，（预应力砼），（预应力砼），1996年建成年建成受力图式受力图式沅陵沅水桥（连续刚构桥）沅陵沅水桥（连续刚构桥）安康汉江安康汉江（斜腿刚构桥）（斜腿刚构桥）乌龙江桥乌龙江桥（T型刚构桥）型刚构桥）主要主要承重承重构件构件受力受力图式图式受力特点受力特点（竖向力作（竖向力作用）用）材料要材料要求求结构特点结构特点世界纪录世界纪录缆索缆索缆索只受拉缆索只受拉力，墩台受力，墩台受竖向力及水竖向力

11、及水平推力。平推力。平 行 高平 行 高强 钢 丝强 钢 丝束束自重轻，跨自重轻，跨越力强，钢越力强，钢度差，变形度差，变形及振动大及振动大日本，明石海峡大日本，明石海峡大桥，主跨桥，主跨1991m意大利，莫西拿桥意大利，莫西拿桥桥，主跨桥，主跨3300m受力图式受力图式香香港港青青马马大大桥桥天津永和新桥（双塔三跨斜拉桥）天津永和新桥（双塔三跨斜拉桥）杭州湾大桥南航道桥杭州湾大桥南航道桥 爪哇爪哇巴厘桥巴厘桥 斜拉斜拉悬索混合体系悬索混合体系南京长江大桥（公铁两用）南京长江大桥（公铁两用）2、按桥梁用途来划分、按桥梁用途来划分公路桥、铁路桥、公铁两用桥、农桥、人行桥、运水公路桥、铁路桥、公铁

12、两用桥、农桥、人行桥、运水桥（渡槽）、其它专用桥梁（如通过管路、电缆等）桥（渡槽）、其它专用桥梁（如通过管路、电缆等）军都山渡槽桥，军都山渡槽桥，是我国第一座跨度超过百米的大型斜拉输水建筑物，是我国第一座跨度超过百米的大型斜拉输水建筑物，截面采用圆弧形的半封闭薄壳结构。截面采用圆弧形的半封闭薄壳结构。ROSENSTEIN人行桥人行桥（自锚式悬索桥）（自锚式悬索桥）桥梁分类桥梁分类多孔跨径总长多孔跨径总长L（m）单孔跨径单孔跨径l0（m）特大桥特大桥L1000l0150大桥大桥100L100040l0150中桥中桥30L10020l040小桥小桥8 L305 l01000斜拉桥斜拉桥500钢拱桥

13、钢拱桥500混凝土拱桥混凝土拱桥3004、按主要承重结构所用的材料来划分、按主要承重结构所用的材料来划分木桥、钢桥、圬工桥（包括砖、石、混凝土桥）、木桥、钢桥、圬工桥（包括砖、石、混凝土桥）、钢筋混凝土桥、预应力钢筋混凝土桥、钢管混凝土钢筋混凝土桥、预应力钢筋混凝土桥、钢管混凝土煤溪谷桥煤溪谷桥（英国）（英国）少见的铸少见的铸铁拱桥铁拱桥挪威特罗姆泽海湾桥挪威特罗姆泽海湾桥，上承式，上承式 5、按行车道的位置划分、按行车道的位置划分 上承式上承式视野开阔，但建筑高度相对较大视野开阔，但建筑高度相对较大 下承式下承式建筑高度小，视野较差建筑高度小，视野较差 中承式中承式兼有前两者的优缺点兼有前两

14、者的优缺点日本，日本，神户大桥神户大桥，中承式，中承式台北关渡桥台北关渡桥中承式中承式三堆子金沙江桥，三堆子金沙江桥，下承式下承式大连新港海上栈桥大连新港海上栈桥，下承式，下承式6、按跨越方式、按跨越方式 固定式的桥梁、开启桥、浮桥、漫水桥固定式的桥梁、开启桥、浮桥、漫水桥 开启式开启式 西德尼拉尼尔旧桥西德尼拉尼尔旧桥，提升式，提升式 7、按施工方法、按施工方法 整体施工桥梁整体施工桥梁上部结构一次浇筑而成上部结构一次浇筑而成 节段施工桥梁节段施工桥梁上部结构分节段组拼而成上部结构分节段组拼而成漳州战备大桥，漳州战备大桥，边跨满堂支架现浇合拢边跨满堂支架现浇合拢整体施工桥梁整体施工桥梁悬臂施

15、工法悬臂施工法节段施工桥梁节段施工桥梁一、我国桥梁建设的成就一、我国桥梁建设的成就 我国桥梁的建设规模我国桥梁的建设规模桥型桥型跨径记录跨径记录（m）桥名桥名同类型桥世同类型桥世界排位界排位梁桥梁桥270虎门大桥虎门大桥第一第一混凝土拱桥混凝土拱桥420万县长江大桥万县长江大桥第一第一斜拉桥斜拉桥628南京长江二桥南京长江二桥第三第三悬索桥悬索桥1385江阴长江大桥江阴长江大桥第四第四第二节第二节 国内外桥梁发展概况国内外桥梁发展概况虎门大桥辅航道桥虎门大桥辅航道桥1997年建成，主年建成，主跨跨270m，世界最，世界最大跨径的连续刚大跨径的连续刚构桥构桥 万县长江大桥万县长江大桥 1997年

16、建成，劲性骨架钢筋混凝土箱形拱桥，主跨年建成，劲性骨架钢筋混凝土箱形拱桥，主跨420m，是世，是世界上跨径最大的钢筋混凝土拱桥。界上跨径最大的钢筋混凝土拱桥。 2000年建成，主跨年建成，主跨628m，在斜拉桥中，跨径处于中国第一、世界第，在斜拉桥中，跨径处于中国第一、世界第三位。北桥为连续刚构桥，采用移模平衡悬臂浇筑，南桥（斜拉桥）采三位。北桥为连续刚构桥，采用移模平衡悬臂浇筑，南桥（斜拉桥）采用预制钢箱梁，平衡悬臂拼装。用预制钢箱梁，平衡悬臂拼装。 南京长江二桥南京长江二桥 创造了斜拉桥四项世界之最：主跨创造了斜拉桥四项世界之最：主跨1088m，是目前世界跨径最大的斜拉桥；，是目前世界跨径

17、最大的斜拉桥；主塔高主塔高306m，是世界最高的桥塔；主桥两个基础墩分别采用，是世界最高的桥塔；主桥两个基础墩分别采用131根直径为根直径为效果图效果图苏通长江大桥苏通长江大桥2.5m至至2.8m、长、长120多多米的群桩构筑，是世界米的群桩构筑，是世界最大规模的群桩基础；最大规模的群桩基础；主桥最长的斜拉索长达主桥最长的斜拉索长达580m，是世界最长的，是世界最长的斜拉索，加之采用技术斜拉索，加之采用技术的先进性，这座大桥可的先进性，这座大桥可代表当今世界桥梁建设代表当今世界桥梁建设的最高水平。的最高水平。 位于我国江苏省江位于我国江苏省江阴市和靖江市之间，跨阴市和靖江市之间，跨越长江的公路大桥，