很详细的桥梁工程教学ppt93

桥梁梁工工程程教教学学内内容容总论论第一一节节桥桥梁梁组组成成与与基基本本类类型型第二二节节桥桥梁梁发发展展概概况况第三三节节桥桥梁梁设设计计概概述述第四四节节混混凝凝土土梁梁桥桥面面构构造造第一一节节桥桥梁梁的的组组成成与与基基本本类类型型一、、桥桥梁梁的的作作用用及及其其组组成成1桥梁定义义:是供铁路路、公路路、渠道道、管线线等跨越越河、山谷或其其他障碍碍具有承承载能力力的架空空建筑物物。跨谷桥：：高高架桥桥：跨线桥(立交桥)旱桥或栈栈桥2桥梁的主主要组成成部分：：桥跨、桥桥墩、桥桥台及桥桥头锥体体等也可简单单分为：：上部部结构、、下下部结构构3桥渡:桥梁、桥桥头引线线、以及及导流堤堤、丁坝坝、护岸等导导治防护护工程的的总称。4、常用术术语：低水位：：指枯水季季节的最最低水位位。高水位：：指出现洪洪峰时的的最高水水位。设计水位位：设计水位位是指设设计桥梁梁的洪水水水位。。净跨径：：设计洪水水位相邻邻两桥墩墩(或桥台)之间的净净距。桥梁孔径径：多孔桥梁梁中各孔孔净跨径径之和。。计算跨径径：对有支座座的桥梁梁指桥跨跨结构相相邻两个个支座中心之间间的距离离，公路路桥的跨跨径为两两相邻墩墩中心之之间的距离。。桥长：公路、铁铁路规范范不统一一。对于梁桥桥，铁路路桥长系系指桥台台挡碴前前墙之间间的长度度，公路桥长长系指两两桥台侧侧墙或八八字墙尾尾端间的的距离。。建筑高度度：桥上行车车路面（（或轨底底）至桥桥跨结构构最下缘缘之间的距距离。桥高：低水位或或山谷底底到桥梁梁缘的距距离。二、桥梁梁的基本本类型1按受力情情况分：：梁桥、拱拱桥、刚刚架桥、、悬索桥桥、组合合体系桥桥。（1）梁桥梁桥在竖竖向荷载载作用下下，只产产生竖向向反力简支梁连连续续梁（（连续续刚构））简支梁图图式连续梁图图式（2）拱桥拱桥在竖竖向荷载载作用下下有竖向向反力和和拱脚推推力，无无铰拱拱还有支支承弯距距刚架拱（（苏州金金鸡桥））横隔板板湿接头头收缩裂裂缝刚架桥的的显著特特点是桥桥跨和墩墩台刚性性连接成成整体，，在竖向向荷载作作用下和和拱一样样，有竖竖向反力力和水平平反力，，无铰刚刚架还有有支承弯弯距（3）刚架桥桥（4）悬索桥桥悬索桥以以缆索跨跨过索塔塔顶锚固固在河岸岸上作桥桥的承重重结构，，在缆索索上悬挂挂吊杆，，吊着桥桥面系供供行车行行人，缆缆索受拉拉；（5）组合体体系桥组合体系系桥是由由不同体体系组合合而成的的桥梁。。梁拱组合合梁梁索组合合(斜拉桥)此外还有有活动桥和和浮桥2按材料划划分：木桥、石石桥、钢钢桥、混混凝土桥桥、钢筋混凝凝土桥、、预应力力混凝土土桥、玻玻璃钢桥桥等3按用途划划分：：铁路桥、、公路桥桥、城市市桥、公公园桥、、水闸桥、、管道桥桥等4按桥长分分类：：特大桥桥桥全长大大于500米大桥桥桥全长长大于于100米中桥桥桥全长长大于于20米小桥桥桥全长长小于于20米第二节桥桥梁发发展概况况一、我国国桥梁发发展概况况1、中国古古代三大大名桥：：河北赵县县赵州桥桥（拱））605年隋李李春春空空腹圆弧弧石拱净跨37.02m，矢高7.23m，宽9m福建泉州州万安桥桥（洛阳阳桥）1053-59年800多米，47孔，石梁梁、牡蛎蛎胶固基基础广东潮州州湘子桥桥（广济济桥）始建1169年517.95Mm，19孔，石梁梁、木梁梁石拱多多种形式式，18条浮船组组成的97.3m的开合式式浮桥为为世界之之最。2、钢桥我国钢桥桥发展的的四个里里程碑1957年武汉长长江公铁铁两用桥桥1969年南京京长江公公铁两用用桥1993年九江长长江公铁铁两用桥桥2000年芜湖长长江公铁铁两用桥桥目前武武汉汉天兴洲洲大桥武汉长江江大桥正桥全长长1156m，三联3×128m铆接连续续钢桁梁梁。进口碳钢钢，铆接接，手工工操作，，引进了了前苏联联的机器器样板钻钻孔，使使钢梁制制造做到到了工厂厂化、标标准化。。1969年胜利建建成了举举世瞩目目的南京京长江大大桥，这是我国国自行设设计、制制造、施施工,使用国产产高强钢钢材的现现代大型型桥梁，，正桥除北北岸第一一孔为128m简支钢桁桁梁外，，其余为为9孔3联，每联为3xl60m的连续钢钢桁粱。。上层是公公路桥面面，下层层为双线线铁路，，包括引引桥在内内，铁路部分分全长6772m，公路部部分为4589m桥址处水水深流急急，河床床地质极极为复杂杂，桥墩墩基础的的施工非非常困难难。南京长江江大桥的的建成显显示出我我国的建建桥事业业已达到到了世界界先进水水平，也是我国国桥梁史史又一个个重要标标志。南京大桥桥于1958年底开始始筹备施施工,1960年1月正桥主主体工程程正式开工。正桥钢梁梁全长1806m，主跨216m的连续刚刚性桁梁梁柔性拱拱。该桥创新新点为：：钢材为为我国自自己研制制15MnVN60级桥梁用用钢，可可焊性好好、韧性性好、屈屈服点高高，施工工悬拼、、吊杆制制振等都都有创造造。九江长江江大桥芜湖长江江公铁两两用大桥桥主跨为312m的钢桁梁梁斜拉桥桥，钢材材为14锰钒铌，，为性研研制的高高性能钢钢。3、混凝土土桥预应力混混凝土梁梁桥在本本世纪50年代中国国即已开开始研制制，1956年初首先先在陇海海线新沂沂河铁路路桥上建建成了跨跨度23.9m的简支梁梁。跨度度20m的京周公公路桥也也于同期期建成。。这种桥桥型的最最大跨度度为浙江江省瑞安安飞云江江桥（跨跨度为62m，1988年）；1989年建成的的开封黄黄河大桥桥总长4475.09m，其中有有77孔50m简支梁采采用连续续长度达达450m，并按部部分预应应力混凝凝土结构构设计。。预应力混混凝土T型刚构桥桥以其最适适宜采用用平衡悬悬臂拼装装或浇筑筑法施工工。悬臂臂拼装T型刚构桥桥以河南南五陵卫卫河桥（（1964年）为首首创；悬悬臂浇筑筑T型刚构桥桥则以广广西柳州州柳江大大桥（1967年）为先先导。重重庆长江江大桥（（1980年）这种种体系目目前的最最大者，，主跨达达174m.发展了跨跨度更大大、运营营条件更更好的多多联预应应力混凝凝土连续续梁桥和和连续-刚构桥。。刚构中的的佼佼者者：广东省广广州洛溪溪大桥（（1988年）跨度度达到180m;湖北省黄黄石长江江大桥，，跨度已已增至245m。虎门大大桥副航航道270m.连续梁的的典型代代表：铁路预应应力混凝凝土连续续梁桥中中的杭州州钱塘江江二桥（（1991年），跨跨度联长长（主跨跨80m，联长18孔），且且在罕有有的施工工涌潮高高度1.96m和潮压强强度32kPa下建成。。V型墩或Y型墩预应应力混凝凝土连续续梁桥或或悬臂梁梁桥，可以优优化造型型，削减减支点弯弯矩，降降低桥梁梁建筑高高度。台台湾忠孝孝桥（1981年）、桂桂林雉山山漓江桥桥（1987年）都是是其中的的佼佼者者。杭州钱塘塘江二桥桥位于浙浙江省杭杭州市，，为公路路、铁路路并行分分离的公公路铁路路两用桥桥。铁路桥双双线，桥桥宽11.4m，全长2861.4m；公路桥按按高速公公路标准准设计，，桥宽20m，4车道，全全长1792.8m。公路、铁铁路正桥桥均为18孔一联预预应力混混凝土箱箱型连续续梁，分分跨为为45+65+14x80+65+45(m)，连续长长度达1340m，为目前前国内之之冠。4、拱桥丹河新桥桥石拱桥桥—主跨146m（世界之之最）卢浦大桥桥是上海市市黄浦江江鲁班路路越江工工程的一一座特大大跨径城城市桥梁梁，是目目前世界界上第一一大跨拱拱桥，该该桥已成成为上海海市的标标志性建建筑之一一。主桥桥为三跨跨连续钢钢箱梁拱拱桥，主主桥跨径径为100m+550m+100m=750m，采用全全钢结构构的拱、、梁组合合体系中中承式系系杆拱桥桥。5、国内著著名的斜斜拉桥、、悬索桥桥斜拉桥：：南浦大桥桥、杨浦浦大桥、、南京长长江二桥桥、红水水河斜拉拉桥等；；悬索桥：：虎门大桥桥、青马马大桥、、西陵长长江大桥桥、江阴阴长江大大桥6、桥梁基基础工程程管柱基础础沉井—混凝土沉沉井、钢钢沉井、、沉井加加管柱钻孔桩挖挖孔孔桩双壁钢围围堰钻孔孔桩7、桥梁设计与与科研1940年11月7日上午11：0刚开通几个月月的塔科玛大大桥（悬索桥桥）由于风致致振动而倒塌！！！1中跨扭转2扭转的严重程程度：右侧人行道比比左侧高8.5m3该开始破坏时时，有一块混凝土土桥面掉入水水中4第一轮破坏后后的样子5中跨破坏后，，边跨的松弛弛、下垂现象象6桥刚倒塌后的的照片二、国外桥桥梁概况（一）18世纪以前的桥桥梁。世界各各国人民都用用天然材料，，如石材、木木材、砖等造造桥。（二）19世纪的桥梁。。自从1760年的英国工业业革命造就了了现代科学技技术，炼出钢钢材，就造就就了19世纪铁路和钢钢桥的时代。。1、1850年，英国第一一座主跨141m的钢箱梁桥梁梁Britannia桥问世。2、1857年，德国工程程师Gerber建造了第一座座L=131m的钢桁架梁桥桥。3、1883年，美国第一一座L=486m的公路钢悬索索桥建成。代代表了当时索索桥的最高成成就。4、1890年，苏格兰位位于福恩湾的的第一座L=520m的铁路钢悬臂臂桁架桥建成成问世。代表表了当时钢桥桥的最高成就就。它标志着着桥梁的跨度度从1801年的183m（英泰晤士河河铁拱桥），，到本世纪末末的钢桥已突突破500m的跨度。#特别强调：这这一时期，桥桥梁事故的发发生，使桥梁梁稳定理论得得一建立并取取得重要成果果。例如：1875年俄罗斯克达达夫敞开式桥桥的上弦侧向向失稳；1907年加拿大Quebec钢桁架桥在悬悬臂拼装施工工时因压杆失失稳导致桥梁梁倒塌等。（三）20世纪的国外桥桥梁1、1905年建成了第一一座RC桥梁；2、1920年后，美欧开开始大量兴建建高速公路和和城市交通基基础设施，修修建了许多中中小跨径的RC公路和城市桥桥梁。3、1931年美国建成的的华盛顿大桥桥，为悬索桥桥，L=1006m，首次突破千千m；1937年美国建成的的金门大桥，，L=1280m。※这一时期的RC结构设计理论论、钢桁梁空空间分析理论论、悬索桥的的挠度理论，，桥梁的稳定定和振动理论论都相继建立立，使桥梁设设计有了理论论指导。4、悬索桥风毁毁事故。1940年美国塔科玛玛海桥，L=853m，被19m/s的风速吹毁。。由此开创了了大跨索桥风风振理论的研研究和风洞试试验；5、1931年美国Bayonne钢拱桥建成，，L=503.6m；1932年，澳大利亚亚悉尼钢拱桥桥建成，L=503m，代表着拱桥桥的最高成就就。6、1950年后，德国开始建造造PC梁桥，首创挂篮悬浇浇新工艺，建建成了L=114.2m的Worms桥梁；7、1956年，德国人Dinhinger建造了第一座座现代斜拉桥桥，在瑞典建成成了L=182.6m的Stromsund桥梁；8、1956年，德国人Leonhardt设计了竖琴形形斜拉桥，L=260m，首创了倒退退分析法的施施工控制技术术。9、1960年瑞典Tjom桥，为L=288m的钢管拱桥。。10、1962年，意大利人人设计的委内内瑞拉马拉开开波桥，L=235m的第一座混凝凝土斜拉桥；；11、1966年，英国Severn桥，首创流线线型钢箱梁和和混凝土第一一座英式现代代悬索桥，L=988m；12、1973年，日本第一一座现代悬索索桥，L=712m的关关门大大桥；13、1995年，L=856m的混合桥面斜斜拉桥，法国国诺曼底大桥桥；14、1998年，著名的悬悬索桥L=1991m，日本明石海海峡大桥，为为全世界最大大跨悬索桥。。美国金门大桥桥－主跨1280m(最著名的悬索索桥)三、桥梁工程程发展方向混凝土材料向向高强轻质发发展，预应力筋向高高强度、耐腐腐蚀、强粘结结和便于拼接方向发展展。设计理论为以以数理统计和和可靠度理论论为基础的极限状态设设计方法。1万州长江公路大桥420上承式钢骨RC箱拱中国19972KRK大桥390RC空腹无铰拱克罗地亚19793广州丫髻沙珠江大桥360中承式钢管砼系杆拱中国19974贵州江界河大桥330RC桁式组合供中国19955广西邕宁邕大桥312中承式钢管RC双肋拱中国19986Gladesville桥304.8RC空腹无铰拱澳大利亚19617Amizade桥290RC空腹无铰拱巴西19618Bloukrans桥272RC空腹无铰拱南非19839Arrbide桥270RC空腹无铰拱葡萄牙196310广西三岸邕江桥270中承式钢管RC双肋拱中国1998世界大跨度拱拱桥排名1多多罗大桥890主钢边砼混合梁，双塔双索面日本19992诺曼底大桥856主钢边砼混合梁，双塔双索面法国19953南京长江第二大桥628钢箱，双塔双索面中国2001.34武汉白沙洲长江大桥618主钢边砼混合梁，双塔双索面中国20005福州市青州闽江大桥605钢砼结合梁，双塔双索面中国20006上海杨浦大桥602钢砼结合梁，双塔双索面中国19937上海徐浦大桥590钢砼结合梁，双塔双索面中国19978名港中央大桥590钢箱日本19989森卡路森特桥530砼箱挪威199110518主钢边砼混合梁，双塔双索面中国1999汕头大桥世界大跨径斜斜拉桥排名顺顺序世界大跨径悬悬索桥排名序号桥名主跨(米）结构形式所在国家建成年限1明石海峡大桥1990简支钢桁日本199822大带桥1624连续钢箱丹麦19983亨柏桥1410钢箱英国19814江阴长江公路大桥香1385简支钢箱中国19995港青马大桥1377连续钢箱中国19976费雷泽诺桥1298.5简支钢桁美国19647金门桥1280简支钢桁美国19378海依靠斯特桥1210钢箱瑞典19989梅克金海峡桥1158简支钢桥美国195710南备赞濑户桥1100连续钢桥日本1988悬索桥1998，AkashiKaikyoJapan，6570[12830]日本明石海海峡大桥主主跨1991米1998，StorebaeltDenmark，5328丹麦大贝贝尔特大桥主主跨1624米1981，HumberEngland，4626[7281]英国亨亨比尔大桥主主跨1410米1999，JiangyinYangtzeChina，4544中国江阴阴长江大桥主主跨1385米1997，TsingMaChina，4518中国香港港青马大桥主主跨1377米1964，Verrazano-NarrowsNewYork,NY,USA，4260[6690]1937，GoldenGateSanFrancisco,CA,USA，4200[6450]1997，HogaKustenSweden，39701957，MackinacStraitsSts.ofMackinac,MI,USA，3800[26372]1988，MinamiBisan-SetoJapan，36091988，BosphorusIITurkey，35761973，BosphorusITurkey，35241931，GeorgeWashingtonHudsonR.,NY-NJ,USA，35001999，KurushimaIIIJapan，33791999，KurushimaIIJapan，33461966，TagusRiverPortugal，33231964，ForthRoadScotland，3300第三节桥桥梁设计概述述一、桥梁设计计原则1适用性2舒适与安全性性3经济性4先进性5美观二、桥梁设计计内容1选择桥位：进行多个桥位位的对比分析析，并结合线线路；2确定桥梁长度度和桥面标高高；3选择桥式：进行多个桥型型方案的比选选；4对桥跨、墩台台、基础等进进行结构设计计：拟定细部尺寸寸，进行计算，结结合施工方案案，并进行各各项检验。使所设计的桥桥梁满足强度度、刚度、稳稳定性、耐久性等要求求。三、桥梁的设设计规划1、规划设计阶阶段（含预可可行性研究、、工程可行性性研究）城市及公路桥桥梁根据交通通流量及其增增长率、所需需要的车道数数、车道宽、、人行道等，，再综合考虑虑社会效益、、投资的经济济效益等进行行可行性研究究。———做投资估算；；对干线铁路、、公路而言，，是线路决定定桥梁，还是是桥梁决定线线路？一般原则：中中小桥服从线线路走向，可可修弯、坡、、斜桥；而大大桥和特大桥桥，先选桥位位，跨河桥与与河流正交，，线路服从桥桥梁。2、初步设计—做工程概算；3、施工图设计计—做工程预算。桥梁规划设计计的主要工作作（一）野外勘勘测及调查研研究工作1调研桥梁的任任务2选择桥位3桥位的详细勘勘测和调查4调查与建桥相相关的情况如如当地的的材料、水质、公路运运输等（二）桥梁梁横断面设计计铁路：单线、双线、、线间距；大大跨桥满足横横向刚度要求，B/L〉1/20公路：车道数、车道道宽度、分隔隔设施、防撞撞栏杆等（三）平面布布置对大桥、特大大桥的大跨度度梁一般在直直线上；当受地形限制制布置在曲线线上时，曲线线的各项指标标应符合设计规规范的要求。。四、桥梁净空空桥梁净空包括括桥桥面净空和和桥下净空。。桥面净空是保证车辆、、行人安全通通过桥梁所需需要的桥梁净空界限限，在净空界界限范围内不不得有桥跨结结构的构件或其他建筑物物侵入。铁路：“标准轨距铁铁路限界国国标GB146-59”；双线铁路线间间距（线路中中心间距离））≥4m，高速铁路≥5m曲线上受外轨轨超高等的影影响桥上净空空限界应加宽宽。2、公路：按《公路桥规JTJ021-85》，高速、汽车车专用、一、、二级公路净净高为5米；三、四级级公路净高为为4.5米。桥下净空包括立交桥下下净空和跨河河桥下净空。。指为通航、流流冰、流木等等所需的净跨跨和净高。1跨河桥下净空空：通航、排筏、、流水、漂流流物等所需需的净跨和净净高。(1)对于梁式桥：：梁底应高出出设计水位（（包括壅水和和浪高）50cm；高出最高流冰冰水位75cm；支座底面应应高出设计水水位25cm，高出最高流冰冰水位50cm。(2)对于拱式桥：：从拱顶底面面到设计水位位应有大于100cm的净空高度。。第四节混凝土土梁桥面构造造混凝土梁桥面面包括：道床床（或桥面铺铺装）、防排水系统、、人行道、栏栏杆、伸缩逢逢、防撞栏等等。一、铁路桥面（一）道床枕枕木及及周围的道碴碴层道床作用:减弱对桥的冲冲击；缓和列列车的振动；；防止枕木移位位；将车轮荷荷载分布到梁梁顶；调整轨轨面标高挡碴墙：不参与主梁的的受力；隔3-4m设断缝（包括其纵向向钢筋）。道道碴槽宽不小小于3.9m，枕木高于挡碴碴墙顶面道碴槽宽单线铁路桥道道碴槽宽不得得小于3.9m，枕木应高出出挡碴墙顶面面。枕木底下下厚度一般不不得小于25cm，以适应机械械化养护操作作。（二）防排水水系统包括：横横向排水坡、、防水层及泄泄水管横向排水坡：：1.5%三角形垫层或或桥桥面板做成倾倾斜面防水层：弹韧性强、、与圬工粘结结牢固热沥青防水层层和冷作防水水层，多采用用后者。保护层：防水层之上上铺设保护层层，为3cm水泥泥砂砂浆浆。。秦沈沈箱箱梁梁桥桥面面防防水水防水水层层为为TQF-I型，，基基层层涂涂一一层层≮≮1.5mm厚的的聚聚氨氨脂脂防防水水涂涂料料，，其其上上铺铺设设氯氯化化聚聚乙乙烯烯防防水水卷卷材材。。保保护护层层是是在在防防水水卷卷材材上上原原位位现现浇浇400号玻玻纤纤或或钢钢纤纤混混凝凝土土，，防防水水层层保保护护层层总总厚厚度度为为40mm。（三三））梁梁缝缝处处理理横向向伸伸缩缩缝缝、、纵纵向向构构造造缝缝设铁铁盖盖板板、、或或钢钢筋筋混混凝凝土土盖盖板板（四四））人人行行道道与与栏栏杆杆人行行道道：：养养护护人人员员工工作作及翻翻修修道道床床时时堆堆放放道道碴碴枕木木钢钢轨轨等等。。预制制支支架架与与预预埋埋U形螺螺栓栓连接接，，预预制制步步板板铺铺设设在在支支架架上上。。二、、公公路路桥桥面面（一一））铺铺装装层层铺装装层层作作用用:防止止行行车车道道板板磨磨耗耗；；保保护护主主梁梁免免受受雨雨水水侵侵蚀蚀；；减弱弱对对桥桥的的冲冲击击；；；；将将车车轮轮荷荷载载分分布布到到梁梁顶顶。。应应具具有有一一定强强度度，，耐耐磨磨。。铺装装层层型型式式:水泥泥混混凝凝土土和和沥沥青青混混凝凝土土或或二二者者联联合合用用水泥泥混混凝凝土土：：耐耐磨磨,养生生期期长长，，维维修修麻麻烦烦，，可可加加钢钢纤纤维维提提高高抗抗拉拉强度度和和耐耐磨磨性性沥青青混混凝凝土土:重量量轻轻、、维维修修方方便便铺铺设设几几小小时时后后可可通通车车，，高高温温稳稳定定性差差、、易易老老化化铺装装层层厚厚度度7-13cm（二））防防排排水水系系统统横向向排排水水坡坡、、防防水水层层、、桥桥面面纵纵坡坡及及泄泄水水管管桥上上纵纵坡坡：：适适应应地地形形横向向排排水水坡坡：：曲线线上上设设单单坡坡，，直线线上上设设1.5%-3%的双双向向坡坡梁上上三三角角形形垫垫层层或或桥桥面面板板做做成成倾倾斜斜面面或或墩墩帽帽上上三三角角形形垫垫层层宽桥桥桥桥面面上上设设三三角角垫垫层层增增加加混混凝凝土土用用量量和和恒恒载载重重量量太太多多，，宜宜避避免免防水水层层：：弹弹韧韧性性强强、、与与圬圬工工粘粘结结牢牢固固热沥沥青青防防水水层层和和冷冷作作防防水水层层，，多多采采用用后后者者。。泄水水管管*让让管管端端能能伸伸出出到到板板下下15—20cm左右右，，且且在在平平面面上上距距主主粱粱应应留留一一定定的的距距离离以以免免管管内内排排水水冲冲击击梁梁肋肋*此此外外，，泄泄水水管管应应与与防防水水层层密密合合。。1．桥桥面面纵纵坡坡小小于于2％时时，，一一般般6—8m设一一个个．．并并使使每每平平方方米米的的桥桥面面不不少少于于2—3平方方厘厘米米的的泄泄水水管管面面积积。。2．桥桥面面纵纵坡坡大大干干2％，，桥桥长长小小于于50m时．．苦苦能能保保证证水水从从桥桥头头引引道道排排走走，，可可不不设设泄泄水水孔孔，，但但必必须须在在引引道道两两侧侧设设置置水水槽槽，，以以免免雨雨水水冲冲坏坏路路堤