桥梁工程重点内容

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，梁内还有轴压力，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。技术先进安全可靠使用耐久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，可设计斜桥和弯桥，对于公路在河道顺直、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：2）桥梁分孔和初拟桥型方案草图4）详绘桥形方案5）编制估算或概算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均布荷载均布荷载集中荷载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。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。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，肋内可做成钢筋骨架，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c)连续刚构桥：①大部分边跨与主跨跨径比值在0.55~0.58②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刚度应设计得大一些。④跨径一般为180~300M。⑤确定箱梁截面顶板厚度一般向弯矩的要求；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：①不带挂梁的单孔双悬臂梁桥②带挂梁的多孔悬臂梁桥。中正弯矩显著减小，故可以减小跨度内主梁的高度，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内力的减小。c)跨径：国内箱型薄壁钢筋混凝土悬臂梁桥最大跨径为55m预应力混凝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。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内力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竣工后的线形与竖曲线接近一致。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)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，橡胶支座已经橡胶支座分类：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1)对于坡桥，宜将固定支座布置在高程低的墩台上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，其余墩台上均布置2)跨中主弯矩3)钝角负弯矩4)横向弯矩1)在外荷载作用下，梁截面内产生弯矩的同时，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内边缘的挠度，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内弧侧，曲率半径R较小时，内弧侧还可能出现负反力。2)能充分就地取材，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：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，但材料用量不经济置位置为腹孔墩下和跨中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70~80m跨径，安装工艺高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)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3~5M设系梁，跨中实腹段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架拱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1/4~1/3i.横墙式：底梁能使横墙传下来的ii.排架式：为了使拱上结构不参与主拱受力，可以将腹孔墩的上下端设铰，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。为了简化根高度较小的矮立柱上下端设铰。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2~4cm)，而在相对变形较小处设置变形缝(不留缝宽)。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)对各结构作内力计算4)绘施工图拱桥的高程：桥面高程、拱顶底面高程、起拱线高程和基础底面高程。矢跨比：矢跨比小，坦拱，推力大，轴向内力大，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：小)。使两相邻孔在恒载作用下的不平衡推力尽量减小。2)采用不同的拱脚高程：降低大跨径拱脚高程，减小拱脚水平跨与小跨的恒载水平推力对基底产生的弯矩得到平衡。重质的拱上填料或采用实腹式拱上建筑，这样来平衡水平推力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：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1)温降---相当于弹性压缩，拱内产生拉应力2)温升---拱圈膨胀，拱内产生压应力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