长安大学桥梁工程课件

澳大利亚悉尼港湾大桥，钢桁架中承式拱桥

(SydneyHarbourBridge1932年，跨度518米)德国巴伐利亚州艾森

(Essing,Bayern),

跨越美因一多瑙河运河

(Main-

Danube

Canal),

是一座波浪形人行木桥。建于1986—1987年。法国米尔奥大桥，桥墩高245m

与230m日本明石海峡大桥

1998

年

主跨1991米直布罗陀海峡大桥，连接西班牙和摩洛哥，主跨5000米，混合型双

悬臂吊桥

(林同炎方案)花无数的钱制造威力无比的炸弹和其它武器，不到十年它们就落后了，

你不得不抛弃甚至销毁它们。我们建造大桥吧，因为她是永恒的!前言>桥梁工程课的地位——是研究桥梁设计和施

工的方法的学科，是道桥专业最主要的专业

主干课之一>本课程与以前所学课程的关系——建筑材料、材料力学、结构力学、结构设计原理等。>主要内容——内力计算、设计及构造要求、桥梁的施工>本课程的学习方法——理论联系实际>

必备参考资料：公路桥涵设计通用规范

(

JTG

D60-2004)公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计

规范(JTG

D62-2004)《桥梁工程》学习参考书目录[1]

范立础主编.桥梁工程.人民交通出版社.2000[2]邵旭东主编.桥梁工程.人民交通出版社.2002

[3]叶见曙主编.结构设计原理.人民交通出版社.2005[4]

徐岳王亚君万振江主编.预应力混凝土连续梁桥

设计.人民交通出版社，2000[5]

范立础主编.预应力混凝土连续梁桥.人民交通出

版社

.1988[6]邬晓光邵新鹏万振江编著.刚架桥.人民交通出

版社

.2001第一章概述本章讲解内容要点：

桥梁的基本组成和分类桥梁的发展尸第一节桥梁的基本组成和分类一、桥梁的概念桥梁是供铁路、道路、渠道、管线、

行人等跨越河流、山谷、海湾、其

他线路或障碍时的架空建筑物。第一节桥梁的基本组成和分类二、桥梁的基本组成桥梁的组成上部结构Superstructure下部结构Substructure桥

梁Bridge支座Bearing附属设施AccessOrvL1/桥台洪水位—-路堤基础1.桥跨结构(上部结构)2.支座系统

bearing

3.桥墩

pier4.桥台

abutment5.墩台基础

foundation下部结构

substructure低水位

学

通航水位桥跨结构锥

体

护

坡superstructure桥墩Lo工工,——图1-2

拱桥的基本组成1--主拱圈；2拱顶；3

供脚；4--拱轴线；5—拱腹；6—挑背；7仲缩缝：8桥台；9—基础；10—锥坡；11—拱上建筑第一节桥梁的基本组成和分类6.附属设施附属设*施包括●桥面铺装(bridge

decking)●排水设施

(drainage)●伸缩缝

(expansion

joint)●

桥梁与路堤衔接处的桥头搭板(transtion

slab

at

bridge

head)●雏形护坡(conical

slope)●人行道(pavement)●路灯

(lamp

standard)●栏杆

(guardrail)●缘石

(kerb)三、常用名词：>

高

水

位——洪峰季节河流中的最高水位。>低水位

——指枯水季节河流中的最低水位。>设计洪水位

——指桥梁设计中按规定的设计洪水频

率计算所得的高水位。>

计

算

水

位

——设计洪水位加壅水和浪高得到的水位。>

通

航

水

位——在各级航道中能保证船舶正常航行时的水位。第一节桥梁的基本组成和分类第一节桥梁的基本组成和分类三、

常用名词：>计

算

跨

径I—

—

桥跨结构两个支点间的距离称为计算

跨径。拱桥指相邻拱脚截面形心点之间的水平距离。>

标

准

跨

径—

—

指两相邻桥墩中线间的距离，或桥墩

中线与桥台台背前缘间的距离。>净

跨

径l₀—

—

指设计洪水位(或通航水位)线上相邻

两个桥墩(或桥台)之间的水平净距，而拱式桥是指每孔拱跨拱脚截面内边缘之间的距离。>

总

跨

径Zlo

——

指多孔桥梁中各孔净跨径的总和。第一节桥梁的基本组成和分类三、

常用名词：>桥梁全长L

—

—有桥台的桥梁为两岸桥台侧墙或八字墙尾端之间的距离；无桥台的桥梁为桥面系行车道

长度。>

桥

梁

总

长L₁——

指两桥台台背前缘之间的距离。>

建筑高度h

—

—

指桥上行车路面(或轨顶)与桥跨结构

下边缘之间的高差。>

桥下净空H

—

—指设计洪水位或设计通航水位至桥

跨结构下边缘之间的距离。该距离应满足安全排洪及

通航的要求。桥跨结构Lo/桥台洪水位通航水位低水位

平锥体护坡!基础路堤桥墩工工L1"桥

涵

分

类多孔跨径总长L(m)单孔跨径Lk(m)特

大

桥L>1000Lx>150大

桥100≤L≤100040≤Lk≤150中

桥30<L<10020≤Lk<40小

桥8≤L≤305≤Lx<20涵

洞Lx<5第一节桥梁的基本组成和分类四、桥梁的分类1、按跨径大小分类我国公路桥涵设计通用规范桥梁分类单孔跨径指标准跨径桥

型跨径Lk悬索桥>1000m斜拉桥>500m钢拱桥>500m混凝土拱桥>300m第一节桥梁的基本组成和分类四、桥梁的分类国际特大桥梁分类标准第一节桥梁的基本组成和分类四、桥梁的分类2、

按桥面的位置划分上承式——视野好、建筑高度大下承式——建筑高度小、视野差

中承式——兼有两者的特点第一节桥梁的基本组成和分类四、桥梁的分类3、

按桥梁用途来划分公路桥、

铁路桥、

公路铁路两用桥人行桥、

运水桥(渡槽)、管线桥等。第一节桥梁的基本组成和分类四、

桥梁的分类4、按材料来划分木桥、钢桥、圬工桥(包括砖、石、混凝土桥)、钢筋混凝土桥、预应力混凝土桥、组合桥(常见钢-混凝土组合)第一节桥梁的基本组成和分类四、桥梁的分类5、

按受力体系划分梁式桥拱桥>

刚架桥悬索桥(吊桥)

斜拉桥组合体系四、桥梁的分类5、

按受力体系划分>梁式桥特点：竖向荷载下无水平反力，梁只承受剪力和弯矩四、桥梁的分类5、

按结构体系划分>拱桥特点：

竖向荷载下有水平反力，

能消除拱体部分弯矩，

拱主要受压，可采用圬工或混凝土结构建造，对基础地

质条件要求较高。四、桥梁的分类5、

按结构体系划分>刚架桥特点：梁柱共同工作，桥下净空易保证，对跨线桥非常有利。四、桥梁的分类5、

按结构体系划分>悬索桥特点：构件受力明确，塔受压(弯);索受拉；梁为弹

性支撑连续梁。四、桥梁的分类5、

按结构体系划分>斜拉桥特点：与吊桥类似，梁除受弯剪外，还受压。四、桥梁的分类6、

按跨越方式>固定式的桥梁>开启桥>浮桥>漫水桥2009年8月13日下午6时，发生在威斯康星州斯特金湾的一座可开合的吊桥上。

当时，这名女司机开车驶过吊桥时，桥道突然开启，然后慢慢升高至45度。目睹此情景的人都被惊呆了。正当大家都为女司机捏一把冷汗之际，只见她把车子刹在倾斜的桥上，

一直到桥道重新闭合后，才重新发动引擎安全

驶过。四、桥梁的分类7、按桥梁的平面形状正交桥、斜交桥、弯桥分类方式桥涵类型1.按工程规模分特大桥、大桥、中桥、小桥等2.按用途分铁路桥、公路桥、公铁两用桥、人行及自行车桥、农桥等3.按建筑材料钢桥、钢筋混凝土桥、预应力混凝土桥、结合桥、圬工桥、木桥等4.按结构体系分梁桥、拱桥、悬索桥、斜拉桥、组合体系等5.按桥跨结构与桥面的相对位置上承式、下承式、中承式6.按跨越方式分固定式桥、开启桥、浮桥、漫水桥7.按桥梁的平面形状分正交桥、斜交桥、弯桥四、桥梁的分类第二节桥梁的发展一、桥梁的发展概述1.材料的发展2.理论的发展3.技术的进步第二节桥梁的发展一、桥梁的发展概述1.材料的发展然桥出有梁土序冬辟部

画分

中清

描晰

述可

的辨木’

结

构构

桥井

梁上海青浦(金泽)虹桥，这座虹桥为单孔木拱桥，

桥长16

.8米

，宽4

米，是古代桥梁复制的杰作。严格按古代的造桥工艺，采用无支架

施工法，没有榫头，不用钉子，全部用捆绑式结扎起来，连成一片第二节桥梁的发展一、桥梁的发展概述1.材料的发展作古嘉

°罗德

石马石

材时拱

间期桥

均石

’单桥字砌半法°圆国拱尼的杰

市第二节桥梁的发展一、桥梁的发展概述1.材料的发展世界著名石拱桥——赵州桥

建于1400年前，是世界上跨

径最大(37.02m)

、建造最早的

单孔空腹式石拱桥第二节桥梁的发展一、桥梁的发展概述1.材料的发展中国江浙一

带优美的石

拱桥，和环

境协调统一

的产物1.材料的发展世界上首座大

跨铁桥

(Iron

Bridge),

建

于1779年，英国，

跨度为30.6米第二节桥梁的发展一、桥梁的发展概述高性能材料的时代钢材：高强度、低松驰混凝土：高强度、高施工性能

(workability)等第二节桥梁的发展一、桥梁的发展概述1.材料的发展新型材料的出现和运用，如玻璃纤维、碳纤维强化复合材

料等强度高、重量轻、耐疲劳、抗腐蚀。第二节桥梁的发展一、桥梁的发展概述2.理论的发展材料的飞速发展和应用，推动了理论的研究，使设计理论日趋成熟。经验设计允许应力法SC₈G;r₉ZG)≤r₄R(R/r₀R/kc≤[o]极限状态设计法第二节桥梁的发展一、桥梁的发展概述3.施工技术的发展>施工技术早期体现在运输、起重和安装方面：福建漳州虎渡桥(1240年),总长340

m,

最大跨石梁

长23.7m,高1.9m,重200多吨，就利用了潮水涨落来进行浮运架设，这是人类利用自然力量来进行桥梁施工。现在的浮吊起重能力可达30000

KN,运输的方式根据不同情况，可从水、陆、空三个方面进行。>现代桥梁施工技术还体现在桥梁的施工控制方面，桥梁在

施工阶段往往是最脆弱的，也就是我们常比拟为桥梁的成长期，需要特别的保护。不仅仅是安全，还包括线形控制等。亚洲最大的3000吨运架梁起重船“天一号”,举起一片长105米、

重2300吨的钢-混凝土结合箱型梁，准确地架设在桥墩上.丹麦“天鹅”浮吊，起重能力达8700吨。“小天鹅”号运架梁起重船，在上海东海大桥架设70米跨预

应力混凝土箱梁310片，起重能力2500

吨。桥型最大跨径

(m)桥名梁桥330石板坡长江大桥砼拱桥492巫山长江大桥斜拉桥1088苏通大桥悬索桥1490润扬长江大桥二、我国桥梁的成就桥梁建设规模石板坡长江大桥复线桥，主跨330m巫山长江大桥，主跨492m苏通大桥1088m润扬长江大桥

跨径1490m排序桥名主跨(m)桥址年份1明石海峡大桥(Akashi-Kaikyo)1991日本本州四国联络线(神户-鸣门)19982舟山西埃门大桥1650中国浙江施工中3大贝尔特东桥(Great

Belt

East)1624丹麦19974润扬长江公路大桥南汉桥1490中国江苏20055汉伯桥(Humber)1410英国19816长江江阴公路大桥1385中国19997青马大桥(Tsing

Ma)1377香港特区，中国19988费拉诺桥(Verrazana-Narrows)1298纽约，美国19649金门大桥(Golden

Gate)1280旧金山，美国193710武汉阳逻长江大桥1280中国湖北施工中三

、世界桥梁成就桥梁建设规模

世界最大悬索桥排序桥名主

跨(m)桥址年份型式1苏通大桥1088中国江苏2007钢箱2昂船洲大桥(stonecutters)1018中国香港2009混合3鄂东长江大桥926中国湖北2010混合4多多罗桥(Tatara)890日本本州四国联络线1999混合5诺曼第桥(Normandie)856法国1995混合6Incheon-2800韩国2007钢箱7南京长江三桥648中国江苏2005钢箱8南京长江二桥南汉桥628中国江苏2001钢箱9舟山金塘大桥620中国浙江施工中钢箱10武汉白沙洲大桥(三桥)618中国湖北2000混合世界最大斜拉桥苏通大桥的四项世界之最：1、

最大主跨。目前世界上已经建成的最大跨径斜拉桥

为主跨890米的日本多多罗大桥，在建的香港昂船洲大桥主

跨1018米，而苏通大桥跨径1088米。2、

最深基础。苏通大桥主墩基础由131根长约120米、

直径2.5米至2.8米的钻孔灌注桩组成，承台长114米、宽48

米，面积有一个足球场大，是世界规模最大、入土最深的桥

梁桩基础。3、

最高桥塔。目前已建成的最高桥塔为多多罗大桥

224米钢塔，苏通大桥桥塔为高300.4米的混凝土塔，比在

建的香港昂船洲大桥桥塔高6米。4、

最长拉索。苏通大桥最长拉索为577米，最大重量

为59吨，比多多罗大桥斜拉索长100米。排序桥名主

跨(m)桥址年份1巫山长江大桥(钢管混凝土)460中国重庆20052万县长江大桥(钢管箱拱)420中国重庆万县19973克尔克1号桥(Krk-1)

(砼箱拱)390克尔克岛(Krk

lsland),南斯拉夫19804益阳茅草街大桥(钢管砼)368中国湖南20075广州丫髻沙珠江大桥360中国广东20006江界河大桥330中国贵州19957Hoover

Dam

Bypass323美国20078邕宁邕江大桥(钢管砼)312中国广西19969格

莱

兹

维

尔

桥(Gladesville)305悉尼(Sydney),澳大利亚196410艾米赞德桥(Ponte

daAmizade)290巴拉那河(Parana

River)巴西-巴拉圭1964世界最大混凝土拱桥巫山长江大桥主跨460m万县长江大桥主跨420m排序桥名主跨(m)桥址年份1石板坡长江大桥(连续刚构)330中国重庆20062斯托尔马桥(Stolma)301挪威19983拉脱圣德桥(Raftsundet)298洛福坦(Lofoten),挪威19984虎门辅航道桥270中国广东19975亚松森桥(Asuncion)270巴拉圭(三跨T构)19796苏通大桥辅航道桥(连续刚构)268中国江苏20077元江大桥(墩高123.3)265中国云南20078门道桥(Gateway)260澳大利亚19859瓦罗德2号桥(Varodd-2)260挪威199410宁德下白石大桥260中国福建2007世界最大预应力混凝土梁桥四、桥梁工程展望>

桥

梁

建

设

规

模——继续向大跨度发展，海湾大桥、洲际联络工程越来越多。>

新

材

料

的

应

用——混凝土材料向高强轻质发展，预应力筋向高强度、耐腐蚀、强粘结和便于拼接方向发展。>

预

应

力

技

术

的

应

用——预应力混凝土桥跨结构逐步成为发展主体。>

计

算

机

技

术

的

应

用—

—设计、施工、运营、管理等方面。思考及预习回顾本章内容，思考以下问题：

桥梁的基本组成有哪些?各自的作用是什么?各

个部分的发展是什么?

桥梁的基本类型有哪些?发挥你的创造力，试考

虑有哪些新桥型或创造新的桥型?它们的特点是

什么?预习思考问题：

桥梁设计的基本原则是什么?你是怎么思考的，

如何处理他们之间的关系?桥梁的总体设计是如何考虑的?建筑师们说：

“在桥上漫

步是一种真

正的精神上

的享受。你

和高山、白

云、蓝天那

么靠近，它

构成了阿尔

卑斯山的一幅美妙的风景画。”“该

桥所有部分

都恰到好处，

无可挑剔……这是

真正的艺术和桥梁结合的精品。”英国《桥梁设计与工程》评选出20世纪最美丽的桥梁第一名，瑞士萨尔基那山谷桥(SalginatobelBrücke):造型优美，比例协调，是桥梁工程的一颗明

珠，以致于本世纪的设计师们已无法