桥梁工程(培训)

桥梁工程

桥梁工程是土木工程中的一个分支，它与房屋建筑工程一样，也是用砖石、木、混凝土、钢筋混凝土和各种金属材料建造的结构工程。桥梁按其受力特点和结构体系分为：梁式桥、拱式桥、刚架桥、吊桥、组合体系桥，吊索桥、斜拉桥等。按用途分类公路桥、铁路桥、公路铁路桥、农用桥、人行桥、运水桥、专用桥梁。按照桥梁全长和主跨径的不同分:特大桥（多孔桥全长大于500m，单孔桥全长大于100m）、大桥（多孔桥全长小于500m，大于100m，单孔桥全长大于40m，小于100m）、中桥（多孔桥全长小于100m，大于30m；单孔桥全长小于40m，大于20m）和小桥（多孔桥全长小于30m,大于80m;单孔桥全长小于20m，大于5m)。如果桥跨小于5m称为涵。按照上部结构的行车道位置分为：上承载式桥、中承载式桥、下承载式桥。

梁桥按照主梁的静力体系，分为简支梁桥、连续梁桥和悬臂梁桥。

简支梁桥。主梁以孔为单元，两端设有支座，是静定结构。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，以便于构件生产工艺工业化、施工机械化，提高质量，降低造价。如洛阳黄河桥（67孔跨径50米，全长3429米，1977年建成）。郑州黄河桥（28孔跨径20米、62孔跨径50米、47孔跨径40米，全长5550米，1986年建成）、开封黄河桥（31孔跨径20米、77孔跨径50米，全长4475米，1989年建成）均为公路预应力混凝土T形简支梁桥

②连续梁桥。主梁若干孔为一联，连续支承在几个支座上，是超静定结构。当跨度较大时，采用连续梁较省材料，更适合用悬臂拼装或悬臂灌筑、纵向拖拉或顶推法施工。如京石公路永定河桥，为预应力混凝土箱形连续梁，1988年建成；武汉长江桥、南京长江桥为钢桁架连续梁桥③悬臂梁桥。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。有单悬臂梁桥（三跨构成，中跨较大以满足通航要求）和双悬臂梁桥（可构成多跨的长大梁桥）。如陕西省咸阳渭河桥（主跨174米，全长448米，1954年建成)为钢筋混凝土悬臂梁桥。

澳大利亚的钢筋混凝土臂梁桥—博尔特桥

浮桥，从力学上看，是支承在弹性支座上的梁桥中俄跨国浮桥拱桥

拱式桥由拱上建筑、拱圈和墩台组成。在竖直荷载作用下，作为承重结构的拱肋主要承受压力，拱桥的支座既要承受竖向力，又要承受水平力，因此拱式桥对基础与地基的要求比梁式桥要高。拱式桥按桥面位置可分为上承式拱桥、中承式拱桥和下承式拱桥。

索桥（Cablebridge/Suspensionbridge）。也称吊桥、绳桥、悬索桥等，是用竹索或藤索、铁索等为骨干相拼悬吊起的大桥。

古代桥梁一、浮桥浮桥又称舟桥、浮航、浮桁。《诗经.大雅》记载周文王为娶妻“亲迎于渭，造舟为梁”。黄河上第一座浮桥：公元前541年，由秦国贵族后子针建造的。长江上第一座浮桥：公元35年，宜昌和宜都之间出现了第一座浮桥。

隋朝横跨于洛水(河)的天津桥，是我国最早的大型浮桥，也是我国首次记载用铁链联结船只的桥型。隋朝为了在洛水两边重建方圆73华里的东都，在洛水上兴建了天津桥，以保证运输。这座大型浮桥长达500米左右，桥北与皇城的端门相应，桥南与长达十里的定鼎门大街相连，成为隋朝东京都城南北往来的通衢。为了能使形体高大的楼船顺利通过，桥还可以自由开合。这在我国古代建桥史上无疑是个了不起的创造。赣州古浮桥

这座浮桥始建于南宋时期，始建者是一位历史文化名人，叫做洪迈，他是江西鄱阳人，在赣州当过知军。眼前的这座浮桥全长400米，用了100只小船拼接而成，每三只为一组，整座浮桥分为33组，用缆绳把它们连接起来，然后用钢缆、铁锚固定在江面之上。赣江水运繁忙的时候，每天早上9:00和下午4:00都要开启一次，让船只通过。浮桥的优点：施工速度快、造价低，开合随意，拆除和架设都很方便。因其架设便宜，常用于军事目的，故也称“战桥”。浮桥的缺点：载重量小，随波上下动荡不定，且抵御洪水能力弱，洪峰到来需要专人管理；舟船、桥板与系船的缆绳维护费用昂贵。很多浮桥最后的归宿都向木梁桥、石梁桥或石拱桥发展。古代桥梁二、梁桥梁桥是中国古代最普遍、最早出现的桥梁，古时称作平桥。梁桥是在竖向移动式荷载作用下无水平反力的桥梁结构体系。它的结构简单，外形平直，比较容易建造。把木头或石梁架设在沟谷河流的两岸，就成了梁桥。早在原始社会时，中国就有了独木桥和数根圆木排拼而成的木梁桥。

战国时期，单跨和多跨的木、石梁桥已普遍在黄河流域及其他地区建造。北魏郦道元《水经注》记录了在山西省汾水上有一座始建于春秋时期晋平公时的木柱木梁桥。桥下有30根柱子，每根柱子直径五尺。这是见于古书记载的最早的一座梁桥。战国时期，单跨和多跨的木、石梁桥已普遍在黄河流域及其他地区建造。

坐落在咸阳故城附近的渭水三桥，在古代是很有名的。三桥包括中渭、东渭和西渭桥，都是多跨木梁木柱桥。其中，中渭桥始建于战国秦昭王的时候，后来秦始皇又作了改建和加固。这座桥全长约525米，宽约13.8米，接近南京长江大桥汽车道宽度；它由750根木柱桩组成了67个桥墩，68个桥孔，平均每孔跨径为7.72米，中间桥孔跨径达九米；在木柱桩群上加盖顶横梁组成排架墩，再在排架上搁置大木梁，然后铺上木桥面，桥两侧设雕花栏杆。中间桥孔高而大，两边桥孔低而小，呈八字形，既能使高大楼船顺利通过，又可以迅速排除桥面雨水，防止腐朽。桥两端还竖立着华表、镇水妖石件、石灯柱等，作示标、照明之用。到了汉朝，又重修了中渭桥，增建了东渭桥和西渭桥。

汉代以后相当长一个时期是拱桥灿烂发展的时期。唐朝时期出现了不少名闻天下的梁桥。据《唐六典》说，天下著名的桥有四座：河南洛阳的天津桥、永济桥和中桥，西安的灞桥。

灞桥位于西安东北20里的灞水上，是一座石柱墩木梁桥。自汉朝建桥后，两千年间屡毁屡修，直到清朝道光十三年（公元1833年）花了九个月才建成了今天的多跨梁桥。桥长近400米，67孔，每孔净跨度六米左右，桥宽约七米。桥墩由六根石柱组成。六根石柱顶端盖上一根石梁，把它们合成一体，构成了桥梁史上最早的一种轻形墩，即今天所说的石排架墩。这座千百年来作为交通咽喉的古桥，今天已改造成为现代的公路桥。

灞桥

直至宋代才又出现了几座在世界桥梁史上有影响的梁桥，它们都出现在南方，其中以福建省居多。泉州洛阳桥晋江安平桥漳州虎渡桥洛阳桥植蛎固基“天下第一桥”安平桥

福建晋江市安平桥总长811丈（2500米），五华里多，362孔，为世界上少见的古长桥，被誉为“天下无桥长此桥”

安平桥安平桥中国古代十大名桥之一建于南宋世界最大最重石梁桥虎渡桥虎渡桥随着社会生产力的发展，梁桥的形式也在不断变化。例如在我国江南水乡地区，人们常常把这种桥建造成中间孔高大、边孔低小的八字式或台阶式，两边桥头还砌有外观非常别致的几级台阶踏步，以便引人上桥。在绍兴至杭州的运河边还有一种与河流平行的纤道桥。有些古石梁桥在桥下设闸或在桥上设渠道，使一桥多用。据史料记载，在甘肃与新疆交界地区古代被称作段国的地方，曾建有伸臂木梁桥。这种桥采用圆木或方木纵横相隔叠起，由岸边或桥墩上层层向河谷中心挑出，犹如古建筑中的层层斗拱。当地人称这种桥为“飞桥”，在南方木材较多的地区容易见到。有的桥上还有桥屋或桥廊，屋廊内有彩画、佛座仙像，桥景似花，所以称它为花桥。逢年过节花桥又成了人们娱乐、赶集、赶庙会的场所。如广西三江程阳桥就是把功能与装饰有机结合在一起的著名花桥。程阳桥

广西三江侗族自治县的程阳永济桥，是一座4孔5墩的木伸臂桥屋，全长644米，建于1916年，5座墩台上均有桥亭，用桥廊把桥亭相互贯通。桥亭起着重力平衡作用，把装饰与功能有机结合在一起。程阳桥拱桥三、拱桥世界上最早的拱桥是在古罗马产生的罗马米尔维安大桥（公元前109年左右）加尔渡槽桥拱桥

我国建造拱桥的历史要比以造拱桥著称的古罗马晚好几百年，但我国的拱桥却独具一格。形式之多，造型之美，世界少有。有驼峰突起的陡拱，有宛如皎月的坦拱，有玉带浮水的平坦的纤道多孔拱桥，也有长虹卧波、形成自然纵坡的长拱桥。拱肩上有敞开的（如大拱上加小拱，现称空腹拱）和不敞开的（现称实腹拱）。拱形有半圆、多边形、圆弧、椭圆、抛物线、蛋形、马蹄形和尖拱形，可说应有尽有。拱桥拱桥

拱桥在中国最早见于东汉画像砖上。郦道元《水经注》，公元282年，河南洛阳东面建有一座名为“旅人桥”的石拱桥，这是中国见于文字记载的最早的石拱桥。拱桥分实肩拱桥和敞肩拱桥两种。拱桥

赵州桥建于隋大业（公元605-618年）年间。桥长64.4米，跨径37.02米，高7.23米。是当今世界上跨径最大、建造最早的单跨敞肩型石拱桥。赵州桥在以下方面取得巨大的突破：改桥拱为圆弧而非半圆。以单跨跨越河流。砌置方法新颖。采用浅基础形式。苏州宝带桥苏州宝带桥建于唐元和年间（公元816-公元819年）中国古代十大名桥之一，多孔石拱桥，长317米，宽4.1米卢沟桥卢沟桥位于北京西南郊的永定河上，始建于1189年（金），成于1192年。清康熙三十七年（1698年）重建。桥长266.5米，桥两侧有281根望柱。卢沟桥索桥四、索桥国际上普遍认为索桥首创于古代中国。已查证有名最早的索桥是四川益州的笮桥，又名夷星桥。安澜桥是中国古代的一座著名索桥，位于四川灌县都江堰口。长约500米，八孔连跨。被列入世界文化遗产名录。目前保存最古老的铁索桥：霁虹桥云南保山澜沧江长约106米，宽约3.7米霁虹桥霁虹桥泸定桥复合型桥五、复合型桥广东潮州的广济桥-中国十大名桥二、西方的近、现代桥梁1、18世纪的进展-沉井与铁桥

科尔布鲁克代尔桥(CoalbrookdaleBridge)，世界上第一座较大跨度的金属拱桥。建于1779年，横跨英格兰的塞文河。它的建造标志着近代桥梁的诞生。2、19世纪金属桥梁、拱桥和桥基础的进展二、西方的近、现代桥梁桁架梁替代了实腹梁，使梁桥的面貌发生了巨大的变化，梁跨度大为提高。豪氏桁架梁

上承式一统拱桥天下的局面被打破了源于1858年奥地利人兰格尔申报的系杆拱桥专利早期的气压沉箱施工沉箱里科尔布鲁克代尔桥的铸件和连接桥梁工程的又一座里程碑

英国福斯特桥：世界第一座现代化钢桥建造中的福斯特桥

长549米，在同类桥梁中主跨居世界第一。

1897年始建，1907年8月29日和1916年9月11日发生了整体和局部两次垮塌事故。

1917年3月才建成通车3、混凝土梁的发明与发展1855年，法国格勒诺布尔市，法国园艺家约瑟夫.莫尼尔和罗伊斯.维克特建造了世界上第一座混凝土拱桥。二、西方的近、现代桥梁刚架桥

刚架桥梁可以跨越更大的跨度；或者减小梁的截面高度，桥梁更显轻巧美观预应力混凝土桥梁悬臂施工的预应力混凝土桥梁

继预应力简支梁后，1951年西德的芬斯特瓦尔德发明了悬臂施工的预应力混凝土桥梁分段预制预应力混凝土桥梁弗莱辛奈设计的构件连接4、索桥的发展历史现代悬索桥的一个重要标志是桥面不再像古代索桥那样是弯曲的。1595年奥地利主教瓦兰佐奥在其著作中设计了第一座有水平桥面的悬索桥：桥有两条主垂索，再从主索上垂下许多吊索，用这些吊索吊住桥板，用不同长短的吊索，可以把桥面调整得很平。二、西方的近、现代桥梁世界上第一座重要的、现代意义悬索桥英国的梅奈海峡桥1826年建成主跨177米，为当时最大跨度的桥梁

美国人埃勒脱在1847～1849年设汁建造的跨俄亥俄河的惠林悬桥，跨径370．5米，创当时的世界纪录。这座大桥的两大主索由6根单索组成，各有550条钢丝，合起来直径14厘米。要说也够结实的了。但是，1854年5月17日，一场大风就把整个桥梁摧毁了。从1818年到19世纪末，由风引起的桥梁振动至少毁坏了11座悬索桥。悬索桥建设的一个里程碑-布鲁克林悬索桥

纽约布鲁克林桥悬索桥建造于1869-1883年，是19世纪最著名的悬索桥布鲁克林桥跨径486．6米，它在悬桥发展史上是划时代的标志，有世界工程"第八奇迹"之称。布鲁克林悬索桥

瘫痪后的小罗勃林用望远镜观察布鲁克林桥施工现场布鲁克林悬索桥布鲁克林悬索桥

传力途径：桥面荷载-桥面-刚性梁或刚性桁架-吊索-主索-塔柱-锚碇和基础-地基旧金山金门桥

1933年，开始建设旧金山金门桥，1937年建成通车。主孔1280米，边孔340米，塔高228米，相当于70多层摩天大楼的高度。1940年，美国塔科玛海峡桥倒塌促使人们研究空气动力学同桥梁稳定性的关系。斜拉桥出现在二战后世界上第一座斜拉桥-斯特伦松德桥1955年，由德国人迪辛格设计建造了瑞典的斯特伦松德桥，跨径182.6米，成为世界上第一座现代斜拉桥斜拉桥桥面施工方法代表性的桥梁实例-明石海峡大桥明石海峡大桥澳大利亚gladesville桥

预应力钢筋混凝土拱桥，主跨305米，排名拱桥世界第六

它跨越泰恩河(Tyne)，步行桥长126米。它不是一般的直桥，而是弯成弧形，索塔也不是直立的，而是倾斜状的。通过几十组钢索将桥面固定，还可以交主桥向上拉起50米，这种创新的开闭设计能让大型船只从下面通过，升到顶部时索塔和主桥宛若一只蝴蝶。英国盖茨黑德（GatesheadMillenniumBridge)千禧桥悉尼港大桥

悉尼港大桥（SydneyHarbourBridge）是世界最大的(但是不最长的，目前长度是第3)钢拱桥,并且坐落于美丽港口定线,将悉尼南岸和北岸连接起来，外形似衣架高悬，有“大衣架”之称，是澳大利亚著名旅游景点和标志性建筑之一。马来西亚langkawisky桥

在德国，世界闻名的玛格德堡水桥提供了水上十字路口。该桥长一公里左右，耗资5亿欧元，花费了6年时间才完工，并于2003年正式通航。法国米约高架大桥-世界最高交通用桥克罗地亚KRK大桥

世界上跨度最大的钢筋混凝土拱桥挪威stolma跨海大桥世界跨度最大的预应力混凝土钢构桥美国切萨皮克湾大桥瑞士甘特桥德国克希兰姆跨线桥日本多多罗大桥巴西Guiaba河开启桥三、中国的现代桥梁建设1、梁式桥怀来铁路桥哈尔滨松花江大桥（俄国人造，1901年通车）京汉铁路郑州黄