市政工程(桥梁).ppt

1、桥梁工程，第一章总论，桥梁(Bridge )是跨越各种障碍(河流、山谷和其他路线等)的构造物，用砖、石、木材、混凝土、钢筋混凝土、预应力混凝土和各种金属材料建设，不仅是交通工程的咽喉，各种道路工程的关键之点一、桥梁概况，上海南浦大桥(1991 )、杭州湾大桥(2007 )、武汉长江大桥(1957 )、南京长江大桥等现代桥梁(约18-19世纪):铸铁(18世纪)、钢材(19世纪50年代)、钢筋混凝土桥(19世纪70年代)现代桥梁：预应力钢筋混凝土桥(20世纪30年代)、斜拉桥、悬垂桥、桥梁的发展和展望，建设桥的材料向高强度、轻量和新功能的方向发展。 桥梁用钢不仅提高其强度，还提高韧性、耐腐蚀性、

2、耐疲劳性、焊接性。 关于混凝土，在我国一般把强度等级在C60级以上的混凝土称为高强度混凝土，把C100级以上的混凝土称为超高强度混凝土。 目前，在实验室条件下，中国能制造C100级混凝土，罗马尼亚达到c70级，美国达到C200级。 桥的结构继续在广泛的范围内发展。 大跨度能力是反映桥梁技术水平的主要指标之一。 意大利计划建设长达3300m米的墨西哥海峡悬索桥。 日本也计划建设2500-3000m的纪淡海峡桥。 西班牙和摩洛哥政府从1979年开始计划直布罗陀海峡工程，桥梁方案长达5000m米。 桥梁小百科，世界上第一座钢筋混凝土桥是法国园艺师蒙埃于1875年修建的横断桥。 世界上第一座钢桥美国密

3、苏里州圣路易斯市的伊兹桥建于1867-1874。 世界上第一座斜拉桥于1925年建造的西班牙丹波尔河水路桥主要跨越60.35m。 世界上最早的悬念最早的现代悬念桥是美国宾夕法尼亚州的雅各布溪桥。 最古老的开放肩石拱赵州桥(隋)。 世界上最大的石拱桥瑞典绥纳松特桥，跨度155m(1946 )。 世界最大的钢铁拱重庆朝天门桥跨度552米(2009 )。 世界上最大的钢管混凝土拱重庆万县长江大桥，跨度420米(1997 )。 世界上最大的斜拉桥俄罗斯岛桥，跨度1104m(2012 )。 世界上最大的悬垂桥明石海峡桥，跨度1991米(1998 )。 我国桥梁的发展概况是我国历史悠久、世界上文明发展最快

4、的国家之一。 我国的桥梁建筑是历史上辉煌的，古代的桥梁不仅数量惊人，类型也丰富，几乎包含了所有现代桥梁中最主要的形式。 建造桥的材料大多是木、石、藤、竹等天然材料。 现存于中国古代最长的石桥安平桥位于中国福建省晋江市安海町和南安市水头町之间的海湾，安平桥全长2255米，桥面宽33.8米，有361脚。 桥墩是用花岗岩的石头纵横堆叠起来的。 四川泸定县大渡河铁索桥，唐朝中期，我国已经发展到用铁链建设吊桥，我国至今仍保留着约100m的四川泸定县大渡河铁索桥(1706年)，几千年来，建设许多古桥必须引领石桥。 富有民族风格的古代石拱桥技术，以其构造精巧、造型丰富而长期著名的河北省赵县赵州桥(也叫安济桥

5、，建于605年)，是我国古代石拱桥的优秀代表。 新中国以后，中国建设了很多技术复杂、规模大的大跨度桥。1957年，第一座长江大桥武汉长江大桥结束了中国万里长江无桥的历史，显示了我国建设广大钢桥的现代化桥梁技术水平的提高。 大桥下层双线铁路，上层公路桥面宽18m，两侧各设2.25m人行道，引桥全长1670.4m. 1969年建成南京长江大桥，这是我国自主设计、建设、施工、使用国产钢材的现代大型桥。 上层是公路桥，下层是双线铁路，包括引桥在内，铁路桥全长6772m，公路桥全长4589m .南京长江大桥、武汉长江大桥，我国大跨度桥的建设从20世纪80年代开始，90年代进入了辉煌的发展时期。 据不完全

6、统计，中国现在的主要是跨越200米以上的桥，达到约110座的主要是超过400米以上的桥，建设54座，18座的主要是跨越1000米以上的桥，建设6座，5座。 已经建成的梁桥、拱桥、斜拉桥和悬索桥的最大跨度分别达到了330米、552米、1088米和1490米，分别名列世界同一类型桥前10位。 悬索桥主跨400米以上有13座。 江苏润扬长江大桥主要跨1490m，是国内最大的跨度。 斜拉桥主跨越400m以上的有18座。 苏通长江大桥主跨1088m，是中国第一座斜拉桥。 拱形丰富多彩，主要跨越400米以上的有3台。 万县长江大桥主跨420m钢管混凝土拱桥，巫山长江大桥主跨492m钢管拱桥，朝天门桥主跨5

7、52m钢拱桥，主要分别位于同一类型桥世界第一。 拱门世界中，桥的基本构成是上部结构(桥梁结构)下部结构(桥墩、桥台和基础)支撑台附属设施(桥面铺装、防水排水系统、扶手、伸缩狭缝、照明等)，桥由五个“大部件”和五个“小部件”构成。 五个“大部件”“五个部件”是指桥受到汽车和其他作用的桥跨越上部结构和下部结构，是桥结构安全性的保证。 (1)桥结构(上部结构、桥结构)。 这是在路线撞到障碍物(例如河、谷、其他路线等)时越过这种障碍物的构造物。 其作用是承受车辆的负荷，通过支架传递到桥梁桥墩台。 (2)安装系统。 其作用是支撑上部结构，向桥梁桥墩台传递载荷，保证上部结构的载荷、温度变化等因素引起的位移

8、功能。 (三)桥墩。 在河流和岸边支撑两侧桥梁的上部构造的建筑。 (4)桥台。 设置在桥的两端：一端与堤坝接触，防止堤坝坍塌，另一端跨上部构造的端部支撑桥。 为了保护桥台和堤坝的填土，桥台两侧经常进行一些防护工程。 (5)桥台基础。 是确保桥梁桥墩台的安全，向地基传递负荷的构造物。 基础工程是桥梁施工中比较困难的部分，而且需要经常在水中施工，所以面临的问题也很复杂。 前两个零件桥横跨上部结构，后三个零件桥横跨下部结构。 五个“小部件”五个“小部件”是与桥梁服务功能直接相关的部件，以前被称为桥面结构。 桥梁的设计往往不受到重视，桥梁的服务质量下降，外观粗糙。 基于现代化工业的发展水平，人类文明水

9、平也大幅度提高，人们对桥梁车舒适性和结构观赏水平的要求越来越高，因此在国际上桥梁设计中重视五个部件。 这不仅是“外观包装”，也是服务功能的一大问题。 (1)桥面铺装(也称为行驶道路铺装)。 桥面铺装的平整、耐磨、翘曲、不浸水是保证行驶舒适的关键。 (2)排水防水系统。 必须迅速排除桥面积水，使浸水的可能性最小化。 另外，城市桥梁排水系统要保证桥下没有水滴和结构上的漏水。 (3)栏杆(或防撞栏杆)。 是保证安全的构造措施，也是最适合观赏的装饰品。 (4)伸缩狭缝。位于桥的上部结构之间，或位于桥的上部结构和桥台的端壁之间，以保证结构在各种因素下位移。 为了使桥面上的行驶舒适，不摇晃，必须在桥面上设

10、置伸缩狭缝结构。 尤其是桥梁和城市桥的伸缩缝，结构牢固，不仅外观干净，而且还必须好好清扫掉落在伸缩缝里的垃圾泥，保证其功能。 (5)照明。 在现代城市，大跨度桥是城市的象征性建筑，大部分都设置了照明系统，构成了城市夜景的重要组成部分。 桥梁常用用语水位：河的水位随季节而变化，缺水季节的最低水位被称为低水位，洪峰季节河流中的最高水位被称为高水位。 桥梁设计中按规定的设计洪水频率计算出的高水位称为设计洪水水位。 在各级航线上，能维持航行船正常航行的水位称为通航水位。 网跨度：梁式桥网跨度是设计洪水位线上相邻的两个桥墩(或桥台)之间的网跨度，用l0表示，拱形桥网跨度为每个孔拱两个拱的断面最低点之间的

11、水平距离。 总跨度：多孔桥梁中各孔净跨度的总和，也称为桥梁口径(l0 )。 反映了桥下排水的能力。 计算跨度直径：设有支撑台的桥梁是指桥跨度结构中相邻两个支撑台的中心线之间的距离，对于用l表示的拱桥，是每个孔拱桥两个拱桥剖视图中心点之间的水平距离。 桥梁结构的力学计算以l为基准。 标准跨度(LK ) :梁式桥是指两个相邻桥墩的中心线之间的距离，或从桥墩的中心到桥台背前缘的距离，而拱桥是指净跨度。 桥的全长：简称桥长，对于有桥台的桥，桥长是两岸桥台翼壁的尾端之间的距离：对于没有桥台的桥，桥长是桥面行驶路(桥面系)的长度，用l表示。 桥梁的高度单纯是指桥面与低水位之间的台阶，或者桥面与桥下线路的路

12、面之间的距离。 桥的高度在一定程度上反映了桥梁施工的难易度。 桥下间隙的高度：设计洪水水位，或计算从通航水位到桥结构最下缘的距离，用h表示。 要确保能安全地排出洪水，不要小于这条河的通航规定的间隙高度。 桥梁建筑的高度：从桥上行驶的路面标高到桥结构最下缘的距离，不仅桥结构体系和跨度的大小，随车部分在桥上的高度位置也不同。 不同结构体系将结构体系和受力特征分类为梁式桥、拱桥、刚桥、悬索桥和斜拉桥5种。 1梁式桥是垂直载荷下无水平反力的结构，在外力的作用下，方向和承载力结构的轴线接近垂直，因此与同一跨度的其他结构体系相比，梁桥产生的力矩最大，通常需要用弯曲阻力、拉伸阻力强的材料建设，目前道路上最广

13、泛使用的是钢筋混凝土材料(预应力二、桥梁的分类、桥梁有不同的分类方式，各种分类方式反映了桥梁在某些方面的特征。 然而，桥梁按结构体系分类是最典型的分类方法，不同的体系对应不同的力学形式，显示出受到不同力的特征。 2拱桥拱桥的主要承重结构是拱或拱(拱截面设计成分离形时称为拱)。 拱桥结构在垂直载荷下桥墩和桥台受到水平推力的同时，根据力和反作用力的原理，桥台给拱提供了一对水平反作用力，这一水平反作用力在拱内大大抵消了载荷引起的力矩。 因此，与同一跨度的梁相比，拱的弯曲力矩、剪切力、变形非常小。 拱门的承重结构以压迫为主，所以通常可以用抗压能力强的Wei材料(砖、混凝土等)和钢筋混凝土等建设。 拱桥

14、横断能力大，外形漂亮，条件允许的情况下，建设拱桥经济合理。但是，为了拱门能安全使用，下部结构和地基必须承受大的水平推力。 为了减少桥的美观和结构的自重，拱桥一般设有腹孔。 刚架桥的桥的主要承重结构是梁、板和柱(脚柱、纵壁)结合为一体的结构体系。 由于纵向负荷的作用，柱脚不仅有纵向反作用力，还有水平反作用力，其特征是在此基础上受到大的推力。 梁和柱的截面有弯矩、剪力和轴力的作用，它的受力状态在梁桥和拱桥之间。 因为梁和柱的接点是刚性连接，梁的端部受到负的弯曲力矩，与减少梁的中间弯曲力矩的一般脚台不同，刚架桥的柱不仅受到压力，还受到大的弯曲力矩。 对于相同的跨度，刚架桥在相同的载荷下的正弯矩小于正

15、常梁桥。 根据这个特征，刚架起桥的建筑物的高度可以变小。 需要横穿线路的立体交叉和通航河川时，采用这种桥型可以尽量降低线路的标高，减少堤坝的数量。 钢筋混凝土梁式结构受到负弯矩，梁柱接合处容易破裂，不能形成大跨度(40-50m )。 预应力混凝土结构可以具有大跨度(60-200m )。 安康汉江大桥：钢斜脚刚架铁路桥，足铰链跨度176m，1982年完成。 4悬索桥(悬索桥)悬索桥的主要承重结构是悬挂在两塔上的强力柔性电缆。 悬索桥由塔、电缆、锚定结构和动臂、加固梁构成。 过桥的负荷用加固梁承受，通过绳索传递到绳索上。 主绳索是主要的承重结构，但只受到拉力。 主绳索的拉力通过桥塔的压力和锚固结构

16、的拉力传递给基础和基础，通常，锚固结构很大。 现代吊桥广泛采用高强度钢丝叉成股的绳索，发挥了优异的拉伸性能，减轻了其结构的自重，超过了在小建筑物的高度上无法比拟的特大跨度，最大跨度已经接近2000m。 但与其他系统相比，吊桥自重轻，结构刚性差，车辆动载荷和风荷载作用下桥有较大的变形和振动。 吊桥整体的发展史，是与变形和振动战斗的历史，是争取刚性的历史。 现在吊桥只建在道路上。 重力式锚碇(重力锚)隧道式锚碇(岩孔锚)、润扬长江桥南开封桥、江阴长江桥、5斜拉桥是由受压塔、承接索和承梁体组合而成的结构体系，充分利用了吊索结构和梁结构的优点，组合相当合理。 梁结构直接受到桥面外载荷的弯矩和剪切力，桥

17、塔两侧的斜拉索紧张后，在为梁结构提供弹性支撑的同时，受到载荷的拉力，其拉力的垂直成分通过桥塔传递到基础和基础上的斜拉索中的载荷引起的拉力水平成分，在桥结构上沿轴向与悬索桥相比，斜拉索直接作用于主梁结构，大幅度增强结构体系的抗弯曲扭转刚性，斜拉索和主梁构成稳定的三角形，斜拉桥的结构刚性大，耐风稳定性也明显改善。 斜拉索拉力的水平分量由梁结构负担，不需要巨大的锚定结构。跨孔布置形式的现代斜拉桥最典型的跨孔布置有两种：双塔三跨式和独塔二跨式，斜拉索布置斜拉索是斜拉桥的主要承重构件之一。 斜拉索在主梁上有弹性支撑作用，对斜拉桥整体结构刚度和经济合理性起着重要作用。 电缆的空间配置形式通常有单电缆面、纵双电缆面、倾斜双电缆面三种。 电缆在电缆面内的配置形式倾斜电缆在电缆面内的配置，应该根据受力的状况和美学要求等因素来决定，经常选择以下三种基本形式。斜拉桥塔柱的风格更丰富，从桥梁的运行方面来看，可以分为圆柱型、双柱型、门型、h型、a型、宝石型、逆y型等。 1 .俄罗斯岛桥(1104 )，俄罗斯，2012 No. 2苏通长江桥1088