第05章 橋梁工程

1、土木工程概論土木工程概論 本 章 內(nèi) 容 5.1 5.1 橋梁的組成與分類(lèi)橋梁的組成與分類(lèi) 5.2 5.2 典型橋梁典型橋梁 5.3 5.3 橋梁設(shè)計(jì)要點(diǎn)橋梁設(shè)計(jì)要點(diǎn) 5.4 5.4 橋梁工程發(fā)展特點(diǎn)橋梁工程發(fā)展特點(diǎn) 5.1 5.1 橋梁的組成與分類(lèi)橋梁的組成與分類(lèi) 一、橋梁的組成一、橋梁的組成 橋梁組成：橋梁組成： 一般橋梁由上部結(jié)構(gòu)、下部結(jié)構(gòu)以及橋面構(gòu)造三大部分組成。 橋梁上部結(jié)構(gòu)包括橋跨結(jié)構(gòu)和支座系統(tǒng)兩大部分。前者是遇到障礙 時(shí)橋梁跨越障礙的主要承載結(jié)構(gòu)；后者是支承上部結(jié)構(gòu)并把荷載傳遞給 橋梁墩臺(tái)的構(gòu)件。 橋梁下部結(jié)構(gòu)包括橋墩、橋臺(tái)和墩臺(tái)基礎(chǔ)，起著支承上部結(jié)構(gòu)并將 荷載傳遞給地基的作用。

2、 橋面構(gòu)造是和橋梁服務(wù)功能有關(guān)的部分，目的主要為提高人們對(duì)橋 梁行車(chē)舒適性和觀賞性要求。 圖圖5.1 5.1 橋梁的一般組成橋梁的一般組成 二、橋梁的分類(lèi)二、橋梁的分類(lèi) 按結(jié)構(gòu)體系分類(lèi)：按結(jié)構(gòu)體系分類(lèi)：橋梁工程按照其受力特點(diǎn)和結(jié)構(gòu)體系分為：梁式橋、 拱式橋、剛架橋、吊橋、組合體系橋等。 梁式橋：梁式橋：梁式橋中梁作為承重結(jié)構(gòu)，在豎向荷載作用下只產(chǎn)生豎向支座 反力，不產(chǎn)生水平反力，一般情況下，梁體只受彎、受剪，不承受軸力。梁 式體系分為實(shí)腹式和桁架式（空腹式）。 拱式橋：拱式橋：在豎向荷載作用下，拱的受力以受壓為主，同時(shí)也受彎矩和剪 力。橋墩和橋臺(tái)將承受水平推力。 剛架橋：剛架橋：剛架橋是介于梁

3、和拱之間的一種結(jié)構(gòu)體系。其主要承重結(jié) 構(gòu)是梁或板與立柱或墻體結(jié)合的剛架結(jié)構(gòu)，梁和柱的連接處有較大的 剛性。在豎向荷載作用下，梁主要受彎，在立柱底部也具有水平反力 ，其受力狀態(tài)介于梁式橋與拱式橋之間。 懸索橋：懸索橋：懸索橋采用懸掛在兩邊塔架上的強(qiáng)大纜索作為主要承重構(gòu) 件。在豎向荷載作用下通過(guò)吊桿使纜索承受較大拉力，通常需要在兩 岸橋臺(tái)的后方修筑非常巨大的錨碇。 組合體系橋：組合體系橋：組合體系橋指承重結(jié)構(gòu)采用兩種基本結(jié)構(gòu)體系或一種 基本體系與一些構(gòu)件（塔、柱、斜索）組合在一起的橋梁。 橋梁的其它分類(lèi)：橋梁的其它分類(lèi)： l 橋梁按用途可分為：公路橋、鐵路橋、公路鐵路兩用橋、農(nóng)用橋、 人行橋、運(yùn)水

4、橋（渡槽）和專(zhuān)用橋梁（如管路電纜等）等。 l按照橋梁全長(zhǎng)和跨徑的不同可將橋梁分為：特大橋，大橋，中橋、 小橋和涵洞橋。 l按照橋梁主要承重結(jié)構(gòu)所用材料分為：圬工橋（包括磚、石、混凝 土橋），鋼筋混凝土橋，預(yù)應(yīng)力混凝土橋，鋼橋、木橋等。 l按照橋跨結(jié)構(gòu)與橋面的相對(duì)位置不同，橋梁可劃分為上承式、下承 式和中承式橋。 l橋梁按照橋跨結(jié)構(gòu)的平面布置可分為正交橋、斜交橋和曲線(xiàn)橋。 一、中國(guó)古代橋梁一、中國(guó)古代橋梁 安瀾竹索橋安瀾竹索橋 ：1803年，跨徑61m，全長(zhǎng)340m 5.2 5.2 典型橋梁典型橋梁 安瀾竹索橋安瀾竹索橋 趙州橋趙州橋 ：世界現(xiàn)存最早、跨度最大的空腹式單孔圓弧石拱橋 ，凈跨徑達(dá)3

5、7.02，橋面凈寬9m，拱矢高度7.218m 趙州橋趙州橋 萬(wàn)安橋萬(wàn)安橋 ：又稱(chēng)洛陽(yáng)橋，是現(xiàn)存的最長(zhǎng)、工程最艱巨的石梁橋 。原橋長(zhǎng)1200m，共47孔，每孔用7根跨度11.8m的石梁組成，寬 約4.9m，采用磐石鋪遍橋位江底，最先使用筏形基礎(chǔ)，并創(chuàng)造性 的采用養(yǎng)殖海生牡蠣的方法使基礎(chǔ)與橋墩膠結(jié)成整體。 湘子橋湘子橋 ：又稱(chēng)廣濟(jì)橋，全長(zhǎng)517.95m，共20個(gè)橋墩19孔，東西 淺灘部分各建一段石橋，中間深水部分用18條浮船組成長(zhǎng)達(dá) 97.3m的開(kāi)合式浮橋。 二、我國(guó)現(xiàn)代橋梁二、我國(guó)現(xiàn)代橋梁 梁式橋：梁式橋：用梁或桁架梁作為主要承重結(jié)構(gòu)的橋梁。其上部結(jié) 構(gòu)在鉛垂向荷載作用下，支點(diǎn)只產(chǎn)生豎向反力。

6、武漢長(zhǎng)江大橋武漢長(zhǎng)江大橋 拱式橋：拱式橋：拱橋受力合理。承載能力高，跨越能力大，造型美 觀，因此成為大跨徑橋梁的主要形式之一。 上海盧浦大橋上海盧浦大橋 重慶朝天門(mén)大橋重慶朝天門(mén)大橋 斜拉橋斜拉橋 ：我國(guó)的斜拉橋建設(shè)起步較晚，但發(fā)展較快。 四川云陽(yáng)橋四川云陽(yáng)橋 上海楊浦大橋上海楊浦大橋 懸索橋懸索橋 ：懸索橋是特大跨徑的橋型之一，當(dāng)跨徑大于800m時(shí) ，懸索橋方案具有很強(qiáng)的競(jìng)爭(zhēng)力。 汕頭海灣大橋汕頭海灣大橋 矮寨特大懸索橋矮寨特大懸索橋 三、國(guó)外橋梁發(fā)展三、國(guó)外橋梁發(fā)展 英國(guó)福斯鐵路橋：英國(guó)福斯鐵路橋：建成于1890年，是世界上第一座鋼鐵橋，該 橋主跨達(dá)521.2m，總長(zhǎng)1 620m，支承處桁

7、高達(dá)110m。該橋被認(rèn)為 是近現(xiàn)代橋梁史上的一個(gè)重要里程碑。 委內(nèi)瑞拉的馬拉開(kāi)波湖橋：委內(nèi)瑞拉的馬拉開(kāi)波湖橋：世界第一座公路預(yù)應(yīng)力混凝土斜拉 橋，全長(zhǎng)8 700m，5個(gè)通航孔跨度為235m，采用預(yù)應(yīng)力混凝土斜 拉懸臂加掛梁結(jié)構(gòu)。 日本多多羅大橋：日本多多羅大橋：跨度達(dá)890m 金門(mén)橋：金門(mén)橋：跨度達(dá)1280m 日本多多羅大橋日本多多羅大橋 金門(mén)橋金門(mén)橋 5.3 5.3 橋梁設(shè)計(jì)要點(diǎn)橋梁設(shè)計(jì)要點(diǎn) 一、橋梁設(shè)計(jì)原則一、橋梁設(shè)計(jì)原則 橋梁工程設(shè)計(jì)應(yīng)符合“技術(shù)先進(jìn)、安全可靠、適用耐久、經(jīng)濟(jì) 合理”的要求，同時(shí)還要滿(mǎn)足外形美觀有利環(huán)保的要求進(jìn)行設(shè)計(jì) ，并應(yīng)考慮因地制宜、就地取材、便于施工和維護(hù)的原則。

8、l適用耐久：適用耐久：橋面應(yīng)保證車(chē)輛和人群的安全暢通，并應(yīng)滿(mǎn)足未來(lái) 交通增長(zhǎng)的需求。 l舒適：舒適：設(shè)計(jì)時(shí)要控制橋梁的豎向和橫向振幅，避免車(chē)輛在橋上 的振動(dòng)和沖擊。 l安全：安全：具有足夠的強(qiáng)度、剛度、穩(wěn)定性和耐久性。 l經(jīng)濟(jì)合理經(jīng)濟(jì)合理 、技術(shù)先進(jìn)、技術(shù)先進(jìn) 、外形美觀、外形美觀 、重視環(huán)保、重視環(huán)保 二、橋梁設(shè)計(jì)主要內(nèi)容二、橋梁設(shè)計(jì)主要內(nèi)容 主要設(shè)計(jì)內(nèi)容：主要設(shè)計(jì)內(nèi)容：橋梁設(shè)計(jì)內(nèi)容較多，主要包括：橋位選擇、 橋梁平面設(shè)計(jì)、橋梁縱斷面設(shè)計(jì)、橋梁高程設(shè)計(jì)、橋梁橫斷面設(shè) 計(jì)以及選擇橋梁型式等。 l橋位的確定橋位的確定 ：遵循橋位服從整個(gè)道路路線(xiàn)、路橋綜合選擇的 原則 ；選擇在河道順直、水流穩(wěn)定、

9、河面較窄、河床地質(zhì)情況 良好的位置。 l橋梁平面布置橋梁平面布置 ：與線(xiàn)路和河道（或其他線(xiàn)路）的相交情況以 及橋址處的地形地貌有關(guān)。 l橋梁縱斷面設(shè)計(jì)：橋梁縱斷面設(shè)計(jì)：確定橋梁總跨徑、橋梁分孔、橋面標(biāo)高、橋 下凈空、橋上和橋頭引導(dǎo)的縱坡以及基礎(chǔ)的埋置深度等。 學(xué)科發(fā)展：學(xué)科發(fā)展：橋梁結(jié)構(gòu)工程已發(fā)展成系統(tǒng)性的涉及多個(gè)分支的 工程學(xué)科，如計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)、橋梁結(jié)構(gòu)計(jì)算理論、橋梁加固技 術(shù)、橋梁基礎(chǔ)設(shè)計(jì)及施工技術(shù)等，這些學(xué)科的主體框架已構(gòu)筑完 畢，但遠(yuǎn)未完善。 新材料在橋梁工程的應(yīng)用：新材料在橋梁工程的應(yīng)用：新材料應(yīng)具有高強(qiáng)、高彈模、輕質(zhì) 的特點(diǎn)，輕質(zhì)材料的應(yīng)用對(duì)增加橋梁的跨越能力有明顯作用。 5.4 5.4 橋梁工程的發(fā)展橋梁工程的發(fā)展 超級(jí)跨海工程超級(jí)跨海工程 ：超級(jí)跨海大橋必將出現(xiàn)許多超大跨度的斜拉 橋和懸索橋，以避開(kāi)深水基礎(chǔ)和滿(mǎn)足超大型船隊(duì)的通航要求。這 些大型工程所包含的特殊問(wèn)題給橋梁工程研究人員提出了新的研 究課題，而這些課題又是必須在工程實(shí)際中得到妥善解決。 城市橋梁的發(fā)展城市橋梁的發(fā)展 ：通過(guò)大量增加城市立交橋的建設(shè)，優(yōu)化城 市交通，可有效減少交通擁堵等現(xiàn)象，使居民的出行變得更為方 便快捷，改善