北京交通大學-土木工程認識實習報告--橋梁方向

1、土木工程認識實習報告Beijing Jiaotong University土木工程專業(yè)認識實習報告橋梁工程方向姓 名： XXXX 學 號： XXXXX0 班 級： 土木XXXX單 位：北京交通大學土建學院 時 間：201X年X月目錄第一部分 前言- 01 第二部分 專論- 02（1）橋梁參觀實習總結(jié)- 02l 盧溝橋- 02l 小清河橋（肋石拱橋）- 03l 京石高速鐵路（G4）高架橋- 03l 鐵路桁架橋- 04l 公路橋- 05l 地鐵13號線用橋- 05l 慈獻寺橋- 06（2）橋梁基本知識- 07第三部分 結(jié)束語- 09第一部分 前言Ø 實習時間2013年5月25日Ø

2、; 實習目的實習是大學教學中的一個不可分割的有機組成部分，是大學學習中的一個非常重要的環(huán)節(jié)，也是加強專業(yè)知識認識和完善拓展知識的一個重要途徑。土木工程專業(yè)作為一門實踐性很強的專業(yè)，建立正確的專業(yè)思想，樹立正確的專業(yè)知識學習態(tài)度有極其重要的影響作用，這些凸現(xiàn)了實習的必要性。鑒于此，我們于2013年5月25日進行關(guān)于橋梁工程方向的土木工程專業(yè)認識實習。本次橋梁工程的參觀實習的目的是實際觀察各種橋梁，初步認識并了解橋的結(jié)構(gòu)，通過自己實地的觀察和記錄，了解有關(guān)橋梁的知識。Ø 實習地點u 盧溝橋及其周邊橋梁u 地鐵13號線大鐘寺至西直門段橋第二部分 專論Ø 實習內(nèi)容2013年5月25

3、日，我隨第一小組的全體同學在帶隊老師的帶領(lǐng)下進行了土木工程橋梁工程方向的認知實習，在老師的耐心講解和我們的實地參觀后，對橋梁工程有了概念和感官上的大體認識。本實習報告將結(jié)合老師的講解及資料查閱總結(jié)本次實習中參觀的大橋的結(jié)構(gòu)特點，并對橋梁的定義及性質(zhì)、組成做綜述。圖1 盧溝橋的獅子n 橋梁參觀實習總結(jié)u 盧溝橋我們參觀的第一座橋是盧溝橋。盧溝橋在北京市西南約15公里豐臺區(qū)永定河上，是北京市現(xiàn)存最古老的石造聯(lián)拱橋，全長266.5米，寬7.5米，最寬處可達9.3米，路面平坦，幾乎與河面平行。兩旁有281根漢白玉欄桿，每根柱頭上都有雕工精巧、神態(tài)各異的石獅。有橋墩十座，共11個橋 孔，整個橋身都是石體

4、結(jié)構(gòu)，關(guān)鍵部位均有銀錠鐵榫連接，為華北最長的古代石橋。圖2 盧溝橋的石拱與楔形的橋墩盧溝橋為石拱橋，采用由11個半圓形石拱相連的結(jié)構(gòu)，每個石拱長度不一，這樣的結(jié)構(gòu)精巧，堅固耐用，還可以增加泄洪量。每兩個石拱之間有石砌橋墩，把11個石拱聯(lián)成一個整體，是一座聯(lián)拱石橋。石拱橋的優(yōu)點在于：取材能夠充分地就地取材；耐久性好，而且養(yǎng)護費用少；構(gòu)造比較簡單，施工工藝易為群眾掌握；外型美觀。但自重較大引起的水平推力也大，增加了下部結(jié)構(gòu)的工程數(shù)量，對地基條件的要求較高，因此石拱橋的跨度會相對較小。橋墩面向上游的一面呈楔形，據(jù)老師介紹，這種結(jié)構(gòu)的設(shè)計可有效減小河水對橋墩的沖擊力。另外，在冰融化的時候，冰塊順流而下

5、，會沖擊到橋墩上，對橋造成一定的危害。但楔形橋墩能夠破冰，使大塊的冰變成碎冰，加速了冰的融化。這樣能夠使河流對橋的沖擊傷害降至最低，保證了橋的穩(wěn)固。此外，楔形的橋墩可對水流進行分流作用，避免來往的船只與橋墩相撞。圖3 小清河橋u (小清河橋)肋石拱橋圖5 橋體的破壞情況圖4 橋體的底面視圖從盧溝橋向西行到達小清河橋，小清河橋于建國后建造，分兩期工程，現(xiàn)已棄用。由橋底向上看，位于橋體左邊的第一期工程，縱向的大拱之間有一個橫向的小拱，可以有效地加強橋的穩(wěn)固性，還能夠增強橋的承壓能力。 橋體右邊的第二期工程由一個拱部由四個縱向的拱與連接該拱的橫梁組成，加強了拱部的穩(wěn)定性，有效地減少了拱部的自重，加大

6、了橋梁的承載能力。此外在橋的聯(lián)拱之間，多根立柱連接拱、橋墩和橋面，將橋面的壓力均勻分散到橋墩和拱上，加固拱部結(jié)構(gòu)，減輕了橋的自重。 該橋由于混凝土板的破壞、鋼筋的銹蝕而失去了主要的承載能力。因此目前已廢棄不用，只允許行人通過。u 京石高速鐵路（G4）高架橋在小清河橋南側(cè)，我們遠觀了高速鐵路高架橋。圖6 京石高速鐵路（G4）高架橋這座高架橋主要由預(yù)應(yīng)力混凝土簡支梁和連續(xù)梁組成，均為單箱單室箱型梁。由于高速鐵路的運營密度及對舒適性、安全性的要求均高于普通線路，因此高速列車對橋梁結(jié)構(gòu)的動力作用也就更大。在這個前提下，高速鐵路橋梁在設(shè)計、施工中形成了自己的特色。l 以中小跨度為主。由于高速鐵路對線路、

7、橋梁、隧道等土建工程的剛度要求嚴格，因此，高速鐵路橋梁跨度以中小跨度為主。l 剛度較大，整體性好。高速鐵路橋梁必須具有足夠大的剛度和良好的整體性，以防止橋梁出現(xiàn)較大撓度和振幅。同時，必須限制橋梁的預(yù)應(yīng)力徐變上拱和不均勻溫差引起的結(jié)構(gòu)變形，以保證軌道的高平順行。l 縱向剛度大。高速鐵路要求依次鋪設(shè)跨區(qū)間無縫線路，而橋上無縫線路鋼軌的受力狀態(tài)不同于路基，結(jié)構(gòu)的溫度變化、列車制動、橋梁撓曲會使橋梁在縱向產(chǎn)生一定位移，引起橋上鋼軌產(chǎn)生附加應(yīng)力。過大的附加應(yīng)力會造成橋上無縫線路失穩(wěn)，影響行車安全。因此，墩臺基礎(chǔ)要有足夠的縱向剛度，以盡量減少鋼軌附加應(yīng)力和梁軌間的相對位移。圖7 鐵路桁架橋u 鐵路桁架橋從

8、小清河橋向北即可看到第四觀測點，一座現(xiàn)代鐵路橋。該橋?qū)儆谙鲁潦借旒軜?。整個橋面最上方是鐵軌，下為枕木，枕木下方為六條縱向工字梁，最外側(cè)兩根為主桁，是主要受力部件，中間的四根是支撐軌枕。縱向工字梁下方是橫向工字梁和交叉工字梁，用于加固連接縱向工字梁，使其成為一個整體，增加其穩(wěn)固性。圖8 桁架的主梁與副梁的連接方式通過老師的講解我們得知，主梁與副梁之間的連接方式為鉚釘連接，這種連接方式在工程設(shè)計和建設(shè)中的應(yīng)用是非常廣泛的。圖9 桁架橋的支座形式此外，老師向我們介紹了兩個相鄰的橋墩上的制作形式的不同，左側(cè)圖片中的只作為滑動支座，右側(cè)圖中的制作類型為固定支座。這種制作分布的形式可以避免主梁由于受壓或溫

9、度的影響發(fā)生變形時，橋體不會因為結(jié)構(gòu)固定而發(fā)生破壞。桁架橋指的是以桁架作為上部結(jié)構(gòu)主要承重構(gòu)件的橋梁。桁架橋的組成：主橋架、上下水平縱向聯(lián)結(jié)系、橋門架和中間橫撐架、及橋面系。在桁架中，弦桿是組成桁架外圍的桿件，包括上弦桿和下弦桿，連接上、下弦桿的桿件叫腹桿，按腹桿方向之不同又區(qū)分為斜桿和豎桿。弦桿與腹桿所在的平面就叫主桁平面。大跨度橋架的橋高沿跨徑方向變化，形成曲弦桁架；中、小跨度采用不變的桁高，即所謂平弦桁架或直弦桁架。桁架結(jié)構(gòu)桁架結(jié)構(gòu)可以形成梁式、拱式橋，也可以作為纜索支撐體系橋梁中的主梁(或加勁梁)。桁架橋梁絕大多數(shù)采用鋼材修建，亦有采用預(yù)應(yīng)力混凝土修建的例子。桁架橋為空腹結(jié)構(gòu)，因而對雙

10、層橋面有很好的適應(yīng)性，以上列舉的幾座橋均布置為雙層橋面。u 公路橋從小清河橋向南行約400米即到了一處公路橋，該公路橋主要使用由T型梁和橫隔板組成的簡支梁。圖10 公路橋橫隔板是為保持截面形狀、增強橫向剛度而在梁之間設(shè)置的構(gòu)件。它對橋梁上分布的活荷載起作用。橫隔板在起著維持橋梁的橫向穩(wěn)定、保證各根主梁相互間連成整體、調(diào)整各梁的不均勻荷載等作用, 提高了這類梁體的抗扭剛度。同時, 橫隔板還可使主梁在水平方向連成整體, 以承受橫向的水平荷載。橫隔板是使橋梁成為空間整體結(jié)構(gòu)的重要組成部分, 必須具有足夠的強度和剛度。它的剛度愈大, 橋梁的整體性愈好, 在荷載作用下各主梁就能更好地共同工作。同時, 橫

11、隔板也需有足夠的強度傳遞荷載。在支承處的橫隔板還擔負著承受和分布較大支承反力的作用。T型梁為橫截面形式為T型的梁。兩側(cè)挑出部分稱為翼緣，其中間部分稱為梁肋。由于其相當于是將矩形梁中對抗彎強度不起作用的受拉區(qū)混凝土挖去后形成的與原有矩形抗彎強度完全相同外，卻既可以節(jié)約混凝土，又能夠減輕構(gòu)件的自重，提高了跨越能力。圖11 公路橋的T行梁T型梁組成的簡支梁是由墩柱和蓋梁支撐著。墩柱上方的蓋梁是為支承、分布和傳遞上部結(jié)構(gòu)的荷載，在排架樁墩頂部設(shè)置的橫梁。在橋墩（臺）或在排樁上設(shè)置鋼筋混凝土或少筋混凝土的橫梁。主要作用是支撐橋梁上部結(jié)構(gòu)，并將全部荷載傳到下部結(jié)構(gòu)。u 地鐵13號線用橋地鐵13號線位于北京

12、市內(nèi)，橋下設(shè)有公路，來往車輛眾多，故在公路附近采用跨度較大的梁。而且為了避免遮擋視線，橋墩采用的是板式結(jié)構(gòu)。由于不同位置受力不同，在減少材料、減輕自重而又能保證強度的情況下，梁的下部做成了拋物線的形狀，這樣便滿足了上述要求，同時還提高了橋的限高。13號線輕軌用橋采用了連續(xù)預(yù)應(yīng)力鋼筋混凝土梁，是連續(xù)梁的一種。所謂連續(xù)梁，是指一個梁擁有三個或更多的支撐。查閱資料得知，連續(xù)梁在恒荷載作用下，產(chǎn)生的支點負彎矩對跨中正彎矩有卸載的作用，使內(nèi)力狀態(tài)比較均勻合理，因而梁高可以減小，節(jié)省材料，且剛度大，整體性好，超載能力大，安全度大，橋面伸縮縫少。圖12 13號線用橋該橋還采用了簡支梁結(jié)構(gòu)。簡支梁就是梁的兩端

13、搭在兩個支撐物上，兩端鉸接，現(xiàn)實看是只有兩端支撐在柱子上的梁，主要承受彎矩的單跨結(jié)構(gòu)。一般為靜定結(jié)構(gòu)，受力簡單，跨中只有正彎矩，體系溫變、混凝土收縮徐變、張拉預(yù)應(yīng)力都不會在梁中產(chǎn)生附加內(nèi)力。圖14 橋的排水系統(tǒng)圖13 橋的支座橋的支座出采用了盆式結(jié)構(gòu)支座，即周圍為鋼材料圍成的盆狀，內(nèi)部填充橡膠材料。橡膠材料有很好的彈性，而盆式結(jié)構(gòu)將橡膠材料限制在盆內(nèi)，這樣就加強了橡膠材料的強度。由于梁會隨季節(jié)變化而產(chǎn)生型變量，如果采用固定的支座結(jié)構(gòu)，便會產(chǎn)生很大的作用力，這對于梁和支座都會產(chǎn)生不利影響。而采用這種盆式結(jié)構(gòu)，便能夠很好的利用橡膠的彈性來應(yīng)對梁的變形，從而提高了橋的安全性。我們還發(fā)現(xiàn)了橋體所采用的

14、排水系統(tǒng)。u 慈獻寺橋圖15圓柱混凝土橋墩下午兩點，我們回到交大，參觀我們此次橋梁方向的最后一個觀測點：慈獻寺橋。慈獻寺橋位于交大南門外，動物園路與高粱橋斜街交匯處，是一座分離式立交橋。慈獻寺橋是為了緩解西直門路段交通壓力而建，因此在建設(shè)之初便考慮到較大的車流量，采用了雙向四車道的設(shè)計?？梢悦黠@的看出來，慈獻寺橋是兩座并行的橋拼合在一起的，當橋體拼合好之后再通過澆筑混凝土連接在一起。每個橋的橋墩都采用了圓柱或方形的橋墩，以增強期穩(wěn)定性。圖16 慈獻寺橋橋體近觀橋墩，能夠發(fā)現(xiàn)方形橋墩與橋體之間有一層橡膠層，橋墩的上方有四個支座，支座通過限位裝置與橋墩連接在一起。通過老師的講解，才知道該處橋墩的受

15、力仍主要是通過中間的主要部位，橡膠層的作用與盆式結(jié)構(gòu)中的橡膠層作用相同，也是為了應(yīng)對形變量而設(shè)計。周圍的四個限位裝置作用是防止橋體發(fā)生橫向位移，設(shè)計時應(yīng)考慮到強度條件。沿著慈獻寺橋發(fā)現(xiàn)橋墩橋墩變粗，兩個相鄰橋墩橫向支起了一段梁，可以看到該梁與橋墩之間是直接固結(jié)澆灌固結(jié)在一起，提高了強度。n 橋梁基本知識u 梁橋組成一般梁式橋由梁部結(jié)構(gòu)（橋跨結(jié)構(gòu)）、下部結(jié)構(gòu)（橋墩、橋臺、橋臺錐體）和基礎(chǔ)組成；拱橋的主要組成部分是承重拱；懸索橋和斜拉橋?qū)儆诮M合體系橋，橋塔和鋼索（對懸索橋是主纜，對斜拉橋是斜拉索）是橋梁的重要承重結(jié)構(gòu)。u 主要技術(shù)指標l 橋全長：橋梁是指橋臺擋碴前墻之間的長度；拱橋是指拱上側(cè)墻與橋

16、臺側(cè)墻的兩伸縮縫外墻之間的長度；剛架橋是指剛架順跨度方向外側(cè)間的長度。l 梁跨度：一孔梁支座中心之間的距離，是梁橋最重要的技術(shù)指標。l 孔數(shù)：橋墩之間或橋墩與橋臺之間的橋跨稱為一孔，設(shè)一座橋的墩臺總數(shù)為n，則一座橋的孔數(shù)為n-1。l 墩高：橋墩基頂至支座鉸中心的垂直距離，是影響橋墩設(shè)計的重要技術(shù)指標。u 橋梁上部結(jié)構(gòu)l 上部結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)類型：（梁、拱、剛架、斜拉、懸索）l 梁的截面形式及主要尺寸：（板式、T形、箱形、工字形等）l 主要受力鋼筋的類型及布置形式：主要受力鋼筋有主筋、斜筋、箍筋等；鋼筋種類有圓鋼筋、變形鋼筋、鋼絲、鋼鉸線等。布置形式分直線、曲線和折線等。u 橋梁下部結(jié)構(gòu)l 橋墩類型：

17、按墩身截面形式：矩形墩、圓形墩、圓端形墩、空心截面墩；按墩身結(jié)構(gòu)形式：單柱式、雙柱式、排架式。l 橋臺類型：根據(jù)結(jié)構(gòu)形式分為：U形橋臺、T形橋臺、耳墻式橋臺、埋式橋臺。l 墩臺材料：石砌、混凝土、鋼筋混凝土、鋼管混凝土。l 墩臺頂帽：墩臺頂部支撐橋跨結(jié)構(gòu)的部分。因承受和傳遞橋跨結(jié)構(gòu)傳來的強大作用，須用不低于200號的混凝土澆筑，厚度不小于40cm，一般配有鋼筋，并設(shè)置配筋的支撐墊石承托支座。頂帽上設(shè)有排水坡以免積水，周圍還設(shè)有突出墩身1020cm的飛檐，使雨水不直接流瀉于墩身表面，也較美觀。l 墩臺托盤：墩臺頂帽與墩臺身之間的盤狀過渡段。因頂帽橫向尺寸一般決定于架梁和養(yǎng)護的要求而大于受力需要，

18、為縮小墩身橫向尺寸，以節(jié)省工程數(shù)量，且能合理傳遞荷載，故在頂帽和墩身間插入托盤過渡。u 橋梁基礎(chǔ)類型l 明挖基礎(chǔ)：又稱擴大基礎(chǔ)或直接基礎(chǔ)，適用于地基土承載力較高的場合。l 樁基礎(chǔ)： 樁基礎(chǔ)靠樁身與地基土之間的摩擦力及樁頭的承壓力平衡豎向荷載，是應(yīng)用極為廣泛的基礎(chǔ)類型。根據(jù)樁的成形和施工方法，樁基礎(chǔ)分為打入樁和灌注樁。l 打入樁：預(yù)制樁身，用打樁機強行打入地下；l 灌注樁：在地基土中挖孔或鉆孔后，現(xiàn)場灌注樁身，分別稱為挖孔樁、鉆孔樁。l 沉井基礎(chǔ)：將上下開口、下端有刃腳的預(yù)制井筒立于基礎(chǔ)位置，用抓斗或吸泥機清除井內(nèi)土砂，使井筒不斷下沉。隨井筒下沉，上面不斷接長井筒。下沉至設(shè)計標高后用混凝土封底，在井中填充砂石或貧混凝土，頂部加井蓋形成沉井基礎(chǔ)。u 橋梁支座l 根據(jù)使用材料分類：普通鋼支座和橡膠支座