北京交通大學(xué)-土木工程認(rèn)識(shí)實(shí)習(xí)報(bào)告--橋梁方向

1、土木工程認(rèn)識(shí)實(shí)習(xí)報(bào)告Beijing Jiaotong University土木工程專業(yè)認(rèn)識(shí)實(shí)習(xí)報(bào)告橋梁工程方向姓 名： XXXX 學(xué) 號(hào)： XXXXX0 班 級(jí)： 土木XXXX單 位：北京交通大學(xué)土建學(xué)院 時(shí) 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(shí)習(xí)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(hào)線用橋- 05l 慈獻(xiàn)寺橋- 06（2）橋梁基本知識(shí)- 07第三部分 結(jié)束語- 09第一部分 前言Ø 實(shí)習(xí)時(shí)間2013年5月25日Ø

2、; 實(shí)習(xí)目的實(shí)習(xí)是大學(xué)教學(xué)中的一個(gè)不可分割的有機(jī)組成部分，是大學(xué)學(xué)習(xí)中的一個(gè)非常重要的環(huán)節(jié)，也是加強(qiáng)專業(yè)知識(shí)認(rèn)識(shí)和完善拓展知識(shí)的一個(gè)重要途徑。土木工程專業(yè)作為一門實(shí)踐性很強(qiáng)的專業(yè)，建立正確的專業(yè)思想，樹立正確的專業(yè)知識(shí)學(xué)習(xí)態(tài)度有極其重要的影響作用，這些凸現(xiàn)了實(shí)習(xí)的必要性。鑒于此，我們于2013年5月25日進(jìn)行關(guān)于橋梁工程方向的土木工程專業(yè)認(rèn)識(shí)實(shí)習(xí)。本次橋梁工程的參觀實(shí)習(xí)的目的是實(shí)際觀察各種橋梁，初步認(rèn)識(shí)并了解橋的結(jié)構(gòu)，通過自己實(shí)地的觀察和記錄，了解有關(guān)橋梁的知識(shí)。Ø 實(shí)習(xí)地點(diǎn)u 盧溝橋及其周邊橋梁u 地鐵13號(hào)線大鐘寺至西直門段橋第二部分 專論Ø 實(shí)習(xí)內(nèi)容2013年5月25

3、日，我隨第一小組的全體同學(xué)在帶隊(duì)老師的帶領(lǐng)下進(jìn)行了土木工程橋梁工程方向的認(rèn)知實(shí)習(xí)，在老師的耐心講解和我們的實(shí)地參觀后，對橋梁工程有了概念和感官上的大體認(rèn)識(shí)。本實(shí)習(xí)報(bào)告將結(jié)合老師的講解及資料查閱總結(jié)本次實(shí)習(xí)中參觀的大橋的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，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(shí)習(xí)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(tái)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(dá)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(gè)橋 孔，整個(gè)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?yàn)槭皹?，采用?1個(gè)半圓形石拱相連的結(jié)構(gòu)，每個(gè)石拱長度不一，這樣的結(jié)構(gòu)精巧，堅(jiān)固耐用，還可以增加泄洪量。每兩個(gè)石拱之間有石砌橋墩，把11個(gè)石拱聯(lián)成一個(gè)整體，是一座聯(lián)拱石橋。石拱橋的優(yōu)點(diǎn)在于：取材能夠充分地就地取材；耐久性好，而且養(yǎng)護(hù)費(fèi)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(huì)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(jì)可有效減小河水對橋墩的沖擊力。另外，在冰融化的時(shí)候，冰塊順流而下

5、，會(huì)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(jìn)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(dá)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(gè)橫向的小拱，可以有效地加強(qiáng)橋的穩(wěn)固性，還能夠增強(qiáng)橋的承壓能力。 橋體右邊的第二期工程由一個(gè)拱部由四個(gè)縱向的拱與連接該拱的橫梁組成，加強(qiáng)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(yuǎn)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(yùn)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(dòng)力作用也就更大。在這個(gè)前提下，高速鐵路橋梁在設(shè)計(jì)、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(yán)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(shí)，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(dòng)、橋梁撓曲會(huì)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(huì)造成橋上無縫線路失穩(wěn)，影響行車安全。因此，墩臺(tái)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(diǎn)，一座現(xiàn)代鐵路橋。該橋?qū)儆谙鲁潦借旒軜?。整個(gè)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?？v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(gè)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(jì)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(gè)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(dòng)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(shí)，橋體不會(huì)因?yàn)榻Y(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?yàn)榭崭菇Y(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(qiáng)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(shí), 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(qiáng)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(shí), 橫

11、隔板也需有足夠的強(qiáng)度傳遞荷載。在支承處的橫隔板還擔(dān)負(fù)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(dāng)于是將矩形梁中對抗彎強(qiáng)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(qiáng)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(tái)）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(hào)線用橋地鐵13號(hào)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(qiáng)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(shí)還提高了橋的限高。13號(hào)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(gè)梁擁有三個(gè)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(diǎn)負(fù)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(hào)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(gè)支撐物上，兩端鉸接，現(xiàn)實(shí)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(huì)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(qiáng)了橡膠材料的強(qiáng)度。由于梁會(huì)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(huì)產(chǎn)生很大的作用力，這對于梁和支座都會(huì)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(xiàn)寺橋圖15圓柱混凝土橋墩下午兩點(diǎn)，我們回到交大，參觀我們此次橋梁方向的最后一個(gè)觀測點(diǎn)：慈獻(xiàn)寺橋。慈獻(xiàn)寺橋位于交大南門外，動(dòng)物園路與高粱橋斜街交匯處，是一座分離式立交橋。慈獻(xiàn)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(jì)?？梢悦黠@的看出來，慈獻(xiàn)寺橋是兩座并行的橋拼合在一起的，當(dāng)橋體拼合好之后再通過澆筑混凝土連接在一起。每個(gè)橋的橋墩都采用了圓柱或方形的橋墩，以增強(qiáng)期穩(wěn)定性。圖16 慈獻(xiàn)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(gè)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(jì)。周圍的四個(gè)限位裝置作用是防止橋體發(fā)生橫向位移，設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)考慮到強(qiáng)度條件。沿著慈獻(xiàn)寺橋發(fā)現(xiàn)橋墩橋墩變粗，兩個(gè)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(qiáng)度。n 橋梁基本知識(shí)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(tái)、橋臺(tái)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(biāo)l 橋全長：橋梁是指橋臺(tái)擋碴前墻之間的長度；拱橋是指拱上側(cè)墻與橋

16、臺(tái)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(biāo)。l 孔數(shù)：橋墩之間或橋墩與橋臺(tái)之間的橋跨稱為一孔，設(shè)一座橋的墩臺(tái)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(jì)的重要技術(shù)指標(biāo)。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(tái)類型：根據(jù)結(jié)構(gòu)形式分為：U形橋臺(tái)、T形橋臺(tái)、耳墻式橋臺(tái)、埋式橋臺(tái)。l 墩臺(tái)材料：石砌、混凝土、鋼筋混凝土、鋼管混凝土。l 墩臺(tái)頂帽：墩臺(tái)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(qiáng)大作用，須用不低于200號(hào)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(tái)托盤：墩臺(tái)頂帽與墩臺(tái)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(hù)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(kuò)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(jī)強(qiáng)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(jī)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(jì)標(biāo)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