道橋工程概論

1、道路與橋梁工程概論概述概述 道橋的發(fā)展簡(jiǎn)史道橋的發(fā)展簡(jiǎn)史道路：道路：是設(shè)置在是設(shè)置在地表面地表面上上供人、馬、車行走的一供人、馬、車行走的一種線狀建筑物。種線狀建筑物。橋梁：橋梁：是供鐵路、道路、是供鐵路、道路、渠道、管線、車輛、行渠道、管線、車輛、行人等跨越河流、山谷、人等跨越河流、山谷、湖泊、低地或其它交通湖泊、低地或其它交通線路時(shí)使用的線路時(shí)使用的架空架空建筑建筑結(jié)構(gòu)。結(jié)構(gòu)。最早的人工橋梁可能源自最早的人工橋梁可能源自于傾于河上的雷擊樹木于傾于河上的雷擊樹木 道橋的發(fā)展簡(jiǎn)史道橋的發(fā)展簡(jiǎn)史 新石器時(shí)代晚期新石器時(shí)代晚期，中國(guó)，中國(guó)已有供牛馬通行的馱運(yùn)道。已有供牛馬通行的馱運(yùn)道。 商朝時(shí)商朝

2、時(shí)，中國(guó)人已懂得，中國(guó)人已懂得夯土筑路，并利用石灰穩(wěn)定夯土筑路，并利用石灰穩(wěn)定土壤，殷墟中便有礫石與碎土壤，殷墟中便有礫石與碎陶片鋪筑的路面。陶片鋪筑的路面。 秦始皇秦始皇興修起以咸陽為中心的道路網(wǎng)。這些名興修起以咸陽為中心的道路網(wǎng)。這些名為為“馳道馳道”的路有著統(tǒng)一的質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)。并在公元前的路有著統(tǒng)一的質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)。并在公元前212212年為防御匈奴而建的專用軍事交通線年為防御匈奴而建的專用軍事交通線秦直秦直道道堪稱世界上第一條高速路?？胺Q世界上第一條高速路。 漢唐時(shí)漢唐時(shí)的的絲綢之路絲綢之路和和茶葉之路茶葉之路。 橋梁：橋梁： 既是功能性結(jié)構(gòu)物，又是立體的造型藝術(shù)工程既是功能性結(jié)構(gòu)物，又是立體的

3、造型藝術(shù)工程 各種道路工程的關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)各種道路工程的關(guān)鍵節(jié)點(diǎn) 里程不長(zhǎng)、難度高、造價(jià)大、工期長(zhǎng)里程不長(zhǎng)、難度高、造價(jià)大、工期長(zhǎng)道路現(xiàn)狀評(píng)價(jià)道路現(xiàn)狀評(píng)價(jià)存在如下幾方面的問題：存在如下幾方面的問題：1 1數(shù)量少數(shù)量少 （1 1）公路通車總里程：）公路通車總里程： 目前通車?yán)锍屉m己達(dá)目前通車?yán)锍屉m己達(dá)176.5176.5萬公里，但與發(fā)達(dá)國(guó)家相比，萬公里，但與發(fā)達(dá)國(guó)家相比，仍然相差較大。如美國(guó)為仍然相差較大。如美國(guó)為637.8637.8萬公里，日本萬公里，日本140140萬公里，萬公里，印度印度160160萬公里。萬公里。 （2 2）公路密度：）公路密度： 我國(guó)公路基礎(chǔ)設(shè)施密度偏低。美國(guó)公路密度每百平方

4、公里我國(guó)公路基礎(chǔ)設(shè)施密度偏低。美國(guó)公路密度每百平方公里為為6767公里，英國(guó)為公里，英國(guó)為160160公里，法國(guó)為公里，法國(guó)為147147公里，日本為公里，日本為303303公里，印度為公里，印度為6161公里，而我國(guó)只有公里，而我國(guó)只有17.517.5公里。公里。 ，美國(guó)為，美國(guó)為242242公里，英國(guó)為公里，英國(guó)為6363公里，公里，法國(guó)為法國(guó)為140140公里，日本為公里，日本為91.591.5公里，印度為公里，印度為2222公里，而我公里，而我國(guó)只有國(guó)只有1111公里。公里。 2 2公路網(wǎng)等級(jí)低、高等級(jí)公路少、路面質(zhì)量差、標(biāo)準(zhǔn)低。公路網(wǎng)等級(jí)低、高等級(jí)公路少、路面質(zhì)量差、標(biāo)準(zhǔn)低。 高級(jí)、

5、次高級(jí)路面里程占公路總里程的高級(jí)、次高級(jí)路面里程占公路總里程的40.9%40.9%。無路面里。無路面里程程15.415.4萬公里萬公里, ,占占9 9 。3 3發(fā)展不平衡。發(fā)展不平衡。 東西部差距較大，平原區(qū)與山區(qū)差別大。到東西部差距較大，平原區(qū)與山區(qū)差別大。到20002000年底全年底全國(guó)仍有國(guó)仍有353353個(gè)鄉(xiāng)（個(gè)鄉(xiāng)（0.8%0.8%），），6.96.9萬個(gè)村（萬個(gè)村（9.2%9.2%）不通公路）不通公路, ,公路密度各省市差距大。公路密度各省市差距大。4 4通行能力低。通行能力低。 通行能力大、運(yùn)營(yíng)效益高的公路主骨架未形成。通行能力大、運(yùn)營(yíng)效益高的公路主骨架未形成。5 5服務(wù)水平低。服

6、務(wù)水平低。 公路運(yùn)輸服務(wù)不滿足要求。公路運(yùn)輸服務(wù)不滿足要求。按使用性分類：按使用性分類：公路橋、公鐵兩用橋、人行橋、機(jī)耕公路橋、公鐵兩用橋、人行橋、機(jī)耕橋、過水橋等橋、過水橋等按結(jié)構(gòu)形式分類：按結(jié)構(gòu)形式分類：梁橋、板橋梁橋、板橋 、拱橋、拱橋 、剛構(gòu)橋、剛構(gòu)橋 、斜、斜拉橋、懸索橋拉橋、懸索橋按跨徑大小和多跨總長(zhǎng)分類：按跨徑大小和多跨總長(zhǎng)分類：小橋、中橋、大橋、小橋、中橋、大橋、特大橋等特大橋等按行車道位置分類：按行車道位置分類：上承式橋、中上承式橋、中承式承式橋橋 、下承式下承式橋橋 按使用年限分類：按使用年限分類：永久性橋、半永久性橋永久性橋、半永久性橋 、臨時(shí)臨時(shí)橋橋 按材料分類：按材料

7、分類：木橋、圬工橋木橋、圬工橋 、鋼鋼筋混凝土筋混凝土橋、鋼橋橋、鋼橋橋梁由四個(gè)基本部分組成，即橋梁由四個(gè)基本部分組成，即上部結(jié)構(gòu)上部結(jié)構(gòu)、下部結(jié)構(gòu)下部結(jié)構(gòu)、支座支座和和附屬設(shè)施附屬設(shè)施。上部結(jié)構(gòu)上部結(jié)構(gòu)：是在線路中斷時(shí)跨越障礙的主要承：是在線路中斷時(shí)跨越障礙的主要承重結(jié)構(gòu)，是橋梁支座以上重結(jié)構(gòu)，是橋梁支座以上( (無鉸拱起拱線或剛架主無鉸拱起拱線或剛架主梁底線以上梁底線以上) )跨越橋孔的總稱跨越橋孔的總稱下部結(jié)構(gòu)下部結(jié)構(gòu)：包括橋墩、橋臺(tái)和基礎(chǔ)。：包括橋墩、橋臺(tái)和基礎(chǔ)。 llL橋臺(tái)路堤設(shè)計(jì)水位通航水位低水位h上部結(jié)構(gòu)b0橋墩錐形護(hù)坡基礎(chǔ)連續(xù)連續(xù)桁架梁桁架梁橋橋。支承在三支承在三個(gè)個(gè)支點(diǎn)支點(diǎn)以

8、上的以上的橋橋梁。梁。簡(jiǎn)簡(jiǎn)支梁支梁橋橋伸臂梁伸臂梁橋橋19571957年建成年建成, ,是中是中國(guó)國(guó)在萬里在萬里長(zhǎng)長(zhǎng)江上江上修建的第一座修建的第一座鐵鐵路、公路路、公路兩兩用用橋橋梁。梁。全全橋總長(zhǎng)橋總長(zhǎng)1670米，其中正米，其中正橋橋1156米，米，北岸引北岸引橋橋303米，南岸引米，南岸引橋橋211米。米。橋橋身身為為三三聯(lián)連續(xù)聯(lián)連續(xù)梁梁橋橋，每，每聯(lián)聯(lián)3孔，共孔，共8墩墩9孔。每孔跨度孔。每孔跨度為為128米。米。 拱式結(jié)構(gòu)在豎向荷載拱式結(jié)構(gòu)在豎向荷載作用下，兩端支承除作用下，兩端支承除了有豎向反力外，還了有豎向反力外，還將產(chǎn)生將產(chǎn)生水平推力水平推力。因。因此，可以充分利用主此，可以充分

9、利用主拱截面材料強(qiáng)度，使拱截面材料強(qiáng)度，使跨越能力增大?？缭侥芰υ龃蟆９昂土旱膽?yīng)拱和梁的應(yīng)力分布力分布 拱拱橋橋 - 截 面 應(yīng) 力(b)(a) - 截 面 應(yīng) 力PPNPPHVHVVVMQMQ趙趙州州橋橋座落在河北省南部座落在河北省南部的的洨洨河上，河上，洨洨河流河流經(jīng)趙縣經(jīng)趙縣。由著名匠由著名匠師師李春李春設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)和建和建造，距今已有造，距今已有1400年的年的歷歷史，是史，是當(dāng)當(dāng)今世界上今世界上現(xiàn)現(xiàn)存最存最早、保存最完善的古代石早、保存最完善的古代石拱拱橋橋。拱拱橋橋的承重方式的承重方式：橋橋面布置在主要承重面布置在主要承重構(gòu)構(gòu)件之上。（首件之上。（首選選）特點(diǎn)：特點(diǎn)：構(gòu)構(gòu)造造簡(jiǎn)單簡(jiǎn)單，

10、施工方便，施工方便，視視野野開闊開闊，舒適性好；，舒適性好；但不足之但不足之處處是建筑高度是建筑高度較較大。大。 ：橋橋面在面在橋橋跨跨結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)的高度中的高度中間間武武漢漢晴川大晴川大橋橋位于位于漢漢江江與長(zhǎng)與長(zhǎng)江的交江的交匯處匯處，連連接接漢漢口的中口的中山大道和山大道和漢陽鐵門關(guān)漢陽鐵門關(guān)，主，主橋橋?yàn)闉橄鲁惺较鲁惺戒撲摴軣o管無鉸鉸拱拱橋橋，工，工程全程全長(zhǎng)長(zhǎng)2147.5米米,凈凈跨跨280米。米。 ：橋橋面布置在承重面布置在承重結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)之下。之下。 剛剛架架橋橋概概念：是梁和柱（或念：是梁和柱（或豎墻豎墻）整體）整體結(jié)結(jié)合的合的橋橋梁梁結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)。橋橋墩墩與橋與橋跨跨剛剛性性連連接接斜拉橋

11、主要由斜拉橋主要由塔柱塔柱、主梁主梁和和斜拉鋼索斜拉鋼索組成。斜拉組成。斜拉橋一般為雙塔，有時(shí)也可采用單塔；絕大多數(shù)橋塔橋一般為雙塔，有時(shí)也可采用單塔；絕大多數(shù)橋塔是豎向的，極少數(shù)為斜立。斜拉橋的跨度一般介于是豎向的，極少數(shù)為斜立。斜拉橋的跨度一般介于懸索橋和桁架橋之間，通常為鋼梁或鋼筋混凝土梁。懸索橋和桁架橋之間，通常為鋼梁或鋼筋混凝土梁。 斜拉斜拉橋橋輻輻射形射形豎豎琴形琴形扇形扇形來賓紅來賓紅水河，位于廣西水河，位于廣西紅紅水河，是我水河，是我國(guó)國(guó)修建的第一座修建的第一座預(yù)應(yīng)預(yù)應(yīng)力混凝土力混凝土鐵鐵路斜拉路斜拉橋橋。全全長(zhǎng)長(zhǎng)398398，主跨，主跨4848969648(48(），索型采用

12、），索型采用雙雙塔塔豎豎琴型。琴型。三臺(tái)涪江三臺(tái)涪江橋橋位于四川省三臺(tái)位于四川省三臺(tái)縣縣跨越涪江。全跨越涪江。全橋橋共孔，全共孔，全長(zhǎng)長(zhǎng)。該橋該橋主主橋?yàn)殡p橋?yàn)殡p塔混凝土斜拉塔混凝土斜拉橋橋，其孔跨，其孔跨為為( (）。，）。，橋橋面面總寬總寬( (車車行道及行道及兩側(cè)兩側(cè)人行道各人行道各）。斜拉索）。斜拉索為為扇形扇形雙雙索面體系。索面體系。 懸索橋是在橋的懸索橋是在橋的，借，借助于架設(shè)在橋塔的助于架設(shè)在橋塔的拉索，通過分布設(shè)拉索，通過分布設(shè)置的吊桿將橋上的置的吊桿將橋上的荷載傳至懸索上。荷載傳至懸索上。一般認(rèn)為在所有橋一般認(rèn)為在所有橋式中，懸索橋的可式中，懸索橋的可能跨度最大。目前能跨度最

13、大。目前主跨超過主跨超過1000m1000m的橋的橋梁主要為懸索橋。梁主要為懸索橋。 懸懸索索橋橋懸懸索索橋橋是一是一種種古老古老橋橋型。型。早期制索材料早期制索材料為為藤藤條條、竹子、皮革、竹子、皮革、鐵鏈鐵鏈等等。至今我至今我國(guó)國(guó)四川灌四川灌縣縣安安瀾瀾竹索竹索橋橋仍保持著原始的仍保持著原始的風(fēng)風(fēng)貌。貌。建于公元建于公元17051705年的四年的四川大渡河的川大渡河的瀘瀘定定鐵鐵索索橋橋，主跨主跨達(dá)達(dá)103m103m，很可能，很可能是是當(dāng)時(shí)當(dāng)時(shí)世界跨度最大的世界跨度最大的懸懸索索橋橋。明石海峽大橋明石海峽大橋 目前世界上跨度最大的懸索橋是日本目前世界上跨度最大的懸索橋是日本的明石海峽公鐵兩用橋，跨徑的明石海峽公鐵兩用橋，跨徑1991 m1991 m( (設(shè)計(jì)跨徑為設(shè)計(jì)跨徑為1990m1990m，后因阪神地震，后因阪神地震，地殼移位，才變成目前的跨徑地殼移位，才變成目前的跨徑) )。 懸懸索索橋橋示意示意圖圖 懸 索吊 桿塔 架錨 固錨 固1 1）重視）重視高新技術(shù)高新技術(shù)的開發(fā)和應(yīng)用：的開發(fā)和應(yīng)用：包括規(guī)劃、