第六章 橋梁工程

1、土木工程概論土木工程概論第六章第六章橋梁工程橋梁工程橋梁工程簡介橋梁工程簡介 橋梁是人類生活和生產(chǎn)活動(dòng)中，為克服天然屏障而建造橋梁是人類生活和生產(chǎn)活動(dòng)中，為克服天然屏障而建造的建筑物，也是有史以來人類所建造的最古老、最壯觀的土的建筑物，也是有史以來人類所建造的最古老、最壯觀的土木工程之一，它的發(fā)展，不斷體現(xiàn)著時(shí)代文明與進(jìn)步。木工程之一，它的發(fā)展，不斷體現(xiàn)著時(shí)代文明與進(jìn)步。獨(dú)木橋梁橋石洞拱橋橋梁工程簡介橋梁工程簡介溜索過怒江吊橋橋梁工程簡介橋梁工程簡介趙州橋趙州橋 世界最長的橋是龐恰特雷恩湖世界最長的橋是龐恰特雷恩湖2 2號(hào)橋，位于美國路易斯安號(hào)橋，位于美國路易斯安那州。它把曼德韋爾和梅泰里連接

2、起來，全長那州。它把曼德韋爾和梅泰里連接起來，全長38.42km38.42km，橫跨大，橫跨大湖湖Lake Lake PontchartrainPontchartrain，其中有，其中有8 8英里你會(huì)只見水不見陸地，橋英里你會(huì)只見水不見陸地，橋在湖的正中央縱貫而過。龐恰特雷恩湖橋由兩座平行橋梁組成，在湖的正中央縱貫而過。龐恰特雷恩湖橋由兩座平行橋梁組成，其中其中1 1號(hào)橋號(hào)橋19561956年建成通車，年建成通車，2 2號(hào)橋號(hào)橋19691969年建成通車，年建成通車，2 2號(hào)橋比號(hào)橋比1 1號(hào)橋約長號(hào)橋約長16m16m。龐恰特雷恩湖橋龐恰特雷恩湖橋龐恰特雷恩湖橋龐恰特雷恩湖橋龐恰特雷恩湖橋龐恰

3、特雷恩湖橋龐恰特雷恩湖橋龐恰特雷恩湖橋青島海灣大橋又稱膠州灣跨海大橋，投資青島海灣大橋又稱膠州灣跨海大橋，投資100100多億，歷時(shí)多億，歷時(shí)4 4年，年，于于20112011年年6 6月月3030日全線通車。全長日全線通車。全長36.48km36.48km，比杭州灣跨海大橋長，比杭州灣跨海大橋長0.48km0.48km，是當(dāng)今世界上最長的跨海大橋，是我國建橋者自行設(shè)計(jì)，是當(dāng)今世界上最長的跨海大橋，是我國建橋者自行設(shè)計(jì)、施工、建造，具有獨(dú)立知識(shí)產(chǎn)權(quán)的特大跨海大橋。中國與世界、施工、建造，具有獨(dú)立知識(shí)產(chǎn)權(quán)的特大跨海大橋。中國與世界建橋史又翻開了嶄新的一頁。建橋史又翻開了嶄新的一頁。青島海灣大橋青

4、島海灣大橋本章內(nèi)容本章內(nèi)容6.1 6.1 橋梁的基本組成（補(bǔ)充內(nèi)容）橋梁的基本組成（補(bǔ)充內(nèi)容）6.2 6.2 橋梁的分類橋梁的分類6.3 6.3 橋梁的結(jié)構(gòu)形式橋梁的結(jié)構(gòu)形式6.4 6.4 橋墩與橋臺(tái)橋墩與橋臺(tái)6.16.1 橋梁的基本組成橋梁的基本組成橋梁的基本組成橋梁的基本組成 橋梁由四個(gè)基本部分組成：和是在線路遇到障礙中斷時(shí)，跨越障礙的主要承重結(jié)構(gòu)。包括：和，是支撐上部結(jié)構(gòu)并將恒載和車輛荷載傳至地基的建筑物。 設(shè)在橋梁兩端，則設(shè)在橋臺(tái)之間。 是埋入土層之中并使橋上全部荷載傳至地基的結(jié)構(gòu)部分。next6.16.1 橋梁的基本組成橋梁的基本組成錐體護(hù)坡6.16.1 橋梁的基本組成橋梁的基本組成

5、是設(shè)在墩（臺(tái)）頂，用于支撐上部結(jié)構(gòu)的傳力裝是設(shè)在墩（臺(tái)）頂，用于支撐上部結(jié)構(gòu)的傳力裝置，它不僅要傳遞很大的荷載，并且要保證上部結(jié)構(gòu)按置，它不僅要傳遞很大的荷載，并且要保證上部結(jié)構(gòu)按設(shè)計(jì)要求能產(chǎn)生一定的變位。設(shè)計(jì)要求能產(chǎn)生一定的變位。橋梁支座6.16.1 橋梁的基本組成橋梁的基本組成包括橋面鋪裝、欄桿、伸縮縫、包括橋面鋪裝、欄桿、伸縮縫、排水管以及燈光照明等工程。排水管以及燈光照明等工程。6.16.1 橋梁的基本組成橋梁的基本組成6.2 6.2 橋梁的分類橋梁的分類一、按分為等。 二、按和多跨總長分為。6.2 6.2 橋梁的分類橋梁的分類三、按分為上承式橋中承式橋下承式橋6.26.2 橋梁的分類

6、橋梁的分類四、按分為。6.2 6.2 橋梁的分類橋梁的分類 五、按五、按可分為可分為。 橋梁按結(jié)構(gòu)體系分類是基本的分類方法，不同體系對橋梁按結(jié)構(gòu)體系分類是基本的分類方法，不同體系對應(yīng)于不同的力學(xué)形式，表現(xiàn)出不盡相同的力學(xué)特點(diǎn)。應(yīng)于不同的力學(xué)形式，表現(xiàn)出不盡相同的力學(xué)特點(diǎn)。6.2 6.2 橋梁的分類橋梁的分類 一、 梁式橋?yàn)闃蛄旱幕倔w系之一。，使用廣泛，在橋梁建筑中占有很大比例。 梁式橋按上部結(jié)構(gòu)的靜力體系分：主要有。6 6.3.1 .3.1 梁式橋梁式橋6.3 6.3 橋梁的結(jié)構(gòu)形式橋梁的結(jié)構(gòu)形式飛云江橋飛云江橋6.3.1 6.3.1 梁式橋梁式橋六庫怒江橋6.3.1 6.3.1 梁式橋梁式

7、橋：懸臂梁橋可獲得比較大的跨度。：懸臂梁橋可獲得比較大的跨度。：錨固孔一旦破壞，將株連懸掛孔和懸臂的倒塌；結(jié)錨固孔一旦破壞，將株連懸掛孔和懸臂的倒塌；結(jié)構(gòu)剛度不如連續(xù)梁大，而且橋面伸縮縫多，不利于高速平構(gòu)剛度不如連續(xù)梁大，而且橋面伸縮縫多，不利于高速平穩(wěn)行車。穩(wěn)行車。 6.3.1 6.3.1 梁式橋梁式橋結(jié)構(gòu)簡單，施工方便，對地基承載力要求不高。跨越能力有限。6.3.1 6.3.1 梁式橋梁式橋6.3.2 6.3.2 拱式橋拱式橋 拱式橋受力示意（a）橋跨給兩側(cè)橋臺(tái)的反力（豎向力和水平推力）（b）移動(dòng)荷載作用下的計(jì)算簡圖 6.3.2 6.3.2 拱式橋拱式橋跨越能力大，跨越能力大，外形美觀外形

8、美觀，可用抗壓強(qiáng)度高的，可用抗壓強(qiáng)度高的材料修建，經(jīng)濟(jì)合理。材料修建，經(jīng)濟(jì)合理。對地基的承載力要求很高，施工較梁式橋?qū)Φ鼗某休d力要求很高，施工較梁式橋困難。困難。上海盧浦大橋上海盧浦大橋6.3.2 6.3.2 拱式橋拱式橋6.3.3 6.3.3 剛架橋剛架橋(a)受力示意(b)計(jì)算簡圖(c)T形剛架橋(d)連續(xù)剛架橋(e)斜腿剛架橋剛架橋受力示意及其類型剛架橋受力示意及其類型。降低線路標(biāo)高，改善縱坡并減少土方量：剛結(jié)處易產(chǎn)生裂縫。6.3.3 6.3.3 剛架橋剛架橋6.3.3 6.3.3 剛架橋剛架橋 黃石長江大橋 挪威Stolma橋6.3.4 6.3.4 懸索橋懸索橋6.3.4 6.3.4

9、 懸索橋懸索橋懸索橋受力示意圖 結(jié)構(gòu)自重比較輕，能以較小的跨越特大跨度。需要巨大的錨碇結(jié)構(gòu)，剛度較差，在車輛荷載或風(fēng)荷載作用下有較大變形。 6.3.4 6.3.4 懸索橋懸索橋next橋梁建筑高度橋梁建筑高度： 顯然，顯然，否則就不能保證橋下的通航要求。否則就不能保證橋下的通航要求。 6.3.4 6.3.4 懸索橋懸索橋世界最大跨懸索橋世界最大跨懸索橋-日本明石海峽大橋，主橋墩跨度日本明石海峽大橋，主橋墩跨度1991m1991m，19981998年建成年建成 一、梁、拱組合體系一、梁、拱組合體系 圖a梁和拱都是主要承重結(jié)構(gòu)，兩者互相配合共同受力。 梁和拱都是主要承重結(jié)構(gòu)，兩者互相配合共同受力。

10、由于梁和拱都是主要承重結(jié)構(gòu)，兩者互相配合共同受力。由于吊桿將梁向上吊住，這就顯著減小了梁中的彎矩；同時(shí)由于拱吊桿將梁向上吊住，這就顯著減小了梁中的彎矩；同時(shí)由于拱和梁連接在一起，拱的水平推力就傳給梁承受，這樣梁除了受和梁連接在一起，拱的水平推力就傳給梁承受，這樣梁除了受彎以外還受拉。彎以外還受拉。 這種組合體系橋能跨越比一般簡支梁更大的跨度，而墩臺(tái)沒這種組合體系橋能跨越比一般簡支梁更大的跨度，而墩臺(tái)沒有推力，因此，對地基的要求與一般簡支梁一樣。有推力，因此，對地基的要求與一般簡支梁一樣。 6.3.5 6.3.5 組合體系橋組合體系橋組合體系橋6.3.5 6.3.5 組合體系橋組合體系橋 圖圖b

11、拱置于梁的下方，通過立柱對梁起輔助支承作用拱置于梁的下方，通過立柱對梁起輔助支承作用的組合體系橋。的組合體系橋。 拱置于梁的下方，通過立柱對梁起輔助支承作用的組拱置于梁的下方，通過立柱對梁起輔助支承作用的組合體系橋。合體系橋。組合體系橋6.3.5 6.3.5 組合體系橋組合體系橋二、斜拉橋二、斜拉橋斜拉橋的索型斜拉橋的索型(a)(a)輻射式輻射式 (b)(b)豎琴形豎琴形 (c)(c)扇形扇形6.3.5 6.3.5 組合體系橋組合體系橋 斜拉橋是斜拉橋是典型的懸索結(jié)構(gòu)典型的懸索結(jié)構(gòu)和梁式結(jié)構(gòu)組合的結(jié)構(gòu)體系。和梁式結(jié)構(gòu)組合的結(jié)構(gòu)體系。這一結(jié)構(gòu)體系由主梁、纜索這一結(jié)構(gòu)體系由主梁、纜索和塔架組成。它

12、充分利用了和塔架組成。它充分利用了懸索結(jié)構(gòu)和梁結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)，懸索結(jié)構(gòu)和梁結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)，其組合相當(dāng)合理。其組合相當(dāng)合理。斜拉橋斜拉橋 在斜拉橋的結(jié)構(gòu)體系中，梁結(jié)構(gòu)直接承受橋面外荷載引在斜拉橋的結(jié)構(gòu)體系中，梁結(jié)構(gòu)直接承受橋面外荷載引起的彎矩和剪力，橋塔兩側(cè)的斜拉索張緊后為梁結(jié)構(gòu)提供起的彎矩和剪力，橋塔兩側(cè)的斜拉索張緊后為梁結(jié)構(gòu)提供彈性支承，同時(shí)承受由荷載引起的拉力，其拉力的豎向分彈性支承，同時(shí)承受由荷載引起的拉力，其拉力的豎向分量通過橋塔傳至基礎(chǔ)和地基；斜拉索中荷載引起拉力的水量通過橋塔傳至基礎(chǔ)和地基；斜拉索中荷載引起拉力的水平分量，使橋結(jié)構(gòu)承受軸向壓力，相當(dāng)于梁結(jié)構(gòu)施加預(yù)應(yīng)平分量，使橋結(jié)構(gòu)承受軸向壓

13、力，相當(dāng)于梁結(jié)構(gòu)施加預(yù)應(yīng)力。力。此外，通過調(diào)整斜拉索間距可改變彈性支承的間距，使此外，通過調(diào)整斜拉索間距可改變彈性支承的間距，使梁內(nèi)力分布更加均勻合理，因而減小了主梁的建筑高度，梁內(nèi)力分布更加均勻合理，因而減小了主梁的建筑高度，提高了跨越能力。提高了跨越能力。 與懸索橋相比，斜拉橋的斜拉索直接作用于主梁結(jié)與懸索橋相比，斜拉橋的斜拉索直接作用于主梁結(jié)構(gòu)，使結(jié)構(gòu)體系的抗彎、抗扭的剛度大大增強(qiáng)，構(gòu)，使結(jié)構(gòu)體系的抗彎、抗扭的剛度大大增強(qiáng)，也明顯改善也明顯改善。斜拉索的拉力的水平分力由梁結(jié)構(gòu)承擔(dān)，因而斜拉索的拉力的水平分力由梁結(jié)構(gòu)承擔(dān)，因而。斜拉橋斜拉橋世界十大斜拉橋世界十大斜拉橋 No. 1 蘇通長江

14、大橋 1088米，中國，2008.6.30 No. 2 香港昂船洲大橋 1018米，中國，2009.12.20 No. 3 多多羅橋（Tatara） 890米，日本，1999年 No. 4 諾曼底橋（Pont de Normandie） 856米，法國，1995年 No. 5 南京長江三橋 648米，中國，2005年No. 6 南京長江二橋 628米，中國，2001年 No. 7 白沙洲長江大橋 618米，中國，2001年 No. 8 青州閩江大橋 605米，中國，2001年 No. 9 楊浦大橋 602米，中國，1993 No. 10 徐浦大橋 590米，中國，1997斜拉橋斜拉橋蘇通長江大橋香港昂船洲大橋6.4 6.4 橋墩與橋臺(tái)橋墩與橋臺(tái) 6.4.1 6.4.1 橋墩的類型橋墩的類型 根據(jù)其結(jié)構(gòu)形式可分為： 1、實(shí)體式(重力式)橋墩 2、空心式橋墩 3、樁(柱)式橋墩橋墩示例橋墩示例6.4.2 6.4.2 橋臺(tái)的類型橋臺(tái)的類型我國公路橋梁的橋臺(tái)形式有：實(shí)體式橋臺(tái)埋置式橋臺(tái)本章小結(jié)本章小結(jié)1 1、了解橋梁的基本組成部分、了解橋梁的基本組成部分2 2、熟悉區(qū)分橋梁建筑高度和橋梁高度的概念