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文檔簡介

1、橋梁工程基礎橋梁工程基礎20142014年年1212月月2929日日主要內容主要內容1 1、橋梁概述、橋梁概述2 2、橋梁的基本組成、橋梁的基本組成3 3、橋梁的常用術語、橋梁的常用術語4 4、橋梁分類、橋梁分類5 5、梁(板)橋、梁(板)橋6 6、拱橋、拱橋7 7、橋梁下部構造、橋梁下部構造8 8、橋面布置與構造、橋面布置與構造1 1 橋梁的概述橋梁的概述古代橋梁(約17世紀前):天然狀態(tài)的藤蘿、樹木、石梁浮橋(周)、木梁橋(秦)、石拱橋(漢)等近代橋梁(約18-19世紀):鑄鐵(18世紀)、鋼材(19世紀50年代)、鋼筋混凝土橋梁(19世紀70年代)現代橋梁:預應力鋼筋混凝土橋梁(20世紀

2、30年代)、斜拉橋、懸索橋、鋼橋1.1 橋梁發(fā)展與展望橋梁:是跨越各種障礙(如河流、山谷或其他路線等)的結構物。 1.2 1.2 建橋材料建橋材料 向高強、輕質和新功能方向發(fā)展。 對于橋梁用的鋼,不但要提高其強度,還要提高韌性、耐腐蝕性、耐疲勞性和可焊性。鋼筋HRB400、HRB500、HPB300。 對于混凝土,我國一般把強度等級大于C60級的混凝土稱為高強混凝土,大于C100的稱為超高強混凝土。 目前,在實驗室條件下,我國能制成C100級的混凝土,羅馬尼亞能制成C170級,美國已制成C200級。 1.3 1.3 橋跨結構橋跨結構 繼續(xù)向大跨度發(fā)展。 跨徑能力是反映橋梁技術水平的主要指標之一

3、。 意大利計劃建造跨度達3300m的墨西拿海峽懸索橋,已經完成初步方案。 日本也計劃建造2500-3000m的紀淡海峽大橋。 西班牙和摩洛哥政府從1979年開始就對直布羅陀海峽工程進行規(guī)劃,橋梁方案跨度達5000m。世界上跨徑最大的鋼拱橋世界上跨徑最大的鋼拱橋重慶朝天門大橋跨徑重慶朝天門大橋跨徑552m552m(20092009)。世界上跨徑最大的混凝土拱橋世界上跨徑最大的混凝土拱橋重慶萬縣長江大橋,跨徑重慶萬縣長江大橋,跨徑420m420m(19971997)。)。世界上跨徑最大的斜拉橋世界上跨徑最大的斜拉橋江蘇蘇通大橋,跨徑江蘇蘇通大橋,跨徑1088m1088m(20082008)。世界上

4、跨徑最大的懸索橋世界上跨徑最大的懸索橋日本明石海峽大橋,跨徑日本明石海峽大橋,跨徑1991m1991m(19981998)。)。世界上跨徑最大的梁橋世界上跨徑最大的梁橋重慶重慶石板坡長江大橋石板坡長江大橋( (復線橋復線橋) 330m) 330m(20062006)1.4 1.4 我國橋梁的發(fā)展概況我國橋梁的發(fā)展概況 石橋:我國現存古代最長的安平橋位于中國福建省晉江市安海鎮(zhèn)和南安市水頭鎮(zhèn)之間的海灣上,安平橋全長2255米,橋面寬 33.8米,共361墩。橋墩用花崗巖條石橫直交錯疊砌而成。河北省趙縣的趙州橋(又稱安濟橋,建于605年),就是我國古代石拱橋的杰出代表。 唐朝中期,我國已發(fā)展到用鐵鏈

5、建造吊橋,我國保留至今的有跨長約100m的四川瀘定縣大渡河鐵索橋(1706年) 民國時期民國時期,我國已開始建造鋼橋。位于浙江省杭州市的錢塘錢塘江大橋江大橋,是我國自行設計建造的第一座雙層鐵路、公路兩用橋。為上下雙層鋼結構桁梁橋,全長1453米。大橋于1937年建成。 1957年,第一座長江大橋武漢長江大橋,結束了我國萬里長江無橋的歷史,標志著我國建造大跨度鋼橋的現代化橋梁技術水平的提高。大橋下層雙線鐵路,上層公路橋面寬18m,兩側各設2.25m人行道,包括引橋總長1670.4m. 武漢長江大橋南京長江大橋 1969年又建成了南京長江大橋,這是我國自行設計、建造、施工,并使用國產鋼材的現代化大

6、型橋梁。上層為公路橋,下層為雙線鐵路,包括引橋在內,鐵路橋梁全長6772m,公路橋全長4589m. 我國大跨徑橋梁建設自20世紀80年代開始,90年代進入輝煌發(fā)展時期。據不完全統(tǒng)計,我國現有主跨在200m以上的橋梁近110座;主跨400米以上的橋梁已建成54座,在建18座;主跨1000米以上的橋梁建成6座,在建5座。已建的梁橋、拱橋、斜拉橋和懸索橋的最大跨徑分別達到了330米、552米、1088米和1490米,有16座分別躋身世界同類型橋梁排行榜前10名。懸索橋主跨在400m以上有13座。江蘇潤揚長江大橋主跨1490m,為國內最大跨徑。湖南湘西矮寨特大橋湖南湘西矮寨特大橋: :主跨1176m,

7、距谷底垂直高度達355米,在橫跨大峽谷的鋼桁梁懸索橋中,為世界之首(2012年)。 斜拉橋主跨在400m以上的有18座。蘇通長江大橋主跨1088m,是世界第一大跨斜拉橋(2008)。 拱橋:萬縣長江大橋主跨420m混凝土拱橋,巫山長江大橋主跨460m鋼管混凝土拱橋,朝天門大橋為主跨552m鋼拱橋,山西晉城丹河大橋主跨146m石拱橋(2001)主跨分別位居同類型橋梁世界第一。 2 2 橋梁的基本組成橋梁的基本組成 上部結構(橋跨結構、支座) 下部結構(橋墩、橋臺和基礎)橋面構造(橋面鋪裝、防水排水系統(tǒng)、欄桿、伸縮縫、燈光照明)換一種說法:橋梁由五個五個“大部件大部件”與五個與五個“小部件小部件”

8、組成。1拱圈 2拱上結構 3橋臺 4錐形護坡 5拱軸線 6橋墩 7拱頂 8拱腳l五個“大部件”“五大部件”是指橋梁承受汽車或其他作用的橋跨上部結構與下部結構,它們是橋梁結構安全性的保證。(1)橋跨結構(上部結構、橋孔結構)。它的作用是承受車輛荷載,并通過支座傳遞給橋梁墩臺。(2)支座系統(tǒng)。它的作用是支承上部結構并傳遞荷載給橋梁墩臺,它應保證上部結構在荷載、溫度變化或其他因素作用下的位移功能。(3)橋墩。是在河中或岸上支承兩側橋跨上部結構的建筑物。(4)橋臺。設在橋的兩端:一端與路堤相接,并防止路堤滑塌;另一端則支承橋跨上部結構的端部。為保護橋臺和路堤填土,橋臺兩側常做一些防護工程。(5)墩臺基

9、礎。是保證橋梁墩臺安全并將荷載傳至地基的結構物?;A工程在整個橋梁工程施工中是比較困難的部分,而且常常需要在水中施工,因而遇到的問題也很復雜。前兩個部件是橋跨上部結構,后三個部件是橋跨下部結構。l五個“小部件” 五個“小部件”是直接與橋梁服務功能有關的部件,過去總稱為橋面構造。在橋梁設計中往往不夠重視,因而使得橋梁服務質量低下,外觀粗糙。在現代化工業(yè)發(fā)展水平的基礎上,人類的文明水平也極大提高,人們對橋梁行車的舒適性和結構物的觀賞水平要求越來越高,因而國際上在橋梁設計中很重視五小部件,這不僅是“外觀包裝”,而且是服務功能的大問題。1)橋面鋪裝(或稱行車道鋪裝)。橋面鋪裝的平整、耐磨、不翹曲、不滲

10、水是保證行車舒適的關鍵。2) 防水排水系統(tǒng)。應能迅速排除橋面積水,并使?jié)B水的可能性降至最小限度。此外,城市橋梁排水系統(tǒng)應保證橋下無滴水和結構上無漏水現象。(3)欄桿(或防撞欄桿)。它既是保證安全的構造措施,又是利于觀賞的最佳裝飾件。(4)伸縮縫。位于橋跨上部結構之間或橋跨上部結構與橋臺端墻之間,以保證結構在各種因素作用下的變位。為使橋面上行車舒適、不顛簸,橋面上要設置伸縮縫構造。尤其是大橋或城市橋的伸縮縫,不僅要結構牢固,外觀光潔,而且要經常掃除掉入伸縮縫中的垃圾泥土,以保證它的功能作用。(5)燈光照明。在現代城市中,大跨徑橋梁通常是一個城市的標志性建筑,大都裝置了燈光照明系統(tǒng),構成了城市夜景

11、的重要組成部分。水位:河流中的水位是隨著季節(jié)而變化的,枯水季節(jié)的最低水位稱為低水位;洪峰季節(jié)河流中的最高水位稱為高水位。橋梁設計中按規(guī)定的設計洪水頻率計算所得的高水位稱為設計洪水位;在各級航道中,能保持航船正常航行的水位稱為通航水位。凈跨徑:梁式橋凈跨徑是指設計洪水位線上相鄰兩個橋墩(或橋臺)之間的凈距,用l0表示,拱式橋凈跨徑是指每孔拱跨兩個拱腳截面最低點之間的水平距離??偪鐝剑菏嵌嗫讟蛄褐懈骺變艨鐝降目偤?,也稱橋梁孔徑(l0)。它反映了橋下宣泄洪水的能力。 3 3 橋梁的常用術語橋梁的常用術語計算跨徑計算跨徑:對于設有支座的橋梁是指橋跨結構相鄰兩個支座中線之間的距離,用l表示;對于拱式橋是

12、指每孔拱跨兩個拱腳截面形心點之間的水平距離。橋跨結構的力學計算是以l為基準的。標準跨徑標準跨徑(LK):對于梁式橋是指相鄰兩橋墩中線之間的距離或橋墩中心至橋臺臺背前緣之間的距離,對于拱式橋就是指凈跨徑。橋梁全長橋梁全長:簡稱橋長,對于有橋臺的橋梁,橋長為兩岸橋臺翼墻尾端之間的距離:對于無橋臺的橋梁,橋長為橋面行車道長度,用L表示。橋梁高度橋梁高度;簡稱橋高,是指橋面與低水位之間的高差或為橋面與橋下線路路面之間的距離。橋高在某種程度上反映了橋梁施工的難易程度。 橋下凈空高度:是指設計洪水位或計算通航水位至橋跨結構最下緣之間的距離,用H表示。它應保證能安全排洪,并不得小于對該河流通航所規(guī)定的凈空高

13、度。橋梁建筑高度:是橋上行車路面標高至橋跨結構最下緣之間的距離,它不僅與橋梁結構的體系和跨徑的大小有關,而且還隨行車部分在橋上布置的高度位置而異。凈矢高:拱式橋拱頂截面下緣至拱腳截面下緣最低點之連線的垂直距離,以f0表示。計算矢高:拱式橋拱頂截面形心至拱腳截面形心之連線的垂直距離,以f表示。矢跨比:拱式橋中拱圈(拱肋)的計算矢高f與計算跨徑l之比(f/l),也稱矢度。用于表征拱的坦陡程度,它不但影響主拱圈內力的大小,還影響拱橋的構造形式和施工方法的選擇,同時影響拱橋與周圍景觀的協(xié)調。一般的矢跨比小于1/5的拱橋稱坦拱,大于或等于1/5的稱陡拱。4.1 4.1 以不同的結構體系來分類以不同的結構

14、體系來分類 按結構體系及受力特點,可分為梁式橋、拱式橋、剛架橋、懸索橋和斜拉橋五類。 1)、梁式橋 在豎向荷載作用下無水平反力的結構,由于外力的作用,方向與承重結構的軸線接近垂直,因而與同樣跨徑的其他結構體系相比,梁橋產生的彎矩最大,通常需用抗彎、抗拉能力強的材料來建造,目前在公路上應用得最廣的是鋼筋混凝土材料(包括預應力混凝土)。4 4 橋梁的分類橋梁的分類1 1) 以不同的結構體系來分類。以不同的結構體系來分類。 2 2) 按跨徑大小分類。按跨徑大小分類。 3 3) 按不同的用途分類。按不同的用途分類。4 4) 按造橋所用的材料分。按造橋所用的材料分。 5 5) 按橋面位置分類。按橋面位置

15、分類。 6 6)以橋梁的活動性來分。)以橋梁的活動性來分。7 7) 以橋梁的耐久程度分類。以橋梁的耐久程度分類。 8 8) 按跨越障礙的性質分類。按跨越障礙的性質分類。 2)、拱式橋 拱式橋的主要承重結構是拱圈或拱肋(拱圈橫截面設計成分離形式時稱為拱肋)。 拱結構在豎向荷載作用下,橋墩和橋臺將承受水平推力,同時根據作用力和反作用力原理,墩臺向拱圈提供一對水平反力,這種水平反力將大大抵消在拱圈內由荷載引起的彎矩。因此,與同跨徑的梁相比,拱的彎矩、剪力和變形都要小得多。鑒于拱橋的承重結構以受壓為主,通??捎每箟耗芰姷嫩毓げ牧?如磚石、混凝土)和鋼筋混凝土等來建造。拱橋的跨越能力很大,外形也較美觀

16、,在條件許可的情況下,修建圬工橋往往是經濟合理的。但為了確保拱橋能安全使用,下部結構和地基必須能經受住很大水平推力的不利作用。為了橋梁的美觀和減小結構自重,拱式橋一般還設有腹孔 。 3)、剛架橋 剛架橋的主要承重結構是梁或板和立柱(墩柱、豎墻)整體結合在一起的結構體系。特點是在豎向荷載作用下,柱腳處不僅產生豎向反力,也具有水平反力,使其基礎承受較大推力。梁和柱的截面均有彎矩、剪力和軸力作用,其受力狀態(tài)介于梁橋與拱橋之間。由于梁和柱接點為剛結,梁端部承受負彎矩,使梁跨中彎矩減??;與一般墩臺不同,剛架橋的立柱不僅承受壓力,還承受較大彎矩。 對于同樣的跨徑,在相同的荷載作用下,剛架橋的跨中正彎矩要比

17、一般梁橋的小。根據這一特點,剛架橋跨中的建筑高度就可以做得較小。當遇到線路立體交叉或需要跨越通航江河時,采用這種橋型能盡量降低線路標高,減少路堤土方量。鋼筋混凝土梁式結構承受負彎矩,梁柱剛結處較易裂縫,因而不能做成較大的跨徑(40-50m)。而預應力混凝土結構,可以做成較大的跨徑(60-200m)。T型剛構多跨連續(xù)剛構橋斜腿式剛構橋 4)、懸索橋(吊橋) 懸索橋的主要承重結構是懸掛在兩塔架上的強大的柔性纜索。懸索橋由塔架、纜索、錨錠結構及吊桿、加勁梁組成。橋跨上的荷載由加勁梁承受,并通過吊索將其傳至纜索。主纜索是主要承重結構,但其僅受拉力。主纜索的拉力通過對橋塔的壓力和錨錠結構的拉力傳至基礎和

18、地基,通常錨錠結構非常巨大。 現代吊橋,廣泛采用高強度的鋼絲成股編制的鋼纜,以充分發(fā)揮優(yōu)異的抗拉性能,使其結構自重較輕,能以較小的建筑高度跨越其他任何橋型無法比擬的特大跨度,最大跨度已近2000m。 然而,相對于其他體系而言,吊橋的自重輕,結構剛度差,在車輛動荷載和風荷載作用下,橋有較大的變形和振動。整個吊橋的發(fā)展史,是和變形和振動斗爭的歷史,是爭取剛度的歷史。 潤揚長江大橋南汊橋,主跨徑1490米 江陰長江大橋,主跨1385米 武漢鸚鵡洲長江大橋,主跨850米 5 5)、斜拉橋)、斜拉橋 由承壓的塔、受拉的索與承彎的梁體組合起來的一種結構體系,充分利用了懸索結構和梁結構的優(yōu)點,組合相當合理。

19、梁結構直接承受橋面外荷載引起的彎矩和剪力,橋塔兩側的斜拉索張緊后為梁結構提供彈性支承,同時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和地基;斜拉索中荷載引起拉力的水平分量,使橋結構承受軸向壓力,相當于對梁結構施加預應力。與懸索橋相比,斜拉索直接作用于主梁結構,使結構體系的抗彎、抗扭的剛度大大增強;塔柱、斜拉索和主梁構成穩(wěn)定的三角形,斜拉橋的結構剛度較大,抗風穩(wěn)定性也明顯改善。由于斜拉索的拉力的水平分量由梁結構承擔,不需要巨大的錨錠結構。l孔跨布置形式 現代斜拉橋最典型的孔跨布置有兩種:現代斜拉橋最典型的孔跨布置有兩種:獨塔雙跨式獨塔雙跨式和和雙塔三跨式雙塔三跨式l斜拉索布置 斜拉索

20、是斜拉橋的主要承重構件之一。斜拉索對主梁有一個彈性支承作用,對整個斜拉橋的結構剛度和經濟合理性起著重要作用。索在空間的布置形式 斜拉索索面空間布置一般有三種類型:單索面、豎向雙索面、斜向雙索面。拉索在索面內的布置形式 斜拉索在索面內的布置應根據受力情況及美學要求等因素確定,常選用以下三種基本形式:輻射形、豎琴形及扇形。l斜拉橋塔柱的型式更是豐富多姿,從橋梁行車方面看,可做成獨柱型、雙柱型、門型、H型、A型、寶石型和倒Y型等。No. 1 蘇通長江大橋 1088米,中國,2008 No. 2 香港昂船洲大橋 1018米,中國,2009No. 3 多多羅橋(Tatara) 890米,日本,1999年

21、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,1993No. 10 徐浦大橋 590米,中國,1997世界十大斜拉橋 日本多多羅橋法國諾曼底橋香港昂船洲大橋南京長江三橋五種橋梁受力特點五種橋梁受力特點梁式橋以受彎為主拱式橋以受壓為主剛構橋彎、軸壓組合受力斜拉橋拉、壓、彎等組合受力懸索橋以受拉為主4.2 4.2

22、按跨徑大小分類按跨徑大小分類按橋梁全長和跨徑的不同劃分,有特大橋、大橋、中橋、小橋和涵洞。橋涵分類多孔橋全長L(m) 單孔跨徑Lk(m) 特大橋 L1000 Lk150 大 橋 100L1000 40Lk150 中 橋 30 L10020Lk40 小 橋 8L30 5Lk20 涵 洞L8 Lk5 4.3 4.3 按不同的用途分按不同的用途分1)人行橋:只供行人用的橋,一般均很狹小,上、下橋用踏步式的較多。2)公路橋:是處在公路或城市道路上,供車輛和人群通行的橋。3)鐵路橋:是鐵路線上供列車通行的橋。4)公路鐵路兩用橋:一般分兩層,上層是公路橋,下層是鐵路橋,這是因為爬坡時,汽車比火車容易。5)

23、運水橋(亦稱渡槽):是把水運過河或運過山谷用的橋,這種橋比較少。6)管線橋:屬于專用橋梁,它把城市中的上水管道、電纜、燃氣管等帶過河去。4.4 4.4 按造橋所用的材料分按造橋所用的材料分 1)木橋:凡橋跨結構用木材建造的都屬木橋,這種橋在城市中都已以鋼筋混凝土橋代替。 2)圬工橋:包括磚、石、混凝土等材料建成的橋。這些建筑材料都是抗壓強度高而抗拉強度很低的。因此圬工橋一般都為拱橋的形式。 3)鋼筋混凝土橋和預應力混凝土橋:目前在國內外,無論是鐵路橋、公路橋或是城市橋,大部分是鋼筋混凝土或預應力混凝土梁橋。鋼筋混凝土和預應力混凝土結構都是采用抗壓性能好的混凝土和抗拉能力強的鋼筋結合在一起組合建

24、成的。 4)鋼橋:鋼材是一種很好的材料,它的抗壓和抗拉強度都很高,用途很廣。為了節(jié)省鋼材,一般都以鋼筋混凝土橋來代替鋼橋。預應力砼橋 4.5 4.5 按橋面位置分類按橋面位置分類 分為上承式橋、下承式橋和中承式橋。1)上承式橋 是橋面布置在橋跨結構上面的橋梁。上承式橋的構造較簡單,施工方便,而且其主梁或拱肋等的間距可按需要調整,以求得經濟合理的布置。一般說來,上承式橋梁的承重結構寬度可做得小些,因而可節(jié)約墩臺圬工數量。此外,在上承式橋上行車時,視野開闊、感覺舒適也是其重要優(yōu)點。所以,公路橋梁一般盡可能采用上承式橋。上承式橋的不足之處是橋梁的建筑高度較大。因此,在建筑高度受嚴格限制的情況下,就應

25、采用下承式橋或中承式橋。2 2)下承式橋)下承式橋 是橋面布置在橋跨結構下面的橋梁。這種式樣橋的建筑,主要是為了使橋面減薄,既要保證橋下凈空,又要考慮橋面不升高以減小上橋坡度。3 3)中承式橋)中承式橋 考慮地形、標高等限制,把路面布置在橋跨結構中間的橋梁。4.6 4.6 以橋梁的活動性來分以橋梁的活動性來分 1)固定橋:橋梁固定在一定位置上不能活動的稱固定橋,常見的橋都屬于固定橋。 2)活動橋:又稱開啟橋。為了通航的河道上使大船能通骯,又要使橋面不能太高,從而節(jié)省兩岸引道和引橋等費用。故采取了使通航孔中的某一孔橋跨,在大船只通過時可活動開啟的形式。我國廣州、天津都有開啟橋。這種橋的開啟形式有

26、三種:立轉式、平轉式和直升式。天津市金湯橋 塘沽海門升降橋 芝加哥立轉橋 4.7 以橋梁的耐久程度分類1)永久式橋:橋梁的上部結構和墩臺都用磚石、混凝土、鋼筋混凝土或鋼材建成的橋。2)半永久式橋:上部結構用木材,下部結構則用磚石、混凝土或鋼筋混凝土建成的橋。3)臨時式橋:全部用木材建成的橋。因為木橋易腐爛,使用時間較短,故為臨時性的。 4.8 4.8 按跨越障礙的性質分類按跨越障礙的性質分類1)跨河橋:(如蘇通長江大橋) 2)跨海橋:(如杭州灣大橋)3)跨線橋:(跨越鐵路線、公路線(立交橋)等 )4)高架橋:(指擱在一系列狹窄鋼筋混凝土或圬工拱上,具有高支撐的塔或支柱,跨過山谷、河流、道路或其

27、他低處障礙物的橋梁) 5)立交橋:(道路的立體交叉)5 5 梁(板)橋梁(板)橋5.1 5.1 鋼筋混凝土梁橋的一般特點鋼筋混凝土梁橋的一般特點優(yōu)點 (1)19世紀70年代以來,建成了世界上第一座鋼筋混凝土橋梁,迄今,鋼筋泥凝土粱橋已有100余年的歷史,特別是半個多世紀以來的大量實踐,鋼筋混凝土梁橋不但在設計理論方面,而且在施工技術上都發(fā)展得比較成熟。 (2)就地取材。鋼筋混凝土中的大量砂、石材料易于就地取用,這就避免繁重的遠程運輸,并能降低造價。 (3)適應性。鋼筋混凝土可以根據需要澆筑成任意的結構形狀,通常能用就地澆注的施工方法建造鋼筋混凝土的曲線橋、斜交橋等。 (4)工業(yè)化施工。橋梁構件

28、可以在工廠內或在集中生產場地采用機械設備成批生產,不僅能提高構件的施工質量,而且大大減輕了工人操作的勞動強度,縮短施工工期。 (5)耐久性。通常鋼筋由混凝土保護而不致銹蝕的情況下,鋼筋混凝土的強度是與日俱增的。根據試驗證明,鋼筋混凝土結構在建筑20年后,混凝土的強度將比28天齡期增加3-4倍。因此,鋼筋混凝土橋梁不僅耐久性好,壽命長,養(yǎng)護極為簡便,而且還具有能適應日后車輛荷載增長的優(yōu)點。 (6)整體性。由鋼筋骨架與混凝土澆筑而成的鋼筋混凝土構件整體性好,因而它是抵抗地震、車輛動力作用等的良好的抗震結構。 (7)在建造城市橋時,能與周圍建筑物相協(xié)調,滿足建筑藝術的要求。缺點 (1)自重大,跨越能

29、力小是鋼筋混凝土橋梁最主要的缺點。通常鋼筋混凝土粱橋本身的自重占全部設計荷載的30-60,跨度愈大則自重所占的比值也顯著增大。鑒于材料強度大部分為結構本身的重量所消耗,這就大大限制了鋼筋混凝土梁式橋的跨越能力。 (2)鋼筋混凝土梁在正常使用狀態(tài)是帶裂縫工作,因此它的工作性能、耐久性能受到很大影響。 (3)就地澆筑的鋼筋泥凝土橋施工工期長,橋下交通受到阻塞,特別是在深水大河中修建整體式鋼筋混凝土橋梁時,支架和模板耗損木料很多,費用昂貴。 (4)在氣候寒冷地區(qū)以及在雨季建造整體的鋼筋混凝土橋梁時,在施工中會引起不少困難,混凝土質量也不易保證。除非采用蒸汽養(yǎng)生以及防雨措施等,但這樣會顯著增加造價。

30、顯然,上述的優(yōu)缺點都是與鋼橋、石橋等其他種類橋梁比較而言的。目前,為了節(jié)約鋼材,我國很少修建公路鋼橋,而建造圬工拱橋又費工費時,還要受到橋位處地形地質的限制。因此,在公路建設中,特別對于公路上最常遇到的跨越中小河流等障礙的情況,需要建造大量中小跨徑的鋼筋混凝土梁橋。 預應力混凝土可看作是一種預先儲存了足夠壓應力的新型混凝土材料。對混凝土施加預壓力的高強度鋼筋(或稱力筋),既是加力工具,又是抵抗荷載所引起構件內力的受力鋼筋。 預應力混凝土梁橋除了同樣具有鋼筋混凝土梁橋的優(yōu)點外,還有下述重要特點: (1)能最有效地利用現代的高強度材料(高強混凝土、高強鋼材)減小構件截面,顯著降低自重占全部設計荷載

31、的比重,增大跨越能力,并擴大混凝土結構的適用范圍。 (2)與鋼筋混凝土梁橋相比,一般可以節(jié)省鋼材30-40,跨徑愈大,節(jié)省愈多。 (3)全預應力混凝土梁在使用荷載下不出現裂縫,即使是部分預應力混凝土梁在常遇荷載下也無裂縫,鑒于能全截面參與工作,梁的剛度比通常開裂的鋼筋混凝土梁要大,因此,預應力混凝土梁可顯著降低建筑高度,使大跨徑橋梁做得輕柔美觀。由于能消除裂縫,擴大了對多種橋型的適應性,耐久性強。 5.2 預應力混凝土梁橋一般特點預應力混凝土梁橋一般特點 目前,預應力混凝土簡支梁的跨徑已達50-70m,懸臂梁、連續(xù)梁常用的跨徑為40-200m,最大跨徑已達到240m(日本濱名大橋)。5.3 梁

32、橋的主要類型及其適用條件5.3.1按結構體系分類 1)簡支梁橋 簡支梁墩臺的不均勻沉陷不會在梁內引起附加內力; 構造簡單,最易設計成各種標準跨徑的裝配式構件; 施工工序少,架設方便;在多孔簡支梁橋中,各跨的構造和尺寸劃一,從而能簡化施工管理工作并降低施工費用; 相鄰橋孔各自單獨受力,橋墩上需設置相鄰簡支粱的兩排支座,橋墩截面尺寸相對較大; 在多孔簡支梁橋中,因需設置較多伸縮縫,會影響行車舒適性。 鋼筋砼簡支梁經濟合理的跨徑在16m以下,為提高跨越能力,采用預應力混凝土結構,我國預應力混凝土簡支梁的標準跨徑在50m以下。 2) 連續(xù)梁橋 這種體系的主要特點是:承重結構(板、T形梁或箱粱)不間斷地

33、連續(xù)跨越幾個橋孔的結構。 連續(xù)孔數一般不宜過多,當橋梁跨徑較多時,需要沿橋長分建成幾組(或稱幾聯(lián))連續(xù)梁。 連續(xù)梁由于荷載作用下支點截面產生負彎矩,從而顯著減小了跨中的正彎矩,這樣可減小跨中的建筑高度,能節(jié)省鋼筋混凝土數量,跨徑增大時,這種節(jié)省就更加顯著。 連續(xù)梁通常適用于橋基良好的場合,否則,任一墩臺基礎發(fā)生不均勻沉陷時,橋跨結構內會產生附加內力。 預應力混凝土連續(xù)梁橋一般跨徑在30-150m之間。目前世界上最大跨徑的是日本濱名大橋,跨徑240m.我國最大的是南京長江二橋北汊橋,跨徑165m.連續(xù)梁橋均布荷載q均布荷載q 3)懸臂梁橋 僅一端懸出者稱為單懸臂梁,對于較長的橋,還可以借助簡支的

34、掛梁與懸臂梁一起組合成多孔橋;兩端均懸出者稱為雙懸臂粱。 與連續(xù)梁相比,跨中還要增加懸臂與掛梁間的牛腿、伸縮縫的構造復雜,在使用時,行車也不平順,較少采用。 混凝土懸臂梁世界上最大跨徑為150m,一般在100m以下。5.3.2 按承重結構的截面形式劃分 1)板式截面 板橋截面形式包括整體式矩形實心板、裝配式實心板和空心板。 2) 肋板式梁橋 在橫截面內形成明顯肋形結構的梁橋稱為肋板式梁橋,或簡稱肋梁橋。梁肋(或稱腹板)與頂部的鋼筋混凝土橋面板結合在一起作為承重結構。 肋梁橋分為整體式和裝配式,我國使用最多的是裝配肋梁式,特點是T型梁的翼板構成橋梁的行車道板,又是主梁的受壓翼緣,制造簡單,梁肋內

35、配筋做成鋼筋骨架,主梁之間借助橫隔梁連接,整體性好。不足之處是,截面形狀不穩(wěn)定,給運輸和安裝帶來不便。 3)箱形粱橋特點:(1)挖空率大,自重小,并且挖空部分能很好地適應布置管線等公共設施。(2)截面抵抗彎矩能力強,跨越能力大。(3)抗扭剛度也特別大,在偏心的荷載作用下各梁肋的受力比較均勻。對于寬橋,跨中無需設置橫隔板,適合于修建承受有扭矩的曲線橋、斜交橋。(4)頂板和底板都具有較大的混凝土面積,能有效地抵抗正負彎矩,并滿足配筋的要求,適用于較大跨徑的懸臂梁橋和連續(xù)梁橋。l支座的類型和構造 鋼筋混凝土和預應力混凝土梁式橋在橋跨結構和墩臺之間均需設置支座,其作用是: (1)傳遞上部結構的支承反力

36、,包括永久作用和可變作用引起的豎向力和水平力。 (2)保證結構在可變荷載、溫度變化、混凝土收縮和徐變等因素作用下的自由變形。 梁橋的支座按其作用分固定支座和活動支座兩種。固定支座用來固定橋跨結構在墩臺上的位置,并傳遞豎向壓力和水平力,保證主粱發(fā)生撓曲時在支承處能自由轉動?;顒又ё鶆t可以保證在溫度變化、混凝土收縮和在豎向荷載作用下結構不但能自由轉動,而且也能自由移動。我國當前在橋梁設計中采用了以下的幾種支座構造形式。1簡易墊層支座 對于跨徑小于5m的涵洞,標準跨徑在10m以內的簡支板橋和簡支梁橋,一般可以不設置專門的支座結構,而僅使上部結構的端部支承在油毛氈或石棉做成的墊層上或水泥砂漿墊層上,其

37、厚度應在壓實后不小于1cm。在肋板式橋梁中,其端部是利用端橫梁使橋的全部寬度均勻地支承在墊層上。 這種支座形式的自由伸縮性能不好,易引起上部結構端部和墩、臺帽混凝土的劈裂現象。因此,通常應將墩、臺頂部的前緣削成斜角,最好在梁端和墩、臺帽上的支承處設置1-2層鋼筋網予以加強。支座構造形式2弧形鋼板支座 標準跨徑在20m以內、支承反力在600kN以下的梁橋常采用這種型式的支座。它由兩塊厚約40-50mm的鑄鋼墊板制成,上面一塊是平的鋼墊板,下面一塊是頂面切削成圓弧形的鋼墊板,這樣就能保證支座可以自由轉動?;顒又ё梢匝劁搲|板接觸面移動,對于固定支座,尚需在上墊板上做成齒槽(或銷孔),在下墊板上焊以

38、齒板(或焊銷釘),安裝后使齒板嵌入齒槽(或銷釘伸入銷孔),以保證上、下墊板的位置固定,并且通過齒板(或銷釘)的抗剪來承受水平力作用。通常應使齒槽比齒板寬2mm,且齒板頂部應削斜,以便上墊板的自由轉動。當用銷釘固定時,釘徑也較銷孔小2mm,且伸出的釘頭也應做成頂部縮小的圓錐形。3橡膠支座橡膠支座是從20世紀50年代發(fā)展起來的一種橋梁支座。板式橡膠支座 常用的板式橡膠支座都用幾層薄鋼板或鋼絲網作為加勁層,它的活動機理是:用橡膠的不均勻彈性壓縮實現轉角;利用其剪切變形實現水平位移;由于橡膠片之間的加勁層能起阻止橡膠片側向膨脹的作用、從而顯著提高了橡膠片的抗壓強度和支座的抗壓剛度。這種支座常用于支承反

39、力小于5000kN的中等跨徑橋梁。鋼板橡膠盆式橡膠支座 近年來,盆式橡膠支座為在大、中跨橋梁上應用。盆式橡膠支座的主要構造特點有:一是將氯丁橡膠塊放置在凹形金屬盆內,由于橡膠處于有側限受壓狀態(tài),大大提高了支座的承載能力;二是利用嵌固在金屬盆頂面的聚四氟乙烯板與不銹鋼板相對摩擦系數小的特性,使活動支座能滿足梁的水平移動,梁的轉動也通過盆內橡膠塊的不均勻壓縮來實現。 目前我國生產的盆式橡膠支座豎向承載力為1000-5000kN,有效水平位移量40-250mm,支座的容許轉角為40。 盆式橡膠支座是由不銹鋼滑板、聚四氟乙烯板、鋼盆環(huán)、氯丁橡膠塊、鋼密封圈、鋼盆塞、橡膠彈性防水圈等組裝而成。使用經驗表

40、明,這種支座結構緊湊、摩擦系數小、承載能力大、重量輕、結構高度小、轉動及滑動靈活,成本較低。主要類型與構造:固定支座、多向活動支座和單向活動支座三種。6 6 拱橋拱橋6.1 6.1 拱橋的受力特點拱橋的受力特點 簡支梁截面作用有豎向剪力Q0和彎矩M0,故是受彎為主的構件。而拱的彎矩M M0-Hy,較梁大為減小,而且截面上還有強大的軸向壓力N,故拱是以受壓為主的壓彎構件。所以,拱橋可以充分利用抗壓性能好而抗拉性能差的圬工材料來建筑。 從梁、拱截面所產生的應力分析,梁體中性軸以下的截面是受拉區(qū),當下緣應力達到極限時,中性軸處的應力還很小,應力分布極不均勻,材料強度不能充分發(fā)揮。而拱由于軸向壓力的作

41、用使大部分截面處于受壓區(qū),應力分布均勻,可以充分利用材料的抗壓強度。如果拱的軸線取得合理,能使拱體只承受軸向壓力。 由于拱具有上述受上特點,所以拱橋可以利用鋼、鋼筋混凝土、混凝土、石、磚等材料修建,用磚、石、混凝土等圬工材料修建的拱橋,稱圬工拱橋。6.2 6.2 適用范圍適用范圍 1)地基條件好的山區(qū),可就地取材,因地制宜發(fā)揮拱橋自身優(yōu)勢; 2)城市、風景區(qū)、側重美學要求而選用拱橋; 3)較大跨徑橋梁的競爭方案。在80-200m的跨徑范圍,拱橋方案是頗具競爭力的。 拱橋剛柔相濟,富于美學內涵與民族風情。與連續(xù)梁橋、鋼橋相比,可節(jié)省較多鋼材,維護費用低;與斜拉橋相比,設計施工較容易,結構抗風穩(wěn)定

42、性強。6.3 拱橋的優(yōu)缺點拱橋的優(yōu)缺點 1)跨越能力較大。由于拱的截面應力分布遠比梁均勻,故能較充分的發(fā)揮全截面材料的抗力性能,跨越能力較大。目前在世界上,石、鋼筋混凝土、鋼管混凝土、鋼拱橋的跨徑分別達到155、420、460、552. 2)材料適應性強。拱是受壓為主的結構,故抗壓能力強而抗拉能力差的石、混凝土等圬工材料可用于拱橋修建。 3)節(jié)約鋼材。與鋼橋、鋼筋混凝土梁橋比,可節(jié)約大量鋼材。 4)橋型美觀。拱橋的美,得益于大孔主拱與小孔腹拱的合理比例,拱體曲線與橋面直線的協(xié)調配合和遠山近水、城市風華的映襯烘托。 5)耐久性好,養(yǎng)護維修費用省。 6)自重較大,結構比梁橋復雜。平直的橋面系不可能

43、直接布置在曲線拱上,需要拱上建筑來過渡。 7)建筑高度大。由于矢高的存在,大大提高了拱橋橋面標高,導致兩岸接線引道工程量增大,這對于城市與平原地區(qū),問題尤為突出。如果采用下承式,建筑高度大大減小。 8)下部結構負擔重,對地基要求高。 9)修復困難。拱橋結構復雜,破壞后搶修困難。6.4 6.4 拱橋的主要類型拱橋的主要類型拱橋建橋材料圬工拱橋,鋼筋混凝土拱橋,鋼拱橋拱軸線型式圓弧拱橋,拋物線拱橋,懸鏈線橋橋面位置上承式拱橋,中承式拱橋,下承式拱橋主拱圈截面形式拱上建筑形式實腹式拱橋,空腹式拱橋板拱橋,肋拱橋,雙曲拱橋,箱形拱橋6.4.1 按照主拱的截面形式分類(1)板拱橋 如果主拱的橫截面是整塊

44、的實體矩形截面橋。板供橋是最古老的拱橋形式,由于它構造簡單,施工方便,至今仍在使用 由于在截面積相同的條件下,實體矩形截面比其他形式截面的抵抗彎矩小,在有彎矩作用時,材料的強度沒有得到充分的利用。如果要獲得與其他形式截面相同的截面抵抗矩,板拱就必須增大截面積,這就相應地增加了材料用量和結構自重,故采用板拱是不太經濟的。(2)肋拱橋 為了節(jié)省材料,減輕結構自重,必須充分利用材料的強度,以較小的截面積獲得較大的截面抵抗矩,將整塊的矩形實體截面劃分成兩條(或多條)分離式的肋,以加大拱的高度,這就形成由幾條肋形成的拱橋,稱為肋拱橋。肋拱橋的拱肋可以是矩形、箱形或工字形截面。肋拱橋材料用量一般比板拱橋經

45、濟,但構造比板拱橋復雜。 (3)雙曲拱橋 主拱圈的橫截面是由數個橫向小拱組成,使主拱圈在縱向及橫向均呈曲線形,故稱之為雙曲拱橋。 雙曲拱截面的抵抗矩比相同截面積的實體板拱圈要大,因此可節(jié)省材料,結構自重力小,特別使它的預制部件分得細,吊裝質量輕。雙曲拱橋在公路橋梁上獲得過較廣泛的應用,但由于其截面組成劃分過細,整體性較差,建成后出現裂縫較多。 (4)箱形拱橋 將實體的板拱截面挖空成空心箱形截面,則稱為箱形拱或空心板拱。由于截面挖空,使箱形拱的截面抵抗矩較相同截面積的板拱的截面抵抗矩大很多,從而大大減小彎矩引起的應力,節(jié)省材料較多??梢杂娩摻罨炷粱蜾摻ㄔ斓囊环N形式的拱橋。鋼筋混凝土箱形拱截面挖

46、空率可達百分之五十到百分之七十,與板拱相比可大量減少圬工體積,減輕重量,節(jié)省上下部結構的造價。鋼箱形拱外形比較簡單,一般采用二片箱形拱肋。 6.5 6.5 拱橋的組成拱橋的組成 拱橋同其他橋梁一樣,也是由橋跨結構(上部結構)及下部結構兩大部分組成。 常用的上承式拱橋,橋跨結構是由主拱圈(肋、箱)簡稱主拱及拱上建筑構成。主拱圈(助、箱)是拱橋的主要承重構件,承受橋上的全部作用,并通過它把作用傳遞給墩臺及基礎。由于主拱圈是曲線形,一般情況下車輛都無法直接在弧面上行駛,所以在行車道系與主拱圈之間需要有傳遞壓力的構件或填充物,以使車輛能在平順的橋道上行駛。這些主拱圈以上的行車道系和傳力構件或填充物稱為

47、拱上建筑。拱上建筑可做成實腹式或空腹式,相應稱為實腹式拱橋或空腹式拱橋。 拱橋的下部結構由橋墩、橋臺及基礎等組成,用以支撐橋跨結構,將橋跨結構的作用傳至地基。橋臺還起與兩岸路堤相連接的作用,使路橋形成一個協(xié)調的整體。 6.6 6.6 拱橋的上部構造拱橋的上部構造6.6.1 主拱圈的構造 主拱圈是拱橋的承重結構,由于它主要承受壓力,故般采用圬工材料建筑。1)板拱橋的主拱圈 它的其橫截面為實體矩形。這種主拱圈一般采用粗料石、塊石或片石砌筑。石料強度等級不得小于MU50,砌筑用的砂漿強度等級,對于大中跨徑的拱橋,不得小于M10;對于小跨徑拱橋,不得小于M7.5。 當拱厚度不大時,可采用單層拱石砌筑;

48、當拱厚較大時,宜采用2-4層砌筑,并應縱、橫錯縫,錯縫間距不小于10cm.2)肋拱橋的主拱圈 將板橋拱縱向劃分成兩條或多條彼此分離,高度較大的拱肋,肋與肋之間由橫系梁連接,這樣就形成了肋拱橋的主拱圈。它通常是由混凝土或鋼筋混凝土做成,適用于大、中跨拱橋。3)雙曲拱橋主拱圈 在上述相鄰拱肋之間,除設橫向聯(lián)系外,還放置拱波,并在拱肋與拱波之上現澆使二者結為一體的混凝土拱板,這樣就形成了雙曲拱橋的主拱圈。這種主拱圈在縱、橫橋向均呈曲線形。 拱肋多為鋼筋混凝土結構,中小型雙曲拱橋也有采用石砌拱肋的。拱波一般為圓弧形,用混凝土預制而成。拱板就是拱波上的現澆混凝土層。橫向聯(lián)系有拉桿、橫系梁和橫隔板等。6.

49、6.2 拱上建筑的構造拱上建筑的構造拱上建筑通常采用實腹式和空腹式兩種做法。1)實腹式拱上建筑的構造 實腹式拱上建筑由拱背填料、側墻、護拱以及變形縫、防水層、泄水管和橋面系等組成。 拱背填料有填充式和砌筑式兩種。填充式拱上建筑的材料盡量就地取材,透水性要好,土壓力要小,一般采用礫石、碎石、粗砂或砂卵石等料,分層填實。若上述材料不易取得或地質條件較差時,則可用砌筑式,即用干砌圬工或澆筑素混凝土作為拱背填料。 拱背兩側側墻主要起圍護拱腹上的散粒填料,設置在拱圈兩側,一般用漿砌塊、片石,若從美觀考慮,可用粗料石鑲面。對混凝土或鋼筋混凝土板拱,也可用鋼筋混凝土護壁式側墻。這種側墻可以與主拱澆筑為一體,

50、其內配置的堅向受力鋼筋應伸入拱圈內一定長度。側墻一般承受填料的土側壓力和車輛作用下的土側壓力,故按擋土墻進行設計。對于漿砌圬工側墻,一般頂面為50-70cm,向下逐漸增厚,墻腳厚度取用墻高的0.4倍。側墻與墩、臺間必須設伸縮縫分開。 護拱設于拱腳段,以便加強拱腳段的拱圈,同時,便于在多孔拱橋上設置防水層和泄水管,通常采用漿砌片、塊石結構。2 2)空腹式拱上建筑)空腹式拱上建筑 大、中跨徑的拱橋,特別是當矢高較大時,實腹式拱上建筑的填料用量多,重量大,因而以采用空腹式拱上建筑為宜??崭故焦吧辖ㄖ话阕龀蓹M向腹孔的型式。 空腹式拱上建筑除具有實腹式拱上建筑相同的構造外,還具有腹孔和支承腹孔的墩柱。

51、空腹式拱上建筑的腹孔通常對稱布置在主拱上建筑高度所容許的自拱腳向拱頂一定范圍內,一般在半跨內以14-13為宜,孔數以3-6跨為宜。腹孔腹孔墩腹孔的布置都是對稱的,每邊3-6孔,視主拱圈的跨徑大小而定。腹拱大多做成等跨的形式,不僅對腹孔墩的受力有利,而且便于施工。拱上建筑的構造還包括伸縮縫和變形縫、橋面排水和防水等的構造。6.6.3 6.6.3 伸縮縫和變形縫伸縮縫和變形縫 主拱圈在材料收縮及溫度變化作用下,其拱軸線將對稱地升高或下降;在一切作用下將產生對稱或不對稱的變形,而拱上建筑也隨主拱圈的變形而變形。因此,為避免拱上建筑不規(guī)則開裂,以保證結構的安全使用和耐久性,除在設計上應作考慮外,拱上建

52、筑的構造必須適應主拱圈的變形,故用設置伸縮縫及變形縫來使拱上建筑與墩、臺分離,并使拱上建筑和主拱圈一起自由變形。 對實腹式拱橋,在主拱圈拱腳的上方設置伸縮縫,縫寬2-3cm,直線布置,縱向貫通側墻全高,橫橋向貫通全橋,從而使拱上建筑與主拱圈一起自由變形。 在2-3cm的伸縮縫縫內填料,可用鋸末瀝青,按1:1重量比制成預制板,施工時嵌人縫內。上緣一般作成能活動而不透水的覆蓋層??p內填料亦可采用瀝青砂等其他材料。7 7 橋梁的下部構造橋梁的下部構造 橋梁的橋墩(臺)主要由墩(臺)帽、墩(臺)身和基礎三部分組成。橋梁常用的墩、臺按其形式大體上可比分為重力式墩臺和輕型墩臺兩大類。7.1 橋墩的一般類型

53、及適用條件橋墩的一般類型及適用條件1)重力式橋墩 梁橋和拱橋的重力式橋墩除了在墩帽構造上有所差別外,其它部分的構造外形大致相同。這類橋墩的主要特點是靠自身重量來平衡外力而保持其穩(wěn)定。因此、墩身比較厚實,可以不用鋼筋,而用天然石材或片石混凝土砌筑。它適用于地基條件良好而漂浮物較多的河流。它的缺點是圬工體積大,因而其自重和阻水面積也大。 2 2)輕型橋墩)輕型橋墩輕型橋墩材料:可用鋼筋混凝土、少量配筋的混凝土材料為主,但也有一些輕型墩臺通過驗算后,可以用石料砌筑。優(yōu)點:顯著減少了圬工體積缺點:抗沖擊力、防撞能力較差適用范圍:不宜用在流速大并夾有大量泥沙的河流或可能有船舶、冰、漂流物撞擊的河流中;一

54、般用于中小跨徑橋梁上 1)梁橋重力式橋墩 (1)墩帽 墩帽的強度要求較高,一般都用C18以上的混凝土或鋼筋混凝土做成,設置在橋墩的頂部。墩帽的厚度,大跨徑橋不小于40cm;中、小跨徑不小于30cm。其頂面應做成110的排水坡,墩帽四周應挑出5-10cm的檐口作為滴水。(2)墩身墩身是橋墩的主體。重力式橋墩墩身的頂寬,小跨徑橋不宜小于80cm,中跨徑橋不宜小于100cm;大跨徑橋的墩身頂寬,視上部構造類型而定。側坡一般采用20:1-30:1,小跨徑橋的橋墩也可采用直坡。墩身用C13或大于C13混凝土澆筑,或用漿砌塊石和料石,也可用混疑土預制塊砌筑。7.2 橋墩的構造橋墩的構造2)拱橋重力式橋墩

55、它與梁橋的重力式橋墩基本相同。拱橋橋墩的拱座相當于粱橋橋墩的墩帽。它是直接支承拱圈的部分,承受較大的拱圈壓力,應用較高強度的塊石、整體式混凝土或混凝土預制塊砌筑。肋拱橋的拱座要用高強度混凝土及鋼筋網加固。裝配式肋拱及雙曲拱的拱座常預留槽口,拱肋插入槽口內,再澆灌混凝土封固,以增強主拱圈與橋墩的嵌固。3)梁橋輕型橋墩 (1)鋼筋混凝土薄壁橋墩:鋼筋混凝土薄壁橋墩墩身可以做得很薄(30-50cm),圬工數量比重力式橋墩可節(jié)省70左右,且施工方便,外型美觀,過水性良好,適用于地基土軟弱的地區(qū)。它的缺點是鋼筋用量比較多,墩身剛性小,僅適用于墩高小于6-7m,無強大流冰和漂浮物的河流中。(2)柱式橋墩:

56、柱式橋墩是公路橋梁中采用較多的橋墩型式之一。組成包括承臺、柱式墩身和蓋梁。從外型上可以將柱式橋墩分為單柱式、雙柱式、啞鈴式和混合柱式橋墩。柱式橋墩適合于許多場合和各種地質條件。且施工方便,墩身剛度大,柱內鋼筋用量也不多。它能減輕墩身重量,節(jié)約圬工材料,而且外形較為美觀。(3)柔性墩:一般指的是用較小截面的預制鋼筋混凝土方樁、圓樁或鉆孔灌柱樁組成單排架或雙排架形式的橋墩。它只適用于在低淺寬灘河流上,通航要求低和流速不大的水網地區(qū)河流上修造小跨徑橋梁時采用。4)拱橋輕型橋墩 拱橋所用的輕型橋墩,一般為配合鉆孔灌注樁基礎的樁柱式橋墩,它與梁橋的樁柱式橋墩非常相似。主要差別是:在梁橋的蓋梁(墩帽)上設

57、置支座,而拱橋的墩帽則是拱座。1)重力式橋臺 重力式橋臺主要靠自重來平衡臺后的土壓力。橋臺臺身多數由石砌、片石混凝土或混凝土等圬工材料建造,并采用就地澆筑的方法施工。 重力式橋臺包括U型、埋置式、八字式和一字式橋臺等。7.3 7.3 橋臺的類型和構造橋臺的類型和構造U型橋臺是由臺帽(拱座)、臺身和基礎三部分組成。U型橋臺的優(yōu)點是構造簡單可以用混凝土或片、塊石砌筑。適用于填土高度在4-10m的橋;缺點是圬工體積較大,自重大,對地基的要求高。U形橋臺側墻間填土易于積水結冰凍脹,使側墻產生裂縫,所以宜用滲水性較好的土填筑,并設置較完善的排水設備如隔水層及臺后排水盲溝,避免填土中積水。埋置式橋臺當路堤

58、填土較高(6-8m)時,可采用埋置式橋臺。它是將臺身埋置在錐形護坡中,只露出臺帽以安置支座及上部構造。埋置式橋臺一般都帶有耳墻,耳墻起著擋土和與路堤銜接的作用。這種橋臺可用石料、混凝土和鋼筋混凝土修建。優(yōu)點:圬工數量較省,自重較小缺點:溜坡伸入橋孔壓縮了河道,有時需要增加橋長適用范圍:適用于橋頭為淺灘、溜坡受沖刷較小、填土高度在10m以下的中等跨徑的多跨橋中使用八字式和一字式橋臺翼墻位于橋臺兩側,多采用八字形和一字形,一般將臺身與翼墻分開,其間設變形縫。翼墻的作用是:擋住橋臺兩側的路基填土,確保橋頭路基穩(wěn)定,并引導水流順暢地進入橋孔。帶翼墻的橋臺主要用于公路橋梁。2)輕型橋臺梁橋輕型橋臺(1)

59、鋼筋混凝土薄壁橋臺:是由扶壁式擋土墻和兩側的薄壁側墻所構成。擋土墻由厚度不小于15cm(一般為15-30cm)的前墻和間距為2.5-3.5m的扶壁所組成。臺頂由豎直小墻和支于扶壁上的水平板構成,以支承橋跨。側墻由兩個邊扶壁構成。這種橋臺不僅可以減少圬工體積40-50,同時因自重輕而減小了對地基的壓力,故適用于軟弱地基的條件,但其構造和施工比較復雜,并且鋼筋用量也較多。(2)設有支撐粱的輕型橋臺:這種橋臺的特點是:臺身為直立的薄壁墻,臺身兩側有翼墻(耳墻)。在兩橋臺下部設鋼筋混凝土支撐梁,上部結構與橋臺通過錨栓連接,并借助兩端橋臺后的土壓力來保持穩(wěn)定。3)拱橋輕型橋臺(1)空腹式橋臺:適用于軟弱

60、地基而橋臺本身不高的空腹式拱橋。它由前墻、后墻、基礎板和撐墻等部分組成。前墻承受拱圈傳來的荷載,后墻支承臺后土壓力。在前后墻之間加設撐墻3-4道,在平面上形成日字形或目字形。撐墻是前后墻間的傳力構件,又是后墻的扶壁和基礎板的加勁構件。上下游的邊撐墻還起著擋土的作用。為了方便人員上下河岸,邊撐墻頂面可作成階梯形。(2)齒檻式橋臺;它由前墻、側墻、底板和撐墻幾部分組成。其結構特點是:基底面積較大,可以支承一定的垂直壓力;底板下的齒檻可以增加摩擦和抗滑的穩(wěn)定性;臺背做成斜擋板,利用它背面的原狀土和前墻背面的新填土,共同平衡拱的水平推力;前墻與后墻板之間的撐墻可以提高結構的剛度。齒檻的寬度和深度一般不

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