第三章-市政橋梁工程(3)

1、 2、橫隔梁 橫隔梁的作用 橫隔梁起著聯(lián)系各主梁、增強全橋整體性的作用，保證作用在橋面上的車輛荷載對主梁有良好的橫向分配。 橫隔梁一般設(shè)在跨中、支點處； 橫隔梁一般按奇數(shù)設(shè)計，截面形式通常做成肋板式截面，肋寬常用0.120.20m。梁式橋的橋面構(gòu)造通常包括行車道鋪裝、防水和排水系統(tǒng)、伸縮裝置、人行道(或安全帶)、欄桿和照明燈柱等。3、橋面布置與構(gòu)造橋面一般構(gòu)造橋面構(gòu)造直接與車輛、行人接觸，它對橋梁功能的正常發(fā)揮、主要結(jié)構(gòu)的保護、車輛和行人的安全以及橋梁的布局和美觀都非常重要。尤其是現(xiàn)代化高速交通體系的迅猛發(fā)展，更顯示了它的重要性。橋面構(gòu)造工程量小，但項目繁雜。 橋面的布置 橋面布置根據(jù)道路的等

2、級、橋梁的寬度、行車要求等條件確定，混凝土梁式橋有雙向車道、分車道和雙層橋面布置等形式。 1雙向車道布置 是指行車道的上下行交通布置在同一橋面上，上、下行交通由畫線分隔，沒有明顯的界限。橋梁上允許機動車和非機動車同時通過，有的采用畫線分隔。由于在橋梁上同時存在上下行機動車和非機動車，因此，車輛在橋梁上只能中速或低速行駛。 2分車道布置 行車道分上下行，橋面上按分隔式布置，設(shè)置分隔帶或采用分離式主梁，使上下行車道分隔布置，上下行交通分隔、互不干擾，提高了車輛和行人的通行能力，便于交通管理。但是，在橋面布置上要增加一些附屬設(shè)施，橋面的寬度相應(yīng)地要加寬些。3雙層橋面布置是指橋梁結(jié)構(gòu)在空間上可以提供兩

3、個不在同一平面上的橋面構(gòu)造，一般鋼橋采用較多。雙層橋面布置，可以使不同的交通嚴格分道行駛，便于交通管理。同時，在滿足同樣交通要求時，可以充分利用橋梁凈空，減小橋梁寬度，縮短引橋長度，達到較好的經(jīng)濟效益。 橋面鋪裝也稱行車道鋪裝，是車輪直接作用的部分。橋面鋪裝的主要作用在于防止車輛輪胎或履帶直接磨耗行車道板，保護主梁免受雨水侵蝕，并對車輛輪重的集中荷載起分布作用。 鋼筋混凝土和預(yù)應(yīng)力混凝土梁橋的橋面鋪裝可采用水泥混凝土、瀝青混凝土、瀝青表面處治。水泥混凝土和瀝青混凝土橋面鋪裝用得較廣，能滿足各項要求。水泥混凝土鋪裝的耐磨性能好，適合重載交通，但養(yǎng)生期長，以后修補較麻煩。瀝青混凝土橋面鋪裝維修養(yǎng)護

4、方便，但易老化和變形。橋面鋪裝防水排水系統(tǒng)為滿足行車安全、舒適，防止橋面結(jié)構(gòu)被水浸泡，橋梁應(yīng)設(shè)置防水和排水設(shè)施。橋面防水采用橋跨結(jié)構(gòu)頂面設(shè)置防水層；橋梁排水采用設(shè)置縱坡和橋面橫坡及排水設(shè)施。 橋面設(shè)置縱橫坡，以便順利排除雨水，防止或減少雨水滲入橋面鋪裝層，從而保護了行車道板，延長了橋梁的使用壽命。在平原地區(qū)，可以在滿足橋下通航凈空要求的前提下，降低墩臺標高，減少引橋長度或橋頭引道土方量，從而節(jié)省工程費用。橋面的縱坡一般都做成雙向縱坡，縱坡一般以不超過3-4%為宜。 橋面的橫坡，一般采用1.5-3,多采用拋物線形縱橫坡橋面排水設(shè)施縱坡大于2%，橋長小于50m，不設(shè)專門的泄水管道；縱坡大于2%，橋

5、長大于50m，12-15m設(shè)置泄水管；縱坡小于2%，6-8m設(shè)置泄水管。泄水孔排列方式對稱式梅花式或錯列內(nèi)徑：一般為100150mm。高速和一級公路，一般為150mm間距在45m泄水管沿行車道邊緣布置泄水管布于人行道下跨越公路、鐵路、通航河流的橋梁以及城市橋梁，設(shè)封閉式的排水系統(tǒng)1泄水漏斗；2泄水管；3鋼筋混凝土斜槽；4橫梁；5縱向排水管；6支承結(jié)構(gòu)；7懸吊結(jié)構(gòu)；8支柱；9弧形箍；10吊桿泄水管材料：一般采用鑄鐵、鋼材、鋼筋混凝土及塑料（聚氯乙烯PVC或聚乙烯PE）等防水層防水混凝土位于非冰凍地區(qū)的橋梁需作適當(dāng)?shù)姆浪畷r，可在橋面板上鋪筑8-10cm厚的防水混凝土作為鋪裝層。防水混凝土的標號一般

6、不低于橋面板混凝土的標號，其上一般可不另設(shè)面層，但為延長橋面的使用年限，宜在上面鋪筑2cm厚的瀝青表面處治作為可修補的磨耗層。貼式防水層 設(shè)在低標號混凝土排水三角墊層上面，其做法是：先在墊層上用水泥砂漿抹平，待硬化后在其上涂一層熱瀝青底層，隨即貼上一層油毛氈(或麻袋布、玻璃纖維織物等)，上面再涂一層瀝青膠砂，貼一層油毛氈，最后再涂一層瀝青膠砂。這種所謂“三油二氈”的防水層，其厚度約為1-2cm。為了保護貼式防水層不致因鋪筑和翻修路面而受到損壞，在防水層上需用厚約4cm，標號不低于C20的細骨料混凝土作為保護層。等它達到足夠強度后、再鋪筑瀝青混凝土或水泥混凝土鋪裝層。 這種防水層的造價高，施工也

7、麻煩費時，故應(yīng)根據(jù)建橋地區(qū)的氣候條件，橋梁的重要性等，在技術(shù)和經(jīng)濟上作論證后采用。使用要求1.能夠適應(yīng)橋梁溫度變化所引起的伸縮。2.橋面平坦，行駛性良好的構(gòu)造。3.施工安裝方便，且與橋梁結(jié)構(gòu)聯(lián)為整體。4.具有能夠安全排水和防水的構(gòu)造。5.承擔(dān)各種車輛荷載的作用。6.養(yǎng)護、修理與更換方便。7.經(jīng)濟價廉。橋梁伸縮裝置 目的為了保證橋跨結(jié)構(gòu)在氣溫變化、活載作用、混凝土收縮與徐變等因素的作用下變形的需要，一般應(yīng)在兩梁端之間以及在梁端與橋臺背墻之間設(shè)置橫向的伸縮縫。伸縮縫處的欄桿和橋面鋪裝都要斷開。 常用的伸縮縫有： 鋅鐵皮伸縮縫、鋼板式伸縮縫、橡膠伸縮縫、數(shù)模式伸縮縫等。 設(shè)計伸縮量為0-180mm，

8、其結(jié)構(gòu)特點是上部為硫形鋼板，下部為異性鋼，綜合了梳齒板形伸縮裝置及模數(shù)式伸縮裝置的優(yōu)點，特別適用于舊橋改造及預(yù)留槽口深度受到限制的中小橋梁.鋼板梳齒型伸縮縫裝置，設(shè)計容許伸縮量401000mm適用于各種不現(xiàn)梁體結(jié)構(gòu);有自動清渣功能;具有極好的防水、防塵性能;橋梁SF伸縮裝置與路面整體性能好.1、考慮耐久性要求，型鋼材質(zhì)選用耐候鋼，在鋼中加入合金元素，在耐候鋼表面開成保護層，提高了鋼材的耐候性能。2、型鋼開口朝上，便于防水橡膠條的安裝和更換4、防水橡膠條頂面始終與型鋼頂面平齊，既滿足伸縮性能，又能起到自動排碴作用安全帶 對于不設(shè)人行道的橋梁，為了保證交通安全，在行車道邊緣應(yīng)設(shè)置高出行車道的帶狀構(gòu)

9、造物，即安全帶。對于一般的公路橋梁，安全帶的寬度不少于0.25m，高度為0.25-0.4m。安全帶按照施工方法劃分為就地澆注式和預(yù)制拼裝式兩種。欄桿和燈柱 橋梁欄桿設(shè)置在人行道上，其功能主要是防止行人和非機動車輛掉落橋下。其設(shè)計應(yīng)符合受力要求，并注意美觀，高度通常為0.9-1.2m。應(yīng)注意，在靠近橋面伸縮縫處，所有的欄桿均應(yīng)斷開，使扶手與柱之間能自由變形。 欄桿常用混凝土、鋼筋混凝土、金屬或金屬與混凝土混合材料制作。按欄桿的使用目的可分為人行道欄桿和防撞欄桿(防撞護欄)。欄桿防撞護欄高速公路、一級公路上的橋梁則必須設(shè)置護欄。護欄的作用：1）封閉沿線兩側(cè)；2）誘導(dǎo)視線；3）吸收碰撞能量、使失控車

10、輛恢復(fù)原行駛方向，防止其跌落橋下。 照明燈柱可以設(shè)在欄桿扶手的位置上，在較寬的人行道上也可設(shè)在靠近緣石處。照明燈一般高出車道8-12m。鋼筋混凝土燈柱的柱腳可以就地澆筑并將鋼筋錨固于橋面中。鑄鐵燈柱柱腳可固定在預(yù)埋的錨固螺栓上。照明以及其他用途所需的電信線路等，通常都從人行道下的預(yù)留孔道內(nèi)通過。燈柱二、拱橋上部構(gòu)造 一、概述 1、拱橋與梁橋的區(qū)別 （1）外形上的不同； （2）兩者受力在原則上不同。 2、拱橋的特點 （1）優(yōu)點： 跨越能力大 原材料來源廣泛 耐久性好，維護費用少 外型美觀 二、拱橋上部構(gòu)造 （2）缺點 自重大，對地基處理要求高 多拱連續(xù)橋受力設(shè)置復(fù)雜 地面平坦地區(qū)修建拱橋，對通行

11、不利 施工工期長，耗費人工二、拱橋上部構(gòu)造 3、有關(guān)拱橋的相關(guān)名詞術(shù)語 拱頂、拱腳、拱軸線、拱背、拱腹、起拱線、矢跨比。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，箱形拱橋拱軸線選擇形狀直接影響主拱截面內(nèi)力的分布與大小，選擇拱軸線的原則，也就是盡可能降低由于荷載產(chǎn)生的彎矩值。圓弧線懸鏈線拋物線小跨拱橋?qū)嵏构皹蚩崭构皹蚶硐牍拜S線僅承受壓力，無彎矩和剪力作用。合理拱軸線荷載壓力線盡量接近理想拱軸線。拱軸線的選擇結(jié)構(gòu)體系分簡單體系拱

12、橋：三鉸拱，兩鉸拱，無鉸拱三鉸拱兩鉸拱無鉸拱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的實體矩形截面橋。板供橋是最古老的拱橋形式，由于它構(gòu)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(yīng)地增加了材料用量和結(jié)構(gòu)自重，故采用板拱是不太經(jīng)濟的。(2)肋拱橋 為了節(jié)省材料，減輕結(jié)構(gòu)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

13、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(jīng)濟，但構(gòu)造比板拱橋復(fù)雜。 (3)雙曲拱橋 主拱圈的橫截面是由數(shù)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(jié)構(gòu)自重力小，特別使它的預(yù)制部件分得細，吊裝質(zhì)量輕。雙曲拱橋在公路橋梁上獲得過較廣泛的應(yīng)用，但由于其截面組成劃分過細，整體性較差，建成后出現(xiàn)裂縫較多。 構(gòu)思獨特，充分發(fā)揮雙曲拱橋構(gòu)造特點，組合拼裝成三叉形的雙曲拱橋。1969江蘇無錫民主橋(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

14、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(yīng)力，節(jié)省材料較多。可以用鋼筋混凝土或鋼建造的一種形式的拱橋。鋼筋混凝土箱形拱截面挖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(jié)構(gòu)的造價。箱形截面構(gòu)造復(fù)雜，制作要求高，一般只在跨徑在50m以上的拱橋采用箱形截面。A.板拱B.肋拱C.雙曲拱D.箱形拱上承式中小跨拱橋上承式中小跨拱橋中、下承式大中跨拱橋上承式大中跨拱橋斷面適用范圍上承式拱橋的基本組成1、上部結(jié)構(gòu)：（1）主拱圈：主要承重構(gòu)件（2）拱上建筑：橋面系和傳力構(gòu)件或填充物2、下部結(jié)構(gòu)：橋墩、橋臺、基

15、礎(chǔ) 常用的上承式拱橋，橋跨結(jié)構(gòu)是由主拱圈(肋、箱)簡稱主拱及拱上建筑構(gòu)成。主拱圈(助、箱)是拱橋的主要承重構(gòu)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(chǔ)。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(gòu)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(gòu)件或填充物稱為拱上建筑。拱上建筑可做成實腹式或空腹式，相應(yīng)稱為實腹式拱橋或空腹式拱橋。 拱橋的下部結(jié)構(gòu)由橋墩、橋臺及基礎(chǔ)等組成，用以支撐橋跨結(jié)構(gòu)，將橋跨結(jié)構(gòu)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(diào)的整體。拱橋的上部構(gòu)造主拱圈的構(gòu)造 主

16、拱圈是拱橋的承重結(jié)構(gòu)，由于它主要承受壓力，故般采用圬工材料建筑。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(dāng)拱厚度不大時，可采用單層拱石砌筑；當(dāng)拱厚較大時，宜采用2-4層砌筑，并應(yīng)縱、橫錯縫，錯縫間距不小于10cm.五角石及混凝土拱座、底梁 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。（1）矩形：構(gòu)造簡

17、單、施工方便（2）工字形： 適用：大、中跨徑（3）箱型： 適用：跨徑大，橋面寬（4）管形： 適用：鋼管混凝土拱橋雙曲拱橋主拱圈 在上述相鄰拱肋之間，除設(shè)橫向聯(lián)系外，還放置拱波，并在拱肋與拱波之上現(xiàn)澆使二者結(jié)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(jié)構(gòu)，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(yù)制而成。拱板就是拱波上的現(xiàn)澆混凝土層。橫向聯(lián)系有拉桿、橫系梁和橫隔板等。雙曲拱拱肋截面形式拱肋一般為預(yù)制的鋼筋混凝土構(gòu)件，分段數(shù)目和長度取決于橋梁跨徑大小、運輸設(shè)備和吊裝能力。接頭不宜布置于拱頂，布置于拱肋自重作用下彎矩最

18、小的地方，一般在跨徑的0.3倍附近。一般分為三段。當(dāng)跨徑超過80m，可分為5段。拱上建筑的構(gòu)造拱上建筑通常采用實腹式和空腹式兩種做法。實腹式拱上建筑的構(gòu)造 實腹式拱上建筑由拱背填料、側(cè)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(zhì)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(cè)側(cè)墻主要起圍護拱腹上的散粒填料，設(shè)置在拱圈兩側(cè)，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

19、用鋼筋混凝土護壁式側(cè)墻。這種側(cè)墻可以與主拱澆筑為一體，其內(nèi)配置的堅向受力鋼筋應(yīng)伸入拱圈內(nèi)一定長度。側(cè)墻一般承受填料的土側(cè)壓力和車輛作用下的土側(cè)壓力，故按擋土墻進行設(shè)計。對于漿砌圬工側(cè)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(cè)墻與墩、臺間必須設(shè)伸縮縫分開。 護拱設(shè)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(shè)置防水層和泄水管，通常采用漿砌片、塊石結(jié)構(gòu)?？崭故焦吧辖ㄖ?大、中跨徑的拱橋，特別是當(dāng)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(gòu)造外，還具有腹孔和支承腹孔的墩柱。空腹式拱上建筑的腹孔通常對稱布置在主拱圈兩側(cè)，腹拱跨徑選用2.5-5.5m,矢跨比1/2-1/6，不宜大于主拱圈跨徑的1/8-1/15；孔數(shù)以