橋梁工程的知識(shí)

1、 第 4.5 節(jié)一. 橋梁工程的概念指供公路、城市道路、鐵路、渠道、管線等跨越水體、山谷或彼此間相互跨越的工程構(gòu)筑物，是交通運(yùn)輸中重要的組成部分。二. 現(xiàn)代橋梁的組成主要組成部分是.橋跨結(jié)構(gòu)（橋孔或上部結(jié)構(gòu)）包括：橋面板、橋面梁以及支承它們的結(jié)構(gòu)構(gòu)件如大梁、拱、懸索等。作用：承受橋面上各種車輛、行人的荷載。橋臺(tái)設(shè)在橋身兩側(cè)。作用支承橋跨結(jié)構(gòu)還要與路堤銜接并防止路堤滑塌。是支承橋跨結(jié)構(gòu)的承重構(gòu)件。.橋墩、橋臺(tái)即下部結(jié)構(gòu)； 墩臺(tái)基礎(chǔ)是橋墩、橋臺(tái)的埋入土中的擴(kuò)大部分。作用；使橋上全部荷載傳至地基。橋墩。墩臺(tái)基礎(chǔ)在其下，常要水中作業(yè)，是橋梁施工的困難部分。我國(guó)某特大斜拉橋正在施工的情況日本明石海峽大橋

2、施工情況介紹中跨1991m，20世紀(jì)在懸索橋類型中，中跨長(zhǎng)度世界第一。主塔297m安裝主鋼纜90,000 tons of steel was used in constructing the stiffening girders.大橋的加勁鋼箱梁用了鋼材90000噸。這是架設(shè)鋼箱梁的情況如此重的橋跨全靠主塔支承著。這是主塔施工的情況。移動(dòng)主塔沉箱就位水下澆注混凝土兩個(gè)主塔初見(jiàn)雄姿 設(shè)計(jì)水位按規(guī)定設(shè)計(jì)洪水頻率算得的水位洪峰季節(jié)河流的最高水位。.高水位枯水季節(jié)河流的最低水位。 低水位三.與橋梁的基本組成有關(guān)的幾個(gè)基本術(shù)語(yǔ).跨度:橋跨結(jié)構(gòu)相鄰兩支座中心的間距。.梁全長(zhǎng):橋兩端岸邊橋臺(tái)側(cè)墻或八字墻后端

3、點(diǎn)間距離。.橋下凈空高度:設(shè)計(jì)水位至結(jié)構(gòu)最下緣間的距離四.橋梁涵洞按長(zhǎng)度的分類根據(jù)公路工程技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)（JTJ00197）規(guī)定涵洞：L8m，l5m小橋：8mL30m，5ml20m中橋：30mL100m，20ml40m大橋：100mL500m,40ml100m 特殊大橋：L500m，l100m.橋梁基礎(chǔ)埋置較深。基礎(chǔ)施工遇到的技術(shù)問(wèn)題復(fù)雜，工程量大、工期長(zhǎng)、造價(jià)高。.作用效應(yīng)除考慮拉、壓、彎、剪、扭以外，還要考慮鐵路列車在行進(jìn)中產(chǎn)生的沖擊力、離心力、橫向搖擺力、制動(dòng)力（牽引力）五.與建筑工程相比橋梁工程的特點(diǎn).活載特點(diǎn)主要是鐵路列車或公路車輛荷載，是以一系列集中力和均布作用力組成的移動(dòng)式荷載。六.橋

4、梁的分類方式1.按用途分有鐵路橋、公路橋、鐵路公路兩用橋、城市道路橋（含立交橋）、農(nóng)村道路橋、人行橋、管線橋、渡槽橋等鐵路橋公路橋鐵路公路兩用橋城市道路橋農(nóng)村道路橋渡槽橋該橋位于北京延慶縣。主橋?yàn)轭A(yù)應(yīng)力混凝土斜拉橋，跨徑布置為米，主梁為流線形三向預(yù)應(yīng)力混凝土箱梁，橋塔高米，拉索采用聚乙稀材料熱擠壓防護(hù)套；引橋?yàn)槊最A(yù)應(yīng)力混凝土形簡(jiǎn)支梁橋，全橋長(zhǎng)米。年建成。 有木橋、圬工橋（含磚、石和混凝土砌塊橋）、鋼筋混凝土橋、預(yù)應(yīng)力混凝土橋、鋼橋。2.按橋身結(jié)構(gòu)材料分該橋在日本。木材容易腐爛，歷史上保存至今的木橋極少。日本保存的5孔錦帶木拱橋，跨度27.5m，始建于1673年，其圖樣來(lái)自中國(guó)。 木 橋揚(yáng)州瘦西

5、湖五亭橋，又名蓮花橋。該橋?yàn)橹袊?guó)古典園林中亦常見(jiàn)石拱橋，即起交通引路作用，更與園林景色有機(jī)結(jié)合。 石 橋世界第一座鑄鐵拱橋是1779年英國(guó)的科爾布魯克代爾橋。橋跨約30.5m，矢高13.7m，由五片半圓形拱肋組成。該橋完全模仿木拱橋的形狀，拱肋是分開(kāi)的并用放射形的鐵件聯(lián)結(jié)起來(lái)。該橋曾使用170多年，現(xiàn)作為文物保存。鑄鐵橋鋼筋混凝土橋該橋（悉尼鋼桁橋）連接悉尼杰克遜海灣南北兩岸，始建于1926年12月，1932年3月19日通車。遠(yuǎn)眺大橋形似衣架，從而得名“大衣架”（Coat Hanger）。著名的悉尼歌劇院位于橋的北端一側(cè)。橋全長(zhǎng)1885m，主跨為跨度達(dá)503m的鋼桁架拱。鋼 橋有梁式橋（含簡(jiǎn)支

6、梁、連續(xù)梁、伸臂梁式）、桁架橋、拱橋、剛架橋、懸索橋、斜拉橋等。3.按橋跨結(jié)構(gòu)分該橋（漢江橋）位于陜西紫陽(yáng)縣，主跨為4525045米預(yù)應(yīng)力混凝土形簡(jiǎn)支梁，邊跨為430米預(yù)應(yīng)力混凝土形簡(jiǎn)支梁，全橋390米，薄壁空心墩高58米，于1987年建成。 梁式橋該橋?yàn)轭A(yù)應(yīng)力混凝土形簡(jiǎn)支梁橋。 跨徑布置為6750米，全長(zhǎng)3429米，基礎(chǔ)鉆孔樁直徑1.4米和2.1米，樁長(zhǎng)32.537米是黃河上第一座特大型橋梁，1977年建成。洛陽(yáng)黃河橋 1)梁式橋.概念：在豎向移動(dòng)式荷載作用下無(wú)水平反力的結(jié)構(gòu)體系。類型：簡(jiǎn)支梁式、連續(xù)梁式、伸臂梁式受力特點(diǎn)：梁作為受彎構(gòu)件由梁跨兩端支座（橋墩或橋臺(tái)）支撐著。連續(xù)桁架梁橋。支承

7、在三個(gè)支點(diǎn)以上的橋梁。簡(jiǎn)支梁橋伸臂梁橋.截面形式拱 橋該橋位于河北趙縣，又名安濟(jì)橋，由石工李春主持設(shè)計(jì)建造，完成于公元605年左右。該橋?yàn)榭崭钩缡教构皹?，橋長(zhǎng)64.4m，凈跨37.02m，橋?qū)?m，凈矢高7.23m，橋面縱坡6.5%。拱由28圈拱石平行砌筑，每圈有拱石43塊；為加強(qiáng)拱石間的結(jié)合，拱石各面均鑿有相當(dāng)細(xì)密的斜紋。另外，還在拱石之間設(shè)置X形錨鐵和鐵錨桿。在拱圈兩肩各設(shè)兩個(gè)跨度不等的腹拱，既減輕了橋身自重，又節(jié)省了材料，還便于排洪。該橋構(gòu)思巧妙，造型美觀，施工精度高，工藝精致，歷1300多年而無(wú)恙，舉世聞名，不愧為橋梁文物寶庫(kù)中的精品。趙州橋被列為“全國(guó)重點(diǎn)文物保護(hù)單位”。在90年代

8、初，趙州橋被美國(guó)土木工程師學(xué)會(huì)選為“國(guó)際歷史土木工程里程碑”。 2).拱橋.概念：拱橋的主要承重結(jié)構(gòu)是拱圈，在橋面豎向移動(dòng)荷載作用下橋墩或橋臺(tái)要承受水平推力。arch ring 泛指拱橋、門窗等建筑物上筑成弧形的結(jié)構(gòu)部分。主要承受軸向壓力。.與梁橋的主要區(qū)別spandrel structure 拱上建筑（拱上結(jié)構(gòu)）包括橋面系和向主拱圈傳遞荷載的構(gòu)件或填充物。分為空腹式、實(shí)腹式。.拱橋的主要優(yōu)點(diǎn) 跨越能力較大。鋼筋混凝土拱橋目前在世界最大跨度為390m，石拱橋?yàn)?55m，鋼拱橋?yàn)?18m。 材料就地取材，與鋼橋和鋼筋混凝土梁式橋相比，可節(jié)省大量的鋼材和水泥。 能耐久，養(yǎng)護(hù)、維修費(fèi)用少。 外形美觀

9、 構(gòu)造較簡(jiǎn)單. 拱橋的承重方式 上承式拱橋：橋面布置在主要承重構(gòu)件之上。 下承式拱橋：橋面布置在承重結(jié)構(gòu)之下。 中承式拱橋：橋面在橋跨結(jié)構(gòu)的高度中間上承式拱橋四川渡口金沙江橋 (跨度180m)中承式拱橋下承式拱橋該橋（馬鳴溪金沙江大橋）位于四川省宜賓市，跨越金沙江。承重結(jié)構(gòu)是鋼筋混凝土箱形拱。主孔150，引道，全長(zhǎng)245。橋面為凈721.5(）人行道。主拱圈箱高2.0，箱寬7.6，矢跨比，全拱圈橫向分個(gè)箱室(預(yù)制組合薄腹單室箱）；縱向分段預(yù)制，于1979年建成。箱拱橋該橋（白果沱橋）位于貴州省德江縣，跨越烏江。主跨為孔100預(yù)應(yīng)力混凝土桁式組合拱橋，兩岸各以10邊孔過(guò)渡，直接支于山巖上，全橋長(zhǎng)

10、138.6。橋面為凈720.75(），矢跨比為。下弦(拱圈）高1.0，寬6.52，拱頂桁架片高1.30。桁式組合拱橋該橋（烏龍江橋）位于福建省福州市烏龍江下游峽口處，是中國(guó)較早建成的一座大跨度預(yù)應(yīng)力混凝土型鋼構(gòu)橋?？傞L(zhǎng)552，分跨為58314458(），各剛構(gòu)間采用33簡(jiǎn)支掛梁連接。橋?qū)?2。剛架橋橋跨結(jié)構(gòu)與橋墩整結(jié)，即剛性連接。(rigid connection)特點(diǎn)橋墩與橋跨剛性連接3).剛架橋.概念：是梁和柱（或豎墻）整體結(jié)合的橋梁結(jié)構(gòu)。在豎向移動(dòng)荷載作用下，梁部主要受彎，柱腳處有水平推力。.受力特點(diǎn)：受力狀態(tài)介于梁式橋和拱橋之間。 類型T形剛架橋，便于施加預(yù)應(yīng)力，加掛梁后，跨度很大。連

11、續(xù)剛架橋.有較好的抗震性能。斜腿剛架橋。造型輕巧美觀。該橋（黃陵磯橋）位于湖北省漢陽(yáng)。系預(yù)應(yīng)力混凝土桁架式型剛構(gòu)公路橋。橋長(zhǎng)380.19。主孔長(zhǎng)90，橋?qū)?.5，沉井基礎(chǔ)，箱式墩。桁架式T型剛架橋該橋（港口橋）位于浙江省長(zhǎng)興縣港口鎮(zhèn)附近，是中國(guó)首次建造的一座下承式預(yù)應(yīng)力混凝土斜拉式桁架橋。該橋全長(zhǎng)137.78，分跨307030(），上部結(jié)構(gòu)為單懸臂加掛梁，掛梁長(zhǎng)8.92，下部結(jié)構(gòu)為雙柱式墩、鉆孔樁基礎(chǔ)。斜拉桁架式剛架橋該橋（豐城贛江橋）位于江西省豐城市，總長(zhǎng)1207，分跨為12405547055840(）；橋?qū)?1.0m11(）。正橋?yàn)樾投湛最A(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)剛構(gòu)橋.Y型墩連續(xù)剛架橋該橋（洪門橋

12、）位于江西遂川105國(guó)道上，為單跨60米單箱預(yù)應(yīng)力斜腿剛構(gòu)橋。橋長(zhǎng)70米，于1986年建成。這種橋型目前在我國(guó)公路橋中甚少。斜腿剛構(gòu)橋該橋（來(lái)賓紅水河橋）位于廣西紅水河湘桂鐵路線，是我國(guó)修建的第一座預(yù)應(yīng)力混凝土鐵路斜拉橋，建于1981年。全長(zhǎng)398，主跨489648(），采用雙塔豎琴型、塔梁固結(jié)、塔墩分離的結(jié)構(gòu)形式。主梁截面為單箱雙室，梁高3.2，箱寬4.8。索塔高29，由兩個(gè)塔柱組成。斜拉橋4)斜拉橋. 基本組成. 荷載傳遞用高強(qiáng)鋼材制成的斜索將主梁多點(diǎn)吊起，再由塔柱基礎(chǔ)傳給地基。斜拉橋是一種橋面體系（加勁主梁）受壓，支承體系（斜拉索）受拉的結(jié)構(gòu)。斜拉索用高強(qiáng)鋼絲束、鋼絞線束等制成，并在鋼束

13、外包一層高密度的黑色聚乙烯外套加以防護(hù)。.材料 . 斜拉橋的索型主梁用鋼筋混凝土或預(yù)應(yīng)力混凝土與塔柱固端連接的構(gòu)件（連續(xù)、伸臂）輻射形豎琴形扇形重慶長(zhǎng)江二橋位于四川省重慶市西郊九龍坡地區(qū)，主孔全長(zhǎng)1288；跨徑組合為：過(guò)渡孔(）主孔(169444169）過(guò)渡孔(）南引橋(），橋面寬度為車道(中間設(shè)置分隔帶），寬24。該橋結(jié)構(gòu)體系為雙塔雙索面預(yù)應(yīng)力混凝土斜拉橋，主塔呈花瓶型，塔全高141.5，塔身為矩形空心斷面。拉索采用扇形雙索面布置。.構(gòu)造要求一般為三孔，中孔為主孔，邊孔跨度通常為中孔的0.250.5倍（多在0.4倍左右）。若為兩孔，其跨度比值為0.51.0，常在0.8 0.9之間。索面根據(jù)橋

14、寬和美觀要求可為雙索或單索面。關(guān)于邊孔跨徑與主孔跨徑的比例關(guān)系見(jiàn)圖2.109該橋位于上海市區(qū)黃浦江，1991年開(kāi)通。主橋分40.5+74+96.5+423+96.5+74+40.5m，全長(zhǎng)846m。橋面總寬30.35m，設(shè)6車道，兩側(cè)人行道各2m；橋下凈高46m。橋塔為鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，橫向上部呈H形結(jié)構(gòu)；塔全高150m。斜拉索按扇形密索形式布置。每塔兩側(cè)各有22對(duì)斜拉索，梁上標(biāo)準(zhǔn)索距9m。 南浦大橋濟(jì)南黃河公路橋全長(zhǎng)2033.44，其中主橋長(zhǎng)488，為孔40942209420(）連續(xù)的預(yù)應(yīng)力混凝土雙塔斜拉橋。引橋長(zhǎng)1535.44，該橋總寬19.5。橋塔為型門式立體結(jié)構(gòu)，塔高68.4，索面采用扇

15、形布置，索距，每塔共11對(duì)索。該橋建于1982年。法國(guó)諾曼底橋跨徑（856m)主塔高164.8m該橋（滬定鐵索橋），跨越大渡河，位于川、藏要道，是鐵索橋中現(xiàn)存制作最精良的一座。橋始建于清康熙四十四年(公元1705年），次年完成。橋凈跨100米，橋?qū)?.8米，上鋪木板，底索根，每根索長(zhǎng)約128米，兩側(cè)各有兩根欄桿索，由四川善于制作鐵索橋的全天州修建。兩岸右砌橋臺(tái)，用臺(tái)身自重來(lái)平衡鐵索的拉力。懸索橋鋼纜采用高強(qiáng)鋼絲成股編制，充分發(fā)揮材料優(yōu)越的抗拉性能。(1).基本組成(2).荷載傳遞兩個(gè)主塔將作為主要承重構(gòu)件的主纜索架起，再由固定在主纜索上的吊桿將作為橋面承重構(gòu)件的主梁懸吊住。橋面主梁吊桿主塔地基

16、在力的傳遞過(guò)程中，吊桿和主纜索承受很大的拉力，此拉力由兩岸橋臺(tái)后修筑的巨型錨碇平衡。5)懸索橋懸索橋受力示意(3).優(yōu)點(diǎn)能充分發(fā)揮鋼纜材料優(yōu)越的抗拉性能。因此結(jié)構(gòu)自重輕，可以獲得比斜拉橋更大的跨徑；成卷鋼纜便于運(yùn)輸，也便于無(wú)支架懸吊拼裝，適合在大江、湖海或跨越深溝、深谷時(shí)采用。懸索橋邊跨與主跨之比一般為0.30.4，最小可達(dá)0.21。金門大橋主跨1280m，保持世界記錄27年云海中的金門大橋大橋有6車道。當(dāng)年主塔施工情況主塔塔高227m大橋工人當(dāng)年架設(shè)主纜的情況兩根主纜直徑為90cm當(dāng)年架設(shè)主纜施工情況 大橋安裝鋼箱梁的情況該橋（洞口淘金橋）位于湖南省洞口縣淘金村。該橋跨越資水上游古樓河的水魚塘峽谷，是一座自錨上承式懸?guī)?。橋長(zhǎng)74，設(shè)計(jì)跨徑70，矢跨比，橋面寬4.5。該橋上部結(jié)構(gòu)由端錨梁、連續(xù)梁、蓋梁排架和主索懸?guī)ЫM成。橋面系作為受壓構(gòu)件用為平衡懸?guī)У睦?。在施工階段