橋梁工程基礎知識講義總結(jié)114

主講:張治成浙江大學交交通工程研研究所浙江大學土土木工程測測試中心2013.11.04橋梁工程基基礎知識聯(lián)系方式E-mail:jszzc@手機話Q:562546008辦公室：浙浙大紫金港港校區(qū)安中中大樓B幢717主要內(nèi)容第一章橋橋梁的的組成、分分類和結(jié)構(gòu)構(gòu)體系第二章橋橋梁的的設計荷載載第三章混混凝土土梁橋分類類及受力特特點第四章拱拱橋的的受力特點點及分類第五章斜斜拉橋橋受力特點點及分類第六章橋橋梁墩墩臺受力特特點及分類類主要參考書書[1]交通部頒：：公路橋涵涵通用設計計規(guī)范，人人民交通出出版社，2004年[2]交通部頒：：公路鋼筋筋混凝土及及預應力混混凝土橋涵涵設計規(guī)范范，人民交交通出版社社，2004年[3]中華人民共共和國行業(yè)業(yè)標準《城市橋梁設設計荷載標標準》(CJJ77－98)[4]中華人民共共和國行業(yè)業(yè)標準《城市橋梁設設計規(guī)范》(CJJ11－2011)[5]邵旭東主編編《橋梁工程》（第二版）），人民民交通出版版社，2007年[6]范立礎主編編《橋梁工程》（第二版）），人人民交通出出版社，2012年第一章橋橋梁的的組成、分分類和結(jié)構(gòu)構(gòu)體系1-1橋梁的組成成從傳遞荷載載功能劃分分：橋跨結(jié)構(gòu)（（上部結(jié)構(gòu)構(gòu)）直接承擔使使用荷載橋墩、橋臺臺、支座（（下部結(jié)構(gòu)構(gòu)）將上部結(jié)構(gòu)構(gòu)的荷載傳傳遞到基礎礎中去擋住路堤的的土保證橋梁的的溫差伸縮縮基礎將橋梁結(jié)構(gòu)構(gòu)的反力傳傳遞到地基基常用名詞：：橋長L計算跨徑跨徑l總跨徑L1凈跨徑L0建筑高度h橋下凈空H橋梁附屬設設施：（1）橋面鋪裝裝(或稱行車道道鋪裝)（2）排水防水水系統(tǒng)（3）欄桿(或防撞欄桿桿)（4）伸縮縫（5）燈光照明明1-2橋梁的分類類1、按跨徑大大小分類我國公路工工程技術標標準橋梁分分類橋梁分類多孔跨徑總長L(m)單孔跨徑L0(m)特大橋L≥1000L0≥150大橋100≤L＜100040≤L0＜150中橋30＜L＜10020≤L0＜40小橋8≤L≤305≤L0＜20涵洞L0＜52、按橋面的的位置劃分分上承式——視野好、建建筑高度大大下承式——建筑高度小小、視野差差中承式——兼有兩者的的特點上承式下承式中承式3、按橋梁用用途來劃分分城市橋、公公路橋、鐵鐵路路橋、公公路鐵鐵路兩用橋橋農(nóng)橋、人人行橋橋、運運水橋(渡槽)、其它專用橋橋梁(如通過管路路、電纜等等)4、按材料來來劃分木橋、鋼橋、圬工橋(包括磚、石石、混凝土土橋)、鋼筋混凝土土橋、預應力鋼筋筋混凝土橋橋鋼砼組合結(jié)結(jié)構(gòu)橋鋁合金橋梁梁5、按跨越方方式固定式的橋橋梁開啟橋浮橋漫水橋6、按施工方方法整體施工橋橋梁——上部結(jié)構(gòu)一一次澆筑而而成節(jié)段施工橋橋梁——上部結(jié)構(gòu)分節(jié)段組拼拼而成成頂推或轉(zhuǎn)體體施工橋橋梁7、按結(jié)構(gòu)體體系劃分梁式橋——主梁受彎拱橋——主拱受壓彎彎剛架橋——構(gòu)件受彎壓壓纜索承重——纜索受拉組合體系——幾種受力的的組合第二章橋橋梁的的設計荷載載2-1橋梁荷載分分類根據(jù)荷載出出現(xiàn)的概率率劃分主要作用、、次要作用用及特殊作作用我國目前的的橋梁設計計規(guī)范劃分分永久作用、、可變作用用、偶然作作用作用的分類類表車道荷載城-A級城-B級（一）汽車車活載城-A級（CJ11-2011）城-B級城－Ａ級車車道荷載城－B級車道荷載載跨徑2-２０m均布荷載和和集中荷載載的標準值值應按橋梁梁的跨徑確確定。城-A級（CJ77-98）城－Ａ級車車道荷載城－B級車道荷載載跨徑２０m-150m車道數(shù)等于于或大于4條時，計算算彎矩不乘乘增長系數(shù)數(shù)。計算剪剪力乘增長長系數(shù)1.25。車道數(shù)等于于或大于4條時，計算算彎矩不乘乘增長系數(shù)數(shù)。計算剪剪力乘增長長系數(shù)1.30。公路的車輛輛荷載城－Ａ級車車輛荷載：：標準載重汽汽車采用五五軸式貨車車加載，總總重700kN城－Ｂ級車車輛荷載：：標準載重汽汽車應采用用三軸式貨貨車加載，，總重300kN注意：車道道荷載與車車輛荷載的的應用范圍圍主體構(gòu)件（（像主梁、、主拱肋、、纜索、橋橋墩基礎等等）設計分分析時采用用車道荷載；細部結(jié)構(gòu)（（像橫隔梁、行行車道板、、橋臺或擋擋土墻后土土壓力、防撞護欄欄等）設計計分析時、、主體結(jié)構(gòu)構(gòu)局部分析析（像橫向向分布系數(shù)數(shù)）采用車輛荷載。進行橋梁結(jié)結(jié)構(gòu)計算時時不得將車車輛荷載和和車道荷載載的作用疊疊加。車道橫向折折減系數(shù)車道縱向折折減系數(shù)①當橋梁的計計算跨徑小小于或等于于50m時，取3.0千牛/平方米，當橋梁的計計算跨徑大大于150m時，取2.5千牛/平方米，當橋梁的計計算跨徑在在50m-150m之間時，線線性內(nèi)插計計算。對跨跨徑不等的的連續(xù)結(jié)構(gòu)構(gòu)，以最大大計算跨為為準城市郊區(qū)行行人密集區(qū)區(qū)一般取上上述值得1.15倍。專用人行橋橋梁，人群群荷載標準準值為3.5千牛/平方米②人行道板（（鋼筋混凝凝土）可以以一塊板為為單元，按按標準值4.0千牛/平方米。③計算欄欄桿時人群群作用于欄欄桿上的水水平推力按按0.75kN/m考慮，作用用于立柱和和扶手的豎豎向力按1.0kN/m來考慮。公路橋梁的的人群荷載載（二）人群群活載1標準值97標準：3.5千牛/平方米新標準：3.0千牛/平方米縱向折減L=50米：3.0千牛/平方米L=150米：2.5千牛/平方米L=50-150米：線性內(nèi)插城市人群荷荷載當豎向活載包包括沖擊力力時，將靜靜活載乘以以沖擊系數(shù)數(shù)。沖擊系數(shù)的的一般形式式是：1+μ=1+式中：L——橋跨長度或或（局部））構(gòu)件的影影響線加載載長度；a,b——常數(shù)，隨結(jié)結(jié)構(gòu)體系或或構(gòu)件的不不同而不同同。通常的做法法是：在橋橋梁動載試試驗的基礎礎上提出近近似計算公公式，把動動力問題簡簡化為靜力力問題來處處理。引入入沖擊系數(shù)數(shù)（1+μ）。（三）汽車車沖擊力的的計算公路橋梁沖沖擊系數(shù)μ可按下式計計算：當時時，，μ=0.05當時時，當時時，μ=0.45城市橋梁的的沖擊系數(shù)數(shù)溫度的變化化可分為（（年平均））氣溫變化化和溫差兩兩種情況，，前者可說說明結(jié)構(gòu)在在一年中的的溫度變化化，后者則則可解釋為為結(jié)構(gòu)截面面上的不同同點或不同同構(gòu)件之間間的溫差。。對靜定結(jié)構(gòu)構(gòu)，氣溫的的變化通常常只會導致致結(jié)構(gòu)的伸伸長或縮短短；在超靜定結(jié)結(jié)構(gòu)中，由由于氣溫的的變化引起起的變形受受到約束，，導致結(jié)構(gòu)構(gòu)產(chǎn)生相應應的附加力力。由于日照、、驟冷等天天氣情況引引起的溫差差對靜定結(jié)結(jié)構(gòu)或超靜靜定結(jié)構(gòu)均均可能產(chǎn)生生附加力。。氣溫變化的的幅度，可可按橋梁所所在地區(qū)的的氣溫條件件（一般取取當?shù)刈罡吒吆妥畹驮略缕骄鶜鉁販兀┐_定。。氣溫變化化值，應自自結(jié)構(gòu)合龍龍時的溫度度算起。（四）溫度度影響力表4.3.10-2公路橋梁結(jié)結(jié)構(gòu)的有效效溫度標準準值（℃））氣溫分區(qū)鋼橋面板鋼橋混凝土橋面板鋼橋混凝土、石橋最高最低最高最低最高最低嚴寒地區(qū)46-4339-3234-23寒冷地區(qū)46-2139-1534-10溫熱地區(qū)46-9(-3)39-6(-1)34-3（0）T1（℃）T2（℃）混凝土鋪裝256.750mm瀝青混凝土鋪裝層206.7100mm瀝青混凝土鋪裝層145.5局部溫度場場具體參照《公路橋涵通通用設計規(guī)規(guī)范》P351）公路橋涵涵結(jié)構(gòu)按承承載能力極極限狀態(tài)設設計時（1）基本組合（2）偶然組合2-2橋梁荷載組組合永久作用的的設計值效效應與可變變作用設計計值效應相相組合，其其效應組合合表達式為為：2）公路橋涵涵結(jié)構(gòu)按正正常使用極極限狀態(tài)設設計時（1）作用短期效效應組合——橋梁靜載試試驗采用的的組合（2）作用長期效效應組合永久作用標標準值效應應與可變作作用頻遇值值效應相組組合，其效效應組合表表達式為：：永久作用標標準值效應應與可變作作用準永久久值效應相相組合，其其效應組合合表達式為為：第三章混混凝凝土梁橋分分類及受力力特點梁橋定義：：指結(jié)構(gòu)在垂垂直荷載作作用下，支支座只產(chǎn)生生垂直反力力而無推力力的梁式體體系橋的總總稱混凝土梁橋橋：凡是采用抗抗壓性能好好混凝土和和抗拉能力力強的鋼筋筋結(jié)合在一一起所建成成的梁式體體系橋統(tǒng)稱稱為鋼筋混混凝土梁橋橋，簡稱混凝土梁橋橋。預應力度：：由預預加應力大大小確定的的消壓彎矩矩M0與外荷載產(chǎn)產(chǎn)生的彎矩矩M的比值1-1混凝土橋梁梁的分類（一）按按是否施加加預應力

1.

鋼筋混凝土橋梁：完全沒有施加預應力()2.

全預應力混凝土:

短期效應荷載組合下正截面不容許出現(xiàn)拉應力（）。

3.部分預應力力橋梁：短期效應荷荷載組合下下正截面容容許出現(xiàn)拉拉應力（）），又可分分為A類和B類。A類：拉應力力不超過規(guī)規(guī)定的限值值，對于受受彎構(gòu)件，，短期效應應組合為0.7,長期效應組組合為0。B類：拉應力力超過超過過A類構(gòu)件規(guī)定定的限值，，但裂縫寬寬度不得超超過規(guī)定允允許限值。。1.整體式梁橋橋：將橋梁上部部結(jié)構(gòu)在橋橋位上整體體現(xiàn)場澆筑筑或整體預預制安裝就就位，施工工工期長，，占用支架架和模板多多，而且施施工受季節(jié)節(jié)的影響很很大，造價價高，只適適用于特殊殊情況。2.節(jié)段裝配式式梁橋：將橋梁上部部結(jié)構(gòu)分成成若干節(jié)段段，在橋位位上分段現(xiàn)現(xiàn)澆或分段段預制裝配配聯(lián)結(jié)而成成，采用預預制裝配而而成的梁橋橋又稱裝配配式梁橋，，應用比較較廣泛。（二）按施工工方法整體式澆注注法——滿堂支架施施工杭州灣跨海海大橋－整整體裝配式式北岸70米整體吊裝裝——船吊節(jié)段施工法法示意——橫向斷開滬閔高架二二期工程——縱向節(jié)段施施工法示意意整體式的板板式結(jié)構(gòu)裝備式的板式結(jié)構(gòu)（三）按橫截截面形式1.板式截面梁梁橋：實心板、空空心板、異異形板2.肋式截面梁梁橋：II形、I字形、T形、馬蹄形形T梁、開口槽槽形3.箱形截面梁梁橋：單箱單室、、單箱多室室、多箱單單室、多箱箱多室等。。（形式與與橋面寬度度、墩臺構(gòu)構(gòu)造形式、、施工要求求等因素有有關）簡支梁橋、、懸臂梁橋橋（單懸臂臂和雙懸臂臂）、連續(xù)續(xù)梁橋、T形剛構(gòu)橋、、連續(xù)一剛剛構(gòu)橋等五五種體系。。（四）按靜力力體系簡支梁單懸臂梁雙懸臂梁連續(xù)梁Ｔ形剛構(gòu)連續(xù)剛構(gòu)連續(xù)剛構(gòu)連續(xù)剛構(gòu)1-2各體系梁橋的的受力特點點（一）簡支支梁橋簡支梁橋的的特點：①構(gòu)造簡單，，設計計算算方便，易易設計為各各種標準跨跨徑的裝備備式結(jié)構(gòu)；；在多孔簡支支梁橋中，，相鄰橋孔孔各自單獨獨受力，便便于預制、、架設，簡簡化施工管管理，施工工費用低；；靜定結(jié)構(gòu)，，結(jié)構(gòu)內(nèi)力力不受地基基變形的影影響，對基基礎要求較較低，能適適用于地基基較差的橋橋址上建橋橋。截面的設計計主要受跨跨中正彎矩矩的控制，，當跨徑增增大時，跨跨中恒載和和活載彎矩矩將急劇增增加，當恒恒載彎矩所所占的比例例相當大時時，結(jié)構(gòu)能能承受活載載的能力就就減小，因因此鋼筋混凝土土簡支梁橋橋經(jīng)濟跨徑為為20米，我國預應力力混凝土簡簡支梁的標標準跨徑在在40m以下，世界界最大跨徑徑為76米，我國最最大為70米?？鐝酱蟠笥?0米后，安裝裝極為困難難。為減少伸縮縮縫裝置，，改善行車車平整舒適適，國內(nèi)常常采用橋面面連續(xù)的預預應力混凝凝土簡支梁梁橋，現(xiàn)在在都采用先先簡支后連連續(xù)體系。。（二）懸臂臂梁橋力學性能優(yōu)優(yōu)于簡支梁梁——懸臂根部產(chǎn)產(chǎn)生負彎矩矩，減小了了錨跨跨中中恒載正彎矩，從從而節(jié)省材材料。節(jié)省材料——不僅鋼筋少少用了，而而且多孔橋橋中，墩上上均只需設設置一個支支座，減小小了橋墩尺尺寸，也節(jié)節(jié)省了基礎礎工程的材材料用量。。屬于靜定結(jié)結(jié)構(gòu)，墩臺臺的不均勻勻沉降不會會產(chǎn)生附加加內(nèi)力，適適用于地基基較差的條條件。懸臂梁將結(jié)結(jié)構(gòu)的伸縮縮縫移至跨跨內(nèi)，其變變形撓曲線線的轉(zhuǎn)折角角比簡支梁梁變形撓曲曲線在支點點上的轉(zhuǎn)折折角小，對對行車的平平順較有利利。1.懸臂梁的優(yōu)優(yōu)點：①對鋼筋混凝凝土懸臂梁梁，施工極極為不便。。對鋼筋混凝凝土懸臂梁梁，因在支支點存在負負彎矩區(qū)段段，因此橋橋面易開裂裂，影響結(jié)結(jié)構(gòu)的使用用壽命；對預應力混混凝土懸臂臂梁橋，雖雖無此患，，并可采用用節(jié)段懸臂臂施工，但但施工時支支點必須采采用臨時固固定措施，，而且懸臂臂與掛梁間間的牛腿、、伸縮縫構(gòu)構(gòu)造比較復復雜；在使用時，，行車容易易跳車，伸伸縮縫易破破壞。實際中懸臂臂梁橋不太太采用國內(nèi)最大跨跨徑的鋼砼砼懸臂梁橋橋為55m，國外在70~80m以下，世界上最大大跨徑預應應力砼懸臂臂梁橋為150m，一一般般亦亦在在l00m以下下。。2.懸臂臂梁梁的的缺缺點點：（三三））連連續(xù)續(xù)梁梁橋橋受力力圖圖式式與與帶帶掛掛梁梁的的單單懸懸臂臂梁梁橋橋一一致致1.連續(xù)續(xù)梁梁的的特特點點：：恒載載、、活活載載均均有有卸卸載載彎彎矩矩———由于于支支點點負負彎彎矩矩的的卸卸載載作作用用，，連連續(xù)續(xù)梁梁在在恒恒載載和和活活載載作作用用下下跨跨中中正正彎彎矩矩都都有有顯顯著著減減小小，，恒恒載載彎彎矩矩與與同同跨跨懸懸臂臂梁梁相相差差不不大大，，活載載彎彎矩矩分分布布要要比比懸懸臂臂梁梁合合理理；；行車車條條件件好好———連續(xù)續(xù)梁梁的的突突出出優(yōu)優(yōu)點點是是結(jié)結(jié)構(gòu)構(gòu)剛剛度度大大，，變變形形小小，，動動力力性性能能好好，，主主梁梁變變形形撓撓曲曲線線平平緩緩，，有有利利于于高高速速行行車車；；超靜靜定定體體系系對對地地基基要要求求高高———連續(xù)續(xù)梁梁是是超超靜靜定定結(jié)結(jié)構(gòu)構(gòu)，，基基礎礎不不均均勻勻沉沉降降將將在在結(jié)結(jié)構(gòu)構(gòu)中中產(chǎn)產(chǎn)生生附附加加內(nèi)內(nèi)力力，，因因此此，，對對橋橋梁梁基基礎礎要要求求較較高高，，通通常常宜宜用用于于地地基基較較好好的的場場合合。。設計計計計算算比比較較復復雜雜———箱梁梁截截面面局局部部溫溫差差，，混混凝凝土土收收縮縮、、徐徐變變及及預預加加應應力力均均會會在在結(jié)結(jié)構(gòu)構(gòu)中中產(chǎn)產(chǎn)生生附附加加內(nèi)內(nèi)力力，，增增加加了了設設計計計計算算的的復復雜雜性性連續(xù)續(xù)梁梁可可設設置置雙雙壁壁墩墩（（每每墩墩上上都都設設有有支支座座）），，來來削削減減支支點點的的負負彎彎矩矩尖尖峰峰；；連續(xù)續(xù)梁梁每每聯(lián)聯(lián)跨跨數(shù)數(shù)需需進進行行優(yōu)優(yōu)化化考考慮慮———需要要考考慮慮到到溫溫度度、、收收縮縮、、徐徐變變等等不不利利影影響響及及伸伸縮縮縫縫的的伸伸長長量量（（梁梁體體的的連連續(xù)續(xù)長長度度已已達達1000m以上，如如杭州錢錢塘江二二橋公路路橋為18孔一聯(lián)預預應力混混凝土連連續(xù)梁橋橋，跨徑徑布置為為45m+65m+14×80m+65m+45m，連續(xù)長長度為1340m）；鋼筋砼的的連續(xù)梁梁用得較較少，預預應力砼砼連續(xù)梁梁應用較較多，因因為能應應用懸臂臂施工法法、頂推推法、逐逐跨施工工法等施施工方法法在活載較較大的鐵鐵路橋及及恒載彎彎矩占總總彎矩比比例不大大的小跨跨徑橋梁梁不太采采用采用用連續(xù)梁梁橋——因預應力力筋節(jié)省省有限，，但施工工較簡支支梁復雜雜，經(jīng)濟濟效益差差，因此此較少采采用。2.連續(xù)梁中中需注意意的問題題：（四）T形剛構(gòu)將梁式橋橋從墩上上向兩側(cè)側(cè)伸出懸懸臂，形形成一種種“T”形狀、墩梁固結(jié)結(jié)、具有有懸臂受受力特點點的橋梁，，此稱為為T形剛構(gòu)。。由于懸臂臂梁承受受負彎矩矩，T形剛構(gòu)橋橋幾乎都都是預應應力混凝凝土結(jié)構(gòu)構(gòu)。T形剛構(gòu)分分為跨中中帶剪力力鉸和跨跨中設掛掛梁兩種種基本類類型T形剛構(gòu)橋橋（剪力力鉸）同樣采用用懸臂施施工方法法，但連連續(xù)梁增增加了兩兩道施工工工序：：一是在墩墩上臨時時固結(jié)以以利于懸懸臂施工工，二是是在跨中中需合龍龍；T形剛構(gòu)橋橋需較強強的墩，，但省去了價價格昂貴貴的大型型支座和和避免今今后更換換支座的的困難；T形剛構(gòu)在在跨中有有一伸縮縮縫，行行車平順順條件不不如連續(xù)續(xù)梁，但但其綜合合的材料料用量和和施工費費用卻比比連續(xù)梁梁經(jīng)濟；；在結(jié)構(gòu)剛剛度、變變形、動動力性能能方面，，T形剛構(gòu)都都不如連連續(xù)梁；T構(gòu)的全橋橋以承受負負彎矩為為主，預預應力束束筋布置置于梁的的頂面鋼筋混凝凝土T形剛構(gòu)常常用跨徑徑在40~50m左右預應力混混凝土T形剛構(gòu)的的常用跨跨徑為60~200m1.T形剛構(gòu)與與連續(xù)梁梁相比的的特點：：2.T形剛構(gòu)適適用情況況：（五）連連續(xù)剛構(gòu)構(gòu)橋連續(xù)剛構(gòu)構(gòu)橋綜合了連連續(xù)梁和和T形剛構(gòu)橋橋的受力力特點，，將主梁梁做成連連續(xù)梁體體，與薄薄壁橋墩墩固結(jié)而而成，是預應力力混凝土土大跨梁梁式橋的的主要橋橋型之一一。跨徑大、、墩高小小的連續(xù)續(xù)剛構(gòu)橋橋中，體體系溫度度的變化化、砼收收縮等將將在墩頂頂產(chǎn)生較較大的水水平位移移，為減減小水平平位移在在墩中產(chǎn)產(chǎn)生的彎彎矩，連續(xù)剛構(gòu)構(gòu)橋常采采用水平平抗推剛剛度較小小的雙薄薄壁墩。。（這是是與T形剛構(gòu)最最大的區(qū)區(qū)別之一一）連續(xù)剛構(gòu)構(gòu)體系上上部結(jié)構(gòu)構(gòu)的受力力性能與與連續(xù)梁梁一樣，，而且薄壁壁墩底部部需承受受的彎矩矩及梁體體內(nèi)的軸軸力隨著著墩高的的增大而而急劇減減小。墩梁固結(jié)結(jié)節(jié)省了了大型支支座的昂昂貴費用用，減少少了墩及及基礎的的工程量量，并改改善了結(jié)結(jié)構(gòu)在水水平荷載載作用下下的受力力性能（（即各柔柔性墩按按剛度比比分配水水平力）），但在在柔性墩墩的設計計時須考考慮上部部梁體變變形(轉(zhuǎn)動與縱縱向位移移)對它的影影響。與連續(xù)梁梁一樣，，可以做做成一聯(lián)聯(lián)多孔，，長橋中中，可以以在若干干中間孔孔以剪力力鉸或簡簡支掛梁梁相連。。目前，在在大跨徑徑預應力力混凝土土梁橋中中，已成成為主要要考慮的的橋型方方案，最最大跨徑徑已達301m(挪威Stolma橋，跨徑徑布置為為94m+301m+72m)，我國最最大跨徑徑為虎門門大橋的的輔航道道橋，跨跨徑為270米。連續(xù)剛構(gòu)構(gòu)橋的特特點：（六）各各體系梁梁橋的應應用總結(jié)結(jié)1.簡支體系系橋在中中、小跨跨徑橋上上是首選選橋型，，主要是是經(jīng)濟指指標低，，施工方方便，機機具先進進性要求求不高；；隨著橋橋梁發(fā)展展及要求求提高，，簡支箱箱梁或簡簡支變連連續(xù)的預預應力混混凝土箱箱梁將在在高速公公路上和和大跨橋橋梁的引引橋上得得到更廣廣泛的應應用；在大跨徑徑梁式橋橋中，受受力性能能優(yōu)越，，行車平平順舒適適連續(xù)梁梁與連續(xù)續(xù)T構(gòu)就獲得得廣泛應應用。超靜定梁梁式體系系在預加加力的影影響、溫溫度變化化、混凝凝土徐變變與收縮縮、墩臺臺與基礎礎的不均均勻沉降降等各種種因素作作用下，，結(jié)構(gòu)變變形受到到贅余約約束的制制約而產(chǎn)產(chǎn)生次內(nèi)內(nèi)力，設設計時必必須給予予重視。。4.實際橋梁梁工程中中需在上上述五種種橋型的的基礎上上進行不不同的創(chuàng)創(chuàng)新，例例如V形墩連續(xù)續(xù)梁、X形墩剛構(gòu)構(gòu)、桁架式懸懸臂梁、空間桁式式連續(xù)梁梁等。第四章拱拱橋的的受力特特點及分分類拱橋與梁梁橋的區(qū)區(qū)別，不不僅在于于外形不不同，更更重要的的是兩者者受力性性能有較較大差別別。由力力學知，，拱式結(jié)結(jié)構(gòu)在豎豎向荷載載作用下下，兩端端將產(chǎn)生生水平推推力。正正是這個個水平推推力，使使拱內(nèi)產(chǎn)產(chǎn)生軸向向壓力，，從而大大大減小小了拱圈圈的截面面彎矩，，使之成成為偏心心受壓構(gòu)構(gòu)件，截截面上的的應力分分布與受受彎梁的的應力相相比，較較為均勻勻。因此此，可以以充分利利用主拱拱截面材材料強度度，使跨跨越能力力增大。。4-1拱橋的主主要受力力特點拱橋的主主要優(yōu)點點是：①跨越能能力較大大；②能充分分就地取取材，與與混凝土土梁式橋橋相比，，可以節(jié)節(jié)省大量量的鋼材材和水泥泥；③耐久性性能好，，維修、、養(yǎng)護費費用少；；④外形美美觀；⑤構(gòu)造較較簡單。。拱橋也有有缺點：：①自重較較大，相相應的水水平推力力也較大大，增加加了下部部結(jié)構(gòu)的的工程量量，當采采用無鉸鉸拱時，，對地基基條件要要求高；；②由于拱拱橋水平平推力較較大，在在連續(xù)多多孔的大大、中橋橋梁中，，為防止止一孔破破壞而影影響全橋橋的安全全，需要要采用較較復雜的的措施，，例如設設置單向向推力墩墩，也會會增加造造價；③與梁式式橋相比比，上承承式拱橋橋的建筑筑高度較較高，當當用于城城市立交交及平原原地區(qū)時時，因橋橋面高程程提高，，使兩岸岸接線長長度增長長，或者者使橋面面縱坡增增大，既既增加了了造價又又對行車車不利。。4-2拱橋的組組成拱橋上部部結(jié)構(gòu)由由主拱圈圈和拱上上建筑組組成。主主拱圈是是拱橋的的主要承承重結(jié)構(gòu)構(gòu)。橋面面與主拱拱圈之間間需要有有傳力的的構(gòu)件或或填充物物，以使使車輛能能在平順順的橋道道上行駛駛。橋面面系和這這些傳力力構(gòu)件或或填充物物統(tǒng)稱為為拱上結(jié)結(jié)構(gòu)或拱拱上建筑筑。拱橋的下下部結(jié)構(gòu)構(gòu)由橋墩墩、橋臺臺及基礎礎等組成成，用以以支承橋橋跨結(jié)構(gòu)構(gòu)，將橋橋跨結(jié)構(gòu)構(gòu)的荷載載傳至地地基。橋橋臺還起起到與兩兩岸路堤堤相連接接的作用用，使路路橋形成成一個協(xié)協(xié)調(diào)的整整體。

要求掌握的一些基本概念：拱圈最高處稱為拱頂，拱圈和墩臺連接處稱為拱腳（或起拱面）。拱圈各橫向截面（或換算截面）的形心連線稱為拱軸線。拱圈的上曲面稱為拱背，下曲面稱為拱腹。起拱面與拱腹相交的直線稱為起拱線。還有拱橋的幾個主要技術名稱：

凈跨徑:

計算跨徑:

凈矢高:

計算矢高:

矢跨比:

陡拱、坦拱（一）簡簡單體系系拱橋簡單體系系拱橋，，均為有有推力拱拱。按照照主拱的的靜力體體系，簡簡單體系系拱橋可可以分成成如下三三種。①三鉸拱拱；②兩兩鉸拱；；③無鉸鉸拱。4-3拱橋按照照結(jié)構(gòu)受受力圖式式分類（二）組組合體系系拱橋拱式組合合體系橋橋一般由由拱肋、、系桿、、吊桿（（或立柱柱）、行行車道梁梁（板））及橋面面系等組組成。拱式組合合體系橋橋?qū)⒘汉秃凸皟煞N種基本結(jié)結(jié)構(gòu)組合合起來，，共同承承受橋面面荷載和和水平推推力，充充分發(fā)揮揮梁受彎彎、拱受受壓的結(jié)結(jié)構(gòu)特性性及其組組合作用用，達到到節(jié)省材材料的目目的。拱拱式組合合體系橋橋一般可可劃分為為有推力力的和無無推力的的兩種類類型。（1）無推力力的組合合體系拱拱無推力拱拱式組合合體系橋橋（也稱稱系桿拱拱橋）是是外部靜靜定結(jié)構(gòu)構(gòu)，兼有有拱橋的的較大跨跨越能力力和簡支支梁橋?qū)Φ鼗m適應能力力強的兩兩大特點點。拱的的推力由由系桿承承受，系系桿的含含義就是是一個將將兩拱腳腳相互聯(lián)聯(lián)系在一一起的水水平構(gòu)件件，因而而墩臺不不承受水水平推力力。柔性系桿剛性拱-系桿拱剛性系桿柔性拱-藍格爾拱剛性系桿剛性拱-洛澤拱尼爾森拱尼爾森拱尼爾森拱（2）有推力力的組合合體系拱拱此種組合合體系拱拱沒有系系桿，由由單獨的的梁和拱拱共同受受力，拱拱的推力力仍由墩墩臺承受受。剛性梁剛性拱-倒洛澤拱剛性梁柔性拱-倒藍格爾拱（三））拱片片橋上邊緣與與橋面縱縱向平行行，下邊邊緣是拱拱形的有有推力結(jié)結(jié)構(gòu)，稱稱為拱片片。在拱拱片中，，行車道道系與拱拱肋剛性性連成一一整體，，共同承承受荷載載。拱片片的立面面一般被被挖空做做成桁架架的形式式。根據(jù)據(jù)橋梁寬寬度的不不同，拱拱片橋可可由兩片片以上的的拱片組組成，并并用橫向向聯(lián)結(jié)系系將各拱拱片連成成整體，，行車道道板支承承在拱片片上。拱橋的主主拱圈，，沿拱軸軸線可以以做成等等截面或或變截面面的形式式。主拱圈所所使用的的建筑材材料主要要有圬工工、鋼筋筋混凝土土、鋼材材和鋼—混凝土組組合結(jié)構(gòu)構(gòu)等。根根據(jù)材料料的特性性，圬工工拱橋主主要用于于跨徑小小，并且且能就地地取材的的情況，，目前使使用較少少；鋼拱拱橋主要要用于大大跨徑，，從已建建拱橋看看，我國國大部分分拱橋都都采用鋼鋼筋混凝凝土結(jié)構(gòu)構(gòu)，隨著著設計理理論和施施工工藝藝的完善善，鋼筋筋混凝土土拱橋目目前已是是最具有有競爭力力的橋型型之一；；鋼—混凝土組組合結(jié)構(gòu)構(gòu)是近幾幾十年來來發(fā)展起起來的，，主要有有鋼管混混凝土拱拱橋和勁勁性骨架架混凝土土拱橋兩兩種。4-3拱橋按照照截面形形式分類類（二）肋肋拱橋：：肋拱橋由由兩條或或兩條以以上分離離式拱組組成承重重結(jié)構(gòu)的的拱橋，，拱肋之之間靠橫橫向聯(lián)系系梁連接接成整體體而共同同受力.這種橋橫橫截面面面積較小小，節(jié)省省材料，，自重輕輕，跨越越能力大大，多用用于較大大跨徑的的拱橋。?？梢杂糜蜜毓ぁ?、鋼筋混混凝土、、鋼材建建造。（一））板拱拱橋：：主拱圈圈采用用矩形形實體體截面面。構(gòu)構(gòu)造簡簡單、、施工工方便便，使使用廣廣泛。。自重重較大大，不不經(jīng)濟濟，通通常在在地基基較好好的中中小跨跨徑圬圬工拱拱橋中中采用用。（三））雙曲拱拱橋其主拱拱圈橫橫截面面由一一個或或數(shù)個個橫向向小拱拱單元元組成成，由由于主主拱圈圈的縱縱向及及橫向向均呈呈曲線線形，，故稱稱之為為雙曲曲拱橋橋。這這種截截面抵抵抗矩矩較相相同材材料用用量的的板拱拱大，，故可可節(jié)省省材料料。施施工中中采用用預制制拼裝裝，但但存在在著施施工工工序多多、組組合截截面整整體性性較差差和易易開裂裂等缺缺點，，一般般用于于中、、小跨跨徑拱拱橋。。（四））箱形拱拱橋外形與與板拱拱相似似，由由于截截面挖挖空，，使箱箱形拱拱的截截面抵抵抗矩矩較相相同材材料用用量的的板拱拱大很很多，，所以以能節(jié)節(jié)省材材料，，減輕輕自重重，相相應地地也減減少下下部結(jié)結(jié)構(gòu)材材料用用量，，對于于大跨跨徑拱拱橋則則效果果更為為顯著著。又又因它它是閉閉口箱箱形截截面，，截面面抗扭扭剛度度大，，橫向向整體體性和和結(jié)構(gòu)構(gòu)穩(wěn)定定性均均較雙雙曲拱拱好，，故特特別適適用于于無支支架施施工。。但箱箱形截截面施施工制制作較較復雜雜，因因此，，大跨跨徑拱拱橋采采用箱箱形截截面才才是合合適的的。（五））鋼管混混凝土土拱橋橋鋼管混混凝土土簡稱稱為CFST（ConcreteFilledSteelTube），它它屬于于鋼—混凝土土組合合結(jié)構(gòu)構(gòu)中的的一種種，主主要用用于以以受壓壓為主主的結(jié)結(jié)構(gòu)。。它一一方面面借助助內(nèi)填填混凝凝土增增強鋼鋼管壁壁的穩(wěn)穩(wěn)定性性，同同時又又利用用鋼管管對核核心混混凝土土的套套箍作作用，，使核核心混混凝土土處于于三向向受壓壓狀態(tài)態(tài)，從從而使使其具具有更更高的的抗壓壓強度度和抗抗變形形能力力。臨安華華光潭潭大橋橋（l=165m）鋼管混混凝土土拱橋橋具有有以下下優(yōu)點點：①總體體性能能方面面由于鋼鋼管混混凝土土承載載能力力大，，正常常使用用狀態(tài)態(tài)是以以應力力控制制設計計，外外表不不存在在混凝凝土裂裂縫問問題，，因而而可以以使主主拱圈圈截面面及其其寬度度相對對的減減小，，這樣樣便可可以減減小橋橋面上上由承承重結(jié)結(jié)構(gòu)所所占的的寬度度，提提高了了中、、下承承式拱拱的橋橋面寬寬度的的使用用效率率。②施工方方面鋼管本本身相相當于于混凝凝土的的外模模板，，它具具有強強度高高，質(zhì)質(zhì)量輕輕，易易于吊吊裝或或轉(zhuǎn)體體的特特點，，可以以先將將空管管拱肋肋合龍龍，再再壓注注管內(nèi)內(nèi)混凝凝土，，從而而大大大降低低了大大跨徑徑拱橋橋施工工的難難度，，省去去了支支模、、拆模模等工工序，，并可可適應應先進進的泵泵送混混凝土土工藝藝。鋼管混混凝土土材料料也有有它自自身的的缺點點。對于管管壁外外露的的鋼管管混凝凝土，，在陽陽光照照射下下，鋼鋼管膨膨脹，，容易易造成成鋼管管與內(nèi)內(nèi)填混混凝土土之間間出現(xiàn)現(xiàn)脫空空現(xiàn)象象；由于施施工中中鋼管管先于于管內(nèi)內(nèi)混凝凝土受受力，，往往往造成成鋼管管應力力偏高高而混混凝土土不能能發(fā)揮揮應有有的作作用。。（六））勁性性骨架架混凝凝土拱拱橋勁性骨骨架拱拱橋與與普通通鋼筋筋混凝凝土拱拱橋的的區(qū)別別在于于前者者以鋼鋼骨拱拱桁架架作為為受力力筋，，它可可以是是型鋼鋼，也也可以以是鋼鋼管，，采用用鋼管管作勁勁性骨骨架的的混凝凝土拱拱又可可稱為為內(nèi)填填外包包型鋼鋼管混混凝土土拱。。第五章章斜斜拉拉橋分分類及及受力力特點點斜拉橋橋的組組成：：主梁、索塔塔和斜斜拉索索；主梁：：壓彎彎結(jié)構(gòu)構(gòu)索塔：：受壓壓為主主構(gòu)件件，承承受索索力；；斜拉索索：受受拉構(gòu)構(gòu)件，，為主主梁提提供彈彈性支支承主梁索塔斜拉索5-1斜拉橋橋的受受力特特點斜拉橋橋中荷荷載傳傳遞路路徑是是：斜斜拉索索將主主梁的的恒載載和車車輛荷荷載傳傳遞至至索塔塔，再再通過過索塔塔傳至至地基基。斜拉索索就像像主梁梁的體體外預預應力力筋像多跨跨彈性性支承承的連連續(xù)梁梁由于斜斜拉索索的支支承作作用，，使主主梁恒恒載彎彎矩顯顯著減減小斜拉橋橋的結(jié)結(jié)構(gòu)體體系，，可以以有以以下幾幾種不不同的的劃分分方式式：（1）按照照塔、、梁、、墩相相互結(jié)結(jié)合方方式：：漂浮浮體系系、半半漂浮浮體系系、塔塔梁固固結(jié)體體系和和剛構(gòu)構(gòu)體系系。（2）按照照主梁梁的連連續(xù)方方式：：連續(xù)續(xù)體系系和T構(gòu)體系系等。。（3）按照照斜拉拉索的的錨固固方式式：自自錨體體系、、部分分地錨錨體系系和地地錨體體系。。（4）按照照塔的的高度度不同同：常常規(guī)斜斜拉橋橋和矮矮塔部部分斜斜拉橋橋體系系。5-2斜拉橋橋的分分類（一））漂浮浮體系系特點：：塔墩墩固結(jié)結(jié)、塔塔梁分分離。。主梁梁除兩兩端有有支承承外，，其余余全部部用拉拉索懸懸吊，，屬于于一種種在縱縱向可可稍作作浮動動的多多跨彈彈性支支承連連續(xù)梁梁。斜斜拉索索不能能對梁梁提供供有效效的橫橫向支支承，，為抵抵抗由由于風風力等等引起起主梁梁的橫橫向水水平位位移，，應在在塔柱柱和主主梁之之間設設置一一種用用來限限制側(cè)側(cè)向變變位的的板式式或聚聚四氟氟乙烯烯盆式式橡膠膠支座座，簡簡稱側(cè)側(cè)向限限位支支座。。優(yōu)點：（1）主跨滿滿載時時，塔塔柱處處的主主梁截截面無無負彎彎矩峰峰值；；（2）由于于主梁梁可以以隨塔塔柱的的縮短短而下下降，，所以以溫度度、收收縮和和徐變變次內(nèi)內(nèi)力均均較小小。（（3）密索索體系系中主主梁各各截面面的變變形和和內(nèi)力力的變變化較較平緩緩，受受力較較均勻勻；（（4）地震震時允允許全全梁縱縱向擺擺蕩，，作長長周期期運動動，從從而吸吸震消消能。。缺點：：當采采用懸懸臂施施工時時，塔塔柱處處主梁梁需臨臨時固固結(jié)，，以抵抵抗施施工過過程中中的不不平衡衡彎矩矩和縱縱向剪剪力，，由于于施工工不可可能做做到完完全對對稱，，成橋橋后解解除臨臨時固固結(jié)時時，主主梁會會發(fā)生生縱向向擺動動，應應予注注意。。為了防防止縱縱向颶颶風和和地震震荷載載使漂漂浮體體系斜斜拉橋橋產(chǎn)生生過大大的擺擺動，，影響響安全全，有有必要要在斜斜拉橋橋塔上上的梁梁底部部位設設置高高阻尼尼的主主梁水水平彈彈性限限位裝裝置。。（二））半漂漂浮體體系特點：：塔墩墩固結(jié)結(jié)，主主梁在在塔墩墩上設設置豎豎向支支承，，成為為具有有多點點彈性性支承承的三三跨連連續(xù)梁梁。可可以是是一個個固定定支座座，三三個活活動支支座；；也可可以是是四個個活動動支座座，但但一般般均設設活動動支座座，以以避免免由于于不對對稱約約束而而導致致不均均衡溫溫度變變位，，水平平位移移將由由斜拉拉索制制約。。半漂浮浮體系系若采采用一一般支支座來來處理理則無無明顯顯優(yōu)點點，因因為當當兩跨跨滿載載時，，塔柱柱處主主梁有有負彎彎矩尖尖峰，，溫度度、收收縮、、徐變變次內(nèi)內(nèi)力仍仍較大大。若若在墩墩頂設設置一一種可可以用用來調(diào)調(diào)節(jié)高高度的的支座座或彈彈簧支支承來來替代代從塔塔柱中中心懸懸吊下下來的的拉索索（一一般稱稱“零零號索索”）），并并在成成橋時時調(diào)整整支座座反力力，以以消除除大部部分收收縮、、徐變變等的的不利利影響響，這這樣就就可以以與漂漂浮體體系相相媲美美，并并且在在經(jīng)濟濟和減減小縱縱向漂漂移方方面將將會有有一定定好處處。（三））塔梁梁固結(jié)結(jié)體系系特點：：將塔塔梁固固結(jié)并并支承承在墩墩上。。主梁梁的內(nèi)內(nèi)力與與撓度度直接接同主主梁與與索塔塔的彎彎曲剛剛度比比值有有關。。這種種體系系的主主梁一一般只只在一一個塔塔柱處處設置置固定定支座座，而而其余余均為為縱向向可以以活動動的支支座。。優(yōu)點：：顯著著地減減小主主梁中中央段段承受受的軸軸向拉拉力，，并且且索塔塔和主主梁中中的溫溫度內(nèi)內(nèi)力極極小。。缺點：（1）當中孔孔滿載載時，，主梁梁在墩墩頂處處轉(zhuǎn)角角位移移導致致塔柱柱傾斜斜，使使塔頂頂產(chǎn)生生較大大的水水平位位移，，從而而顯著著地增增大主主梁跨跨中撓撓度和和邊跨跨負彎彎矩；；（2）需要要設置置大噸噸位的的支座座。在在大跨跨徑斜斜拉橋橋中，，這種種支座座甚至至達到到上萬萬噸級級，這這樣使使支座座的設設計制制造及及日后后養(yǎng)護護、更更換均均帶來來較大大的困困難。。（四））剛剛構(gòu)體體系特點：：塔梁梁墩相相互固固結(jié)，，形成成跨度度內(nèi)具具有多多點彈彈性支支承的的剛構(gòu)構(gòu)。優(yōu)點：（1）既免除除了大大型支支座又又能滿滿足懸懸臂施施工的的穩(wěn)定定要求求；（（2）結(jié)構(gòu)構(gòu)的整整體剛剛度比比較好好，主主梁撓撓度又又小。。缺點：（1）主梁固固結(jié)處處負彎彎矩大大，使使固結(jié)結(jié)處附附近截截面需需要加加大；；（2）為消消除溫溫度應應力，，應用用于雙雙塔斜拉橋橋中時時要求求墩身身具有有一定定的柔性性，常常用于于高墩墩的場場合，，以避免免出現(xiàn)現(xiàn)過大大的附附加內(nèi)內(nèi)力。。另外，，這種種體系系比較較適合合于獨塔塔斜拉拉橋。。（五））T構(gòu)體系系T構(gòu)體系系斜拉拉橋與與剛構(gòu)構(gòu)體系系的區(qū)區(qū)別是是主梁梁跨中中區(qū)域域無軸軸拉力力。具具體做做法有有兩種種：①①在斜斜拉橋橋主跨跨中央央部分分插入入一小小跨懸懸掛結(jié)結(jié)構(gòu)；；②以以“剪剪力鉸鉸”代代替懸懸掛結(jié)結(jié)構(gòu)，，這種種剪力力鉸的的功能能是只只傳彎彎矩、、剪力力，不不傳軸軸力。。第六章章橋橋梁梁墩臺臺受力力及分分類6－1橋梁墩墩臺組成及及受力力特點點橋梁墩墩（臺）主要由由墩（臺）帽、墩墩（臺）身和基基礎三三部分分組成成。梁橋輕型型墩臺作用：：承受受上部部結(jié)構(gòu)構(gòu)傳來來的荷荷載，，并將將荷載載及本本身自自重傳傳給地地基。。承受荷荷載上部結(jié)結(jié)構(gòu)外外力：：豎向向力、、水平平力、、彎矩矩；施施工臨臨時荷荷載。。其它外外力：：流水壓壓力、、風力力、土壓壓力、地震力力、冰壓力、船只只、排排筏或或漂浮浮物的的撞擊擊力等。要求：：具有有足夠夠的強強度、、剛度度和穩(wěn)穩(wěn)定性性，對對地基基的承承載能能力、、沉降降量、、地基基與基基礎之之間的的摩阻阻力等等也都都提出出一定定的要要求。。設計原原則：：滿足足交通通要求求