橋梁概論與高速鐵路的橋梁PPT303

橋梁概論與與高速鐵路路的橋梁主講--劉海波電話-南交通大大學(xué)1HaiboLiuPhD.SWJTU西南交通大大學(xué)一、橋梁梁概述二、高速鐵鐵路橋梁類類型與特點(diǎn)點(diǎn)Pg.107-end橋梁概論與與高速鐵路路的橋梁2HaiboLiuPhD.SWJTU西南交通大大學(xué)1橋梁概論2大跨度橋梁梁的類型與與橋例一、橋梁梁概述3HaiboLiuPhD.SWJTU1.1橋梁術(shù)語基本概念橋梁起源橋梁組成橋梁分類橋梁發(fā)展4HaiboLiuPhD.SWJTU基本概念橋梁供車輛和行人人跨越障礙物物的建筑工程程結(jié)構(gòu)線路跨越障礙礙的延伸部分分或連接部分分橋梁工程橋梁建筑的實(shí)實(shí)體建造橋梁所需需的科技知識識意義技術(shù)經(jīng)濟(jì)美學(xué)5HaiboLiuPhD.SWJTU橋梁起源樹橋：梁橋的的雛形6HaiboLiuPhD.SWJTU橋梁起源（續(xù)續(xù)）原始木梁橋天然石梁橋早期石梁橋7HaiboLiuPhD.SWJTU橋梁起源（續(xù)續(xù)）世界上最長的的天然石拱橋橋，跨度119.5米，位于美國國猶他州國家家公園中國最長的天天然石拱橋，，跨度80米，位于重慶慶涪陵小溪法國阿爾代什什峽谷天然石石拱橋8HaiboLiuPhD.SWJTU橋梁受力9HaiboLiuPhD.SWJTU橋梁組成上部結(jié)構(gòu)（superstructure），包括橋跨結(jié)構(gòu)，也也叫承重結(jié)構(gòu)構(gòu)橋面構(gòu)造（deck）下部結(jié)構(gòu)（substructure），也叫支承結(jié)構(gòu)構(gòu)，包括橋墩與橋臺（abutmentandpier）墩臺基礎(chǔ)（foundation）多種結(jié)構(gòu)構(gòu)形式支座（bearing）附屬結(jié)構(gòu)物10HaiboLiuPhD.SWJTU西南交通大學(xué)學(xué)橋梁專業(yè)部分分名詞專用名詞、技技術(shù)術(shù)語主橋：橋梁跨越主要要障礙物（如如通航河道））的結(jié)構(gòu)部分分。引橋：從橋臺至正橋橋的結(jié)構(gòu)部分分，連接主橋橋和兩端道路路?？缍?徑：表示橋梁的跨跨越能力，對對于多跨橋，，最大跨度稱稱為主跨。計(jì)算跨徑：橋跨結(jié)構(gòu)相鄰鄰兩支點(diǎn)間的的距離l1；凈跨徑：設(shè)計(jì)洪水位線線上相鄰兩橋橋墩（臺）間間的水平凈距距L0，各孔凈跨徑徑之和稱為總跨徑。標(biāo)準(zhǔn)跨徑的目目的：有利于橋梁制制造和施工的的機(jī)械化，也也有利于橋梁梁養(yǎng)護(hù)維修和和戰(zhàn)備需要。。11HaiboLiuPhD.SWJTU西南交通大學(xué)學(xué)1.1橋梁術(shù)語及其其分類標(biāo)準(zhǔn)跨徑：公公路常常用10m、16m、20m、40m鐵路常用20m、24m、32m、48m橋長：兩橋臺側(cè)墻或或八字墻尾端端之間的距離離。橋下凈空高度度：設(shè)計(jì)洪水位（（通航水位））與橋跨結(jié)構(gòu)構(gòu)最下緣的高高差H。橋梁建筑高度度：橋面與橋跨結(jié)結(jié)構(gòu)最下緣的的高差h。12HaiboLiuPhD.SWJTU橋梁分類13HaiboLiuPhD.SWJTU橋梁分類（續(xù)續(xù)）14HaiboLiuPhD.SWJTU結(jié)構(gòu)體系詳細(xì)細(xì)分類a－懸臂梁橋b－連續(xù)梁橋c－拱橋d－懸索橋e－剛架橋f－T型剛構(gòu)g－斜腿剛構(gòu)h－連續(xù)剛構(gòu)i－斜拉橋j－系桿拱15HaiboLiuPhD.SWJTU西南交通大學(xué)學(xué)橋梁按跨徑的的分類橋梁分類公路橋梁鐵路橋梁多孔跨徑總長L1(m)單孔跨徑l(m)橋長L1(m)特大橋L1≥1000l≥150L1＞500大橋100≤L1＜100040≤l＜100100＜L1≤500中橋30＜L1＜10020≤l＜4020＜L1≤1000小橋8≤L1≤305≤l＜20L1≤2016HaiboLiuPhD.SWJTU梁橋簡支梁橋懸臂梁橋等截面連續(xù)梁梁橋變截面連續(xù)梁梁橋連續(xù)剛構(gòu)梁為承重結(jié)構(gòu)構(gòu)，主要以其其抗彎能力來來承受荷載；；在豎向荷載載作用下，其其支承反力也也是豎直的；；簡支的梁部部結(jié)構(gòu)只受彎彎受剪，不承承受軸向力增加中間支承承，可減少跨跨中彎矩，更更合理地分配配內(nèi)力，加大大跨越能力梁式體系分實(shí)腹式和空腹式，前者的梁截截面為T形、工字形和箱形等，后者指桁架結(jié)構(gòu)；梁的高高度可等高或或變高17HaiboLiuPhD.SWJTU剛構(gòu)（架）橋橋門式剛架T形剛構(gòu)斜腿剛構(gòu)V形剛構(gòu)18HaiboLiuPhD.SWJTU拱橋三鉸拱兩鉸拱無鉸拱系桿拱結(jié)構(gòu)特征：主要承重結(jié)結(jié)構(gòu)具有曲線線外形受力特點(diǎn)：在豎向荷載載作用下，拱拱主要承受軸軸向壓力，但但也受彎受剪剪。支承反力力不僅有豎向向反力，也承承受較大的水水平推力靜力學(xué)分類：單鉸拱、雙雙鉸拱、三鉸鉸拱和無鉸拱拱常用材料：石材、鋼筋筋混凝土、鋼鋼材施工方法：有支架和無無支架施工系桿吊桿主拱圈立柱行車道系19HaiboLiuPhD.SWJTU懸索橋組成：主要由纜、、塔、錨碇、加勁梁等組成成受力：在豎向荷載載作用下，索索受拉，塔受受壓，錨碇受受拉拔反力材料：纜通常用高高強(qiáng)度鋼絲制制成圓形大纜纜，加勁梁多多采用鋼桁架架或扁平箱梁梁，橋塔可采采用鋼筋混凝凝土或鋼材跨度：因懸索的抗抗拉性能得以以充分發(fā)揮且且大纜尺寸基基本上不受限限制，故懸索索橋的跨越能能力一直在各各種橋型中名名列前茅纜塔錨錠加勁梁20HaiboLiuPhD.SWJTU斜拉橋形式：由梁、塔和和斜索組成的的組合體系，，結(jié)構(gòu)型式多多樣，造型優(yōu)優(yōu)美壯觀受力：在豎向荷載載作用下，梁梁以受彎為主主，塔以受壓壓為主，斜索索則承受拉力力材料：斜索采用高高強(qiáng)鋼絲制成成，塔多采用用鋼筋混凝土土，梁采用預(yù)預(yù)應(yīng)力混凝土土梁或鋼箱梁梁斜拉索索塔主梁21HaiboLiuPhD.SWJTU人行橋（pedestrianbridge）上：德國的兩兩座人行橋；；左下：倫敦敦的一座人行行橋；右下：：美國的一座座人行橋造型輕盈別致致、線條流暢暢、與環(huán)境協(xié)協(xié)調(diào)，是其特特點(diǎn)22HaiboLiuPhD.SWJTU開啟橋（活動動橋）左：伊拉克的的一座平轉(zhuǎn)開開啟橋；中：：巴西的一座座提升開啟橋橋；右：豎轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)開啟橋右下：天津塘塘沽海門開啟啟橋（64m）目的和特點(diǎn)：：節(jié)省總造價(jià)價(jià)，可保證水水上交通；陸陸地交通受限限制，維修管管理費(fèi)用較高高23HaiboLiuPhD.SWJTU西南交通大學(xué)學(xué)橋梁的主要橋橋型：·梁橋、剛構(gòu)橋橋·拱橋·斜拉橋·懸索橋·組合橋1.2橋梁的類型與與橋例24HaiboLiuPhD.SWJTU宋代虹橋虹橋（10321033年），見宋代代畫家張澤端端的名畫《清明上河圖》構(gòu)造奇特，采采用兩套木拱拱并配以橫木木，形成穩(wěn)定定的超靜定結(jié)結(jié)構(gòu)。25HaiboLiuPhD.SWJTU灞陵橋位于在渭源縣南城城門外的清源源河上，是一一座古典純木木結(jié)構(gòu)臥式懸懸壁拱橋，俗俗稱“臥橋””，結(jié)構(gòu)獨(dú)特，，工藝精巧，，已成為渭水水一大景觀始建于明洪武武初年（1368年），1919年重建，跨度度29.5m，高15.4m，寬4.8m；橋底部以十根根粗壯圓木并并列十一組，，從兩岸橋墩墩逐次遞級，，飛挑凌空，，形成半圓狀狀橋體，橋面面有臺階通道道三條，并配配有扶手欄桿桿，橋頂為飛飛檐挑閣式廊廊房，共13間64柱26HaiboLiuPhD.SWJTU趙州橋在隋大業(yè)元年年（公元605年左右），李李春在河北趙趙縣修建了趙趙州石拱橋（（又稱安濟(jì)橋橋）。該橋凈跨37.02m，寬9m，構(gòu)思巧妙，造造型美觀，工工藝精致，歷歷1400年而無恙，舉舉世聞名，被被譽(yù)為“國際際土木工程里里程碑建筑””。27HaiboLiuPhD.SWJTU玉帶橋十十七孔橋北京頤和園內(nèi)內(nèi)的十七孔橋橋建于清乾隆隆年間（17361795年）拱洞從橋中間間向兩端逐漸漸收小玉帶橋建于清清乾隆十五年年（1750年）兩端有反彎曲曲線的玉石拱拱28HaiboLiuPhD.SWJTU湖州三橋位于江蘇湖州州雙林鎮(zhèn)，主主拱跨12.6m，寬3.5m居中的拱橋大大約建于800年前中國南方地區(qū)區(qū)拱橋特點(diǎn)29HaiboLiuPhD.SWJTU大渡河鐵索橋橋建于1706年，長約103m，寬約2.8m，由13條錨固于兩岸岸的鐵鏈組成成30HaiboLiuPhD.SWJTU錢塘江橋主跨1665.84m，公鐵兩用，由由我國橋梁先先驅(qū)茅以升先先生主持修建建1937年9月通車，同年年12月侵華日軍攻攻陷杭州，我我國軍隊(duì)西撤撤后將橋炸毀毀，1947年3月修復(fù)31HaiboLiuPhD.SWJTU武漢長江大橋橋中國第一座跨跨越長江的大大橋，1957年完成鋼桁架連續(xù)梁梁橋，主跨128m，雙層橋橋面，，公鐵鐵兩用用懸臂拼拼裝法法施工工32HaiboLiuPhD.SWJTU南京長長江大大橋1968年完成成，其其材料料、設(shè)設(shè)計(jì)、、施工工全部部自己己承擔(dān)擔(dān)鋼桁架架連續(xù)續(xù)梁橋橋，主主跨160m，雙層橋橋面，，公鐵鐵兩用用懸臂拼拼裝法法施工工，深深水基基礎(chǔ)施施工33HaiboLiuPhD.SWJTU南昆線線清水河河橋鐵路預(yù)預(yù)應(yīng)力力混凝凝土連連續(xù)－－剛構(gòu)構(gòu)橋主跨128m，墩高100m，1996年完成成34HaiboLiuPhD.SWJTU南昆線線板其其二號號橋采用曲曲線連連續(xù)剛構(gòu)體體系，，曲線線半徑徑R=450m我國鐵鐵路上上的第第一座座彎梁梁橋主跨布布置為為447244m35HaiboLiuPhD.SWJTU排序橋名主跨(m)橋址年份1斯托爾馬橋(Stolma)301挪威19982拉脫圣德橋(Raftsundet)298洛福坦(Lofoten)，挪威19983虎門輔航道橋270珠江，中國19974瓦羅德2號橋(Varodd-2)260克里斯蒂安桑德(Kristiamsand)，挪威1994門道橋(Gateway)260布里斯班(Brisbane)，澳大利亞19865奧波托橋(Oporto)250道羅河(DouoEiver)，葡萄牙1991諾日姆伯蘭海峽橋(NorthumBerlandStraitcrossing)250(43孔）新布魯斯維克(NewBrunswick)，加拿大1998斯克夏橋(Skye)250斯克夏島(Skyelaland)，英國19956黃石長江大橋245安徽，中國19967*科羅巴卜圖瓦普橋(Koror-Babelthuap)241太平洋托管區(qū)(Pacifictrust)，美國19778濱名大橋(Hamana)240靜岡縣(Shizuoka)，日本19769彥島大橋(Hikoshima)236山口縣(Yamaguchi)，日本197510諾達(dá)爾斯弗喬德橋(Norddalsfjord)231索恩-弗喬丹(Sogn-Fjordane)，挪威最大跨跨徑的的混凝凝土連連續(xù)梁梁（連連續(xù)剛剛構(gòu)））橋36HaiboLiuPhD.SWJTU大跨混混凝土土梁橋橋的長長期撓撓度問問題近10多年來來，我我國相相當(dāng)多多的大大跨梁梁橋在在通車車2～5年后出出現(xiàn)持持續(xù)下下?lián)虾秃涂缰兄械装灏彘_裂裂的現(xiàn)現(xiàn)象。。預(yù)拱度度法：：傳統(tǒng)統(tǒng)設(shè)計(jì)計(jì)方法法，按按總彎彎矩包包絡(luò)圖圖配筋筋（對對預(yù)應(yīng)應(yīng)力及及其附附加力力進(jìn)行行估算算），，在懸懸臂施施工狀狀態(tài)，，占主主體荷荷載的的恒載載彎矩矩大于于預(yù)加加力產(chǎn)產(chǎn)生的的反向向彎矩矩，這這就導(dǎo)導(dǎo)致成成橋后后跨中中撓度度的持持續(xù)發(fā)發(fā)展。。零彎矩矩法：：(建議的的方法法、有有成功功設(shè)計(jì)計(jì)的例例子）），從從施工工順序序出發(fā)發(fā)，先先以懸懸臂梁梁為基基本圖圖式，，通過過預(yù)應(yīng)應(yīng)力手手段取取得了了力學(xué)學(xué)上平平衡，，由此此不設(shè)設(shè)預(yù)拱拱度，，使施施工的的立模模安裝裝標(biāo)高高與成成橋標(biāo)標(biāo)高能能夠保保持一一致。。這樣樣不但但極大大的簡簡化了了工程程控制制，而而且實(shí)實(shí)踐證證明它它對控控制長長期撓撓度的的效果果也十十分理理想。。其他因因素：：材料料，徐徐變系系數(shù)難難以準(zhǔn)準(zhǔn)確考考慮，，各程程序計(jì)計(jì)算結(jié)結(jié)果不不準(zhǔn)確確…37HaiboLiuPhD.SWJTU成昆鐵鐵路一一線天天橋鐵路石石拱橋橋，跨跨度54m有支架架（鋼鋼拱架架）施施工，，1966年建成成38HaiboLiuPhD.SWJTU雙曲拱河南前前河大大橋中國最最大的的公路路雙曲曲拱橋橋,跨度150m，1970年建成成有支架架施工工39HaiboLiuPhD.SWJTU四川宜宜賓金金沙江江小南南門大大橋中承式式混凝凝土提提籃拱拱橋，，跨度度240m，1990年建成成，時時稱““亞洲洲第一一大中中承式式鋼混混拱橋橋”勁性骨骨架法法施工工2001年11月7日4：30分左右右橋面面突然然垮塌塌40HaiboLiuPhD.SWJTU四川宜宜賓金金沙江江小南南門大大橋41HaiboLiuPhD.SWJTU重慶綦綦江新虹橋原虹橋橋?yàn)殇撲摴芑旎炷镣料禇U桿拱，，因質(zhì)質(zhì)量事事故于于1999年1月4日整體體垮塌塌，死死40人，傷傷14人，震震驚全全國新虹橋橋系X型鋼筋筋混凝凝土人人行拱拱橋，，全長長160米，凈凈跨130米，寬寬7.5米，1999年9月28日開工工，2000年12月峻工工并投投入使使用，，立碑碑紀(jì)念念四川省省交通通廳設(shè)設(shè)計(jì)院院設(shè)計(jì)計(jì)，大大橋局局施工工，““全國國最老老最大大的建建橋隊(duì)隊(duì)正建建造一一座該該隊(duì)建建橋史史上最最小但但影響響最大大的橋橋”42HaiboLiuPhD.SWJTU四川旺旺蒼東東河大大橋我國第第一座座鋼管管混凝凝土系系桿拱拱橋跨度115m，1990年建成成43HaiboLiuPhD.SWJTU三峽工工程專專用公公路黃黃柏河河橋上承式式鋼管管砼拱拱，橋橋長276.71m，跨度160m轉(zhuǎn)體施施工，，1996年竣工工44HaiboLiuPhD.SWJTU桁架拱拱：貴貴州劍劍河橋橋主跨150m，1985年建成成45HaiboLiuPhD.SWJTU組合桁桁架拱拱：江江界河河橋位于貴貴州甕甕安跨度330m，世界上上跨度度最大大的桁桁架拱拱橋懸臂拼拼裝施施工1995年建成成46HaiboLiuPhD.SWJTU重慶萬萬州長長江大大橋世界上上跨度度最大大的鋼鋼筋混混凝土土拱橋橋，主主跨420m采用勁勁性骨骨架（（含鋼鋼管混混凝土土）和和纜索索吊裝裝方法法施工工1997年建成成47HaiboLiuPhD.SWJTU斜拉橋橋19世紀(jì)出出現(xiàn)雛雛形，，20世紀(jì)中中期出出現(xiàn)現(xiàn)現(xiàn)代意意義上上的斜斜拉橋橋，后后期得得到迅迅猛發(fā)發(fā)展（（全世世界約約有400余座，，我國國占大大約1/4）。斜拉橋橋發(fā)展展的原原因和和條件件結(jié)構(gòu)造造型新新穎（（直線線感和和柔細(xì)細(xì)感））新材料料的應(yīng)應(yīng)用（（高強(qiáng)強(qiáng)鋼絲絲，特特別是是斜拉拉索卷卷材））設(shè)計(jì)理理論和和計(jì)算算技術(shù)術(shù)的進(jìn)進(jìn)步施工技技術(shù)的的進(jìn)步步經(jīng)濟(jì)效效益（（在400～800m跨度內(nèi)內(nèi)具有有很強(qiáng)強(qiáng)競爭爭力））總體趨勢勢：稀索索－密索索，混凝凝土斜拉拉橋，造造型多樣樣化技術(shù)問題題：斜拉拉索的防防腐，抗抗風(fēng)抗震震48HaiboLiuPhD.SWJTU排序橋名主跨(m)橋址年份1蘇通大橋1088長江，江蘇，中國20072昂船舟大橋1018香港，中國20093多多羅橋(Tatara)890日本本州四國聯(lián)絡(luò)線19984諾曼第橋(Normandie)856法國19945南京二橋628長江，中國20006武漢三橋618長江，中國20007*青州閩江大橋605福州，中國20008上海楊浦大橋602上海，中國19939中央名港大橋(Meiko-Chuo)590日本199610上海徐浦大橋590上海，中國1997最大跨徑徑斜拉橋49HaiboLiuPhD.SWJTU中外斜拉拉橋跨度度統(tǒng)計(jì)蘇通昂船洲南京三橋橋仁川50HaiboLiuPhD.SWJTU上海南浦浦大橋結(jié)合梁，，主跨423m，1991年51HaiboLiuPhD.SWJTU南京長江江二橋鋼箱梁，，主跨628m，2000年52HaiboLiuPhD.SWJTU廣西來賓賓紅水河河橋混凝土梁梁，主跨跨96m，1981年53HaiboLiuPhD.SWJTU懸索橋最早的大大跨度橋橋型，依依舊保持持橋梁跨跨度記錄錄與其他橋橋型相比比，懸索索橋的優(yōu)優(yōu)勢：材料用量量、加勁勁梁截面面，基本本不發(fā)生生變化構(gòu)件設(shè)計(jì)計(jì)，承重重結(jié)構(gòu)在在尺寸方方面不受受限制大纜受力力形式，，受拉，，可充分分發(fā)揮材材料能力力施工，大大纜是現(xiàn)現(xiàn)成的懸懸吊式腳腳手架不足：剛剛度較小小，容易易振動54HaiboLiuPhD.SWJTU各國懸索索橋的主主要特點(diǎn)點(diǎn)美國：鋼鋼主塔；；直吊索索；非連連續(xù)的桁桁架式加加勁梁；；鋼筋混混凝土橋橋面板；；鑄鋼鞍鞍座和眼眼桿錨拉拉桿；空空中送絲絲法（AS法）歐洲：混混凝土主主塔，全全焊梭狀狀扁平鋼鋼箱加勁勁梁；直直吊索和和斜吊索索；AS法日本：鋼鋼主塔；；直吊索索；桁式式加勁梁梁（雙層層橋面））；預(yù)制制平行絲絲股法（（PS法）中國：混混凝土索索塔；（（傾向于于采用））扁平鋼鋼箱梁；；垂直吊吊索；PS法55HaiboLiuPhD.SWJTU汕頭海灣灣大橋混凝土加加勁梁，，主跨452m，1995年56HaiboLiuPhD.SWJTU西陵長江江大橋鋼箱加勁勁梁，主主跨900m，1996年57HaiboLiuPhD.SWJTU廣東虎門門大橋鋼箱加勁勁梁，主主跨888m，1997年58HaiboLiuPhD.SWJTU香港青馬馬大橋鋼箱加勁勁梁，主主跨1377m，1997年59HaiboLiuPhD.SWJTU江陰長江大橋橋鋼箱加勁勁梁，主主跨1385m，1999年60HaiboLiuPhD.SWJTU排序橋名主跨(m)橋址年份1萬縣長江大橋420萬縣，中國19972克爾克1號橋(Krk-1)390克爾克島(Krklsland)，南斯拉夫19803江界河大橋330黃河，中國19954邕江大橋312廣西，中國19975格萊茲維爾橋(Gladesville)305悉尼(Sydney)，澳大利亞19646艾米贊德橋(PontedaAmizade)290巴拉那河(ParanaRiver)巴西-巴拉圭19647布洛克蘭斯橋(Bolukrans)272布洛克蘭斯(Bloukrans)，南非19838阿拉比達(dá)橋(Arrabida)270奧波托(Oporto)，葡萄牙19639山多橋(Sando)264克拉姆福斯(Kramfors)，瑞典194310拉蘭斯橋(LaRance)261法國1990世界上最最大跨徑徑的混凝凝土拱橋橋61HaiboLiuPhD.SWJTU鋼拱橋在20世紀(jì)30年代，國國外鋼拱拱橋的跨跨度就超超過500m在90年代，興興起鋼管管混凝土土拱橋目前正熱熱衷于鋼鋼拱橋拱橋向大大跨度發(fā)發(fā)展，重重點(diǎn)在無支架施施工方法上62HaiboLiuPhD.SWJTU四川旺蒼蒼東河大大橋，跨跨度115m，1990，第一座座鋼管混混凝土系系桿拱橋橋鋼管混凝凝土拱橋橋柳州市文文惠大橋橋，跨度度3×180m，1994，第一座座中承式式鋼管混混凝土拱拱橋63HaiboLiuPhD.SWJTU廣州丫髻髻沙珠江江大橋，跨度360m，2000年貴州水柏柏鐵路北北盤江鐵鐵路大橋橋，軌底到峽峽谷底深深達(dá)280m，跨度236m，轉(zhuǎn)體，，2001年武漢江漢漢三橋，跨度280m，2001年鋼管混凝凝土拱橋橋（續(xù)））宜賓戎州州大橋，跨度260m，纜索，，2004年64HaiboLiuPhD.SWJTU歷史上著著名的鋼鋼拱橋世界上第第一座鋼鋼拱橋，，位于美美國密西西西比圣圣路易斯斯，建于于1867-1874年，主跨跨158.80m雙層橋面面，上層層為公路路，下層層為雙線線鐵路（（使用至至1974年）美國鬼門門（HellGate）橋四線鐵路路橋，主主跨298m1916年建成65HaiboLiuPhD.SWJTU歷史上著著名的鋼鋼拱橋美國新河河谷橋，，1977，518.2m澳大利亞亞悉尼港港大橋，，1932，503m美國貝永永橋，1931，503.6m美國弗里里芒特橋橋，1973，382.6m66HaiboLiuPhD.SWJTU67HaiboLiuPhD.SWJTUThatcherFerryBridgeinPanamaCalled““bridgeoftheAmericas”byPanamanianpeopleSteelarchedtrussarchwithspanof344m,completedin1962CrossingPanamaCanal68HaiboLiuPhD.SWJTU韓國傍花花大橋，，主跨540m，2000年美國羅斯斯福湖橋橋，主跨跨330m，1990年日本Kishiwada橋，主跨跨255m，1993日本Shin-Hamadera橋，主跨跨254m，199169HaiboLiuPhD.SWJTU廈門鐘宅宅灣大橋橋，主跨跨208m，2004上海盧浦浦大橋，，主跨550m，2003中國近年年來修建建的鋼拱拱橋——中承式鋼鋼箱提籃籃拱橋云南小灣大橋橋，主跨130m，2002上海盧浦大橋橋，主跨550m，200370HaiboLiuPhD.SWJTU新型的組合式式系桿鋼拱橋中承式鋼桁系系桿拱橋獨(dú)塔自錨式懸懸索橋斜拉拱橋組合合體系其他的花式橋橋組合橋等71HaiboLiuPhD.SWJTU新型的組合式式系桿鋼拱橋橋重慶菜園壩大大橋，主跨420m，2007廣州新光大橋橋，主跨428m，在建美國Alsea海灣鋼拱橋，主跨137.16m，199172HaiboLiuPhD.SWJTU新型的組合式式系桿鋼拱橋橋重慶菜園壩大大橋，主跨420m，2007廣州新光大橋橋，主跨428m，200673HaiboLiuPhD.SWJTU重慶朝天門大大橋，2008，552m宜萬鐵路萬州州長江大橋，，主跨360m的單拱連續(xù)鋼鋼桁梁，02年12月開工，2005年6月合龍190米+552米+190米，三跨連續(xù)續(xù)中承式鋼桁桁系桿拱橋74HaiboLiuPhD.SWJTU西東1936年建成1989年地震中損傷傷獨(dú)塔自錨式懸懸索橋，替代代東側(cè)的桁架架橋，2002年動工，由于于經(jīng)濟(jì)原因，，工程延誤，，預(yù)計(jì)2012年完工signaturespan廣珠城際鐵路路小欖水道特特大橋主跨220m，在建，施工工控制進(jìn)行中中75HaiboLiuPhD.SWJTU舊金山－奧克克蘭海灣橋西東1936年建成1989年地震中損傷傷獨(dú)塔自錨式懸懸索橋，替代代東側(cè)的桁架架橋，2002年動工，由于于經(jīng)濟(jì)原因，，工程延誤，，預(yù)計(jì)2012年完工signaturespan76HaiboLiuPhD.SWJTU韓國Yeongjong大橋空間纜自錨式式懸索橋，分分跨125-300-125m，200077HaiboLiuPhD.SWJTU獨(dú)纜自錨式懸懸索橋，分跨跨120-300-120m，1987日本大阪konohana（此花）大橋78HaiboLiuPhD.SWJTU馬來西亞SeriSaujana橋斜拉拱橋組合合體系，主跨跨300m，200279HaiboLiuPhD.SWJTU馬來西亞SeriWawasan橋主跨168.5m，200380HaiboLiuPhD.SWJTU81HaiboLiuPhD.SWJTUAlameda橋，主跨130m，1995西班牙的兩座座城市道路鋼鋼拱橋BachdeRoda-FelipeII橋，主跨130m，199582HaiboLiuPhD.SWJTUJuscelinoKubitschekBridgeinBrazil2002年3×240m83HaiboLiuPhD.SWJTU橋梁發(fā)展橋跨結(jié)構(gòu)繼續(xù)續(xù)向大跨發(fā)展展結(jié)構(gòu)型式和構(gòu)構(gòu)造呈多樣化化發(fā)展橋梁設(shè)計(jì)理論論更趨完善和和合理橋梁CAD技術(shù)應(yīng)用更趨趨廣泛建橋材料向高高強(qiáng)、輕質(zhì)、、新功能方向向發(fā)展84HaiboLiuPhD.SWJTUSpanincrementandbridgetypes85HaiboLiuPhD.SWJTU橋梁建設(shè)的基基本目標(biāo)基本目標(biāo)是適用、安全、、經(jīng)濟(jì)、美觀觀。圍繞這一基本本目標(biāo)，橋梁梁技術(shù)的發(fā)展展應(yīng)表現(xiàn)在：：橋梁具有較大大的跨越能力力和承載能力力；車輛能安全運(yùn)運(yùn)行于橋上并并使旅客有舒舒適感；講求經(jīng)濟(jì)效益益，力圖降低低造價(jià)；考慮結(jié)構(gòu)與環(huán)環(huán)境的協(xié)調(diào)。。86HaiboLiuPhD.SWJTU橋梁學(xué)科的研研究及發(fā)展墩臺和基礎(chǔ)：總的說來，在在橋梁墩臺和和基礎(chǔ)技術(shù)水水平方面，我我國僅次于日日本。日本因因修建了較多多的海灣、海海峽橋及大跨跨懸索橋、斜斜拉橋，使其其在施工機(jī)械械、大體積混混凝土施工、、無人沉箱、、設(shè)置沉井和和地下連續(xù)墻墻等技術(shù)方面面處于世界領(lǐng)領(lǐng)先地位。到了90年代，我國深深基礎(chǔ)的施工工和技術(shù)水平平僅次于日本本，己進(jìn)入世世界先進(jìn)水平平。87HaiboLiuPhD.SWJTU材料：橋梁的發(fā)展進(jìn)進(jìn)程表明，新新材料對其發(fā)發(fā)展具有關(guān)鍵鍵性作用。沒沒有材料科學(xué)學(xué)的發(fā)展，就就不會有長大大跨及新橋型型的演進(jìn)。從從另一方面看看，正是由于于材料科學(xué)的的發(fā)展還不滿滿足橋梁科技技進(jìn)步的需要要，一些目前前己經(jīng)可以構(gòu)構(gòu)思、設(shè)計(jì)的的大跨橋梁工工程，但因沒沒有理想的材材料而難以實(shí)實(shí)現(xiàn)。由此可可見，新材料料確實(shí)是橋梁梁的物質(zhì)基礎(chǔ)礎(chǔ)和重要依托托。橋梁所用用材料主要有有兩類，一為為鋼材，另一一為混凝土，，目前它們都都是向高強(qiáng)、、輕質(zhì)、新功功能方向發(fā)展展。下面簡介介其發(fā)展動態(tài)態(tài)。88HaiboLiuPhD.SWJTU高性能鋼橋梁用鋼的歷歷史，表現(xiàn)出一條條低碳鋼－低低合金鋼－高高強(qiáng)度鋼－高高性能鋼的發(fā)發(fā)展軌跡。高強(qiáng)度鋼（HighStrengthSteel,HSS）在材料韌性性和可焊性等等方面往往不不盡人意高性能鋼（HighPerformanceSteel,HPS）是一種綜合合優(yōu)化了材料料力學(xué)性能、、便于加工制制造、適于低低溫和腐蝕環(huán)環(huán)境、具備較較高性價(jià)比的的橋梁結(jié)構(gòu)用用鋼。進(jìn)展：美、日、歐歐洲從20世紀(jì)90年代起，開始始研究和應(yīng)用用HPS。97年日本“超級級鋼材”項(xiàng)目目，98年中國“新一一代鋼鐵材料料重大基礎(chǔ)研研究”HPS材料特征：化學(xué)成分－碳、磷、硫硫含量有顯著著的減少，增增加有利于防防腐蝕和耐候候稀有元素；；力學(xué)性能－對合金元素素進(jìn)行優(yōu)化組組合，并采用用Q&T或熱力控制處處理（TMCP）技術(shù)，生產(chǎn)產(chǎn)出同時保持持高強(qiáng)度、高高韌性和可焊焊性好的細(xì)晶晶粒結(jié)構(gòu)鋼；；抗腐蝕和耐候候性能－通常無需油油漆；疲勞性能－有待更多試試驗(yàn)89HaiboLiuPhD.SWJTU混凝土:高強(qiáng)混凝土高強(qiáng)混凝土是是相對普通強(qiáng)強(qiáng)度混凝土而而言，其定義義的確定并無無統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)準(zhǔn)。我國一般般把強(qiáng)度等級級大于C60級的混凝土土稱為高強(qiáng)強(qiáng)混凝土，，大于Cl00級的混凝土土稱為超高高強(qiáng)混凝土土；美國ACI363委員會把強(qiáng)強(qiáng)度超過4lMPa的混凝土定定義為高強(qiáng)強(qiáng)混凝土；；而前蘇聯(lián)聯(lián)則把500號(相當(dāng)于48MPa)以上的混凝凝土稱為高高強(qiáng)混凝土土。高強(qiáng)混混凝土具有有抗壓強(qiáng)度度高、抗沖沖擊性能好好、耐久性性強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)點(diǎn)。因用高高強(qiáng)混凝土土建造橋梁梁，不僅可可減小梁高高、又能減減輕梁自重重，從而使使其跨度增增大。據(jù)國國外資料統(tǒng)統(tǒng)計(jì)，預(yù)應(yīng)應(yīng)力混凝土土橋采用高高強(qiáng)混凝土土，結(jié)構(gòu)截截面尺寸可可減小近一一半，而構(gòu)構(gòu)件自重與與鋼構(gòu)件相相當(dāng)，可提提高經(jīng)濟(jì)效效益30%40%。日本歧關(guān)關(guān)大橋?yàn)?48m后張T梁，采用60MP的高強(qiáng)混凝凝土后，T梁高度降低低12.5%，截面積減減小13.5%。90HaiboLiuPhD.SWJTU混凝土:高強(qiáng)混凝土土目前，在實(shí)實(shí)驗(yàn)室條件件下，我國國己能制成成C100級凝土，羅羅馬尼亞可可制成C170級混凝土，，美國己制制成C200級混凝土。。在鐵路橋橋工程中，，我國現(xiàn)澆澆混凝土等等級已達(dá)C60C70級，預(yù)制的的達(dá)C80級，如衡廣廣復(fù)線江村村橋混凝土土設(shè)計(jì)強(qiáng)度度達(dá)80MPa。在結(jié)構(gòu)工程程領(lǐng)域已達(dá)達(dá)C100。91HaiboLiuPhD.SWJTU輕質(zhì)混凝土土凡用輕質(zhì)骨骨料配制的的混凝土，，容重在1620kN/m3(普通混凝土土容重為2324kN/m3)，強(qiáng)度等級在在C30C50者稱為輕質(zhì)質(zhì)混凝土。。輕質(zhì)混凝凝土的骨料料主要是以以頁巖鍛燒燒膨脹而得得，其有陶陶粒型(破碎成粉后后制成球鍛鍛燒)和非陶粒型型(頁巖破碎后后原狀鍛燒燒)。1965年起，日本本開始將輕輕質(zhì)混凝土土用于鐵路路橋梁制造造，如東北北本線金山山架道橋和和總武本線線荒川橋，，其容重為為1620kN/m3，強(qiáng)度等級為為40級。92HaiboLiuPhD.SWJTU輕質(zhì)混凝土土我國在南京京長江大橋橋等一些鐵鐵路橋中，，也采用過過輕質(zhì)混凝凝土，但使使用并不普普遍。這主主要是輕質(zhì)質(zhì)混凝土在在使用中還還存在著一一些難以處處理的問題題。如輕質(zhì)質(zhì)混凝土自自重雖可減減輕，但其其彈性模量量為同等級級普通混凝凝土的5060%、且徐變大大，造成應(yīng)應(yīng)力損失也也大。所以以也有人認(rèn)認(rèn)為將混凝凝土等級提提高來減小小斷面，其其效果比輕輕質(zhì)混凝土土好。這樣樣就出現(xiàn)一一種趨向，，認(rèn)為輕質(zhì)質(zhì)混凝土對對中小跨徑徑鐵路橋減減輕自重、、提高抗震震效能是有有一定效果果；但在大大跨徑鐵路路橋梁上要要成為理想想材料，還還需作更多多的研究。。93HaiboLiuPhD.SWJTU絮凝混凝土土水下絮凝混混凝土可在在水中緩慢慢地自行流流平和密實(shí)實(shí)，能進(jìn)行行鋼筋密集集區(qū)、狹窄窄斷面、水水下大面積積薄板及小小體積結(jié)構(gòu)構(gòu)等過去無無法施工的的水下混凝凝土工程的的施工。其其工藝簡單單，不受水水位、季節(jié)節(jié)等的限制制。1974年德國首次次研制成功功專用外加加劑，其主主要成分是是纖維素醚醚類有機(jī)水水溶性高分分子聚合物物的抗分散散外加劑。。用它拌制制的水下絮絮凝混凝土土，在水中中澆注時不不易因周圍圍水流沖洗洗而分離，，混凝土始始終能粘成成一體，從從而達(dá)到不不離析的目目的。1981年日本三井井石油化學(xué)學(xué)工業(yè)公司司引進(jìn)德國國的技術(shù)，，并開發(fā)了了自己的水水下不離析析混凝土。。目前，日日本已有十十余種抗分分散外加劑劑投放市場場，美國、、法國等國國也都在開開發(fā)。94HaiboLiuPhD.SWJTU碳纖維強(qiáng)化化復(fù)合材料料1930年代，美國國舊金山金金門大橋建建成時，創(chuàng)創(chuàng)下了橋梁梁史上跨長長1280m的世界記錄錄。幾經(jīng)改改寫，到20世紀(jì)末，日日本明石海海峽橋才將將這一記錄錄改成1990m。其中，結(jié)構(gòu)構(gòu)理論的發(fā)發(fā)展和材料料強(qiáng)度的提提高起了決決定性作用用。根據(jù)目目前理論計(jì)計(jì)算，鋼懸懸索橋的極極限跨長(指橋跨結(jié)構(gòu)構(gòu)能支承自自重的跨度度)可達(dá)4000m，而到20世紀(jì)末，實(shí)實(shí)際所建最最大跨長只只有其一半半。分析表表明，若改改用碳纖維維強(qiáng)化復(fù)合合材料，懸懸索橋的極極限跨長可可比鋼懸索索橋提高一一倍以上。95HaiboLiuPhD.SWJTU碳纖維強(qiáng)化化復(fù)合材料料可以預(yù)言，，纖維強(qiáng)化復(fù)復(fù)合材料是是21世紀(jì)橋梁新新材料的發(fā)發(fā)展方向。。正因如此此，許多發(fā)發(fā)達(dá)國家都都在爭相研研究、開發(fā)發(fā)。目前，，因其成本本太高，主主要還只用用于航天工工業(yè)，橋梁梁工程中只只是極少量量使用。國國內(nèi)現(xiàn)已開開展非金屬屬纖維加勁勁塑料預(yù)應(yīng)應(yīng)力筋的研研究。其可可作為我國國橋梁工程程中開展碳碳纖維強(qiáng)化化復(fù)合材料料研究的起起步。纖維維加勁材料料的研究是是21世紀(jì)一個重重要的研究究方向。96HaiboLiuPhD.SWJTU材料總之，我國國橋梁所用用材料，不不論是結(jié)構(gòu)構(gòu)鋼材、預(yù)預(yù)應(yīng)力鋼材材、混凝土土材料，在在強(qiáng)度方面面都已接近近國外先進(jìn)進(jìn)水平；但但在新型高高強(qiáng)材料的的品種、類類型和使用用上比國外外少，今后后要加強(qiáng)這這方面的工工作。97HaiboLiuPhD.SWJTU計(jì)算機(jī)輔助助設(shè)計(jì)與結(jié)結(jié)構(gòu)分析系系統(tǒng)CAD技術(shù)，即計(jì)計(jì)算機(jī)輔助助設(shè)計(jì)技術(shù)術(shù)，自1960年代出現(xiàn)以以來，經(jīng)歷歷近40年的發(fā)展，，在工程領(lǐng)領(lǐng)域取得了了長足進(jìn)步步，在橋梁梁設(shè)計(jì)中的的應(yīng)用也越越來越廣泛泛。現(xiàn)在，，橋梁CAD技術(shù)的主要要內(nèi)容有如如下五部分分：結(jié)構(gòu)分析、、圖形繪制制、結(jié)構(gòu)優(yōu)優(yōu)化、工程程數(shù)據(jù)庫、、專家系統(tǒng)統(tǒng)。98HaiboLiuPhD.SWJTU高速鐵路車車橋耦合動動力性能研研究隨著鐵路提提速、高速速鐵路與城城市輕軌的的修建，橋橋梁在移動動列車荷載載下引起的的振動問題題往往成為為橋梁結(jié)構(gòu)構(gòu)設(shè)計(jì)時的的控制因素素，“車橋橋耦合動力力學(xué)”便是是針對上述述問題而產(chǎn)產(chǎn)生的一門門新型交叉叉學(xué)科。99HaiboLiuPhD.SWJTU高速鐵路車車橋耦合動動力性能研研究研究并建立立車橋耦合合動力學(xué)理理論，是解解決鐵路提提速、高速速鐵路與城城市輕軌修修建帶來的的一系列動動力學(xué)問題題的關(guān)鍵，，隨著京滬滬高速鐵路路建設(shè)，在在一系列國國家攻關(guān)項(xiàng)項(xiàng)目的支撐撐下，開展展了高速鐵鐵路車橋耦耦合動力性性能的研究究，完成了了大量的理理論分析和和數(shù)值計(jì)算算工作，并并編制了京京滬高速鐵鐵路橋梁動動力特性分分析及設(shè)計(jì)計(jì)準(zhǔn)則。100HaiboLiuPhD.SWJTU橋梁結(jié)構(gòu)風(fēng)風(fēng)工程研究隨著大跨、、超大跨橋橋梁的發(fā)展展以及跨海海橋梁的建建設(shè)，橋梁梁抗風(fēng)問題題日益突出出。近年來來，針對大大跨度懸索索橋、斜拉拉橋的重大大工程建設(shè)設(shè)，開展了了大量橋梁梁抗風(fēng)性能能研究，對對于諸如虎虎門大橋、、汕頭海灣灣大橋以及及上海盧浦浦大橋等開開展風(fēng)洞試試驗(yàn)及理論論分析研究究，對這些些橋梁的選選型和設(shè)計(jì)計(jì)、施工方方法起到了了指導(dǎo)作用用。并在顫顫振、抖振振、馳振理理論研究領(lǐng)領(lǐng)域取得了了進(jìn)展，此此外，還開開展了斜拉拉索雨振的的研究。在在此領(lǐng)域的的成果推動動了大跨橋橋梁的發(fā)展展。101HaiboLiuPhD.SWJTU橋梁結(jié)構(gòu)抗抗震性能研究研究橋梁在在地震波作作用下的動動力響應(yīng)規(guī)規(guī)律已成為為近年來橋橋梁抗震分分析中的熱熱門研究課課題。90年代以來，，國內(nèi)在此此領(lǐng)域內(nèi)分分析了斜拉拉橋在縱向向地震波入入射下的動動力響應(yīng)，，并討論了了行波效應(yīng)應(yīng)、地震的的豎向分量量、樁—土—結(jié)構(gòu)相互作作用以及多多點(diǎn)激振對對大跨度橋橋梁地震響響應(yīng)的影響響；對于連連續(xù)剛構(gòu)橋橋，采用平平面桿系有有限元模型型對其地震震動力響應(yīng)應(yīng)進(jìn)行分析析，結(jié)果表表明：豎向向地震激勵勵對結(jié)構(gòu)的的內(nèi)力影響響較小，行行波效應(yīng)及及土—樁—結(jié)構(gòu)相互作作用對結(jié)構(gòu)構(gòu)的位移、、內(nèi)力增長長顯著。對于大跨、、高墩連續(xù)續(xù)梁橋空間間地震響應(yīng)應(yīng)進(jìn)行了分分析，結(jié)論論是：地震震波相位差差對結(jié)構(gòu)不不利，梁的的橫向剛度度變化對橋橋梁的橫向向地震響應(yīng)應(yīng)影響不大大。102HaiboLiuPhD.SWJTU橋梁結(jié)構(gòu)施工工力學(xué)及既有有結(jié)構(gòu)性能評評估研究大跨、超大跨跨及新型橋梁梁結(jié)構(gòu)由于工工程規(guī)模大、、過程漫長，，施工期間的的環(huán)境和結(jié)構(gòu)構(gòu)邊界條件和和結(jié)構(gòu)狀態(tài)（（幾何形狀和和物理特性））經(jīng)常變化，，結(jié)構(gòu)荷載和和材料的性能能是時變的。。最近幾年的的許多工程事事故大都發(fā)生生在施工階段段，雖然其中中有許多責(zé)任任問題，但和和對施工力學(xué)學(xué)和時變力學(xué)學(xué)研究與重視視不夠也有很很大關(guān)系。目前，許多大大跨度橋梁施施工開展了施施工控制研究究，但這只是是對一般工程程設(shè)計(jì)的補(bǔ)充充和一般工程程力學(xué)應(yīng)用的的擴(kuò)展，實(shí)際際上這方面設(shè)設(shè)計(jì)到許多學(xué)學(xué)科的交叉和和綜合發(fā)展。。103HaiboLiuPhD.SWJTU橋梁結(jié)構(gòu)施工工力學(xué)及既有有結(jié)構(gòu)性能評評估研究既有結(jié)構(gòu)的評評估、加固與與合理利用是是目前世界各各國均十分關(guān)關(guān)注的一個重重大問題。內(nèi)內(nèi)容包括：結(jié)結(jié)構(gòu)在經(jīng)歷了了若干年的正正?；蚍钦３Ｊ褂弥?，，其各項(xiàng)功能能發(fā)生的不同同程度退變以以及評價(jià)其承承載能力、損損傷程度、使使用性能、抵抵抗超載的能能力、剩余壽壽命以及相應(yīng)應(yīng)的可靠性的的方法。在正確評價(jià)的的基礎(chǔ)上，進(jìn)進(jìn)一步研究了了對既有結(jié)構(gòu)構(gòu)的加固措施施與方法，并并在實(shí)際工程程中采用了多多種加固措施施，解決了現(xiàn)現(xiàn)代交通運(yùn)輸輸對既有橋梁梁的要求。該該領(lǐng)域的研究究正在不斷深深入。104HaiboLiuPhD.SWJTU橋梁學(xué)科科學(xué)學(xué)研究總之，緊跟世世界潮流。半半個世紀(jì)以來來，我國在橋橋梁建設(shè)規(guī)模模與水平、新新材料的開發(fā)發(fā)與應(yīng)用、新新技術(shù)的研究究與推廣、設(shè)設(shè)計(jì)理論的研研究、計(jì)算機(jī)機(jī)技術(shù)的應(yīng)用用等各方面均均開展了卓有有成效的工作作，取得了許許多重大成果果。建成了一大批批具有世界影影響的橋梁工工程，此處難難以全面論及及。隨著大型型跨江、跨海海橋梁結(jié)構(gòu)建建設(shè)需要的日日益突出，如如橋梁結(jié)構(gòu)抗抗風(fēng)、快速交交通運(yùn)輸條件件下的橋梁動動力學(xué)結(jié)構(gòu)分分析計(jì)算、橋橋梁結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)計(jì)分析與工程程控制等，對對橋梁結(jié)構(gòu)行行為理論研究究和應(yīng)用軟件件的開發(fā)與完完善等都提出出了更高的要要求。105HaiboLiuPhD.SWJTU對橋梁工程的的總體把握106HaiboLiuPhD.SWJTU西南交通大學(xué)學(xué)1高速鐵路橋梁梁的特點(diǎn)2高速鐵路橋梁梁設(shè)計(jì)荷載3高速鐵路橋梁梁剛度要求與與變形限值二、高速鐵路路橋梁類型與與特點(diǎn)107HaiboLiuPhD.SWJTU1高速鐵路橋梁梁的特點(diǎn)高速鐵路的高高速度、高舒舒適性、高安安全性、高密密度連續(xù)運(yùn)營營等特點(diǎn)對其其土建工程提提出嚴(yán)格的要要求。高速鐵路的發(fā)發(fā)展推動現(xiàn)代代鐵路技術(shù)的的發(fā)展，采用用設(shè)計(jì)，施工工新理念。橋梁設(shè)計(jì)突出出人性化，滿滿足適用、舒舒適、耐久、、環(huán)保、便于于維修等方面面的要求，從從而體現(xiàn)經(jīng)濟(jì)濟(jì)性。108HaiboLiuPhD.SWJTU1高速鐵路橋梁梁的特點(diǎn)具體而言，高高速鐵路橋梁梁的特點(diǎn)體現(xiàn)現(xiàn)為：1）橋梁所占的的比例大，高高架橋、長橋橋多；2）結(jié)構(gòu)的動力力效應(yīng)較大；；3）橋上無縫線線路與橋梁及及下部結(jié)構(gòu)共共同作用；4）剛度大，整整體性能好；；5）修養(yǎng)護(hù)的時時間少；6）重視耐久性性，便于檢查查，維修；7）強(qiáng)調(diào)結(jié)構(gòu)與與環(huán)境的協(xié)調(diào)調(diào)。109HaiboLiuPhD.SWJTU1高速鐵路橋梁梁的特點(diǎn)高速鐵路的自自身特性對設(shè)設(shè)計(jì)也提出了了新的要求：：1）橋梁具有足足夠剛度(豎、向、轉(zhuǎn))，結(jié)構(gòu)變形小??；2）避免結(jié)構(gòu)出出現(xiàn)共振和較較大振動；3）結(jié)構(gòu)耐久性性的要求、便便于檢查；4）力求標(biāo)準(zhǔn)化化并簡化規(guī)格格，品種；5）橋梁與環(huán)境境協(xié)調(diào)，滿足足美觀、降噪噪、減振的要要求。110HaiboLiuPhD.SWJTU西南交通大學(xué)學(xué)2高速鐵路橋梁梁設(shè)計(jì)荷載—列車活載歐洲歐洲高速鐵路路采用UIC荷載作為設(shè)計(jì)計(jì)活載，是考考慮到了與其其他歐洲鐵路路網(wǎng)相接，以以及將來高速速鐵路上行走走重型車輛的的可能，UIC活載滿足貨車車80-120km/h的重型貨車和和高速輕型客客車250-300km/h橋梁設(shè)計(jì)要求求。UIC—活載111HaiboLiuPhD.SWJTU西南交通大學(xué)學(xué)日本日本采用接近近其高速運(yùn)營營列車的P（N）荷載作為設(shè)計(jì)計(jì)活載，P荷載僅為UIC活載的40%。N標(biāo)準(zhǔn)活載重0系列100系列200系列300系列WIN350500系列23523027529635030016.015.217.011.310.011.2車型型最高速度最大軸重2高速鐵路橋梁梁設(shè)計(jì)荷載—列車活載112HaiboLiuPhD.SWJTU西南交通大學(xué)學(xué)2高速鐵路橋梁梁設(shè)計(jì)荷載中國客運(yùn)專線線中國高速鐵路路采用ZK荷載作為設(shè)計(jì)計(jì)活載，ZK活載為普通鐵鐵路橋梁設(shè)計(jì)計(jì)的中-活載的70%，為歐洲鐵路路聯(lián)盟UIC活載的80%。ZK—活載113HaiboLiuPhD.SWJTU西南交通大學(xué)學(xué)2高速鐵路橋梁梁設(shè)計(jì)荷載中國客貨混運(yùn)運(yùn)橋梁荷載按中中—活載設(shè)計(jì)，ZK—活載校核。中—活載114HaiboLiuPhD.SWJTU西南交通大學(xué)學(xué)2高速鐵路橋梁梁設(shè)計(jì)荷載中國臺灣中國臺灣高速速鐵路采用UIC修正荷載作為為設(shè)計(jì)活載各種荷載相互互關(guān)系（以中中-活載為基準(zhǔn)作作簡單比較））中-活載UIC荷載ZK荷載臺灣P（N）荷載100%87.5%70%66%35%6060115HaiboLiuPhD.SWJTU西南交通大學(xué)學(xué)3高速鐵路橋梁梁剛度要求與與變形限值橋梁剛度要求求對高速鐵路線線上單跨及多多跨簡支梁橋橋的剛度限值值的計(jì)算方法法可采用如下下思路確定:1）對高速鐵路路線上運(yùn)行的的車輛按車輛輛共振速度和最最高設(shè)計(jì)速度度用整車模型確定其最低剛剛度要求；2）結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時時按滿足最低低剛度要求設(shè)設(shè)計(jì)，并計(jì)算算其結(jié)構(gòu)自振振頻率；116HaiboLiuPhD.SWJTU西南交通大學(xué)學(xué)3高速鐵路橋梁梁剛度要求與與變形限值3）對于設(shè)計(jì)好好的結(jié)構(gòu)，根根據(jù)其自振頻頻率，計(jì)算橋橋梁及車輛的的共振速度，，設(shè)法避開車車輛及橋梁同同時發(fā)生共振振的結(jié)構(gòu)布置置形式，即在在可能出現(xiàn)車車輛和橋梁同同時共振的跨跨度范圍，不采用等跨度度的橋梁結(jié)構(gòu)布布置形式；4）對于已設(shè)計(jì)計(jì)好的結(jié)構(gòu)，，用車—橋耦合振動計(jì)計(jì)算模型檢算算車輛和橋梁梁各自共振速速度時的列車車運(yùn)動舒適性與與安全性，對不能滿足足要求的橋梁梁進(jìn)行修改設(shè)設(shè)計(jì)，直至滿滿足舒適性與與安全性的要要求。結(jié)構(gòu)變形限值值---豎向撓度限值值不同速度等級級的鐵路，對豎向撓度度的限值是不不一樣的。詳細(xì)列出如下下。117HaiboLiuPhD.SWJTU西南交通大學(xué)學(xué)3高速鐵路橋梁梁剛度要求與與變形限值②京滬暫規(guī)中中的梁體的豎豎向撓度限值值(ZK靜載）跨度mL≤2424<L≤80L>80單跨L/1300L/1000L/1000多跨L/1800L/1500L/1000①客專無碴軌軌道設(shè)計(jì)指南南梁體的豎向向撓度限值(ZK靜載）L≤50m，無碴軌道鋪鋪設(shè)后徐變上上拱≤10mmL>50m，無碴軌道鋪鋪設(shè)后徐變上上拱≤L/5000，≤20mm118HaiboLiuPhD.SWJTU西南交通大學(xué)學(xué)3高速鐵路橋梁梁剛度要求與與變形限值④200km/h客貨共線暫規(guī)規(guī)梁體的豎向向撓度限值(中－活載）⑤鐵路基本規(guī)范范梁體的豎向撓度度限值(中－活載））簡支混凝土土梁：L/800跨度mL≤2020<L≤5050<L≤7070<L≤96單跨L/1000L/1000L/900L/900多跨L/1400L/1200L/1000L/900跨度mL≤2424<L≤4040<L<96單跨L/1300L/1000L/1000多跨L/1800L/1500L/1200③200～250km/h客專暫規(guī)梁梁體的豎向向撓度限值值(ZK靜載）119HaiboLiuPhD.SWJTU西南交通大大學(xué)3高速鐵路橋橋梁剛度要要求與變形形限值⑥德國鋪設(shè)無碴軌軌道的高速速鐵路橋梁梁，對橋梁變形的的要求，參參照德國《無碴軌道的的總體技術(shù)術(shù)規(guī)范技術(shù)術(shù)通告》（2002.8.1DBNetzNST）和DIN技術(shù)報(bào)告101：δ=λ（L）δUIC+δK+S≤容許δ=λ（L）δ804L<3.0m時，λ（L）=0.8L>10.0m時，λ（L）=0.4以32m梁為例，λ（L）=0.4容許δ的垂直位移移取決于跨跨度和速度度L=32m、v=350km/h時120HaiboLiuPhD.SWJTU西南交通大大學(xué)結(jié)構(gòu)變形限限值---豎向轉(zhuǎn)角限限值墩臺梁體扣件鋼軌道床板道床板θ≤１‰①客專無碴碴軌道設(shè)計(jì)計(jì)指南梁端端的豎向轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)角(ZK靜載）②京滬暫規(guī)規(guī)中的梁端端的豎向轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)角(ZK靜載）L≤80m無規(guī)定L>80，θ≤2‰3高速鐵路橋橋梁剛度要要求與變形形限值121HaiboLiuPhD.SWJTU西南交通大大學(xué)3高速鐵路橋橋梁剛度要要求與變形形限值④200km/h客貨共線暫暫規(guī)梁端的的豎向轉(zhuǎn)角角(中－活載））⑤鐵路基本規(guī)規(guī)范中梁體體的豎向轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)角(中－活載））無規(guī)定③200～250km/h客專暫規(guī)梁梁端的豎向向轉(zhuǎn)角(ZK靜載）有碴軌道道：θ≤2‰無碴軌道：：θ≤１‰路基與橋橋梁過渡渡段：θ<3×10-3rad；兩梁之間間：θ1+θ2<6×10-3rad122HaiboLiuPhD.SWJTU西南交通通大學(xué)3高速鐵路路橋梁剛剛度要求求與變形形限值⑥德國考慮沖擊擊系數(shù)的的UIC71活載和溫溫度，1）單線橋橋梁：橋橋梁端頭頭θ<6.5×10-3rad；中間支點(diǎn)點(diǎn)處θ1+θ2<10×10-3rad2）雙線橋橋梁：橋橋梁端頭頭θ<3.5×10-3rad中間支點(diǎn)點(diǎn)處θ1+θθ2<5×10-3rad123HaiboLiuPhD.SWJTU西南交通通大學(xué)3高速鐵路路橋梁剛剛度要求求與變形形限值兩梁豎向向錯位對對扣件上上拔力的的影響其他要求求①兩梁豎豎向錯位位■《客專無碴碴軌道設(shè)設(shè)計(jì)指南南》規(guī)定，梁梁縫鋼軌軌支點(diǎn)相相對位移移不應(yīng)大大于1mm■《德國無碴碴軌道技技術(shù)規(guī)程程》規(guī)定，設(shè)設(shè)有縱坡坡的橋梁梁，由于于活動支支座產(chǎn)生生水平位位移引起起的梁縫縫兩側(cè)鋼鋼軌支點(diǎn)點(diǎn)間的豎豎向相對對位移不不宜大于于1mm124HaiboLiuPhD.SWJTU西南交通通大學(xué)3高速鐵路路橋梁剛剛度要求求與變形形限值②結(jié)構(gòu)變變形限值值---橫向力撓撓度限值值在列車搖搖擺力、、離心力力、風(fēng)力力和溫度度的作用用下，梁梁體的水水平撓度度應(yīng)小于于或等于于梁體計(jì)計(jì)算跨度度的1/4000；③結(jié)構(gòu)變變形限值值---豎向自振振頻率限限值常用簡支支梁豎向向自振頻頻率限值值跨徑（m）16202432404856自振頻率限值（Hz）7.56.05.03.753.02.382.18125HaiboLiuPhD.SWJTU西南交通通大學(xué)在高速鐵鐵路線上上，列車車對橋梁梁的動力力作用增增大，為為滿足行行車安全全、乘坐坐舒適以以及適應(yīng)應(yīng)高速鐵鐵路線路路的構(gòu)造造要求，，高速鐵鐵路橋梁梁必須具具有足夠夠的強(qiáng)度度、更高高的剛度度及良好好的穩(wěn)定定性，更更大的抗抗扭能力力和較高高的減振振降噪特特性。同時，采采用無縫縫長鋼軌軌的線路路，其橋梁體系系的構(gòu)造應(yīng)應(yīng)能很好好地傳遞列車車縱向力力，使列車車縱向力力不能過過多地分分配給鋼鋼軌。三、世界界各國高高速鐵路路橋梁的的結(jié)構(gòu)形形式126HaiboLiuPhD.SWJTU西南交通通大學(xué)為滿足以以上要求求，國外外一些規(guī)規(guī)定或規(guī)規(guī)范中對對高速鐵鐵路橋梁梁的結(jié)構(gòu)構(gòu)型式提提出了原則性的建議或或要求。。國際鐵路路聯(lián)盟UIC776-2《高速和超超高速線線路上的的橋梁規(guī)規(guī)程》規(guī)定，最最適宜的的橋型應(yīng)應(yīng)是橋梁梁上部結(jié)結(jié)構(gòu)具有有盡可能能好的剛剛性，并并建議:世界各國國高速鐵鐵路橋梁梁的結(jié)構(gòu)構(gòu)形式（（續(xù)）127HaiboLiuPhD.SWJTU西南交通通大學(xué)小跨度橋橋（L≤20m）的結(jié)構(gòu)構(gòu)形式·帶道碴的的正交異異性板·外包混凝凝土的鋼鋼梁·鋼筋混凝凝土或預(yù)預(yù)應(yīng)力混混凝土板板或T梁·鋼—混凝土組組合結(jié)構(gòu)構(gòu)世界各國國高速鐵鐵路橋梁梁的結(jié)構(gòu)構(gòu)形式（（續(xù)）128HaiboLiuPhD.SWJTU西南交通通大學(xué)對中等跨跨度橋（（20m≤≤L≤60m）·鋼筋混凝凝土或預(yù)預(yù)應(yīng)力混混凝土箱箱形梁·鋼—混凝土組組合結(jié)構(gòu)構(gòu)對大跨度度橋（L＞60m）·上弦設(shè)有有抗風(fēng)聯(lián)聯(lián)結(jié)系的的雙線橋橋格構(gòu)梁梁橋·鋼、鋼筋筋或預(yù)應(yīng)應(yīng)力混凝凝土拱橋橋世界各國國高速鐵鐵路橋梁梁的結(jié)構(gòu)構(gòu)形式（（續(xù)）129HaiboLiuPhD.SWJTU西南交通通大學(xué)隨著建橋橋水平的的提高及及預(yù)應(yīng)力力混凝土土結(jié)構(gòu)的的廣泛應(yīng)應(yīng)用，同同時人類類對環(huán)境境的要求求越來越越高，國國外近年年修建的的高速鐵鐵路新線線，基本本上全部部采用鋼鋼筋混凝凝土及預(yù)預(yù)應(yīng)力混混凝土結(jié)結(jié)構(gòu)。世界各各國高高速鐵鐵路橋橋梁的的結(jié)構(gòu)構(gòu)形式式（續(xù)續(xù)）130HaiboLiuPhD.SWJTU西南交交通大大學(xué)在日本本的鐵鐵路新新干線線上，，除東東海道道新干干線設(shè)設(shè)計(jì)速速度為為210km/h外，其其余幾幾條線線的設(shè)設(shè)計(jì)速速度為為260km/h。在這這些線線上，，橋梁梁總延延長所所占線線路長長度比比重較較大，，下表表為各各條新新干線線上橋橋梁及及高架架橋所所占比比例。。日本新新干線線上的的橋梁梁131HaiboLiuPhD.SWJTU西南交交通大大學(xué)新干線線上的的橋梁梁及高高架橋橋所占占比重重日本新新干線線上的的橋梁梁（續(xù)續(xù)）橋型東海道山陽新干線上越東北新干線東京—新大阪新大阪—岡山岡山—博多大宮—新瀉東京—盛岡延長km比率%延長km比率%延長km比率%延長km比率%延長km比率%橋梁5711201231730117515高架橋11622744586221324927956合計(jì)173339457117291626035471132HaiboLiuPhD.SWJTU西南交交通大大學(xué)由上表表可見見，日日本新新干線線上高高架橋橋的比比率，，在某某些段段幾乎乎占了了線路路總長長的一一半。。由于于有這這樣多多的高高架橋橋，因因此日日本新新干線線上的的高架架橋多多采用用標(biāo)準(zhǔn)準(zhǔn)設(shè)計(jì)計(jì)。日本高高架橋橋標(biāo)準(zhǔn)準(zhǔn)設(shè)計(jì)計(jì)的基基本情情況如如表3.1，標(biāo)準(zhǔn)準(zhǔn)設(shè)計(jì)計(jì)中橋橋面寬寬度按按表3.2確定。。日本新新干線線上的的橋梁梁（續(xù)續(xù)）133HaiboLiuPhD.SWJTU日本新新干線線上的的橋梁梁（續(xù)續(xù)）高架橋橋標(biāo)準(zhǔn)準(zhǔn)設(shè)計(jì)計(jì)的基基本情情況表表3-1134HaiboLiuPhD.SWJTU西南交交通大大學(xué)日本新新干線線上的的橋梁梁（續(xù)續(xù)）高架橋橋標(biāo)準(zhǔn)準(zhǔn)設(shè)計(jì)計(jì)的基基本情情況續(xù)續(xù)表3-1135HaiboLiuPhD.SWJTU西南交交通大大學(xué)新干線線表彰彰高架架橋橋橋?qū)挘ǎ╩）表表3-2日本新新干線線上的的橋梁梁（續(xù)續(xù)）136HaiboLiuPhD.SWJTU西南交交通大大學(xué)東海道道高架架橋的的幾種種標(biāo)準(zhǔn)準(zhǔn)設(shè)計(jì)計(jì)形式式如下下圖所所示日本新新干線線上的的橋梁梁（續(xù)續(xù)）圖3.1日本東東海道道標(biāo)準(zhǔn)準(zhǔn)設(shè)計(jì)計(jì)框架架式高高架橋橋（單單位:mm）137HaiboLiuPhD.SWJTU西南交交通大大學(xué)續(xù)上圖圖3.2日本東東海道道標(biāo)準(zhǔn)準(zhǔn)設(shè)計(jì)計(jì)框架架式高高架橋橋（單單位:mm）日本新新干線線上的的橋梁梁（續(xù)續(xù)）138HaiboLiuPhD.SWJTU西南交交通大大學(xué)主要結(jié)結(jié)構(gòu)形形式除高架架橋外外，日日本新新干線線上其其它橋橋梁采采用了了上承承鋼板板梁、、結(jié)合合梁、、穿式式桁架架、鋼鋼筋混混凝土土及預(yù)預(yù)應(yīng)力力混凝凝土梁梁，也也有少少量拱拱橋。下表列列出了了各條條新干干線上上采用用的混混凝土土橋與與組合合梁橋橋、鋼鋼橋等等各自自在除除高架架橋外外所占占的比比例。日本新新干線線上的的橋梁梁（續(xù)續(xù)）139HaiboLiuPhD.SWJTU西南交交通大大學(xué)各條新新干線線上混混凝土土橋與與其他他橋所所占比比例表表3-3日本新新干線線上的的橋梁梁（續(xù)續(xù)）140HaiboLiuPhD.SWJTU西南交交通大大學(xué)主要結(jié)結(jié)構(gòu)形形式上表中中的數(shù)數(shù)據(jù)說說明:除東海海道新新干線線上采采用了了較多多的組組合梁梁橋和和鋼橋橋外，，后來