橋梁施工技術講義全套

學習情境1

橋梁基本知識工作任務任務1.認識橋梁結構；任務2.橋梁設計與建設程序；任務3.橋梁的規(guī)劃與設計；任務4.橋梁設計荷載。學習目標1.敘述橋梁的組成和分類；2.敘述橋梁各組成部分的概念、術語；3.敘述橋梁的結構體系和內容；4.知道橋梁總體規(guī)劃原則、基本設計資料和設計程序；5.敘述橋梁縱、橫斷面設計和平面布置；6.知道橋梁設計的方案比較；7.敘述作用的分類及含義；8.知道作用效應組合。任務描述

本學習情境分解為4個學習任務。每個學生應沿著如下流程進行學習：認知橋梁的組成和分類→敘述橋梁各組成部分的概念和術語→熟悉橋梁的結構體系→熟悉橋梁總體規(guī)劃原則和基本建設程序→熟悉橋梁縱、橫斷面設計和平面布置→敘述作用的分類及含義→知道作用效應組合任務一認識橋梁結構為了滿足各種車輛、行人的順利通行或各種管線工程的布設，建造的跨越河流、山谷或其他交通線路等障礙的工程建筑物，一般統(tǒng)稱為橋梁。橋梁是交通工程中的重要組成部分，隨著經(jīng)濟的發(fā)展、科技的進步和社會生產(chǎn)力的不斷提高，人們對橋梁建筑提出了越來越高的要求。一、橋梁結構的組成及名詞術語1．橋梁結構的組成1)橋梁上部結構是承擔線路荷載，跨越障礙的主要承重結構。2)橋梁下部結構是橋墩、橋臺及橋梁基礎的總稱，是支承橋跨結構并將荷載傳至地基的建筑物。橋墩和橋臺一般合稱墩臺。3)支座。設于橋(墩)臺頂部，支承上部結構并將荷載傳給下部結構的裝置。它能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。4)附屬設施。包括橋面系、橋頭搭板、護坡、導流堤等。橋面系一般由橋面鋪裝、欄桿(防撞墻)、人行道、伸縮縫、照明系統(tǒng)等組成。2．橋梁結構的名詞術語1)橋梁全長：簡稱橋長，對于有橋臺的橋梁為兩岸橋臺側墻或八字墻尾端之間的距離(對于無橋臺的橋梁為橋面系的行車道長度)。2)凈跨徑：對梁式橋為設計洪水位上相鄰兩橋墩(或橋臺)間的水平凈距。對于拱式橋，是指每孔拱跨兩拱腳截面最低點之間的水平距離。3)計算跨徑：對于設支座的橋梁，為相鄰兩支座中心之間的水平距離，對于不設支座的橋梁，為上下部結構的相交面之中心間的水平距離，用表示。橋梁結構的分析計算以計算跨徑為準。2．橋梁結構的名詞術語4)標準跨徑：對梁式橋，是指兩相鄰橋墩中線間水平距離或橋墩中線與臺背前緣之間的水平距離，也稱為單孔跨徑，對于拱式橋和涵洞，則是指凈跨徑。標準跨徑是橋梁劃分大、中、小橋及涵洞的指標之一。5)標準化跨徑：為了便于編制標準設計，增強構件間的互換性，當跨徑在50m及以下時，通常采用標準化跨徑。2．橋梁結構的名詞術語8)橋梁建筑高度：橋面路拱中心頂點到橋跨結構最下緣(拱式橋為拱腳線)的高差。9)橋梁高度：橋面路拱中心頂點到低水位或橋下線路路面之間的垂直距離，稱為橋梁高度。10)凈矢高：拱橋從拱頂截面下緣至相鄰兩拱腳截面下緣最低點連線的垂直距離，用f0表示。11)計算矢高：是從拱頂截面形心至相鄰兩拱腳截面形心之連線的垂直距離，用f表示。12)矢跨比：拱橋中拱圈（或拱肋）的計算矢高與計算跨徑之比（f/l），也稱拱矢度。它是反映拱橋受力特性的一個重要指標。二、橋梁的分類1．按工程規(guī)模劃分根據(jù)橋梁多孔跨徑總長L和單孔跨徑Lk將橋梁劃分為：特大橋、大橋、中橋、小橋、涵洞，見表l-l-1。這是我國公路和城市橋梁級別劃分的依據(jù)。

2．按橋梁的結構體系劃分根據(jù)結構體系及其受力特點，橋梁可劃分為：梁式橋拱式橋剛架橋懸索橋斜拉橋組合體系橋1）梁式橋梁式橋是古老的結構體系之一。梁作為承重結構，主要是以其抗彎能力來承受荷載。在豎向荷載作用下，其支承反力也是豎直的，一般梁體結構只受彎、受剪，不承受軸向力。開封黃河大橋

1989

望城溈江橋1980

京周公路啞吧河橋1956云南六庫怒江橋19912）拱式橋拱式橋的主要承重結構是具有曲線外形的拱(其拱圈的截面形式可以是實體矩形、肋形、箱形、桁架等)。在豎向荷載作用下，拱主要承受軸向壓力，同時也承受彎矩、剪力。支承反力不僅有豎向反力，也承受較大的水平推力。

2）拱橋湖南鳳凰縣烏巢河橋1990年貴州劍河橋1985，無錫民主橋1969萬縣長江大橋1997上海盧浦大橋2005錢塘江四橋2004年巫山長江大橋2005廣州丫髻沙大橋20003）剛架橋剛架橋(也稱為剛構橋)是指梁與立柱(墩柱)或豎墻整體剛性連接的橋梁其主要特點是：立柱具有相當大的抗彎剛度，故可分擔梁部跨中正彎矩，達到降低梁高、增大橋下凈空的目的。廣東虎門輔航道橋1999廣東番禺洛溪大橋1988重慶石板坡長江大橋復線橋2006桂林雉山漓江大橋19844）懸索橋懸索橋(也稱為吊橋)主要由索(又稱纜索)、塔、錨碇、加勁梁等組成。青馬大造橋199藥7潤揚長鐵江大橋20例05日本閑明石聚海峽慌大橋199圖8美國金熊門大橋19百375）斜拉后橋斜拉免橋是旨由梁孤、塔微和斜觸索(拉索)組成，胞結構形舞式多樣協(xié)，造型雷優(yōu)美壯宿觀。在斧豎向荷滿載作用潛下，梁知以受彎靠為主，君塔以受充壓為主價，斜索逐則承受陽拉力。法國株米約鋤高架稍橋,2恢00興4年法國的牛諾曼底你橋199浸4南京否長江旬三橋200陣5蘇通大舟橋20嗽08６)組合體隆系橋將上述抽幾種結照構形式退進行合白理的組缸合應用桿，即形倆成組合爺體系橋葬梁。常廚見的組長合方式霞是梁、供拱結構潑的組合炸，梁、墓拱、吊往組合體冬系。同殖時具備守梁的受撓彎和拱斑的承壓委特點，扁可以是菜剛性拱尋及柔性嶄拉桿，延也可以泳是柔性見拱及剛孟性梁。６)組合啄體系甩橋3．橋梁采的其他藏分類1）按橋瞎梁上部洪結構的醋建筑材主料分橋梁可里分為木略橋、石汁橋、混杠凝土橋綿、鋼筋批混凝土說橋、預解應力混但凝土橋(有時遲三者葵統(tǒng)稱借混凝怖土橋)、鋼橋豆等。2）按用宰途分橋梁可勝分為公公路橋、命鐵路橋渾、公鐵胸兩用橋瞇、人行咱橋、給差水橋(渡橋)和供油池、供氣窩、供煤菠氣的管更道橋等落。3）按跨寇越障礙擦分橋梁娛可分鉤為跨扇河橋其、跨懼谷橋庫、跨搭線橋齡和高食架線眾路橋嘩等。4）按拆橋面造位置丙分按上饒部結乒構的春行車賴道位楊置，免分為爸上承篩式橋轎、中遍承式滔橋、癥下承豆式橋惠和雙袖層橋誼。5）按制衡造方法譜分混凝土皺橋分現(xiàn)互場澆筑化和裝配鞏式兩類仍。后者藏的構件脖在工廠(場)中預制輕，運往位工地拼泳裝架設漆，其優(yōu)獅點是：寇可使橋纖梁制造僑工業(yè)化犁、機械測化，降錘低成本令，提高臘速度，鉤而且質劫量也有美保證。鋤也有兩短者結合柳的裝配止、現(xiàn)澆掏式混凝泊土橋。膽鋼橋一楊般都是紐奉裝配式橋的。6）其他線特殊橋碑梁有活動恥橋、軍賀用橋、棚漫水橋胃等?；畹顒訕蚴菃虡蚩缃Y固構可以涉移動或鋼轉動，竊以擴大倡或開放旁橋下自細由通道嘴的橋梁表，多用白于河流紋下游靠麥近入海櫻的港口島處。1）按撥橋梁閥上部遷結構臟的建卻筑材源料分木橋漳州虎似渡橋，掘石梁橋丹河籌特大抽橋，階石拱宮橋無錫衛(wèi)幫東橋，稀雙曲拱沉橋1）按橋翻梁上部父結構的江建筑材餃料分廈門陶鐘宅登灣橋裳，鋼壯拱橋巫山長評江大橋，鋼管魄拱昭化嘉癢陵江大叛橋，鋼筋混穿凝土拱艷橋重慶長啟江大橋梅，預應倡力混凝欺土1）按扁橋梁壯上部倆結構累的建鋤筑材鑰料分南京牽長江與三橋捧，鋼辯箱梁爹，鋼免塔柱九江苗長江微大橋南京詢長江潛大橋聾鋼梁叫施工日本大翁阪港大材橋2）按遣用途濟分公路串橋鐵路仁橋公鐵秘兩用功橋2）按用棉途分人行橋渡槽（塞水橋）管橋3）按跨球越障礙綢分立交橋跨河橋跨谷銀橋跨線橋4）按橋錫面位置長分4）按高橋面?zhèn)蛭恢缅\分雙層靜橋5）按支制造逮方法霞分現(xiàn)場噸澆筑5）按制繞造方法嘉分裝配賢式梁置橋6）其也他特沫殊橋融梁開啟箭橋6）其奶他特腿殊橋汗梁三、橋尋梁的建則設與發(fā)逆展概況橋梁灑是道朗路的膚組成巷部分奸。從工程著技術的來角度來拔看，橋亡梁發(fā)展休可分為怎古代、藥近代和買現(xiàn)代三撒個時期園。20世紀30年代之后19世紀之前現(xiàn)代橋梁近代橋梁古代橋梁19世紀到20世紀30年代木橋、石橋鋼橋預應力混凝土橋梁任務2橋梁江設計幣與建考設程很序橋梁敏的規(guī)宴劃設池計需啦考慮篩的因讓素很鋤多，嚴涉及桂工程請地區(qū)猴的政蔬治、形經(jīng)濟化、文暑化以涼及人柏文環(huán)嗽境，護特別酸是對際于工范程比窄較復刮雜的認大、雁中橋么梁，返是一鄙個綜閣合性你的系形統(tǒng)工垂程。何因此宇必須荒建立題一套香嚴格磨的管娘理體獻制和規(guī)有序猛的工蜓作程茂序?；窘ㄌ驮O程序鋪分為前意期工作需和正式模設計圖1-2完-1設計英階段胡與建首設程引序關次系圖任務3橋梁斯的規(guī)汽劃與薯設計一、橋量梁設計櫻的基本袋原則1．安塞全2．適抬用3．經(jīng)胡濟4．美觀5．技術劉先進6．環(huán)教境保殺護和拍可持撿續(xù)發(fā)踐展二、橋咳梁布置深及凈空妻要求1．橋僅梁平商面布跟置。情橋梁饞設計致首先殲要確激定橋歇位，羽按照《公路工限程技術溫標準》(J伏TG胃B01浙-20仇03)的規(guī)定雜，小橋無和涵洞換的位置結與線形離一般應伯符合路敲線的總流走向。2．橋跨喘和孔徑煤。橋梁轟縱斷面窯設計包隆括確定紐奉橋梁的逼總跨徑意、橋梁慣的分孔奏、橋面行的標高壤、橋上謠和橋頭職引道的謀縱坡以憂及基礎揀的埋置起深度等劍。二、橋庭梁布置木及凈空號要求3．橋下嘉凈空?；⒑侠淼难綐蛎鏄宋龈弑仨毴绺鶕?jù)設太計洪水量水位、吧橋下通雖航(通車)凈空猛的需證要，世并結糖合橋尼型、愛跨徑瓣等一輩起考捐慮。二、橋訓梁布置馬及凈空搖要求4．橋顆涵凈團空公路橋氧梁橫斷膚面的設座計，主眨要取決產(chǎn)于橋面含的寬度黨和不同逮橋跨結繞構橫斷拌面的形嘉式。橋繼面寬度芒取決于絹行車和泉行人的壁交通需娛要。三、繪橋梁社設計吸方案殃的比歇選作出一茶個經(jīng)濟姓、適用嬌和美觀央的橋梁駱設計方遠案，設蔽計者必風須根據(jù)怒當?shù)氐乃滦枰蜐u技術條帆件，因采地制宜騾，掌握退國內外振新技術卻、新材閑料、新棋工藝，每才能科陣學地得震出最優(yōu)翻的設計權方案。芽橋梁設腿計方案跌的比選念和確定虜可按下破列步驟叮進行：1)明確陪各種檢標高畫的要寸求2)橋梁脾分孔瞎和初捉擬橋貓型方布案草殲圖3)方案陡初步耕比選4)詳繪屢橋型駁方案屢圖6)方案選末定和文蜂件匯總5)編制估燥算或概初算任務4橋梁設熊計荷載橋梁結慎構設計蛇的主要持內容之彼一就是性荷載的卸選定和琴計算。禿根據(jù)它店們作用醫(yī)的性質任和影響繩程度的騎不同，平將橋梁揀作用歸尾納為永久王作用涼、可特變作文用和施偶然作用三助類。一、潮永久咸作用永久涌作用請亦稱碧恒載治，它宮是在錄設計瓜使用稍期內廟，其甘作用雖位置煮和大桃小、狀方向喪不隨錫時間橡變化華或其滋變化皆與平呀均值媽相比?？珊鍪砺圆浑p計。永久稱作用誤包括煎結構民物自玻重、窩橋面巖鋪裝優(yōu)和附毛屬設彼備的嚴重量掙、作尼用于遺結構繼上的艱土重感及土融側壓至力、蓬基礎你變位北作用恥、水割浮力永、長旗期作魄用于歌結構拍上的示預應淺力以楊及混繩凝土滿收縮丙和徐俱變作沸用。結構自繳重、橋怪面鋪裝蠻及附屬桂設備等紙附加重元力均屬杰結構重高力，結耀構重力脾標準值銳可按常探用材料暫的重度尋計算。蘇對于公帥路橋梁品，結構待物的自籍重往往職占全部觀設計荷董載的很爪大部分蔑，例如尖當跨徑宮為20～15效0m時，氏結構貸自重得約占30％～60％以態(tài)上，禽跨徑相愈大出所占雕比例滴愈高匙。因翁此，倉采用飽輕質些、高蹄強材堂料來懂減小略橋梁匯結構印的自舒重，世應是蝦橋梁行建設資研發(fā)洲的方特向。二、可亭變作用可變表作用較是在繼設計投使用譜期內婆，其漆作用緩位置兇和大塘小、狐方向完隨時搶間變錫化，虜且其黎變化流與平便均值如相比猴不可慕忽略抗的作鍬用。館如各成種車轉輛荷魂載等輕。橋梁設笛計中考嬸慮的可變作冰用有汽持車荷載梢和人群綠荷載。同時溜，對于慢汽車荷害載應計巖及其沖鼓擊力、留制動力夠和離心乘力。對搶于所有輔車輛荷爐載，尚射應計算副其所引章起的土煉側壓力逼。此外，洞可變作擋用還包倘括支座班摩阻力主、溫度(均勻溫愿度和梯叫度溫度)作用幕、風違荷載覽、流窮水壓護力和化冰壓扶力等翻。1．汽車建荷載公路和橋涵現(xiàn)設計射時，倡汽車峰荷載提的計調算圖挖式、機荷載浴等級姿及其畏標準桌值、增加載憐方法甲和縱篩橫向搜折減漁等應挑符合伶下列蓮規(guī)定拿：1)汽車紅荷載展分為伙公路-I級和取公路-Ⅱ級兩銜個等昌級。2)汽車晃荷載耳由車憐道荷辦載和勁車輛塞荷載攀組成跳。車宵道荷雁載由秤均布攜荷載進和集扛中荷行載組區(qū)成。喚橋梁讀結構店的整嬸體計真算采統(tǒng)用車友道荷挖載，擔橋梁遮結構煤的局仙部加手載、挑涵洞廊、橋幼臺和術擋土裕墻土復壓力尺等的慢計算穗采用還車輛壞荷載始。車涉輛荷基載與炸車道座荷載齡的作衡用不寫得疊像加。3)各級悅公路士橋涵碼設計判的汽雙車荷出載等玩級應畫符合編表中紛的規(guī)則定。4)車道顫荷載綿的計職算圖刷式如案圖所溝示。1．汽車扁荷載5)公路-I級和公趕路-Ⅱ汽車荷享載采用護相同的痕車輛荷忍載標準縱值1．汽倍車荷諒載主要救技術文指標斯。車輛慶荷載送的立潮面、肆平面填布置6)車道修荷載食橫向騙分布莊系數(shù)距應按錦設計增車道幣數(shù)如斬圖所攀示布照置車揀輛荷周載進猜行計以算。1．汽臂車荷皂載7)橋涵設碌計車道凈數(shù)應符欺合表的先規(guī)定純。多車屢道橋梁閥上的汽論車荷載圣應考慮算多車道元橫向折回減。1．汽車炮荷載8)大跨徑聯(lián)橋梁應冤考慮車漫道荷載伸縱向折柔減。當皆橋梁計掉算跨徑漁大于15焦0m時，應慢按表1-泡4-摘6規(guī)定的倚縱向折腰減系數(shù)請進行折瘡減。當縱橋梁為戀多跨連罪續(xù)結構煌時，整匙個結構冰應按其畜最大計輕算跨徑貝的縱向孔折減系詠數(shù)進行搏折減。1．汽若車荷埋載2．汽車鋒荷載沖森擊力車輛行超駛過程碧中，由禮于橋面南不平整圖、車輪塌不圓及遞發(fā)動機揚振動等釋原因，潛會使橋泊梁結構拴引起振繞動，從卷而使橋菌梁結構龍承受比斜靜荷載剝要大的煤豎向荷跪載作用衰，這種哀動力效臣應稱為攪車輛荷悄載沖擊陶力。3．汽車邊離心力車輛在勞彎道橋籠梁上行狡駛時會像產(chǎn)生離愈心力，慌曲線半資徑越小層，離心臣力越大巧，當彎挺橋的曲現(xiàn)線半徑憂小于或撒等于250挖m時，應碎計算汽胖車荷載情引起的贏離心力騎。離心防力標準妥值為車獅輛荷載(不計沖汁擊力)標準值尸乘以離凡心力系巾數(shù)C。離跌心力處系數(shù)鐘按下供式計蓮算4．汽車帳引起的演土側壓昂力汽車荷撇載作用竄在橋臺壓或擋土食墻后填持土上，癢將引起疾填土的烏破壞棱塞體對橋崖臺或擋伴土墻的檔土側壓旁力，土喜側壓力構可按下回式換算禾成等代溫均布土灘層厚度(m)計算行，公房誠式如桃下：5．人輸群荷比載設計有惕人行道道的橋梁鉗結構，孝人群荷則載的取輔值規(guī)定砌如下：當橋案梁計壞算跨喪徑L≤5垃0m時，騾人群掙荷載左標準櫻值取3.跌0k還N／；當橋梁陳計算跨我徑L≥1雪50m時，銷人群邊荷載士標準旦值取2.5腎kN／；當橋梁移計算跨憲徑在50及15勒0m之間時矛，人群情荷載標協(xié)準值可腸由線性示內插法潑求得。6．汽車您制動力橋上炎汽車績制動蝴力是獄車輛淘在剎等車時筒為克調服車座輛的螞慣性勻力而嫩在路陡面與計車輛畢之間牲發(fā)生獄的滑比動摩負阻力防。制軋動力西大小埋與車源輛和啄路面塔間的錦摩阻還系數(shù)破及汽場車荷徑載大塞小有塞關，第考慮侮到剎航車常廈常只亡出現(xiàn)腿在一缺部分辰車輛斗上，躲且制派動力晚只有溫同向賢行駛差的汽腐車才江能疊籃加，《橋規(guī)》規(guī)定：洽一個設仿計車道拼的制動該力標準男值按布毒置在加達載長度男內車道柱荷載的10％計幕，但薦公路-I級汽車鄰荷載的享制動力徐不得小悅于16蛙5k至N，公郊路-Ⅱ級汽虜車荷錦載的紡制動辯力不紋得小蜓于90k愚N。制動速力的蹤蝶著力魂點在煎橋面頌以上1.2愿m處，計細算墩臺勉時，可姥移至支哄座中心衰線或支返座底座出面上。舊計算剛心構橋、蘆拱橋時鴿，制動捐力的著心力點可同移至橋相面上，職但不計襯