《橋梁結(jié)構(gòu)構(gòu)造》課件

《橋梁結(jié)構(gòu)構(gòu)造》課程簡介本課程將深入探討橋梁的基本構(gòu)造要素和設(shè)計(jì)要求。從橋面系統(tǒng)、橋墩、橋臺、上下部結(jié)構(gòu)等多個(gè)角度,全面系統(tǒng)地介紹橋梁的構(gòu)造特點(diǎn)和設(shè)計(jì)原則,幫助學(xué)生掌握橋梁結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)知識。通過大量案例分析和設(shè)計(jì)實(shí)踐,培養(yǎng)學(xué)生的橋梁設(shè)計(jì)能力。bymvdbeiwco@橋梁的定義和分類橋梁的定義橋梁是一種跨越障礙物的建筑物,通常用于連接兩個(gè)不同地點(diǎn),提供交通通道。它可以跨越河流、谷地、道路或鐵路等。橋梁的分類橋梁可以按照材料、跨徑長度、承重能力、結(jié)構(gòu)形式等多個(gè)維度進(jìn)行分類,常見類型包括鋼橋、混凝土橋、磚石橋、懸索橋等。跨徑分類根據(jù)橋梁的跨徑長度,可劃分為小跨徑橋梁、中跨徑橋梁和大跨徑橋梁。不同跨徑段的橋梁有各自的構(gòu)造特點(diǎn)和設(shè)計(jì)要求。橋梁的基本構(gòu)造要素主要構(gòu)造要素橋梁的基本構(gòu)造包括橋面系統(tǒng)、橋墩、橋臺、上部結(jié)構(gòu)和下部結(jié)構(gòu)等關(guān)鍵元素,各部分都有特定的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和設(shè)計(jì)要求。結(jié)構(gòu)系統(tǒng)協(xié)調(diào)這些構(gòu)造要素需要通過精密的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)協(xié)調(diào)配合,形成一個(gè)完整的橋梁系統(tǒng),承載各種荷載并提供安全可靠的通行條件。材料與形式橋梁的構(gòu)造還涉及材料選用、結(jié)構(gòu)形式等諸多技術(shù)問題,需要根據(jù)具體工程條件進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)。橋面系統(tǒng)的構(gòu)造橋面鋪裝橋面鋪裝是橋梁的最上層部分,負(fù)責(zé)直接承載通行車輛和行人。常見的材料包括瀝青混凝土、水泥混凝土、石料等。排水系統(tǒng)橋面設(shè)有雨水收集和排放裝置,確保橋面快速排水,防止積水積雪影響交通。排水系統(tǒng)設(shè)計(jì)要與橋梁結(jié)構(gòu)協(xié)調(diào)。防撞設(shè)施橋面兩側(cè)設(shè)置護(hù)欄、隔離帶等防撞設(shè)施,保護(hù)行人和車輛安全通行。防撞設(shè)施應(yīng)與橋梁整體美學(xué)相協(xié)調(diào)。擴(kuò)展設(shè)施橋面可設(shè)置人行道、自行車道、觀景平臺等擴(kuò)展設(shè)施,滿足不同使用者的需求。這些設(shè)施需要融入橋梁整體設(shè)計(jì)。橋面系統(tǒng)的設(shè)計(jì)要求安全性橋面系統(tǒng)的設(shè)計(jì)必須確保行車和行人的安全。需要合理設(shè)置防撞裝置、隔離帶等保護(hù)措施,并保證橋面鋪裝材料耐磨耐滑。耐久性橋面系統(tǒng)要經(jīng)受住長期的車輛荷載和環(huán)境侵蝕。選用材料時(shí)要考慮抗壓、抗拉、耐震等性能,避免早期損壞。排水性能橋面排水系統(tǒng)的設(shè)計(jì)要確保雨水快速排出,避免積水對行車安全和橋梁結(jié)構(gòu)造成影響。需要合理設(shè)置排水坡度和排水管道。維護(hù)性橋面系統(tǒng)應(yīng)便于日常維護(hù)保養(yǎng),采用易清潔、易維修的材料和結(jié)構(gòu)。同時(shí)應(yīng)考慮施工期間的交通疏導(dǎo)措施。橋墩的構(gòu)造主要功能橋墩是橋梁的支撐柱,主要承擔(dān)上部結(jié)構(gòu)的重量并將其傳遞到基礎(chǔ)。其構(gòu)造關(guān)系到整個(gè)橋梁的穩(wěn)定性和安全性。主體結(jié)構(gòu)橋墩通常由墩身、墩帽和橋臺連接段等部分組成。墩身可以采用實(shí)心或空心截面,墩帽起到荷載分散的作用。形式設(shè)計(jì)橋墩的形狀可根據(jù)跨徑、承載力等要求而有所不同,常見有矩形、多邊形、圓形等。外觀造型也應(yīng)符合美學(xué)要求。橋墩的設(shè)計(jì)要求承載力橋墩必須具備足夠的承載能力,可靠地傳遞上部結(jié)構(gòu)的荷載至基礎(chǔ)。其截面尺寸、材料強(qiáng)度等需要滿足相關(guān)規(guī)范要求?？拐鹦阅軜蚨找艿挚沟卣?、風(fēng)等外部作用力,確保整體穩(wěn)定性。需進(jìn)行抗震設(shè)計(jì),采取適當(dāng)?shù)呐浣罘绞胶椭未胧；A(chǔ)連接橋墩與基礎(chǔ)之間的連接很關(guān)鍵,要確保荷載可靠傳遞,并防止相對位移。常用的連接方式包括錨固、順序施工等。橋臺的構(gòu)造主要結(jié)構(gòu)組成橋臺是橋梁下部結(jié)構(gòu)的重要組成部分,由臺背墻、翼墻、基礎(chǔ)等部分組成,承擔(dān)著將上部結(jié)構(gòu)荷載傳遞到地基的關(guān)鍵作用?；炷两Y(jié)構(gòu)現(xiàn)代橋臺多采用鋼筋混凝土結(jié)構(gòu),根據(jù)受力特點(diǎn)合理配筋,保證整體剛度和承載能力。臺背墻和翼墻通常為實(shí)心結(jié)構(gòu)。外觀設(shè)計(jì)橋臺的外觀造型應(yīng)與橋梁主體建筑風(fēng)格協(xié)調(diào)一致,可采用板巖、磚石等材料裝飾,并合理設(shè)計(jì)護(hù)欄等附屬設(shè)施。橋臺的設(shè)計(jì)要求穩(wěn)定性橋臺作為橋梁的下部承重結(jié)構(gòu),其設(shè)計(jì)必須確保整體結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性。需要根據(jù)荷載特點(diǎn)合理確定尺寸和配筋,并與基礎(chǔ)可靠連接?？拐鹦阅軜蚺_還要具備良好的抗震能力,能夠抵抗地震等外部作用力。設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)考慮地震作用下的應(yīng)力變形特點(diǎn),采取加固措施。耐久性橋臺直接暴露于惡劣的自然環(huán)境中,材料選用和結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)應(yīng)考慮抗風(fēng)化、抗腐蝕等性能,確保長期使用安全可靠。外觀協(xié)調(diào)橋臺的造型設(shè)計(jì)應(yīng)與橋梁主體建筑風(fēng)格相協(xié)調(diào),采用適當(dāng)?shù)难b飾手法,體現(xiàn)出整體美學(xué)意圖。橋梁上部結(jié)構(gòu)的構(gòu)造梁體結(jié)構(gòu)橋梁上部結(jié)構(gòu)主要由梁體、橫梁和橋面等部分組成。梁體可采用鋼筋混凝土、預(yù)應(yīng)力混凝土或鋼結(jié)構(gòu)等形式,根據(jù)跨徑和荷載需要合理選擇。支承系統(tǒng)上部結(jié)構(gòu)通過橋墩或橋臺等下部結(jié)構(gòu)支承,支座是兩者之間的關(guān)鍵連接件。支座可以是固定或活動支座,根據(jù)實(shí)際需要進(jìn)行選擇和設(shè)計(jì)。連接構(gòu)造梁體之間、梁體與橫梁、上部結(jié)構(gòu)與下部結(jié)構(gòu)之間都需要通過各種連接構(gòu)造來確保整體穩(wěn)定性。常見的包括焊接、鉚接和灌漿等。橋梁上部結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)要求1承載能力上部結(jié)構(gòu)必須具備足夠的抗彎、抗剪和抗壓能力,能可靠地承載自重、車輛荷載等各種作用,確保橋梁整體的安全性。2整體穩(wěn)定性上部結(jié)構(gòu)的受力分布和連接構(gòu)造必須確保整個(gè)橋梁系統(tǒng)的整體穩(wěn)定,抵抗外部震動、風(fēng)荷載等作用。3構(gòu)造連接上部結(jié)構(gòu)各構(gòu)件之間,以及與下部結(jié)構(gòu)之間的連接必須牢固可靠,能可靠傳遞各種作用力,確保整體協(xié)調(diào)工作。4變形控制上部結(jié)構(gòu)在荷載作用下的變形必須控制在允許范圍內(nèi),避免影響行車安全和結(jié)構(gòu)使用壽命。橋梁下部結(jié)構(gòu)的構(gòu)造橋墩基礎(chǔ)橋墩的基礎(chǔ)是將上部荷載可靠傳遞至地基的關(guān)鍵。常見的基礎(chǔ)形式包括樁基、擴(kuò)大基礎(chǔ)、鋼板樁等,需根據(jù)地質(zhì)條件和荷載特點(diǎn)合理選擇。橋臺背墻橋臺背墻是承擔(dān)土壓力和橋梁荷載的重要構(gòu)件,通常采用鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)。背墻布置合理可以有效控制地基沉降。耐久性設(shè)計(jì)橋梁下部結(jié)構(gòu)長期暴露于惡劣環(huán)境,必須采取可靠的防腐蝕、防風(fēng)化等耐久性措施,以確保整體結(jié)構(gòu)安全。橋梁下部結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)要求基礎(chǔ)設(shè)計(jì)橋梁基礎(chǔ)的設(shè)計(jì)必須根據(jù)實(shí)際地質(zhì)條件合理選擇基礎(chǔ)形式,并確保荷載可靠傳遞至地基,避免出現(xiàn)不均勻沉降等問題?？拐鹪O(shè)計(jì)下部結(jié)構(gòu)還需滿足抗震要求,能夠抵抗地震等外力作用。設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)考慮動力響應(yīng)特性,采取加固措施如設(shè)置抗震支座。耐久性設(shè)計(jì)下部結(jié)構(gòu)長期暴露在惡劣環(huán)境中,材料選用和結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)應(yīng)考慮抗風(fēng)化、抗腐蝕等性能,采取可靠的保護(hù)措施。橋梁基礎(chǔ)的構(gòu)造基礎(chǔ)類型橋梁基礎(chǔ)常見的形式包括樁基、擴(kuò)大基礎(chǔ)、鋼板樁等,需根據(jù)地質(zhì)條件和荷載特點(diǎn)合理選擇。承載機(jī)制橋梁基礎(chǔ)的主要作用是可靠地將上部結(jié)構(gòu)的重量傳遞至地基,確保整體結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性。施工技術(shù)橋梁基礎(chǔ)的施工需要采用專業(yè)的樁驅(qū)、混凝土澆筑等工藝,確保施工質(zhì)量和安全。橋梁基礎(chǔ)的設(shè)計(jì)要求1承載能力橋梁基礎(chǔ)設(shè)計(jì)必須確保具備足夠的承載能力,可靠地傳遞上部結(jié)構(gòu)重量至地基。需根據(jù)荷載特點(diǎn)合理計(jì)算基礎(chǔ)尺寸和配筋。2抗傾覆穩(wěn)定基礎(chǔ)設(shè)計(jì)應(yīng)重視整體結(jié)構(gòu)的抗傾覆穩(wěn)定性,防止基礎(chǔ)發(fā)生傾斜?？刹扇U(kuò)大基礎(chǔ)面積、設(shè)置錨桿等措施。3抗震性能橋梁基礎(chǔ)還要具備良好的抗震能力,在地震作用下保持整體穩(wěn)定。需根據(jù)動力響應(yīng)特性采取適當(dāng)?shù)募庸檀胧?耐久性基礎(chǔ)長期處于惡劣的地下環(huán)境中,材料選用和結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)應(yīng)考慮抗腐蝕、抗風(fēng)化等耐久性要求。橋梁伸縮縫的構(gòu)造主要功能橋梁伸縮縫是橋梁上部結(jié)構(gòu)與下部結(jié)構(gòu)之間的可移動連接構(gòu)造。它的主要功能是允許上部結(jié)構(gòu)在溫度變化、荷載變化等作用下發(fā)生相對位移,避免產(chǎn)生過大應(yīng)力和變形。基本類型常見的橋梁伸縮縫包括板式、嵌入式、穿墻式等。它們采用不同的構(gòu)造形式和材料,以滿足特定的構(gòu)造和使用需求。構(gòu)造特點(diǎn)伸縮縫通常由伸縮盒、伸縮材料、支撐裝置等部件組成。它們的設(shè)計(jì)需要滿足一定的工作性能要求,如平順性、耐久性和密封性等。安裝要求橋梁伸縮縫的安裝需要施工精度較高,并對與上下部結(jié)構(gòu)的連接細(xì)節(jié)給予足夠重視。安裝時(shí)需確保伸縮性能良好,并兼顧外觀協(xié)調(diào)性。橋梁伸縮縫的設(shè)計(jì)要求足夠的伸縮量伸縮縫的設(shè)計(jì)必須考慮橋梁上部結(jié)構(gòu)在溫度變化、荷載變化等作用下的相對位移,確保能夠吸收這些位移而不會產(chǎn)生過大應(yīng)力。良好的使用性能伸縮縫的構(gòu)造應(yīng)確保其能夠可靠承載車輛荷載,提供平順的行車體驗(yàn),同時(shí)具備良好的密封性和耐久性。優(yōu)異的耐久性伸縮縫長期暴露于惡劣環(huán)境中,其材料和構(gòu)造必須具備出色的抗風(fēng)化、抗老化等性能,確保能夠長期可靠使用。橋梁防撞設(shè)施的構(gòu)造護(hù)欄系統(tǒng)橋梁兩側(cè)設(shè)置的鋼制或混凝土護(hù)欄,可有效阻擋車輛沖出橋面的風(fēng)險(xiǎn),保證行車安全。護(hù)欄高度、強(qiáng)度等構(gòu)造參數(shù)需根據(jù)實(shí)際需求合理設(shè)計(jì)。緩沖裝置在橋頭等關(guān)鍵位置設(shè)置的防撞緩沖設(shè)施,能夠吸收車輛撞擊時(shí)的沖擊力,減輕對車輛和行人的傷害。常見的有金屬波紋梁、緩沖罐等。隔離設(shè)施在雙向行車橋梁中設(shè)置的中央隔離帶或護(hù)欄,能有效隔離對向車流,避免因失控而發(fā)生的正面碰撞事故。橋梁防撞設(shè)施的設(shè)計(jì)要求1撞擊吸收能力防撞設(shè)施必須具有足夠的強(qiáng)度和剛度,能可靠吸收車輛撞擊時(shí)產(chǎn)生的沖擊力,減輕對車輛和乘客的傷害。2堅(jiān)固耐用防撞設(shè)施長期暴露在惡劣環(huán)境中,其材料和構(gòu)造必須具有出色的抗腐蝕、抗風(fēng)化性能,確保能夠保持良好的使用性能。3行車安全性設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)重點(diǎn)考慮行車平順性和視線清晰度,確保不會造成視覺遮擋或妨礙車輛正常通行。4美觀協(xié)調(diào)防撞設(shè)施的造型、尺度和材質(zhì)應(yīng)與橋梁整體風(fēng)格相協(xié)調(diào),達(dá)到外觀上的協(xié)調(diào)統(tǒng)一。橋梁排水系統(tǒng)的構(gòu)造排水構(gòu)造橋梁排水系統(tǒng)主要由集水溝、排水管、排水孔等部件組成。通過合理的布置,可以有效收集并引導(dǎo)橋面雨水、洗車水等，防止積水對橋梁產(chǎn)生損害。連接細(xì)節(jié)排水管通常采用剛性材料如鋼筋混凝土制作,需與橋面系統(tǒng)可靠連接,確保排水通暢。管道布置應(yīng)避免產(chǎn)生死角和阻塞點(diǎn)。防滲漏設(shè)計(jì)排水系統(tǒng)的連接部位是常見的滲漏隱患。設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)采用密封性能良好的材料和連接方式,同時(shí)確保系統(tǒng)安裝精度,杜絕滲漏發(fā)生。維護(hù)保養(yǎng)橋梁投入使用后,需定期檢查排水系統(tǒng)的運(yùn)行情況,清理積淤物,確保其長期保持良好的排水能力。橋梁排水系統(tǒng)的設(shè)計(jì)要求排水能力橋梁排水系統(tǒng)的設(shè)計(jì)必須確保具有足夠的排水能力,能夠可靠地收集并引導(dǎo)橋面上的所有積水,防止水積聚導(dǎo)致的損害。管線布置排水管道的布置應(yīng)合理、通暢,避免形成死角和阻塞點(diǎn)。出口位置要選擇于橋下地勢低洼處,以順暢排放積水。防滲漏管線連接部位是產(chǎn)生滲漏的易發(fā)點(diǎn),設(shè)計(jì)時(shí)需采用可靠的密封措施,確保整個(gè)系統(tǒng)的防水性能。維護(hù)管理排水系統(tǒng)投入使用后,需要定期檢查和清理,保持良好的運(yùn)行狀態(tài)。相關(guān)管理制度應(yīng)予以落實(shí)。橋梁照明系統(tǒng)的構(gòu)造路燈系統(tǒng)橋面兩側(cè)設(shè)置柱式路燈,通過合理的布置和光源選擇,為行車和步行者提供充足而均勻的照明。橋面照明在橋面上嵌入地埋式照明燈具,能夠補(bǔ)充路燈系統(tǒng),確保橋面整體亮度和安全性。裝飾照明在橋墩、橋臺等關(guān)鍵部位增設(shè)裝飾性照明,通過豐富的燈光效果突出橋梁的美學(xué)形態(tài)?？刂葡到y(tǒng)橋梁照明系統(tǒng)配有中央控制設(shè)備,可根據(jù)環(huán)境光線強(qiáng)度和時(shí)間自動調(diào)節(jié)亮度,實(shí)現(xiàn)節(jié)能管理。橋梁照明系統(tǒng)的設(shè)計(jì)要求1照明效果橋梁照明系統(tǒng)應(yīng)確保路面和步行區(qū)域的亮度均勻、足夠,為行車和行人提供良好的視覺條件。2能源效率照明系統(tǒng)應(yīng)采用節(jié)能型光源和智能控制技術(shù),在滿足照明需求的同時(shí)盡量降低能源消耗。3整體協(xié)調(diào)照明設(shè)計(jì)應(yīng)與橋梁的建筑風(fēng)格、材料色調(diào)等協(xié)調(diào)統(tǒng)一,增強(qiáng)橋梁的整體美學(xué)形態(tài)。4可靠性照明系統(tǒng)的構(gòu)件和材料應(yīng)具有良好的耐久性,確保長期穩(wěn)定可靠地運(yùn)行。橋梁附屬設(shè)施的構(gòu)造欄桿與護(hù)欄橋梁兩側(cè)設(shè)置的裝飾性鋼制或混凝土欄桿,不僅能保護(hù)行人安全,還能增強(qiáng)橋梁的整體美學(xué)形象。它們通常采用精美的造型,與周邊建筑風(fēng)格協(xié)調(diào)統(tǒng)一。橋面鋪裝橋面通常采用瀝青或混凝土鋪裝,表面平整光滑。為提高行車體驗(yàn)和耐用性,還可選用石材或特殊耐磨材料進(jìn)行鋪裝。防雪融化裝置在寒冷地區(qū),橋面上還可設(shè)置電加熱線或其他融雪設(shè)施,自動化地融化積雪,保證行車安全。這些設(shè)備需與橋面系統(tǒng)可靠連接。橋梁附屬品橋梁上還可根據(jù)需求設(shè)置標(biāo)志牌、觀景平臺、休息座椅等附屬設(shè)施,為行人提供更舒適的通行體驗(yàn)。這些設(shè)施應(yīng)與橋梁整體風(fēng)格相協(xié)調(diào)。橋梁附屬設(shè)施的設(shè)計(jì)要求美觀協(xié)調(diào)橋梁附屬設(shè)施的造型、材質(zhì)應(yīng)與整體建筑風(fēng)格相協(xié)調(diào)一致,增強(qiáng)橋梁的美學(xué)形象。優(yōu)質(zhì)鋪裝橋面鋪裝材料應(yīng)具有良好的耐磨性、防滑性，確保行車舒適安全?？煽咳谘┰谘﹨^(qū),應(yīng)設(shè)置電加熱或其他自動融雪系統(tǒng),保證橋面冬季行車安全暢通。附屬功能橋梁還可設(shè)置安全標(biāo)識、休息平臺等附屬設(shè)施,為行人提供更好的通行體驗(yàn)。橋梁結(jié)構(gòu)構(gòu)造的發(fā)展趨勢智能化趨勢近年來,橋梁采用先進(jìn)的傳感監(jiān)測系統(tǒng)和自動化控制技術(shù),實(shí)