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1、,單擊此處編輯母版標(biāo)題樣式,單擊此處編輯母版文本樣式,第二級,第三級,第四級,第五級,*,第6章 橋梁工程,橋梁的分類；橋梁工程的總體規(guī)劃；,橋梁的結(jié)構(gòu)形式；橋墩與橋臺；,橋梁基礎(chǔ)；橋梁技術(shù)的發(fā)展方向；,1,6.1 橋梁的分類,一 橋梁工程的地位與作用,1,橋梁的定義,（1）廣義：,聯(lián)結(jié)障礙兩端的中介載體稱為橋梁；,例如：,a,在,20,世紀(jì),60,70,年代，乒乓小球轉(zhuǎn)動了世界大球，在中美之間建立起了一座,友誼橋梁,；,b,1997,年我國廣州白云機場開通了廣州至美國洛杉磯的直達航班，當(dāng)時稱它為架設(shè)在中美間的,空中橋梁,；,c,1998,年國家投巨資建設(shè)了北京西寧拉薩的地下光纜工程，這個光纜

2、工程被稱為架設(shè)在北京西寧拉薩間的,通訊橋梁,等。,2,6.1 橋梁的分類,一、橋梁工程的地位與作用,1,、橋梁的定義,（2）狹義：,跨越障礙物的工程結(jié)構(gòu)稱為橋梁；本章將言及的橋梁僅限于狹義范疇的橋梁。,跨越山谷,跨越江河,跨越公路,3,2,、橋梁工程的地位與作用,（1）,高速公路、鐵路等道路工程建設(shè)中，由于受線型、縱坡、轉(zhuǎn)彎半徑等設(shè)計參數(shù)的制約，必須借助橋梁工程，才能保證道路技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)的實現(xiàn)；,（2）,對于城市道路，在交叉路口，往往是借助城市立交橋?qū)崿F(xiàn)道路的暢通；,（3）,橋梁工程占道路工程總造價的比例，可以從一個側(cè)面反映道路等級的高低；,（4）,橋梁工程是一個國家在土木工程中具有技術(shù)能力和水平

3、的象征。,4,二、橋梁的發(fā)展,1,橋梁的啟蒙,：,人們有理由相信，由于天然石穹、溶洞等形狀，啟發(fā)了人類古代拱橋的建設(shè)；從橫臥于溪流上的樹干啟發(fā)古代人們創(chuàng)造了梁式橋；跨越溝谷兩端的樹根藤索誕生了吊橋。,2,橋梁發(fā)展：,橋梁問世之初，其特點是規(guī)模小、跨徑短、結(jié)構(gòu)簡單，多以天然材料為主；然而，隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，新材料、新工藝的誕生，橋梁向規(guī)模宏大，結(jié)構(gòu)復(fù)雜、受力合理、形狀美觀、材料新穎、行車舒適、適用安全的方向轉(zhuǎn)化。,5,二、橋梁的發(fā)展,（續(xù)）,3,古代橋梁建設(shè)的代表：,趙州橋（公元,605,年）、法國南部尼姆城的石拱橋（公元前,18,年）；,6,二、橋梁的發(fā)展,（續(xù)）,4,、近代橋梁建設(shè)的代表：

4、,意大利威尼斯的利亞托石拱橋（公元,1588,年）、四川灌縣的安瀾竹索橋（公元,1803,年）、英國福斯懸臂桁架橋（公元,1890,年）,7,二、橋梁的發(fā)展,（續(xù)）,5,國外 現(xiàn)代橋梁建設(shè)的代表：,美國的金門大橋(1280m)、英國的亨伯橋(1410m)以及日本明石大橋(1991m)。,金門,亨伯,明石,8,二、橋梁的發(fā)展,（續(xù)）,6,國內(nèi)現(xiàn)代橋梁建設(shè)的代表：,世界第三的中國潤揚長江橋(,1490m,)、世界第一的重慶長江大橋(,420余m,)和萬州長江大橋(,420m,)、世界第一的南通長江大橋（,1088m,）。,萬州,潤揚橋全長,23.56km,主橋長,L1490m,重慶長江大橋,7 潤

5、揚橋概況,9,潤揚橋L1490m，全長23.56km。,10,三、我國橋梁建設(shè),1,古代中國的橋梁建設(shè)：,由于古代人發(fā)明了火藥，極大地促進了土木工程建設(shè)的發(fā)展，建造了以趙州橋為代表的、一批具有當(dāng)時世界領(lǐng)先水平的橋梁。,2 現(xiàn)代中國橋梁建設(shè)：,隨著我國科學(xué)技術(shù)水平的提高，綜合國力的增強，我國在近,20,余年內(nèi)建造了一批具有世界一流水平的大型拱橋、連續(xù)剛構(gòu)橋、斜拉橋和吊橋等。,3 代表橋梁見圖片。,江陰,南通大橋,盧 浦,11,四、橋梁工程的未來發(fā)展,（建筑材料、設(shè)計計算、施工管理）,1 建筑,材料：,隨著新材料的問世，越來越多的高強輕質(zhì)、耐腐、抗疲勞、抗老化、抗松弛的新型材料必將用于橋梁建設(shè)。,

6、2,設(shè)計計算：,隨著計算技術(shù)的完善、使用的普及，將會誕生設(shè)計更合理、計算結(jié)果更準(zhǔn)確、造型更別致的橋梁設(shè)計圖。,3,施工管理：,現(xiàn)代化的企業(yè)管理技術(shù)、施工技術(shù)、和大型機械設(shè)備的問世，必將促進橋梁工程建設(shè)。,12,五、橋梁的基本組成與分類,（一）組成：,橋梁結(jié)構(gòu)通常由基礎(chǔ)、橋墩、橋臺、支座、橋跨結(jié)構(gòu)以及橋面系（橋面鋪裝、伸縮縫、排水設(shè)施、人行道鋪裝、欄桿、照明設(shè)施等）等組成。,13,五、橋梁的基本組成與分類,（二）橋梁分類,1,按位置分類：,水中橋、水面橋、水上橋、高架橋、棧橋等；,2 按形式分類：,踏步橋、梁式橋、拱橋、懸索橋等；,14,（二）橋梁分類,(續(xù)),3,按用途分類：,人行橋、,公路橋

7、、,鐵路橋、,公鐵兩用橋、,引水橋、,15,（二）橋梁分類,(續(xù)),3,按用途分類：,航運橋；,16,（二）橋梁分類,(續(xù)),4,按材料分類：,木橋、,圬工橋、,鋼筋混凝土橋、,預(yù)應(yīng)力混凝土橋、,鐵橋、,鋼橋,以及復(fù)合材料橋等。,17,5,按受力分類：,簡支梁橋、連續(xù)梁橋、懸臂梁橋、剛架橋、,T,構(gòu)橋（靜定與超靜定）、桁架橋、斜拉橋、吊橋、拱橋(三鉸、雙鉸、單鉸和無鉸等)；,（二）橋梁分類,(續(xù)),18,（二）橋梁分類,(續(xù)),6,按行車道板的位置分類：,上承式拱橋、,7,按橋的長度或跨徑分類：,小橋、中橋、,小 橋：,8.0m L1 30.0m；5.0m l 20.0m；,中 橋：,30.0

8、 L1 100.0m；20.0m l 40.0m；,大 橋：,L1 100.0m；l 40.0m；,特大橋：,L1 500.0m；l 100.0m；,注：,L1,為橋梁的總長，,l,為橋梁的跨長。,中承式拱橋、,下承式拱橋；,大橋、,特大橋。,19,六、橋梁設(shè)計原則與程序,1,、設(shè)計原則：安全、適用、經(jīng)濟、美觀。,2,、設(shè)計程序：初步設(shè)計、技術(shù)設(shè)計、施工圖設(shè)計三個階段,（僅限于設(shè)計階段）,。,20,6.1,2,2,梁式橋,一、概述,1,梁式橋的定義：,在垂直荷載作,用下，橋跨結(jié)構(gòu)以受彎為主，支座不產(chǎn)生推力，僅有垂直反力存在。,2,我國古代著名的梁式橋：,福建泉州的,萬安橋,。規(guī)模：,Lmax

9、17m、L800m,余米。建筑材料：石料，單條石梁重：,W200,余噸。,3,簡支梁的承載能力,M,：,Mf（I，）,。,4,梁跨結(jié)構(gòu)的用材：,通常情況下是用鋼筋混凝土、預(yù)應(yīng)力混凝土、預(yù)應(yīng)力混凝土鋼材的混合結(jié)構(gòu)以及鋼材。,21,二 梁式橋體系劃分與受力特點,1、簡支梁橋,1)受力特點：,在垂直荷載作用下，梁中只產(chǎn)生彎矩和剪力，不產(chǎn)生軸力，且在環(huán)境溫度發(fā)生變化、地基產(chǎn)生不均勻沉降或位移時，梁中不產(chǎn)生附加次內(nèi)力,（圖1）,；,2)適用范圍：,跨徑不超過,50m,、墩高不大、特別是在高架橋和高速公路上的跨線橋中被大量運用；,3)簡支梁橋的支承方式,：,如,圖2,所示。,圖1,圖2,22,（1）受力特

10、點：,懸臂梁橋由于支點截面存在負(fù)彎矩而降低跨中內(nèi)力，由此可提高梁的承載能力，它與簡支梁同屬靜定結(jié)構(gòu)，其余受力特點與簡支梁的類同。,（2）適用范圍：,通航凈寬大于,50m,的北方河流；,（3）支座設(shè)置方式：,如上圖所示，類同于連續(xù)梁橋；,（4）橋跨結(jié)構(gòu)布置形式：,對稱與非對稱兩種；,（5）不足之處：,由于掛梁的存在，使得行車不流暢，,跳車現(xiàn)象不可避免；同時，掛梁牛腿構(gòu)造復(fù)雜，使得施工困難，而且，牛腿還是全橋的薄弱環(huán)節(jié)。,（6）代表橋梁：,加拿大魁北克橋，,l,max,549m,、掛梁,l,195.2m,2,、懸臂梁橋,23,3,連續(xù)梁橋,(1)受力特點：,同一聯(lián)上的任意位置作用荷載（支點截面除外

11、），整聯(lián)每跨梁中都有內(nèi)力產(chǎn)生，連續(xù)梁屬超靜定結(jié)構(gòu)，僅用內(nèi)力平衡方程已無法求解支座反力和梁中內(nèi)力的大小，必須借助位移協(xié)調(diào)條件和物理方程才能求解。,(2)適用范圍：,主要使用在跨徑在,50150m,范圍內(nèi)橋梁中；,(3)支座設(shè)置：,每一聯(lián)只設(shè)一個固定鉸支座，其余均為活動支座；,(4),優(yōu)劣性：,連續(xù)梁橋剛度大、防震性能好、接頭少便于車輛高速行駛，行車舒適；但構(gòu)造復(fù)雜、接頭處伸縮量大，在溫度和支座基礎(chǔ)發(fā)生變化時，梁中要產(chǎn)生次內(nèi)力。,24,4,T,型剛構(gòu)橋,（1）受力特點：,T,型剛構(gòu)受力類似于固端懸臂梁，也屬于靜定結(jié)構(gòu)，每一個,T,型結(jié)構(gòu)為一個受力單元；,（2）適用范圍：,本橋型多用在跨徑,1002

12、00m,范圍內(nèi)，目前國內(nèi)該橋型最大跨徑,Lmax174m,（國外,L,max,270m,）；,（3）支座設(shè)置：,僅在掛梁和橋臺處設(shè)置支座，設(shè)置方式類同于簡支梁橋；,(4),優(yōu)劣性：,由于,T,型剛構(gòu)橋（,T,構(gòu)橋）的橋梁與墩臺間不設(shè)支座、是固結(jié)，在進行主梁懸臂現(xiàn)澆施工時，不需要臨時支座、也不存在支座轉(zhuǎn)化的問題；但由于掛梁的存在，有與懸臂梁橋類同的缺點。,25,6,連續(xù)剛構(gòu)橋,（1）受力特點：,受力類同于多,跨連續(xù)框架結(jié)構(gòu)，為了減少環(huán),境變化引起的次內(nèi)力，通常采用薄壁墩，同時采用薄壁墩 也是為了滿足橋跨結(jié)構(gòu)伸縮變形的需要；,（2）適用范圍：,連續(xù)剛構(gòu)橋多用在跨徑,200300m,間的高墩橋梁上；

13、,（3）支座設(shè)置：,連續(xù)剛構(gòu)橋除在梁的兩端設(shè)置滑動支座外，全橋均無支座結(jié)構(gòu)；,（4）,優(yōu)劣性：,它綜合了連續(xù)梁橋和,T,型剛構(gòu)橋的優(yōu)點；其最大的缺點是在施工過程中穩(wěn)定安全性較差。,26,三、梁式橋梁施工方法簡介,1,、頂推連續(xù)梁施工方法簡介,。,27,三、梁式橋梁施工方法簡介,2,、懸臂澆筑連續(xù)剛構(gòu)橋施工方法簡介。,28,2,3,拱式橋梁,一、拱及拱橋,1,、拱的定義：,在建筑上呈弧形，且結(jié)構(gòu)以受壓為主。,2,、拱橋的定義：,承重結(jié)構(gòu)的建筑呈弧形，且以受壓為主的橋梁。,3,、拱的分類及實際應(yīng)用：,拱可分為正拱、側(cè)拱和反拱三種形式；正拱主要用于橋梁結(jié)構(gòu)、洞或門的頂部，側(cè)拱用于大壩或檔土墻結(jié)構(gòu)，反

14、拱用于地下水位高的底板結(jié)構(gòu)。,29,二 拱橋的組成與分類,1,、拱橋的組成：基礎(chǔ)、墩臺、拱座、拱圈、拱上建筑、行車道板以及橋面系。,2,、分類（以拱圈為主）,1）按材料分類：圬工、混凝土、鋼筋混凝土、（部分）預(yù)應(yīng)力混凝土、鋼、鋼混凝土；,2）,按線性分類：拋物線、圓弧線、懸鏈線；,30,2,、分類,（續(xù)）,（3）,按位置分類：上、中、下承式；,（4）,按推力分類：有推力拱和無推力拱；,（5）,按受力分類：無鉸拱、兩鉸拱、三鉸拱；,（6）,按跨數(shù)分類：單跨拱與多跨聯(lián)拱拱橋。,31,三 拱橋體系劃分與受力特點,1,、體系劃分：,簡單體系與組合體系；其區(qū)別在于前者有推力而后者則沒有。,2,、受力特點

15、：,在豎向荷載作用下，拱圈結(jié)構(gòu)以受壓為主，除此之外，拱頂截面產(chǎn)生正彎矩，拱腳截面產(chǎn)生負(fù)彎矩；拱座不僅要受豎向力的作用，而且也得受到很大水平推力的作用。,32,五、拱橋的施工,1,、施工方法：,預(yù)制吊裝施工、滿堂支架施工以及轉(zhuǎn)體施工。,2,、施工注意事項：,按設(shè)計的要求順序加載，平穩(wěn)落載、安全吊裝等。,33,2,4,纜索承重體系,一、概述,1,定義：,主要承重體系為纜索的橋梁。,2,分類：,斜拉橋和吊橋；而斜拉橋又可分為單索面和雙索面、單塔和雙塔，索的布置分為豎琴式、扇形式和放射式等類型。,3,纜索的錨固方式：,吊橋主纜集中為兩索，通常采用地錨（地錨分為重力式和摩擦式），斜拉橋為自錨。,34,二

16、、特 點,1,行車道梁受到拉索或吊索的作用，結(jié)構(gòu)內(nèi)力大大減小。,2,由于橋跨結(jié)構(gòu)主要是彈性支承，所以在外荷載的作用下橋跨結(jié)構(gòu)變形較大。,3,橋跨結(jié)構(gòu)的剛度較小，抗風(fēng)振是纜索橋梁設(shè)計中一個非常重要的內(nèi)容。,35,三、橋梁專業(yè)術(shù)語,1、低水位：,指枯水季節(jié)的最低水位。,2、高水位：,指洪峰季節(jié)河流中的最高水位。,3、設(shè)計洪水位：,指橋梁設(shè)計中按規(guī)定的設(shè)計洪水頻率計算所,得的高水位。,36,三、橋梁專業(yè)術(shù)語,4、凈跨徑：,對于梁式橋是指設(shè)計洪水位上相鄰兩個橋墩（或橋臺）之間的水平凈距，通常用,l,0,表示；對于拱式橋是指每孔拱跨兩個拱腳截面最低點之間的水平距離。,5、總跨徑：,是指各孔凈跨徑的總和，也稱橋梁孔徑（,l,0,），它反映了排泄洪水的能力。,6、計算跨徑：,對于具有支座的橋梁，是指橋跨結(jié)構(gòu)相鄰兩個支座中心之間的距離，通常用,l,表示；對于拱式橋，是兩相鄰拱腳截面形心點之間的水平距離。,37,7、橋梁全長：,指橋梁兩端兩個橋臺的側(cè)墻或八字墻后端點之間的距離，以L表示。,8、橋梁高度：,指橋面與低水位之間的高差。,9、橋下凈空高度,：是指設(shè)計洪水位或計算通航水位至橋跨結(jié)構(gòu)最下緣之間的距