橋梁施工工藝

1、第第4 4講講 橋梁工程橋梁工程橋梁的定義橋梁的定義 供鐵路、道路、渠道、管線、行人等跨越河供鐵路、道路、渠道、管線、行人等跨越河流、山谷或其他交通線路時使用的工程構(gòu)筑流、山谷或其他交通線路時使用的工程構(gòu)筑物，簡稱橋。物，簡稱橋。 橋梁是交通運(yùn)輸中重要的組成部分，在國民橋梁是交通運(yùn)輸中重要的組成部分，在國民經(jīng)濟(jì)與社會發(fā)展中占有極其重要的地位。經(jīng)濟(jì)與社會發(fā)展中占有極其重要的地位。橋梁的組成橋梁的組成橋梁上部結(jié)構(gòu)橋梁上部結(jié)構(gòu)承擔(dān)線路荷載，跨越障礙。由承擔(dān)線路荷載，跨越障礙。由橋面系、主要承橋面系、主要承重結(jié)構(gòu)重結(jié)構(gòu)和和支座組成支座組成。橋梁下部結(jié)構(gòu)橋梁下部結(jié)構(gòu)是是橋臺橋臺、橋墩橋墩及及橋梁基礎(chǔ)橋梁

2、基礎(chǔ)的總稱，用以支持橋的總稱，用以支持橋梁上部結(jié)構(gòu)并將荷載傳給地基。橋臺和橋墩一梁上部結(jié)構(gòu)并將荷載傳給地基。橋臺和橋墩一般合稱墩臺。般合稱墩臺。橋梁工程的內(nèi)容橋梁工程的內(nèi)容橋渡設(shè)計(jì)：橋渡設(shè)計(jì)：選擇橋址，決定橋梁孔徑，考慮通航和線路要求以確定橋面高程，考慮基底不受沖刷或凍脹以確定基礎(chǔ)埋置深度，設(shè)計(jì)導(dǎo)流建筑物等。橋式方案設(shè)計(jì)：橋式方案設(shè)計(jì)：根據(jù)設(shè)計(jì)任務(wù)書編制各種可能采用的橋式方案，進(jìn)行技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較，提出推薦方案，供建設(shè)單位決策。橋梁結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)：橋梁結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)：為選定的橋式進(jìn)行結(jié)構(gòu)分析，決定橋梁上部結(jié)構(gòu)和下部結(jié)構(gòu)的尺寸，繪制設(shè)計(jì)圖。 橋梁施工：橋梁施工：按現(xiàn)場和施工單位的具體條件，選擇施工方法，進(jìn)行施工

3、組織設(shè)計(jì)，按設(shè)計(jì)建造橋梁。 橋梁鑒定：橋梁鑒定：確定既有橋梁所能安全承受的活荷載和抗洪能力。 橋梁試驗(yàn)：橋梁試驗(yàn)：測定實(shí)橋或模型在荷載下的應(yīng)變、位移及振動等行為，與計(jì)算或預(yù)期效果進(jìn)行對比，為橋梁設(shè)計(jì)及其科學(xué)技術(shù)的發(fā)展積累資料。 橋梁養(yǎng)護(hù)：橋梁養(yǎng)護(hù)：延長橋梁壽命，保證使用安全。橋梁分類橋梁分類 按主要承重結(jié)構(gòu)體系分：按主要承重結(jié)構(gòu)體系分：梁式橋、拱橋、懸索橋、剛架橋、斜張橋和組合體系橋。 按橋梁上部結(jié)構(gòu)的建筑材料分：按橋梁上部結(jié)構(gòu)的建筑材料分：木橋、石橋、混凝土橋、鋼筋混凝土橋、預(yù)應(yīng)力混凝土橋、鋼橋和結(jié)合梁橋。 按用途分：按用途分：公路橋、鐵路橋、公鐵兩用橋、城市橋。 按跨越障礙分：按跨越障礙分

4、：跨河橋、跨谷橋、跨線橋和高架線路橋等。 按橋面位置分：按橋面位置分：上承式橋、中承式橋、下承式橋和雙層橋。按橋梁長度分（中國標(biāo)準(zhǔn)）按橋梁長度分（中國標(biāo)準(zhǔn)）公路橋梁涵洞按跨徑分類公路橋梁涵洞按跨徑分類鐵路橋梁按長度分類鐵路橋梁按長度分類分分 類類多孔跨徑總多孔跨徑總長長L(m)L(m)單孔跨徑單孔跨徑(m)(m)分分 類類橋梁長度橋梁長度(m)(m)特大橋特大橋500500l100l100特大橋特大橋l l500500大橋大橋100 100 l l4040大橋大橋100100l500l500中橋中橋303010010020l20l4040中橋中橋2020l100 l100 小橋小橋883030

5、5l5l3030小橋小橋l20l20涵洞涵洞8 8l l5 5 按使用期限分：按使用期限分：有臨時性橋、永久性橋和半永久性橋。 其他特殊橋梁：其他特殊橋梁：有活動橋、軍用橋與漫水橋等 。上海南浦大橋清鎮(zhèn)花漁洞大橋 英國倫敦橋塔木木 橋橋 公元前2000多年前，巴比倫曾在幼發(fā)拉底河上建石墩木梁橋，其木梁可以在夜間拆除，以防敵人偷襲。 在羅馬，凱薩曾因行軍需要，于公元前55年在萊茵河上修建一座長達(dá)300多米的木排架橋。在瑞士盧塞恩至今保存著兩座中世紀(jì)式樣的木橋：一是1333年前始建的教堂橋，一是1408年試建的托滕坦茨橋，這兩座橋都有橋屋，頂棚有繪畫。 在1756-1766年，瑞士建成跨度為52-

6、73米的三座大木橋，兩座是亦拱亦桁，另一座用木拱承重，位于韋廷根，跨度61米。在亞洲，木拱橋出現(xiàn)更早，日本巖國市至今保存的5孔錦帶木拱橋，跨度為27.5米，始建于1673年，其圖樣來自中國。18世紀(jì)末49世紀(jì)的三四十年間，美國盛行建有屋蓋的大木橋，1815年在賓夕法尼亞州建成的跨越薩斯奎漢納河的麥考爾渡口橋，跨度達(dá)到100米，堪稱空前。 目前常用的有木梁橋木梁橋、木撐架橋木撐架橋和木桁架橋木桁架橋。 木梁橋?？缍纫话悴怀^6-8米，木梁可用兩面削平的原木或方木組成，可作成單梁、疊置梁或組合梁（以鍵傳遞上、下層梁木之間的剪力）。其墩臺多以木排架組成，故又稱木排架橋?；蚰緱?木撐架橋。由木梁橋演

7、變而成，從墩臺伸出斜撐支承木梁，以增大跨度或載重能力。 木桁架橋。常用交叉腹桿式桁架，即豪氏桁架做主梁，其弦桿和斜桿用木制，豎向腹桿用圓鋼?？捎糜诳缍炔淮笥?0米的公路橋。 石石 橋橋 用石料建造的橋梁。有石梁橋和石拱橋，歷史都很悠久。中國歷史上著名的石梁橋有洛陽橋和虎渡橋。石拱橋不僅在歷史上有過輝煌成就，而且在現(xiàn)代鐵路和公路橋上也發(fā)揮一定作用。 石拱橋可分為實(shí)腹式拱橋和空腹式拱橋兩類。 紹興八字橋 北京盧溝橋 廣西香橋 梁式橋梁式橋 在豎向移動式荷載作用下無水平反力的結(jié)構(gòu)體系，和建筑工程中的梁相似。梁式橋一般采用以下的結(jié)構(gòu)型式和截面。1988年建成的飛云江橋飛云江橋，位于浙江瑞安。全長171

8、8m（1851m562m1435m），最大跨度62m，主梁高2.85m，橋面寬13m，混凝土強(qiáng)度等級C60。我國目前最大跨度預(yù)應(yīng)力混凝土簡支梁橋。1989年建成的黃河公路大橋黃河公路大橋，位于河南開封。全長4475.09m，共108孔，其中77孔采用跨徑50m的預(yù)應(yīng)力簡支T形梁，其余31孔為跨徑20m的鋼筋混凝土T形梁。我國目前最長的簡支梁橋。六庫怒江橋六庫怒江橋，位于云南六庫。采用3跨變截面箱形梁，分跨為8515485m，支點(diǎn)處梁高8.5m，為跨度的1/18，跨中梁高2.8m，為跨度的1/55。橋的造型既強(qiáng)勁有力又纖細(xì)美觀。我國目前最大跨度預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)梁橋。澳大利亞珀思（珀思（Perth

9、Perth）斯旺（）斯旺（SwanSwan）橋）橋。連續(xù)的上部主梁由薄壁剛架墩支承，突出了上部結(jié)構(gòu)的強(qiáng)大，箱梁高度規(guī)律性的變化形成一種起伏前進(jìn)的視覺效果。橋梁總體給人靜中有動的美感。瑞士蘇黎士杰尼瓦的勃郎峰橋。變截面連續(xù)梁橋，梁底邊緣的圓形彎曲，遠(yuǎn)望象一個坦拱，具有拱橋動態(tài)柔和的美感。拱拱 橋橋主要承重結(jié)構(gòu)是拱圈，它在橋面豎向移動荷載作主要承重結(jié)構(gòu)是拱圈，它在橋面豎向移動荷載作用下橋墩或橋臺要承受水平推力，同時，這種推用下橋墩或橋臺要承受水平推力，同時，這種推力將顯著抵消在拱圈中引起的彎矩，使拱圈承受力將顯著抵消在拱圈中引起的彎矩，使拱圈承受的主要是壓力。的主要是壓力。拱橋有拱橋有3 3種承載

10、方式：種承載方式：中承式拱橋中承式拱橋，車輛在拱的中，車輛在拱的中部行駛；部行駛；下承式拱橋下承式拱橋，車輛在拱的下部行駛；，車輛在拱的下部行駛； 上承式拱橋上承式拱橋，車輛在拱的上部行駛；，車輛在拱的上部行駛；趙州橋，位于河北趙縣。隋朝大業(yè)初年（公元605年左右），由李春所建。石拱橋，凈跨徑37.02m，寬9.0m，矢高7.23m。在拱圈兩肩上各設(shè)2個跨度不等的腹拱，既能減輕橋身自重，節(jié)省材料，又便于排洪，增加美觀。比歐洲同類橋梁早1200年。烏巢大橋，1990年建成，位于河南鳳凰縣。全長214m、主跨120m的雙肋石拱橋。主拱圈由2條分離式矩形石肋和8條鋼筋混凝土橫系梁組成，拱肋等高變寬，

11、結(jié)構(gòu)輕盈，造型美觀。 世界最大跨徑的石拱橋。萬縣長江大橋，1997年建成，位于重慶萬縣。主橋采用鋼筋混凝土箱形拱肋，凈跨420m，單孔跨江，無深水基礎(chǔ)，在同類橋梁中跨度具世界第一。美國新喬治河大峽谷橋，1976年建成，位于美國弗吉尼亞州。世界上最大跨徑的鋼桁架拱橋，該橋跨徑518m，橋?qū)?2m，橋面在河上高度為268m。結(jié)構(gòu)輕巧優(yōu)雅，完全沒有拱橋沉重笨拙的感覺，風(fēng)荷載小，是拱橋向大跨發(fā)展的方向。南斯拉夫的克爾克橋，1980年建成。 跨徑為244m和390m的鋼筋混凝土箱形拱橋，橋高跨大，造型優(yōu)美。主跨550米的“世界第一拱”上海盧浦大橋 錢江四橋位于錢塘江大橋下游4.3公里處，橋體全長1376

12、米，寬26.4米，總投資7.6億元。大橋上層設(shè)雙向6條機(jī)動車快速行車道，下層設(shè)地鐵、公交車專用道及行人、非機(jī)動車通道。主要創(chuàng)新在于：采用組合跨徑的雙層橋面鋼管混凝土系桿拱拱橋，新穎、獨(dú)特的雙層鋼拱橋國內(nèi)外獨(dú)一無二。十一拱連跨，兩個大拱，九個小拱，主跨（大拱）190米，副跨（小拱）85米 林同炎先生設(shè)計(jì)的最后一座橋南寧大橋。 為非對稱肋拱橋路線全長1240m，其中主橋長300m，引橋長375m，寬35m，引道長565m 剛架橋剛架橋是梁和柱（或豎墻）整體結(jié)合的橋梁結(jié)構(gòu)。在橋面豎向移動荷載作用下，梁部主要受彎，柱腳處有水平推力，受力狀態(tài)介于梁式橋和拱橋之間。剛架橋剛架橋 剛架橋一般可分為3種類型：

13、T形剛架橋 、 連 續(xù) 剛架 橋 、 斜 腿剛架橋?；㈤T珠江輔航道橋，1997年建成，位于廣東虎門?？鐝?70m（150m+270m+150m），主跨270m，橋?qū)?3m，分上下行兩座單橋，為目前世界上最大跨徑的連續(xù)剛架橋。重慶長江大橋，1980年建成，位于重慶市。正橋全長1120m，橋?qū)?1.0m，最大跨度174m，懸臂梁端高3.2m，根部高11.0m，掛梁跨度35m，橋墩為高70m的矩形空心高墩。是目前我國最大跨徑的預(yù)應(yīng)力混凝土T形剛架橋。廣西桂林漓江橋，為預(yù)應(yīng)力混凝土V形墩剛架橋。主跨和分孔為67.5+95+67.5m，主孔懸臂長27.5m，掛梁長40m，斜腿傾角45度，長12m。芬蘭圖

14、爾庫的米勒橋。其跨徑71.20m，跨中梁高僅為0.86m，斜腿處梁高也只有2.70m，高跨比達(dá)到1/831/25。如此纖薄的主梁由跨越岸邊人行通道的短孔來固結(jié)和平衡。沅陵沅水橋位于湖南沅陵縣，全長767.3m，橋?qū)?6m，主孔跨徑140m，采用851408542m的四跨不對稱預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)剛架，最高橋墩達(dá)52.4m。斜拉橋斜拉橋由主梁、塔柱和斜索三種基本構(gòu)件組成。用高強(qiáng)鋼材制成的斜索將主梁多點(diǎn)吊起，將主梁承受的恒載和車輛荷載傳至塔柱，再由塔柱基礎(chǔ)傳給地基。斜拉橋的索型有輻射型、豎琴型和扇形三種。上海南浦大橋位于上海市南碼頭，跨越黃浦江連接浦西與浦東，1991年建成。全長8346m，主橋跨徑為

15、171423171m，為雙塔雙索面鋼與混凝土結(jié)合梁斜拉橋，扇形拉索，主塔高150m，H折線形塔身。上海楊浦大橋也是疊合梁斜拉 橋 ， 跨 徑602m，雙塔雙索面，主塔高208m，采用鉆石型塔形（倒Y形），以提高抗風(fēng)能力。西班牙塞維利亞西班牙塞維利亞市建設(shè)的單側(cè)索市建設(shè)的單側(cè)索斜拉橋，以斜拉橋，以19931993年世界展覽會的年世界展覽會的會標(biāo)造型設(shè)計(jì)會標(biāo)造型設(shè)計(jì) 該橋的奇特造型及特殊的標(biāo)志意義給人以優(yōu)美的印象。但違背了斜拉橋結(jié)構(gòu)受力的基本平衡原理，平衡拉索依靠塔身后傾產(chǎn)生的偏心自重及塔下巨大基礎(chǔ)。整座橋的造價極為昂貴。重慶石門大橋，1988年建成，位于重慶市沙坪壩，跨越嘉陵江。全長716m，主

16、橋跨徑為200230m，橋面寬25.5m，墩高50m。塔柱在橋面以上高113m，采用單索面獨(dú)塔豎琴式布置。南京長江三橋?yàn)樾崩瓨?，其主跨?48m,主橋全長1288m，采用半漂浮結(jié)構(gòu)體系，縱向設(shè)彈性約束，限制活載及風(fēng)載作用下的鋼箱梁縱向漂移。 鋼塔柱為“人”字形塔，高215m，塔柱外側(cè)圓曲線部分半徑720m，設(shè)四道橫梁，其中下塔及下橫梁為鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，其它部分為鋼結(jié)構(gòu)。227m的查爾斯干線橋是世界最寬的斜拉橋, 2002年建成, 橋?qū)?6.10.總長8206米，其中主橋采用100+100+300+1088+300+ 100+100=2088米的七跨雙塔雙索面鋼箱梁斜拉橋，為世界第一大跨徑斜拉橋

17、；專用航道橋采用140+268+140=548米的鋼連續(xù)梁橋，為同類橋梁工程世界第二；南北引橋采用30、50、75米預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)梁橋。 蘇通長江大橋懸索橋由兩個主塔將作為主要承重構(gòu)件的主纜索架起，再通過固定在主纜索上的吊桿將作為橋面承重構(gòu)件的主梁懸吊住。作用在橋面上的荷載可通過主梁和吊桿加載于主塔，傳給地基。明石海峽大橋，日本神戶市與淡路島之間跨越明石海峽的一座特大跨徑的懸索橋。大橋主橋全長3910m，主跨1990m。1988年開工，1998年5月竣工通車，是20世紀(jì)世界最大跨徑橋梁。虎門大橋位于廣州東南約42km的珠江出?？诟浇?997年建成。全長3618m，主跨徑888m，橋面寬31

18、m。索塔為門式框架結(jié)構(gòu)，塔高147.55m。美國紐約的布魯克林大橋，1883年建成，采用花崗巖方塊石砌筑的塔柱。英國1981年建成的恒伯爾橋，跨徑達(dá)1410m，創(chuàng)當(dāng)時的世界記錄。塔高152m，梁高僅為3m，為跨徑的1/470。丹麥在大帶海峽修建的大帶東橋，1997年建成。 三跨懸索橋，主跨長1624m，混凝土橋塔高254m，創(chuàng)塔高世界記錄，塔柱截面呈錐形變化。美國舊金山金門大橋，1935年建成。主跨長1280m，邊孔344m，塔高228m，橋面寬25.2m，在相當(dāng)長的時間內(nèi)居世界第一。 橋全長2160m，主跨1377m（列世界第5位），主梁截面為流線型閉合鋼箱，雙層橋面。橋塔為混凝土框架式結(jié)構(gòu)

19、，平均海平面以上塔高205m，采用預(yù)制鋼筋混凝土沉箱基礎(chǔ)。橋下通航高度62m。大纜采用平行鋼絲索，直徑約1.1m；每索291束，每束有127根直徑為5.38mm的高強(qiáng)鋼絲組成。 香港青馬大橋連接香港新機(jī)場與市區(qū)的特大跨公鐵兩用懸索橋，1997年建成。按英國橋梁規(guī)范BS5400設(shè)計(jì)。高架橋 城市高架線路橋的設(shè)計(jì)要求，除和一般橋梁相同外，尚須注意選擇最小的建筑高度，以減少橋長和引道的長度。其輪廓，尤其是墩臺要設(shè)計(jì)得輕巧并和周圍環(huán)境相協(xié)調(diào)。墩臺位置和基礎(chǔ)型式須配合城幣地下管線的布置，盡可能地減少拆遷工作量。橋上的安全設(shè)施應(yīng)認(rèn)真對待，橋面鋪裝層須設(shè)計(jì)得在任何季節(jié)都應(yīng)和車輪具有較好的摩阻力，車行道兩側(cè)要

20、設(shè)置可靠的防護(hù)裝置，以防車輛越界撞擊造成事故。橋上照明須不妨礙鄰近居民，噪聲和污染程度應(yīng)降至最小。橋上排水須引至城市下水道中，不能任其自然濺落匯集。 聯(lián)邦德國費(fèi)馬恩海峽橋 臺灣關(guān)渡橋 蘭州新城黃河橋 石拱橋建造過程首先，修建支撐橋梁的橋墩 其次，在兩個橋墩之間修建木制拱架在拱架上鋪放石頭 石拱橋建造過程橋拱建成后，就將拱架移走 最后，在橋拱上鋪設(shè)路面 拱橋建造過程首先，興建峽谷兩邊的橋臺和它上面的橋墩 其次，將模具懸掛在橋墩上，用現(xiàn)場制作的方法興建橋拱 拱橋建造過程橋拱的中間部分在地面預(yù)制，然后用滑輪將它吊起安放在預(yù)定位置 混凝土路面板、邊梁和更多的橋墩興建后，便完成整座橋的興建 懸臂橋建造過程 首先，興建橋的地基、橋墩和橋臺 其次，從橋墩的兩側(cè)同時興建懸臂梁 用鋼條將已建造的部分連在一起 懸臂橋建造過程當(dāng)懸臂梁的一側(cè)延伸到橋臺后，就開始在第二個橋墩上興建新的懸臂最后，將楔安放在中間，以完成整座橋的興建 橫梁橋建造過程 建橋開始前，專家必須考察建橋地點(diǎn)的