第五章 橋梁工程

1、 橋梁工程第五章第第五五章章 橋梁工程橋梁工程5 5. .1 1 橋梁工程概述橋梁工程概述5 5. .2 2 橋梁的組成和分類(lèi)橋梁的組成和分類(lèi)5.3 5.3 橋梁的結(jié)構(gòu)體系和受力特點(diǎn)橋梁的結(jié)構(gòu)體系和受力特點(diǎn)5.4 5.4 橋梁工程發(fā)展動(dòng)態(tài)橋梁工程發(fā)展動(dòng)態(tài) 橋梁工程第五章本章提要本章提要重點(diǎn)重點(diǎn)掌握橋梁的組成和分類(lèi)掌握橋梁的組成和分類(lèi) 了解橋梁的結(jié)構(gòu)體系和受力特點(diǎn)了解橋梁的結(jié)構(gòu)體系和受力特點(diǎn) 了解橋梁工程的發(fā)展動(dòng)態(tài)了解橋梁工程的發(fā)展動(dòng)態(tài) 橋梁工程第五章 橋梁工程工程是土木工程中屬于結(jié)是土木工程中屬于結(jié)構(gòu)工程的一個(gè)分支學(xué)科，是用磚石、構(gòu)工程的一個(gè)分支學(xué)科，是用磚石、木、混凝土、鋼筋混凝土和各種金木

2、、混凝土、鋼筋混凝土和各種金屬材料屬材料等等建造的結(jié)構(gòu)工程建造的結(jié)構(gòu)工程。在功能上是交通工程的咽喉。 5.1.1 橋梁橋梁工程概述工程概述 橋梁工程第五章 橋梁是供公路、城市道路、鐵路、渠道、管線等跨越水體、山谷或彼此間相互跨越的工程構(gòu)筑物，是交通運(yùn)輸中重要的組成部分。簡(jiǎn)而言之，橋梁工程就是跨越障礙的通道。 隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展和社會(huì)的進(jìn)步，橋梁的跨越能力越來(lái)越強(qiáng)，功能與構(gòu)造形式也越來(lái)越多樣化。 橋梁工程第五章 橋梁的原始雛形是堤梁（在淺灘溪澗中筑起一個(gè)個(gè)石堤，堤間流水，人從石堤上跨越。）、獨(dú)木橋、石拱橋。 橋梁工程第五章 橋梁工程第五章該橋（太平橋）位于紹興。是一座一孔凈跨10米的石拱橋與九孔

3、凈跨3-4米的高、低石梁橋相結(jié)合的多跨橋梁。 橋梁工程第五章 5.2.1 橋梁的組成橋梁的組成 橋 長(zhǎng)跨 徑橋 臺(tái)基 礎(chǔ)橋 墩橋 臺(tái)基 礎(chǔ)基 礎(chǔ)跨 徑上 部 結(jié) 構(gòu)下 部 結(jié) 構(gòu)橋梁的主要構(gòu)成部分第第二節(jié)二節(jié) 橋梁橋梁的組成和分類(lèi)的組成和分類(lèi) 橋梁工程第五章主要組成部分上部結(jié)構(gòu)：橋支承部分以上跨越橋孔的結(jié)構(gòu)。下部結(jié)構(gòu)：橋臺(tái)、橋墩及基礎(chǔ)的總稱(chēng)，用以支承上部結(jié)構(gòu)并將上部荷載傳遞給地基。支座：在橋跨結(jié)構(gòu)與橋墩或橋臺(tái)的支承處所設(shè)置的傳力裝置。附屬設(shè)施：橋面系、伸縮縫、錐形護(hù)坡、檢查設(shè)備等。 橋梁工程第五章橋跨結(jié)構(gòu)（上部結(jié)構(gòu)）橋跨結(jié)構(gòu)（上部結(jié)構(gòu)）包括：橋面板、橋面梁以及支承它們的結(jié)構(gòu)構(gòu)件如大梁、拱、懸索

4、等。作用：承受橋面上各種車(chē)輛、行人的荷載。 橋梁工程第五章作用：是支承橋跨結(jié)構(gòu)的承重構(gòu)件。橋墩、橋臺(tái)（下部結(jié)構(gòu)）橋墩、橋臺(tái)（下部結(jié)構(gòu)） 橋梁工程第五章橋臺(tái)設(shè)在橋身兩側(cè)。作用：支承橋跨結(jié)構(gòu)，還要與路堤銜接并防止路堤滑塌。 橋梁工程第五章 墩臺(tái)基礎(chǔ)墩臺(tái)基礎(chǔ)是橋墩、橋臺(tái)的埋入土中的擴(kuò)大部分。作用：使橋上全部荷載傳至地基。墩臺(tái)基礎(chǔ)是橋梁工程施工較困難的部分，常要在水中作業(yè)。 橋梁工程第五章高水位：高水位：洪峰季節(jié)河流的最高水位低水位：低水位：枯水季節(jié)河流的最低水位設(shè)計(jì)洪水位：設(shè)計(jì)洪水位：按規(guī)定的設(shè)計(jì)洪水頻率算得的高水位 5.2.2 橋梁橋梁常用技術(shù)術(shù)語(yǔ)常用技術(shù)術(shù)語(yǔ) 橋梁工程第五章跨度：跨度：橋跨結(jié)構(gòu)相

5、鄰兩支座中心的間距l(xiāng)橋梁全長(zhǎng)：橋梁全長(zhǎng)：橋兩端岸邊橋臺(tái)側(cè)墻或八字墻后端點(diǎn)間距離L橋下凈空高度：橋下凈空高度：設(shè)計(jì)洪水位至橋跨結(jié)構(gòu)最下緣間的距離H 橋梁工程第五章根據(jù)根據(jù)公路橋涵設(shè)計(jì)通用規(guī)范公路橋涵設(shè)計(jì)通用規(guī)范（JTJTG D60G D6020042004）規(guī)定：規(guī)定：涵洞涵洞： L L8m8m， K K5m5m小橋小橋： 8mL30m 8mL30m， 5m5mK K20m20m中橋中橋： 30m 30mL L100m100m， 20m20mK K40m40m大橋大橋： 100mL 100mL101000m00m， 40m40mK K115 50m 0m 特殊大橋特殊大橋： L L101000m

6、00m， K K1 15 50m0m1 1、橋梁涵洞按長(zhǎng)度的分類(lèi)、橋梁涵洞按長(zhǎng)度的分類(lèi) 5.2.3 橋梁的橋梁的分類(lèi)分類(lèi) 橋梁工程第五章2、 按用按用途分途分鐵路橋公路橋鐵路公路兩用橋城市道路橋（含立交橋）農(nóng)村道路橋人行橋管線橋渡槽橋 橋梁工程第五章 橋梁工程第五章 橋梁工程第五章 橋梁工程第五章 橋梁工程第五章 橋梁工程第五章 橋梁工程第五章 橋梁工程第五章 軍都山渡槽橋位于北京市延慶縣，軍都山渡槽橋位于北京市延慶縣，在兩山之間跨越二道河、大秦鐵路和在兩山之間跨越二道河、大秦鐵路和兩條主要公路，兩條主要公路，是我國(guó)第一座跨度超是我國(guó)第一座跨度超過(guò)百米的大型斜拉輸水建筑物過(guò)百米的大型斜拉輸水建

7、筑物。 該渡槽橋全長(zhǎng)該渡槽橋全長(zhǎng)276m276m，主跨長(zhǎng)，主跨長(zhǎng)126m126m，槽身距地面槽身距地面27m27m，塔墩高，塔墩高52.4m52.4m。槽。槽寬寬3.2m3.2m，高，高1.8m1.8m。 橋梁工程第五章 橋梁工程第五章3 3、按橋、按橋身結(jié)構(gòu)材身結(jié)構(gòu)材料分料分木橋圬工橋（含磚、石和混凝土砌塊橋）鋼筋混凝土橋預(yù)應(yīng)力混凝土橋鋼橋 橋梁工程第五章 橋梁工程第五章圬工橋圬工橋: 以磚，石，混凝土等圬工材料作以磚，石，混凝土等圬工材料作為主要材料建造的拱橋。其取材方便為主要材料建造的拱橋。其取材方便且價(jià)格低廉，較鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)且價(jià)格低廉，較鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)節(jié)約節(jié)約水泥和鋼材水泥和鋼材，且

8、，且一般不用模板一般不用模板，故可，故可節(jié)省木材節(jié)省木材。另外其具有。另外其具有良好的耐久性良好的耐久性，維修養(yǎng)護(hù)工作量小維修養(yǎng)護(hù)工作量小，抗沖擊能力強(qiáng)，抗沖擊能力強(qiáng)，振動(dòng)小。振動(dòng)小。但也具有自重大，強(qiáng)度低，截面尺寸但也具有自重大，強(qiáng)度低，截面尺寸大，砌筑工作繁重，費(fèi)工費(fèi)時(shí)的缺點(diǎn)。大，砌筑工作繁重，費(fèi)工費(fèi)時(shí)的缺點(diǎn)。 橋梁工程第五章隋朝李春設(shè)計(jì)，古代石拱橋的杰出代表，被選為隋朝李春設(shè)計(jì)，古代石拱橋的杰出代表，被選為12個(gè)土個(gè)土木工程里程碑，跨度木工程里程碑，跨度37.02m，全長(zhǎng)，全長(zhǎng)50.82m，橋面寬，橋面寬9m。 橋梁工程第五章 橋梁工程第五章 橋梁工程第五章悉尼港大橋：遠(yuǎn)眺大橋形似衣架，

9、從而得名悉尼港大橋：遠(yuǎn)眺大橋形似衣架，從而得名“大衣架大衣架”。悉尼歌劇院位于橋的北端一側(cè)。橋全長(zhǎng)悉尼歌劇院位于橋的北端一側(cè)。橋全長(zhǎng)1885m1885m，主跨為跨，主跨為跨度達(dá)度達(dá)503m503m的鋼桁架拱。的鋼桁架拱。 橋梁工程第五章4 4、按結(jié)構(gòu)、按結(jié)構(gòu)體系分體系分梁式橋（含簡(jiǎn)支梁、連續(xù)梁、懸臂梁）拱橋懸索橋 橋梁工程第五章 橋梁工程第五章 橋梁工程第五章5 5、按橋跨、按橋跨結(jié)構(gòu)與橋面結(jié)構(gòu)與橋面的相對(duì)位置的相對(duì)位置劃分劃分上承式：橋面布置在橋跨結(jié)構(gòu)上面下承式：橋面布置在橋跨結(jié)構(gòu)下面中承式：橋面布置在橋跨結(jié)構(gòu)中間 橋梁工程第五章 橋梁工程第五章上承式拱橋中承式拱橋下承式拱橋 橋梁工程第五章

10、6 6、按橋、按橋梁平面布梁平面布置劃分置劃分正交橋（直橋）：其縱軸線方向與水流方向基本正交彎橋：在水平面上呈曲線狀的橋斜交橋：其縱軸線方向與水流方向不成直角相交匝道橋：呈螺旋狀下降的空間曲線橋 橋梁工程第五章7 7、按跨、按跨越對(duì)象劃越對(duì)象劃分分跨河橋：跨越河流的橋梁跨線橋：直接跨越其他線路的橋跨谷橋：跨越山谷或河谷的橋梁立交橋：跨越城市道路的橋跨海橋：跨越海峽、海灣或?yàn)檫B接近海島嶼而在海上建造的橋旱橋：建在無(wú)水地面上的橋地道橋：采用下降方式從被跨越的線路下方穿過(guò)的橋 橋梁工程第五章 橋梁工程第五章8 8、按橋、按橋梁的可移梁的可移動(dòng)性劃分動(dòng)性劃分固定橋：在建成后不可移動(dòng)開(kāi)啟橋：指一部分橋跨

11、結(jié)構(gòu)可以提升或轉(zhuǎn)動(dòng)的橋活動(dòng)橋：在建成后可移動(dòng) 橋梁工程第五章 橋梁工程第五章 橋梁工程第五章 5.3.1 橋梁的橋梁的基本體系基本體系第第三節(jié)三節(jié) 橋梁橋梁的結(jié)構(gòu)體系和受力特點(diǎn)的結(jié)構(gòu)體系和受力特點(diǎn) 按結(jié)構(gòu)體系和受力特點(diǎn)，橋梁可以劃分為梁、拱、索三大基本體系和組合體系。其中，梁橋以受彎為主，拱橋以受壓為主，懸索橋以受拉為主。 橋梁工程第五章1. 梁橋 梁式橋是一種在豎向移動(dòng)荷載作用下無(wú)水平反力的結(jié)構(gòu)體系，與建筑工程中的梁相似。它結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，但跨越能力有限。 目前應(yīng)用最廣的鋼筋混凝土簡(jiǎn)支梁跨度為5至25米，預(yù)應(yīng)力混凝土簡(jiǎn)支梁跨度為10至50米。 橋梁工程第五章 梁式橋根據(jù)其支承條件可分為簡(jiǎn)支梁橋、連

12、續(xù)梁橋和多跨靜定梁橋等。 ( a ) 簡(jiǎn) 支 梁( b ) 多 跨 連 續(xù) 梁( c ) 多 跨 靜 定 梁 橋梁工程第五章我國(guó)目前最大跨度的預(yù)應(yīng)力混凝土簡(jiǎn)支梁橋是1989年建成的黃河公路大橋，位于河南開(kāi)封。 全長(zhǎng)4475.09m，共108孔，其中77孔采用跨徑50m的預(yù)應(yīng)力簡(jiǎn)支T形梁。 世界最大跨度的預(yù)應(yīng)力混凝土簡(jiǎn)支梁橋?yàn)閵W地利的阿爾姆(Alm)橋，主跨度為76米。 橋梁工程第五章 我國(guó)目前最大跨度的預(yù)應(yīng)力混凝土我國(guó)目前最大跨度的預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)梁橋連續(xù)梁橋?yàn)榱鶐?kù)怒江橋，位為六庫(kù)怒江橋，位于云南省傈傈族自治州州府六庫(kù)，跨越怒江，該橋采用于云南省傈傈族自治州州府六庫(kù)，跨越怒江，該橋采用3跨變跨

13、變截面箱型梁，其中箱型梁為單箱型截面，箱寬截面箱型梁，其中箱型梁為單箱型截面，箱寬5米，兩側(cè)各懸米，兩側(cè)各懸出伸臂出伸臂2.5米，跨中梁高米，跨中梁高2.8米米 橋梁工程第五章2.拱橋 拱橋的主要承重結(jié)構(gòu)是拱圈，它在橋面豎向移動(dòng)荷載作用下橋墩或橋臺(tái)承受水平推力（顯著抵消在拱圈中引起的彎矩），使拱圈承受的主要是壓力，故通?？刹捎每箟耗芰?qiáng)的圬工材料（如石、磚、混凝土）建造。 橋梁工程第五章3.懸索橋 懸索橋主要由纜索、塔、錨碇、加勁梁等組成，其中懸掛兩邊塔架上的纜索為主要的承重結(jié)構(gòu)。 橋梁工程第五章 懸索橋是在橋的兩端設(shè)置索錨，借助于架設(shè)在橋塔的拉索，通過(guò)分布設(shè)置的吊桿將橋上的荷載傳至懸索上。一

14、般認(rèn)為在所有橋式中，懸索橋的可能跨度最大。目前主跨超過(guò)1000m的橋梁均為懸索橋。 懸 索吊 桿塔 架錨 固錨 固 橋梁工程第五章滬定鐵索橋，跨越大渡滬定鐵索橋，跨越大渡河，位于川、藏要道，河，位于川、藏要道，是鐵索橋中現(xiàn)存制作最是鐵索橋中現(xiàn)存制作最精良的一座。橋凈跨精良的一座。橋凈跨100100米，橋?qū)捗祝瑯驅(qū)?.82.8米，上米，上鋪木板，底索根，每鋪木板，底索根，每根索長(zhǎng)約根索長(zhǎng)約128128米，兩側(cè)米，兩側(cè)各有兩根欄桿索。兩岸各有兩根欄桿索。兩岸石砌橋臺(tái)，用臺(tái)身自重石砌橋臺(tái)，用臺(tái)身自重來(lái)平衡鐵索的拉力。來(lái)平衡鐵索的拉力。 橋梁工程第五章 5.3.2 橋梁的橋梁的組合體系組合體系1 1、

15、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(chē)輛荷載傳至塔柱，再由塔柱傳給基礎(chǔ)。它是一種橋面體系（加勁主梁）受壓，支承體系（斜拉索）受拉的結(jié)構(gòu)。 橋梁工程第五章 斜拉橋一般為雙塔，有時(shí)也可采用單塔；絕大多數(shù)橋塔是豎向的，極少數(shù)為斜立。斜拉索可平行布置，也可以為扇形布置。 橋梁工程第五章斜拉橋 橋梁工程第五章2.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)。在豎向移動(dòng)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。 橋梁工程第五章 剛剛 架架 橋橋 類(lèi)類(lèi) 型型 橋梁工程第五章 橋梁工程第五章 橋梁工程第

16、五章 橋梁工程第五章 5.3.3 橋梁橋梁工程發(fā)展動(dòng)態(tài)工程發(fā)展動(dòng)態(tài)1 1. .與建筑工程相比橋梁工程的特點(diǎn)與建筑工程相比橋梁工程的特點(diǎn)l 作用效應(yīng)作用效應(yīng)除考慮拉、壓、彎、剪、扭以外，還要考慮鐵除考慮拉、壓、彎、剪、扭以外，還要考慮鐵路列車(chē)在行進(jìn)中產(chǎn)生的沖擊力、離心力、橫向路列車(chē)在行進(jìn)中產(chǎn)生的沖擊力、離心力、橫向搖擺力、制動(dòng)力（牽引力）搖擺力、制動(dòng)力（牽引力）l 橋梁基礎(chǔ)橋梁基礎(chǔ)埋置較深，基礎(chǔ)施工遇到的技術(shù)問(wèn)題復(fù)雜，工埋置較深，基礎(chǔ)施工遇到的技術(shù)問(wèn)題復(fù)雜，工程量大、工期長(zhǎng)、造價(jià)高。程量大、工期長(zhǎng)、造價(jià)高。 橋梁工程第五章2. .深井基礎(chǔ) 沉井是一種四周有壁、下邊無(wú)底、上邊無(wú)蓋、側(cè)壁下部有刃腳的筒形結(jié)構(gòu)物，通常用鋼筋混凝土制成。 沉井的斷面常采用圓形、橢圓形和矩形等。它的特點(diǎn)是埋深大、整體性強(qiáng)、穩(wěn)定性好、能承受