橋梁工程基礎(chǔ)

1、橋梁工程基礎(chǔ)橋梁工程基礎(chǔ)20142014年年1212月月2929日日主要內(nèi)容主要內(nèi)容1 1、橋梁概述、橋梁概述2 2、橋梁的基本組成、橋梁的基本組成3 3、橋梁的常用術(shù)語、橋梁的常用術(shù)語4 4、橋梁分類、橋梁分類5 5、梁（板）橋、梁（板）橋6 6、拱橋、拱橋7 7、橋梁下部構(gòu)造、橋梁下部構(gòu)造8 8、橋面布置與構(gòu)造、橋面布置與構(gòu)造1 1 橋梁的概述橋梁的概述古代橋梁（約17世紀(jì)前）：天然狀態(tài)的藤蘿、樹木、石梁浮橋（周）、木梁橋（秦）、石拱橋（漢）等近代橋梁（約18-19世紀(jì)）：鑄鐵（18世紀(jì)）、鋼材（19世紀(jì)50年代）、鋼筋混凝土橋梁（19世紀(jì)70年代）現(xiàn)代橋梁：預(yù)應(yīng)力鋼筋混凝土橋梁（20世紀(jì)

2、30年代）、斜拉橋、懸索橋、鋼橋1.1 橋梁發(fā)展與展望橋梁:是跨越各種障礙（如河流、山谷或其他路線等）的結(jié)構(gòu)物。 1.2 1.2 建橋材料建橋材料 向高強(qiáng)、輕質(zhì)和新功能方向發(fā)展。 對于橋梁用的鋼，不但要提高其強(qiáng)度，還要提高韌性、耐腐蝕性、耐疲勞性和可焊性。鋼筋HRB400、HRB500、HPB300。 對于混凝土，我國一般把強(qiáng)度等級大于C60級的混凝土稱為高強(qiáng)混凝土，大于C100的稱為超高強(qiáng)混凝土。 目前，在實驗室條件下，我國能制成C100級的混凝土，羅馬尼亞能制成C170級，美國已制成C200級。 1.3 1.3 橋跨結(jié)構(gòu)橋跨結(jié)構(gòu) 繼續(xù)向大跨度發(fā)展。 跨徑能力是反映橋梁技術(shù)水平的主要指標(biāo)之一

3、。 意大利計劃建造跨度達(dá)3300m的墨西拿海峽懸索橋，已經(jīng)完成初步方案。 日本也計劃建造2500-3000m的紀(jì)淡海峽大橋。 西班牙和摩洛哥政府從1979年開始就對直布羅陀海峽工程進(jìn)行規(guī)劃，橋梁方案跨度達(dá)5000m。世界上跨徑最大的鋼拱橋世界上跨徑最大的鋼拱橋重慶朝天門大橋跨徑重慶朝天門大橋跨徑552m552m（20092009）。世界上跨徑最大的混凝土拱橋世界上跨徑最大的混凝土拱橋重慶萬縣長江大橋，跨徑重慶萬縣長江大橋，跨徑420m420m（19971997）。）。世界上跨徑最大的斜拉橋世界上跨徑最大的斜拉橋江蘇蘇通大橋，跨徑江蘇蘇通大橋，跨徑1088m1088m（20082008）。世界上

4、跨徑最大的懸索橋世界上跨徑最大的懸索橋日本明石海峽大橋，跨徑日本明石海峽大橋，跨徑1991m1991m（19981998）。）。世界上跨徑最大的梁橋世界上跨徑最大的梁橋重慶重慶石板坡長江大橋石板坡長江大橋( (復(fù)線橋復(fù)線橋) 330m) 330m（20062006）1.4 1.4 我國橋梁的發(fā)展概況我國橋梁的發(fā)展概況 石橋：我國現(xiàn)存古代最長的安平橋位于中國福建省晉江市安海鎮(zhèn)和南安市水頭鎮(zhèn)之間的海灣上，安平橋全長2255米，橋面寬 33.8米，共361墩。橋墩用花崗巖條石橫直交錯疊砌而成。河北省趙縣的趙州橋（又稱安濟(jì)橋，建于605年），就是我國古代石拱橋的杰出代表。 唐朝中期，我國已發(fā)展到用鐵鏈

5、建造吊橋，我國保留至今的有跨長約100m的四川瀘定縣大渡河鐵索橋（1706年） 民國時期民國時期，我國已開始建造鋼橋。位于浙江省杭州市的錢塘錢塘江大橋江大橋，是我國自行設(shè)計建造的第一座雙層鐵路、公路兩用橋。為上下雙層鋼結(jié)構(gòu)桁梁橋，全長1453米。大橋于1937年建成。 1957年，第一座長江大橋武漢長江大橋，結(jié)束了我國萬里長江無橋的歷史，標(biāo)志著我國建造大跨度鋼橋的現(xiàn)代化橋梁技術(shù)水平的提高。大橋下層雙線鐵路，上層公路橋面寬18m，兩側(cè)各設(shè)2.25m人行道，包括引橋總長1670.4m. 武漢長江大橋南京長江大橋 1969年又建成了南京長江大橋，這是我國自行設(shè)計、建造、施工，并使用國產(chǎn)鋼材的現(xiàn)代化大

6、型橋梁。上層為公路橋，下層為雙線鐵路，包括引橋在內(nèi)，鐵路橋梁全長6772m，公路橋全長4589m. 我國大跨徑橋梁建設(shè)自20世紀(jì)80年代開始，90年代進(jìn)入輝煌發(fā)展時期。據(jù)不完全統(tǒng)計，我國現(xiàn)有主跨在200m以上的橋梁近110座；主跨400米以上的橋梁已建成54座，在建18座；主跨1000米以上的橋梁建成6座，在建5座。已建的梁橋、拱橋、斜拉橋和懸索橋的最大跨徑分別達(dá)到了330米、552米、1088米和1490米，有16座分別躋身世界同類型橋梁排行榜前10名。懸索橋主跨在400m以上有13座。江蘇潤揚長江大橋主跨1490m，為國內(nèi)最大跨徑。湖南湘西矮寨特大橋湖南湘西矮寨特大橋: :主跨1176m，

7、距谷底垂直高度達(dá)355米，在橫跨大峽谷的鋼桁梁懸索橋中，為世界之首(2012年)。 斜拉橋主跨在400m以上的有18座。蘇通長江大橋主跨1088m，是世界第一大跨斜拉橋(2008)。 拱橋：萬縣長江大橋主跨420m混凝土拱橋，巫山長江大橋主跨460m鋼管混凝土拱橋，朝天門大橋為主跨552m鋼拱橋，山西晉城丹河大橋主跨146m石拱橋（2001）主跨分別位居同類型橋梁世界第一。 2 2 橋梁的基本組成橋梁的基本組成 上部結(jié)構(gòu)（橋跨結(jié)構(gòu)、支座） 下部結(jié)構(gòu)（橋墩、橋臺和基礎(chǔ)）橋面構(gòu)造（橋面鋪裝、防水排水系統(tǒng)、欄桿、伸縮縫、燈光照明）換一種說法：橋梁由五個五個“大部件大部件”與五個與五個“小部件小部件”

8、組成。1拱圈 2拱上結(jié)構(gòu) 3橋臺 4錐形護(hù)坡 5拱軸線 6橋墩 7拱頂 8拱腳l五個“大部件”“五大部件”是指橋梁承受汽車或其他作用的橋跨上部結(jié)構(gòu)與下部結(jié)構(gòu)，它們是橋梁結(jié)構(gòu)安全性的保證。(1)橋跨結(jié)構(gòu)(上部結(jié)構(gòu)、橋孔結(jié)構(gòu))。它的作用是承受車輛荷載，并通過支座傳遞給橋梁墩臺。(2)支座系統(tǒng)。它的作用是支承上部結(jié)構(gòu)并傳遞荷載給橋梁墩臺，它應(yīng)保證上部結(jié)構(gòu)在荷載、溫度變化或其他因素作用下的位移功能。(3)橋墩。是在河中或岸上支承兩側(cè)橋跨上部結(jié)構(gòu)的建筑物。(4)橋臺。設(shè)在橋的兩端：一端與路堤相接，并防止路堤滑塌；另一端則支承橋跨上部結(jié)構(gòu)的端部。為保護(hù)橋臺和路堤填土，橋臺兩側(cè)常做一些防護(hù)工程。(5)墩臺基

9、礎(chǔ)。是保證橋梁墩臺安全并將荷載傳至地基的結(jié)構(gòu)物?；A(chǔ)工程在整個橋梁工程施工中是比較困難的部分，而且常常需要在水中施工，因而遇到的問題也很復(fù)雜。前兩個部件是橋跨上部結(jié)構(gòu)，后三個部件是橋跨下部結(jié)構(gòu)。l五個“小部件” 五個“小部件”是直接與橋梁服務(wù)功能有關(guān)的部件，過去總稱為橋面構(gòu)造。在橋梁設(shè)計中往往不夠重視，因而使得橋梁服務(wù)質(zhì)量低下，外觀粗糙。在現(xiàn)代化工業(yè)發(fā)展水平的基礎(chǔ)上，人類的文明水平也極大提高，人們對橋梁行車的舒適性和結(jié)構(gòu)物的觀賞水平要求越來越高，因而國際上在橋梁設(shè)計中很重視五小部件，這不僅是“外觀包裝”，而且是服務(wù)功能的大問題。1)橋面鋪裝(或稱行車道鋪裝)。橋面鋪裝的平整、耐磨、不翹曲、不滲

10、水是保證行車舒適的關(guān)鍵。2) 防水排水系統(tǒng)。應(yīng)能迅速排除橋面積水，并使?jié)B水的可能性降至最小限度。此外，城市橋梁排水系統(tǒng)應(yīng)保證橋下無滴水和結(jié)構(gòu)上無漏水現(xiàn)象。(3)欄桿(或防撞欄桿)。它既是保證安全的構(gòu)造措施，又是利于觀賞的最佳裝飾件。(4)伸縮縫。位于橋跨上部結(jié)構(gòu)之間或橋跨上部結(jié)構(gòu)與橋臺端墻之間，以保證結(jié)構(gòu)在各種因素作用下的變位。為使橋面上行車舒適、不顛簸，橋面上要設(shè)置伸縮縫構(gòu)造。尤其是大橋或城市橋的伸縮縫，不僅要結(jié)構(gòu)牢固，外觀光潔，而且要經(jīng)常掃除掉入伸縮縫中的垃圾泥土，以保證它的功能作用。(5)燈光照明。在現(xiàn)代城市中，大跨徑橋梁通常是一個城市的標(biāo)志性建筑，大都裝置了燈光照明系統(tǒng)，構(gòu)成了城市夜景

11、的重要組成部分。水位：河流中的水位是隨著季節(jié)而變化的，枯水季節(jié)的最低水位稱為低水位；洪峰季節(jié)河流中的最高水位稱為高水位。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稱為設(shè)計洪水位；在各級航道中，能保持航船正常航行的水位稱為通航水位。凈跨徑：梁式橋凈跨徑是指設(shè)計洪水位線上相鄰兩個橋墩(或橋臺)之間的凈距，用l0表示，拱式橋凈跨徑是指每孔拱跨兩個拱腳截面最低點之間的水平距離?？偪鐝剑菏嵌嗫讟蛄褐懈骺變艨鐝降目偤?，也稱橋梁孔徑(l0)。它反映了橋下宣泄洪水的能力。 3 3 橋梁的常用術(shù)語橋梁的常用術(shù)語計算跨徑計算跨徑：對于設(shè)有支座的橋梁是指橋跨結(jié)構(gòu)相鄰兩個支座中線之間的距離，用l表示；對于拱式橋是

12、指每孔拱跨兩個拱腳截面形心點之間的水平距離。橋跨結(jié)構(gòu)的力學(xué)計算是以l為基準(zhǔn)的。標(biāo)準(zhǔn)跨徑標(biāo)準(zhǔn)跨徑(LK)：對于梁式橋是指相鄰兩橋墩中線之間的距離或橋墩中心至橋臺臺背前緣之間的距離，對于拱式橋就是指凈跨徑。橋梁全長橋梁全長：簡稱橋長，對于有橋臺的橋梁，橋長為兩岸橋臺翼墻尾端之間的距離：對于無橋臺的橋梁，橋長為橋面行車道長度，用L表示。橋梁高度橋梁高度；簡稱橋高，是指橋面與低水位之間的高差或為橋面與橋下線路路面之間的距離。橋高在某種程度上反映了橋梁施工的難易程度。 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)最下緣之間的距離，用H表示。它應(yīng)保證能安全排洪，并不得小于對該河流通航所規(guī)定的凈空高

13、度。橋梁建筑高度：是橋上行車路面標(biāo)高至橋跨結(jié)構(gòu)最下緣之間的距離，它不僅與橋梁結(jié)構(gòu)的體系和跨徑的大小有關(guān)，而且還隨行車部分在橋上布置的高度位置而異。凈矢高：拱式橋拱頂截面下緣至拱腳截面下緣最低點之連線的垂直距離，以f0表示。計算矢高：拱式橋拱頂截面形心至拱腳截面形心之連線的垂直距離，以f表示。矢跨比：拱式橋中拱圈(拱肋)的計算矢高f與計算跨徑l之比(f/l)，也稱矢度。用于表征拱的坦陡程度，它不但影響主拱圈內(nèi)力的大小，還影響拱橋的構(gòu)造形式和施工方法的選擇，同時影響拱橋與周圍景觀的協(xié)調(diào)。一般的矢跨比小于1/5的拱橋稱坦拱，大于或等于1/5的稱陡拱。4.1 4.1 以不同的結(jié)構(gòu)體系來分類以不同的結(jié)構(gòu)

14、體系來分類 按結(jié)構(gòu)體系及受力特點，可分為梁式橋、拱式橋、剛架橋、懸索橋和斜拉橋五類。 1）、梁式橋 在豎向荷載作用下無水平反力的結(jié)構(gòu)，由于外力的作用，方向與承重結(jié)構(gòu)的軸線接近垂直，因而與同樣跨徑的其他結(jié)構(gòu)體系相比，梁橋產(chǎn)生的彎矩最大，通常需用抗彎、抗拉能力強(qiáng)的材料來建造，目前在公路上應(yīng)用得最廣的是鋼筋混凝土材料（包括預(yù)應(yīng)力混凝土）。4 4 橋梁的分類橋梁的分類1 1） 以不同的結(jié)構(gòu)體系來分類。以不同的結(jié)構(gòu)體系來分類。 2 2） 按跨徑大小分類。按跨徑大小分類。 3 3） 按不同的用途分類。按不同的用途分類。4 4） 按造橋所用的材料分。按造橋所用的材料分。 5 5） 按橋面位置分類。按橋面位置

15、分類。 6 6）以橋梁的活動性來分。）以橋梁的活動性來分。7 7） 以橋梁的耐久程度分類。以橋梁的耐久程度分類。 8 8） 按跨越障礙的性質(zhì)分類。按跨越障礙的性質(zhì)分類。 2）、拱式橋 拱式橋的主要承重結(jié)構(gòu)是拱圈或拱肋（拱圈橫截面設(shè)計成分離形式時稱為拱肋）。 拱結(jié)構(gòu)在豎向荷載作用下，橋墩和橋臺將承受水平推力，同時根據(jù)作用力和反作用力原理，墩臺向拱圈提供一對水平反力，這種水平反力將大大抵消在拱圈內(nèi)由荷載引起的彎矩。因此，與同跨徑的梁相比，拱的彎矩、剪力和變形都要小得多。鑒于拱橋的承重結(jié)構(gòu)以受壓為主，通?？捎每箟耗芰?qiáng)的圬工材料(如磚石、混凝土)和鋼筋混凝土等來建造。拱橋的跨越能力很大，外形也較美觀

16、，在條件許可的情況下，修建圬工橋往往是經(jīng)濟(jì)合理的。但為了確保拱橋能安全使用，下部結(jié)構(gòu)和地基必須能經(jīng)受住很大水平推力的不利作用。為了橋梁的美觀和減小結(jié)構(gòu)自重，拱式橋一般還設(shè)有腹孔 。 3）、剛架橋 剛架橋的主要承重結(jié)構(gòu)是梁或板和立柱（墩柱、豎墻）整體結(jié)合在一起的結(jié)構(gòu)體系。特點是在豎向荷載作用下，柱腳處不僅產(chǎn)生豎向反力，也具有水平反力，使其基礎(chǔ)承受較大推力。梁和柱的截面均有彎矩、剪力和軸力作用，其受力狀態(tài)介于梁橋與拱橋之間。由于梁和柱接點為剛結(jié)，梁端部承受負(fù)彎矩，使梁跨中彎矩減??；與一般墩臺不同，剛架橋的立柱不僅承受壓力，還承受較大彎矩。 對于同樣的跨徑，在相同的荷載作用下，剛架橋的跨中正彎矩要比

17、一般梁橋的小。根據(jù)這一特點，剛架橋跨中的建筑高度就可以做得較小。當(dāng)遇到線路立體交叉或需要跨越通航江河時，采用這種橋型能盡量降低線路標(biāo)高，減少路堤土方量。鋼筋混凝土梁式結(jié)構(gòu)承受負(fù)彎矩，梁柱剛結(jié)處較易裂縫，因而不能做成較大的跨徑（40-50m）。而預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)，可以做成較大的跨徑（60-200m）。T型剛構(gòu)多跨連續(xù)剛構(gòu)橋斜腿式剛構(gòu)橋 4）、懸索橋(吊橋) 懸索橋的主要承重結(jié)構(gòu)是懸掛在兩塔架上的強(qiáng)大的柔性纜索。懸索橋由塔架、纜索、錨錠結(jié)構(gòu)及吊桿、加勁梁組成。橋跨上的荷載由加勁梁承受，并通過吊索將其傳至纜索。主纜索是主要承重結(jié)構(gòu)，但其僅受拉力。主纜索的拉力通過對橋塔的壓力和錨錠結(jié)構(gòu)的拉力傳至基礎(chǔ)和

18、地基，通常錨錠結(jié)構(gòu)非常巨大。 現(xiàn)代吊橋，廣泛采用高強(qiáng)度的鋼絲成股編制的鋼纜，以充分發(fā)揮優(yōu)異的抗拉性能，使其結(jié)構(gòu)自重較輕，能以較小的建筑高度跨越其他任何橋型無法比擬的特大跨度，最大跨度已近2000m。 然而，相對于其他體系而言，吊橋的自重輕，結(jié)構(gòu)剛度差，在車輛動荷載和風(fēng)荷載作用下，橋有較大的變形和振動。整個吊橋的發(fā)展史，是和變形和振動斗爭的歷史，是爭取剛度的歷史。 潤揚長江大橋南汊橋，主跨徑1490米 江陰長江大橋，主跨1385米 武漢鸚鵡洲長江大橋，主跨850米 5 5）、斜拉橋）、斜拉橋 由承壓的塔、受拉的索與承彎的梁體組合起來的一種結(jié)構(gòu)體系，充分利用了懸索結(jié)構(gòu)和梁結(jié)構(gòu)的優(yōu)點，組合相當(dāng)合理。

19、梁結(jié)構(gòu)直接承受橋面外荷載引起的彎矩和剪力，橋塔兩側(cè)的斜拉索張緊后為梁結(jié)構(gòu)提供彈性支承，同時承受由荷載引起的拉力，其拉力的豎向分量通過橋塔傳至基礎(chǔ)和地基；斜拉索中荷載引起拉力的水平分量，使橋結(jié)構(gòu)承受軸向壓力，相當(dāng)于對梁結(jié)構(gòu)施加預(yù)應(yīng)力。與懸索橋相比，斜拉索直接作用于主梁結(jié)構(gòu)，使結(jié)構(gòu)體系的抗彎、抗扭的剛度大大增強(qiáng)；塔柱、斜拉索和主梁構(gòu)成穩(wěn)定的三角形，斜拉橋的結(jié)構(gòu)剛度較大，抗風(fēng)穩(wěn)定性也明顯改善。由于斜拉索的拉力的水平分量由梁結(jié)構(gòu)承擔(dān)，不需要巨大的錨錠結(jié)構(gòu)。l孔跨布置形式 現(xiàn)代斜拉橋最典型的孔跨布置有兩種：現(xiàn)代斜拉橋最典型的孔跨布置有兩種：獨塔雙跨式獨塔雙跨式和和雙塔三跨式雙塔三跨式l斜拉索布置 斜拉索

20、是斜拉橋的主要承重構(gòu)件之一。斜拉索對主梁有一個彈性支承作用，對整個斜拉橋的結(jié)構(gòu)剛度和經(jīng)濟(jì)合理性起著重要作用。索在空間的布置形式 斜拉索索面空間布置一般有三種類型：單索面、豎向雙索面、斜向雙索面。拉索在索面內(nèi)的布置形式 斜拉索在索面內(nèi)的布置應(yīng)根據(jù)受力情況及美學(xué)要求等因素確定，常選用以下三種基本形式：輻射形、豎琴形及扇形。l斜拉橋塔柱的型式更是豐富多姿，從橋梁行車方面看，可做成獨柱型、雙柱型、門型、H型、A型、寶石型和倒Y型等。No. 1 蘇通長江大橋 1088米，中國，2008 No. 2 香港昂船洲大橋 1018米，中國，2009No. 3 多多羅橋（Tatara） 890米，日本，1999年

21、No. 4 諾曼底橋（Pont de Normandie） 856米，法國，1995年No. 5 南京長江三橋 648米，中國，2005年No. 6 南京長江二橋 628米，中國，2001年No. 7 白沙洲長江大橋 618米，中國，2001年No. 8 青州閩江大橋 605米，中國，2001年No. 9 楊浦大橋 602米，中國，1993No. 10 徐浦大橋 590米，中國，1997世界十大斜拉橋 日本多多羅橋法國諾曼底橋香港昂船洲大橋南京長江三橋五種橋梁受力特點五種橋梁受力特點梁式橋以受彎為主拱式橋以受壓為主剛構(gòu)橋彎、軸壓組合受力斜拉橋拉、壓、彎等組合受力懸索橋以受拉為主4.2 4.2

22、按跨徑大小分類按跨徑大小分類按橋梁全長和跨徑的不同劃分，有特大橋、大橋、中橋、小橋和涵洞。橋涵分類多孔橋全長L（m） 單孔跨徑Lk（m） 特大橋 L1000 Lk150 大 橋 100L1000 40Lk150 中 橋 30 L10020Lk40 小 橋 8L30 5Lk20 涵 洞L8 Lk5 4.3 4.3 按不同的用途分按不同的用途分1）人行橋：只供行人用的橋，一般均很狹小，上、下橋用踏步式的較多。2）公路橋：是處在公路或城市道路上，供車輛和人群通行的橋。3）鐵路橋：是鐵路線上供列車通行的橋。4）公路鐵路兩用橋：一般分兩層，上層是公路橋，下層是鐵路橋，這是因為爬坡時，汽車比火車容易。5）

23、運水橋(亦稱渡槽)：是把水運過河或運過山谷用的橋，這種橋比較少。6）管線橋：屬于專用橋梁，它把城市中的上水管道、電纜、燃?xì)夤艿葞н^河去。4.4 4.4 按造橋所用的材料分按造橋所用的材料分 1）木橋：凡橋跨結(jié)構(gòu)用木材建造的都屬木橋，這種橋在城市中都已以鋼筋混凝土橋代替。 2）圬工橋：包括磚、石、混凝土等材料建成的橋。這些建筑材料都是抗壓強(qiáng)度高而抗拉強(qiáng)度很低的。因此圬工橋一般都為拱橋的形式。 3）鋼筋混凝土橋和預(yù)應(yīng)力混凝土橋：目前在國內(nèi)外，無論是鐵路橋、公路橋或是城市橋，大部分是鋼筋混凝土或預(yù)應(yīng)力混凝土梁橋。鋼筋混凝土和預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)都是采用抗壓性能好的混凝土和抗拉能力強(qiáng)的鋼筋結(jié)合在一起組合建

24、成的。 4）鋼橋：鋼材是一種很好的材料，它的抗壓和抗拉強(qiáng)度都很高，用途很廣。為了節(jié)省鋼材，一般都以鋼筋混凝土橋來代替鋼橋。預(yù)應(yīng)力砼橋 4.5 4.5 按橋面位置分類按橋面位置分類 分為上承式橋、下承式橋和中承式橋。1）上承式橋 是橋面布置在橋跨結(jié)構(gòu)上面的橋梁。上承式橋的構(gòu)造較簡單，施工方便，而且其主梁或拱肋等的間距可按需要調(diào)整，以求得經(jīng)濟(jì)合理的布置。一般說來，上承式橋梁的承重結(jié)構(gòu)寬度可做得小些，因而可節(jié)約墩臺圬工數(shù)量。此外，在上承式橋上行車時，視野開闊、感覺舒適也是其重要優(yōu)點。所以，公路橋梁一般盡可能采用上承式橋。上承式橋的不足之處是橋梁的建筑高度較大。因此，在建筑高度受嚴(yán)格限制的情況下，就應(yīng)

25、采用下承式橋或中承式橋。2 2）下承式橋）下承式橋 是橋面布置在橋跨結(jié)構(gòu)下面的橋梁。這種式樣橋的建筑，主要是為了使橋面減薄，既要保證橋下凈空，又要考慮橋面不升高以減小上橋坡度。3 3）中承式橋）中承式橋 考慮地形、標(biāo)高等限制，把路面布置在橋跨結(jié)構(gòu)中間的橋梁。4.6 4.6 以橋梁的活動性來分以橋梁的活動性來分 1）固定橋：橋梁固定在一定位置上不能活動的稱固定橋，常見的橋都屬于固定橋。 2）活動橋：又稱開啟橋。為了通航的河道上使大船能通骯，又要使橋面不能太高，從而節(jié)省兩岸引道和引橋等費用。故采取了使通航孔中的某一孔橋跨，在大船只通過時可活動開啟的形式。我國廣州、天津都有開啟橋。這種橋的開啟形式有

26、三種：立轉(zhuǎn)式、平轉(zhuǎn)式和直升式。天津市金湯橋 塘沽海門升降橋 芝加哥立轉(zhuǎn)橋 4.7 以橋梁的耐久程度分類1)永久式橋:橋梁的上部結(jié)構(gòu)和墩臺都用磚石、混凝土、鋼筋混凝土或鋼材建成的橋。2)半永久式橋:上部結(jié)構(gòu)用木材，下部結(jié)構(gòu)則用磚石、混凝土或鋼筋混凝土建成的橋。3)臨時式橋:全部用木材建成的橋。因為木橋易腐爛，使用時間較短，故為臨時性的。 4.8 4.8 按跨越障礙的性質(zhì)分類按跨越障礙的性質(zhì)分類1)跨河橋:（如蘇通長江大橋） 2)跨海橋:（如杭州灣大橋）3)跨線橋:（跨越鐵路線、公路線（立交橋）等 ）4)高架橋:（指擱在一系列狹窄鋼筋混凝土或圬工拱上，具有高支撐的塔或支柱，跨過山谷、河流、道路或其

27、他低處障礙物的橋梁） 5)立交橋:（道路的立體交叉）5 5 梁（板）橋梁（板）橋5.1 5.1 鋼筋混凝土梁橋的一般特點鋼筋混凝土梁橋的一般特點優(yōu)點 (1)19世紀(jì)70年代以來，建成了世界上第一座鋼筋混凝土橋梁，迄今，鋼筋泥凝土粱橋已有100余年的歷史，特別是半個多世紀(jì)以來的大量實踐，鋼筋混凝土梁橋不但在設(shè)計理論方面，而且在施工技術(shù)上都發(fā)展得比較成熟。 (2)就地取材。鋼筋混凝土中的大量砂、石材料易于就地取用，這就避免繁重的遠(yuǎn)程運輸，并能降低造價。 (3)適應(yīng)性。鋼筋混凝土可以根據(jù)需要澆筑成任意的結(jié)構(gòu)形狀，通常能用就地澆注的施工方法建造鋼筋混凝土的曲線橋、斜交橋等。 (4)工業(yè)化施工。橋梁構(gòu)件

28、可以在工廠內(nèi)或在集中生產(chǎn)場地采用機(jī)械設(shè)備成批生產(chǎn)，不僅能提高構(gòu)件的施工質(zhì)量，而且大大減輕了工人操作的勞動強(qiáng)度，縮短施工工期。 (5)耐久性。通常鋼筋由混凝土保護(hù)而不致銹蝕的情況下，鋼筋混凝土的強(qiáng)度是與日俱增的。根據(jù)試驗證明，鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)在建筑20年后，混凝土的強(qiáng)度將比28天齡期增加3-4倍。因此，鋼筋混凝土橋梁不僅耐久性好，壽命長，養(yǎng)護(hù)極為簡便，而且還具有能適應(yīng)日后車輛荷載增長的優(yōu)點。 (6)整體性。由鋼筋骨架與混凝土澆筑而成的鋼筋混凝土構(gòu)件整體性好，因而它是抵抗地震、車輛動力作用等的良好的抗震結(jié)構(gòu)。 (7)在建造城市橋時，能與周圍建筑物相協(xié)調(diào)，滿足建筑藝術(shù)的要求。缺點 (1)自重大，跨越能

29、力小是鋼筋混凝土橋梁最主要的缺點。通常鋼筋混凝土粱橋本身的自重占全部設(shè)計荷載的30-60，跨度愈大則自重所占的比值也顯著增大。鑒于材料強(qiáng)度大部分為結(jié)構(gòu)本身的重量所消耗，這就大大限制了鋼筋混凝土梁式橋的跨越能力。 (2)鋼筋混凝土梁在正常使用狀態(tài)是帶裂縫工作，因此它的工作性能、耐久性能受到很大影響。 (3)就地澆筑的鋼筋泥凝土橋施工工期長，橋下交通受到阻塞，特別是在深水大河中修建整體式鋼筋混凝土橋梁時，支架和模板耗損木料很多，費用昂貴。 (4)在氣候寒冷地區(qū)以及在雨季建造整體的鋼筋混凝土橋梁時，在施工中會引起不少困難，混凝土質(zhì)量也不易保證。除非采用蒸汽養(yǎng)生以及防雨措施等，但這樣會顯著增加造價。

30、顯然，上述的優(yōu)缺點都是與鋼橋、石橋等其他種類橋梁比較而言的。目前，為了節(jié)約鋼材，我國很少修建公路鋼橋，而建造圬工拱橋又費工費時，還要受到橋位處地形地質(zhì)的限制。因此，在公路建設(shè)中，特別對于公路上最常遇到的跨越中小河流等障礙的情況，需要建造大量中小跨徑的鋼筋混凝土梁橋。 預(yù)應(yīng)力混凝土可看作是一種預(yù)先儲存了足夠壓應(yīng)力的新型混凝土材料。對混凝土施加預(yù)壓力的高強(qiáng)度鋼筋(或稱力筋)，既是加力工具，又是抵抗荷載所引起構(gòu)件內(nèi)力的受力鋼筋。 預(yù)應(yīng)力混凝土梁橋除了同樣具有鋼筋混凝土梁橋的優(yōu)點外，還有下述重要特點： (1)能最有效地利用現(xiàn)代的高強(qiáng)度材料(高強(qiáng)混凝土、高強(qiáng)鋼材)減小構(gòu)件截面，顯著降低自重占全部設(shè)計荷載

31、的比重，增大跨越能力，并擴(kuò)大混凝土結(jié)構(gòu)的適用范圍。 (2)與鋼筋混凝土梁橋相比，一般可以節(jié)省鋼材30-40，跨徑愈大，節(jié)省愈多。 (3)全預(yù)應(yīng)力混凝土梁在使用荷載下不出現(xiàn)裂縫，即使是部分預(yù)應(yīng)力混凝土梁在常遇荷載下也無裂縫，鑒于能全截面參與工作，梁的剛度比通常開裂的鋼筋混凝土梁要大，因此，預(yù)應(yīng)力混凝土梁可顯著降低建筑高度，使大跨徑橋梁做得輕柔美觀。由于能消除裂縫，擴(kuò)大了對多種橋型的適應(yīng)性，耐久性強(qiáng)。 5.2 預(yù)應(yīng)力混凝土梁橋一般特點預(yù)應(yīng)力混凝土梁橋一般特點 目前，預(yù)應(yīng)力混凝土簡支梁的跨徑已達(dá)50-70m，懸臂梁、連續(xù)梁常用的跨徑為40-200m，最大跨徑已達(dá)到240m（日本濱名大橋）。5.3 梁

32、橋的主要類型及其適用條件5.3.1按結(jié)構(gòu)體系分類 1)簡支梁橋 簡支梁墩臺的不均勻沉陷不會在梁內(nèi)引起附加內(nèi)力； 構(gòu)造簡單，最易設(shè)計成各種標(biāo)準(zhǔn)跨徑的裝配式構(gòu)件； 施工工序少，架設(shè)方便；在多孔簡支梁橋中，各跨的構(gòu)造和尺寸劃一，從而能簡化施工管理工作并降低施工費用； 相鄰橋孔各自單獨受力，橋墩上需設(shè)置相鄰簡支粱的兩排支座，橋墩截面尺寸相對較大； 在多孔簡支梁橋中，因需設(shè)置較多伸縮縫，會影響行車舒適性。 鋼筋砼簡支梁經(jīng)濟(jì)合理的跨徑在16m以下，為提高跨越能力，采用預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)，我國預(yù)應(yīng)力混凝土簡支梁的標(biāo)準(zhǔn)跨徑在50m以下。 2) 連續(xù)梁橋 這種體系的主要特點是：承重結(jié)構(gòu)(板、T形梁或箱粱)不間斷地

33、連續(xù)跨越幾個橋孔的結(jié)構(gòu)。 連續(xù)孔數(shù)一般不宜過多，當(dāng)橋梁跨徑較多時，需要沿橋長分建成幾組(或稱幾聯(lián))連續(xù)梁。 連續(xù)梁由于荷載作用下支點截面產(chǎn)生負(fù)彎矩，從而顯著減小了跨中的正彎矩，這樣可減小跨中的建筑高度，能節(jié)省鋼筋混凝土數(shù)量，跨徑增大時，這種節(jié)省就更加顯著。 連續(xù)梁通常適用于橋基良好的場合，否則，任一墩臺基礎(chǔ)發(fā)生不均勻沉陷時，橋跨結(jié)構(gòu)內(nèi)會產(chǎn)生附加內(nèi)力。 預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)梁橋一般跨徑在30-150m之間。目前世界上最大跨徑的是日本濱名大橋，跨徑240m.我國最大的是南京長江二橋北汊橋，跨徑165m.連續(xù)梁橋均布荷載q均布荷載q 3)懸臂梁橋 僅一端懸出者稱為單懸臂梁，對于較長的橋，還可以借助簡支的

34、掛梁與懸臂梁一起組合成多孔橋；兩端均懸出者稱為雙懸臂粱。 與連續(xù)梁相比，跨中還要增加懸臂與掛梁間的牛腿、伸縮縫的構(gòu)造復(fù)雜，在使用時，行車也不平順，較少采用。 混凝土懸臂梁世界上最大跨徑為150m，一般在100m以下。5.3.2 按承重結(jié)構(gòu)的截面形式劃分 1)板式截面 板橋截面形式包括整體式矩形實心板、裝配式實心板和空心板。 2) 肋板式梁橋 在橫截面內(nèi)形成明顯肋形結(jié)構(gòu)的梁橋稱為肋板式梁橋，或簡稱肋梁橋。梁肋(或稱腹板)與頂部的鋼筋混凝土橋面板結(jié)合在一起作為承重結(jié)構(gòu)。 肋梁橋分為整體式和裝配式，我國使用最多的是裝配肋梁式，特點是T型梁的翼板構(gòu)成橋梁的行車道板，又是主梁的受壓翼緣，制造簡單，梁肋內(nèi)

35、配筋做成鋼筋骨架，主梁之間借助橫隔梁連接，整體性好。不足之處是，截面形狀不穩(wěn)定，給運輸和安裝帶來不便。 3)箱形粱橋特點：(1)挖空率大，自重小，并且挖空部分能很好地適應(yīng)布置管線等公共設(shè)施。(2)截面抵抗彎矩能力強(qiáng)，跨越能力大。(3)抗扭剛度也特別大，在偏心的荷載作用下各梁肋的受力比較均勻。對于寬橋，跨中無需設(shè)置橫隔板，適合于修建承受有扭矩的曲線橋、斜交橋。(4)頂板和底板都具有較大的混凝土面積，能有效地抵抗正負(fù)彎矩，并滿足配筋的要求，適用于較大跨徑的懸臂梁橋和連續(xù)梁橋。l支座的類型和構(gòu)造 鋼筋混凝土和預(yù)應(yīng)力混凝土梁式橋在橋跨結(jié)構(gòu)和墩臺之間均需設(shè)置支座，其作用是： (1)傳遞上部結(jié)構(gòu)的支承反力

36、，包括永久作用和可變作用引起的豎向力和水平力。 (2)保證結(jié)構(gòu)在可變荷載、溫度變化、混凝土收縮和徐變等因素作用下的自由變形。 梁橋的支座按其作用分固定支座和活動支座兩種。固定支座用來固定橋跨結(jié)構(gòu)在墩臺上的位置，并傳遞豎向壓力和水平力，保證主粱發(fā)生撓曲時在支承處能自由轉(zhuǎn)動。活動支座則可以保證在溫度變化、混凝土收縮和在豎向荷載作用下結(jié)構(gòu)不但能自由轉(zhuǎn)動，而且也能自由移動。我國當(dāng)前在橋梁設(shè)計中采用了以下的幾種支座構(gòu)造形式。1簡易墊層支座 對于跨徑小于5m的涵洞，標(biāo)準(zhǔn)跨徑在10m以內(nèi)的簡支板橋和簡支梁橋，一般可以不設(shè)置專門的支座結(jié)構(gòu)，而僅使上部結(jié)構(gòu)的端部支承在油毛氈或石棉做成的墊層上或水泥砂漿墊層上，其

37、厚度應(yīng)在壓實后不小于1cm。在肋板式橋梁中，其端部是利用端橫梁使橋的全部寬度均勻地支承在墊層上。 這種支座形式的自由伸縮性能不好，易引起上部結(jié)構(gòu)端部和墩、臺帽混凝土的劈裂現(xiàn)象。因此，通常應(yīng)將墩、臺頂部的前緣削成斜角，最好在梁端和墩、臺帽上的支承處設(shè)置1-2層鋼筋網(wǎng)予以加強(qiáng)。支座構(gòu)造形式2弧形鋼板支座 標(biāo)準(zhǔn)跨徑在20m以內(nèi)、支承反力在600kN以下的梁橋常采用這種型式的支座。它由兩塊厚約40-50mm的鑄鋼墊板制成，上面一塊是平的鋼墊板，下面一塊是頂面切削成圓弧形的鋼墊板，這樣就能保證支座可以自由轉(zhuǎn)動?；顒又ё梢匝劁搲|板接觸面移動，對于固定支座，尚需在上墊板上做成齒槽(或銷孔)，在下墊板上焊以

38、齒板(或焊銷釘)，安裝后使齒板嵌入齒槽(或銷釘伸入銷孔)，以保證上、下墊板的位置固定，并且通過齒板(或銷釘)的抗剪來承受水平力作用。通常應(yīng)使齒槽比齒板寬2mm，且齒板頂部應(yīng)削斜，以便上墊板的自由轉(zhuǎn)動。當(dāng)用銷釘固定時，釘徑也較銷孔小2mm，且伸出的釘頭也應(yīng)做成頂部縮小的圓錐形。3橡膠支座橡膠支座是從20世紀(jì)50年代發(fā)展起來的一種橋梁支座。板式橡膠支座 常用的板式橡膠支座都用幾層薄鋼板或鋼絲網(wǎng)作為加勁層，它的活動機(jī)理是：用橡膠的不均勻彈性壓縮實現(xiàn)轉(zhuǎn)角；利用其剪切變形實現(xiàn)水平位移；由于橡膠片之間的加勁層能起阻止橡膠片側(cè)向膨脹的作用、從而顯著提高了橡膠片的抗壓強(qiáng)度和支座的抗壓剛度。這種支座常用于支承反

39、力小于5000kN的中等跨徑橋梁。鋼板橡膠盆式橡膠支座 近年來，盆式橡膠支座為在大、中跨橋梁上應(yīng)用。盆式橡膠支座的主要構(gòu)造特點有：一是將氯丁橡膠塊放置在凹形金屬盆內(nèi)，由于橡膠處于有側(cè)限受壓狀態(tài)，大大提高了支座的承載能力；二是利用嵌固在金屬盆頂面的聚四氟乙烯板與不銹鋼板相對摩擦系數(shù)小的特性，使活動支座能滿足梁的水平移動，梁的轉(zhuǎn)動也通過盆內(nèi)橡膠塊的不均勻壓縮來實現(xiàn)。 目前我國生產(chǎn)的盆式橡膠支座豎向承載力為1000-5000kN，有效水平位移量40-250mm，支座的容許轉(zhuǎn)角為40。 盆式橡膠支座是由不銹鋼滑板、聚四氟乙烯板、鋼盆環(huán)、氯丁橡膠塊、鋼密封圈、鋼盆塞、橡膠彈性防水圈等組裝而成。使用經(jīng)驗表

40、明，這種支座結(jié)構(gòu)緊湊、摩擦系數(shù)小、承載能力大、重量輕、結(jié)構(gòu)高度小、轉(zhuǎn)動及滑動靈活，成本較低。主要類型與構(gòu)造：固定支座、多向活動支座和單向活動支座三種。6 6 拱橋拱橋6.1 6.1 拱橋的受力特點拱橋的受力特點 簡支梁截面作用有豎向剪力Q0和彎矩M0，故是受彎為主的構(gòu)件。而拱的彎矩M M0-Hy，較梁大為減小，而且截面上還有強(qiáng)大的軸向壓力N，故拱是以受壓為主的壓彎構(gòu)件。所以，拱橋可以充分利用抗壓性能好而抗拉性能差的圬工材料來建筑。 從梁、拱截面所產(chǎn)生的應(yīng)力分析，梁體中性軸以下的截面是受拉區(qū)，當(dāng)下緣應(yīng)力達(dá)到極限時，中性軸處的應(yīng)力還很小，應(yīng)力分布極不均勻，材料強(qiáng)度不能充分發(fā)揮。而拱由于軸向壓力的作

41、用使大部分截面處于受壓區(qū)，應(yīng)力分布均勻，可以充分利用材料的抗壓強(qiáng)度。如果拱的軸線取得合理，能使拱體只承受軸向壓力。 由于拱具有上述受上特點，所以拱橋可以利用鋼、鋼筋混凝土、混凝土、石、磚等材料修建，用磚、石、混凝土等圬工材料修建的拱橋，稱圬工拱橋。6.2 6.2 適用范圍適用范圍 1）地基條件好的山區(qū)，可就地取材，因地制宜發(fā)揮拱橋自身優(yōu)勢； 2）城市、風(fēng)景區(qū)、側(cè)重美學(xué)要求而選用拱橋； 3）較大跨徑橋梁的競爭方案。在80-200m的跨徑范圍，拱橋方案是頗具競爭力的。 拱橋剛?cè)嵯酀?jì)，富于美學(xué)內(nèi)涵與民族風(fēng)情。與連續(xù)梁橋、鋼橋相比，可節(jié)省較多鋼材，維護(hù)費用低；與斜拉橋相比，設(shè)計施工較容易，結(jié)構(gòu)抗風(fēng)穩(wěn)定

42、性強(qiáng)。6.3 拱橋的優(yōu)缺點拱橋的優(yōu)缺點 1）跨越能力較大。由于拱的截面應(yīng)力分布遠(yuǎn)比梁均勻，故能較充分的發(fā)揮全截面材料的抗力性能，跨越能力較大。目前在世界上，石、鋼筋混凝土、鋼管混凝土、鋼拱橋的跨徑分別達(dá)到155、420、460、552. 2）材料適應(yīng)性強(qiáng)。拱是受壓為主的結(jié)構(gòu)，故抗壓能力強(qiáng)而抗拉能力差的石、混凝土等圬工材料可用于拱橋修建。 3）節(jié)約鋼材。與鋼橋、鋼筋混凝土梁橋比，可節(jié)約大量鋼材。 4）橋型美觀。拱橋的美，得益于大孔主拱與小孔腹拱的合理比例，拱體曲線與橋面直線的協(xié)調(diào)配合和遠(yuǎn)山近水、城市風(fēng)華的映襯烘托。 5）耐久性好，養(yǎng)護(hù)維修費用省。 6）自重較大，結(jié)構(gòu)比梁橋復(fù)雜。平直的橋面系不可能

43、直接布置在曲線拱上，需要拱上建筑來過渡。 7）建筑高度大。由于矢高的存在，大大提高了拱橋橋面標(biāo)高，導(dǎo)致兩岸接線引道工程量增大，這對于城市與平原地區(qū)，問題尤為突出。如果采用下承式，建筑高度大大減小。 8）下部結(jié)構(gòu)負(fù)擔(dān)重，對地基要求高。 9）修復(fù)困難。拱橋結(jié)構(gòu)復(fù)雜，破壞后搶修困難。6.4 6.4 拱橋的主要類型拱橋的主要類型拱橋建橋材料圬工拱橋，鋼筋混凝土拱橋，鋼拱橋拱軸線型式圓弧拱橋，拋物線拱橋，懸鏈線橋橋面位置上承式拱橋，中承式拱橋，下承式拱橋主拱圈截面形式拱上建筑形式實腹式拱橋，空腹式拱橋板拱橋，肋拱橋，雙曲拱橋，箱形拱橋6.4.1 按照主拱的截面形式分類(1)板拱橋 如果主拱的橫截面是整塊

44、的實體矩形截面橋。板供橋是最古老的拱橋形式，由于它構(gòu)造簡單，施工方便，至今仍在使用 由于在截面積相同的條件下，實體矩形截面比其他形式截面的抵抗彎矩小，在有彎矩作用時，材料的強(qiáng)度沒有得到充分的利用。如果要獲得與其他形式截面相同的截面抵抗矩，板拱就必須增大截面積，這就相應(yīng)地增加了材料用量和結(jié)構(gòu)自重，故采用板拱是不太經(jīng)濟(jì)的。(2)肋拱橋 為了節(jié)省材料，減輕結(jié)構(gòu)自重，必須充分利用材料的強(qiáng)度，以較小的截面積獲得較大的截面抵抗矩，將整塊的矩形實體截面劃分成兩條(或多條)分離式的肋，以加大拱的高度，這就形成由幾條肋形成的拱橋，稱為肋拱橋。肋拱橋的拱肋可以是矩形、箱形或工字形截面。肋拱橋材料用量一般比板拱橋經(jīng)

45、濟(jì)，但構(gòu)造比板拱橋復(fù)雜。 (3)雙曲拱橋 主拱圈的橫截面是由數(shù)個橫向小拱組成，使主拱圈在縱向及橫向均呈曲線形，故稱之為雙曲拱橋。 雙曲拱截面的抵抗矩比相同截面積的實體板拱圈要大，因此可節(jié)省材料，結(jié)構(gòu)自重力小，特別使它的預(yù)制部件分得細(xì)，吊裝質(zhì)量輕。雙曲拱橋在公路橋梁上獲得過較廣泛的應(yīng)用，但由于其截面組成劃分過細(xì)，整體性較差，建成后出現(xiàn)裂縫較多。 (4)箱形拱橋 將實體的板拱截面挖空成空心箱形截面，則稱為箱形拱或空心板拱。由于截面挖空，使箱形拱的截面抵抗矩較相同截面積的板拱的截面抵抗矩大很多，從而大大減小彎矩引起的應(yīng)力，節(jié)省材料較多?？梢杂娩摻罨炷粱蜾摻ㄔ斓囊环N形式的拱橋。鋼筋混凝土箱形拱截面挖

46、空率可達(dá)百分之五十到百分之七十，與板拱相比可大量減少圬工體積，減輕重量，節(jié)省上下部結(jié)構(gòu)的造價。鋼箱形拱外形比較簡單，一般采用二片箱形拱肋。 6.5 6.5 拱橋的組成拱橋的組成 拱橋同其他橋梁一樣，也是由橋跨結(jié)構(gòu)(上部結(jié)構(gòu))及下部結(jié)構(gòu)兩大部分組成。 常用的上承式拱橋，橋跨結(jié)構(gòu)是由主拱圈(肋、箱)簡稱主拱及拱上建筑構(gòu)成。主拱圈(助、箱)是拱橋的主要承重構(gòu)件，承受橋上的全部作用，并通過它把作用傳遞給墩臺及基礎(chǔ)。由于主拱圈是曲線形，一般情況下車輛都無法直接在弧面上行駛，所以在行車道系與主拱圈之間需要有傳遞壓力的構(gòu)件或填充物，以使車輛能在平順的橋道上行駛。這些主拱圈以上的行車道系和傳力構(gòu)件或填充物稱為

47、拱上建筑。拱上建筑可做成實腹式或空腹式，相應(yīng)稱為實腹式拱橋或空腹式拱橋。 拱橋的下部結(jié)構(gòu)由橋墩、橋臺及基礎(chǔ)等組成，用以支撐橋跨結(jié)構(gòu)，將橋跨結(jié)構(gòu)的作用傳至地基。橋臺還起與兩岸路堤相連接的作用，使路橋形成一個協(xié)調(diào)的整體。 6.6 6.6 拱橋的上部構(gòu)造拱橋的上部構(gòu)造6.6.1 主拱圈的構(gòu)造 主拱圈是拱橋的承重結(jié)構(gòu)，由于它主要承受壓力，故般采用圬工材料建筑。1）板拱橋的主拱圈 它的其橫截面為實體矩形。這種主拱圈一般采用粗料石、塊石或片石砌筑。石料強(qiáng)度等級不得小于MU50，砌筑用的砂漿強(qiáng)度等級，對于大中跨徑的拱橋，不得小于M10；對于小跨徑拱橋，不得小于M7.5。 當(dāng)拱厚度不大時，可采用單層拱石砌筑；

48、當(dāng)拱厚較大時，宜采用2-4層砌筑，并應(yīng)縱、橫錯縫，錯縫間距不小于10cm.2）肋拱橋的主拱圈 將板橋拱縱向劃分成兩條或多條彼此分離，高度較大的拱肋，肋與肋之間由橫系梁連接，這樣就形成了肋拱橋的主拱圈。它通常是由混凝土或鋼筋混凝土做成，適用于大、中跨拱橋。3）雙曲拱橋主拱圈 在上述相鄰拱肋之間，除設(shè)橫向聯(lián)系外，還放置拱波，并在拱肋與拱波之上現(xiàn)澆使二者結(jié)為一體的混凝土拱板，這樣就形成了雙曲拱橋的主拱圈。這種主拱圈在縱、橫橋向均呈曲線形。 拱肋多為鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，中小型雙曲拱橋也有采用石砌拱肋的。拱波一般為圓弧形，用混凝土預(yù)制而成。拱板就是拱波上的現(xiàn)澆混凝土層。橫向聯(lián)系有拉桿、橫系梁和橫隔板等。6.

49、6.2 拱上建筑的構(gòu)造拱上建筑的構(gòu)造拱上建筑通常采用實腹式和空腹式兩種做法。1）實腹式拱上建筑的構(gòu)造 實腹式拱上建筑由拱背填料、側(cè)墻、護(hù)拱以及變形縫、防水層、泄水管和橋面系等組成。 拱背填料有填充式和砌筑式兩種。填充式拱上建筑的材料盡量就地取材，透水性要好，土壓力要小，一般采用礫石、碎石、粗砂或砂卵石等料，分層填實。若上述材料不易取得或地質(zhì)條件較差時，則可用砌筑式，即用干砌圬工或澆筑素混凝土作為拱背填料。 拱背兩側(cè)側(cè)墻主要起圍護(hù)拱腹上的散粒填料，設(shè)置在拱圈兩側(cè)，一般用漿砌塊、片石，若從美觀考慮，可用粗料石鑲面。對混凝土或鋼筋混凝土板拱，也可用鋼筋混凝土護(hù)壁式側(cè)墻。這種側(cè)墻可以與主拱澆筑為一體，

50、其內(nèi)配置的堅向受力鋼筋應(yīng)伸入拱圈內(nèi)一定長度。側(cè)墻一般承受填料的土側(cè)壓力和車輛作用下的土側(cè)壓力，故按擋土墻進(jìn)行設(shè)計。對于漿砌圬工側(cè)墻，一般頂面為50-70cm，向下逐漸增厚，墻腳厚度取用墻高的0.4倍。側(cè)墻與墩、臺間必須設(shè)伸縮縫分開。 護(hù)拱設(shè)于拱腳段，以便加強(qiáng)拱腳段的拱圈，同時，便于在多孔拱橋上設(shè)置防水層和泄水管，通常采用漿砌片、塊石結(jié)構(gòu)。2 2）空腹式拱上建筑）空腹式拱上建筑 大、中跨徑的拱橋，特別是當(dāng)矢高較大時，實腹式拱上建筑的填料用量多，重量大，因而以采用空腹式拱上建筑為宜。空腹式拱上建筑一般做成橫向腹孔的型式。 空腹式拱上建筑除具有實腹式拱上建筑相同的構(gòu)造外，還具有腹孔和支承腹孔的墩柱。

51、空腹式拱上建筑的腹孔通常對稱布置在主拱上建筑高度所容許的自拱腳向拱頂一定范圍內(nèi)，一般在半跨內(nèi)以14-13為宜，孔數(shù)以3-6跨為宜。腹孔腹孔墩腹孔的布置都是對稱的，每邊3-6孔，視主拱圈的跨徑大小而定。腹拱大多做成等跨的形式，不僅對腹孔墩的受力有利，而且便于施工。拱上建筑的構(gòu)造還包括伸縮縫和變形縫、橋面排水和防水等的構(gòu)造。6.6.3 6.6.3 伸縮縫和變形縫伸縮縫和變形縫 主拱圈在材料收縮及溫度變化作用下，其拱軸線將對稱地升高或下降；在一切作用下將產(chǎn)生對稱或不對稱的變形，而拱上建筑也隨主拱圈的變形而變形。因此，為避免拱上建筑不規(guī)則開裂，以保證結(jié)構(gòu)的安全使用和耐久性，除在設(shè)計上應(yīng)作考慮外，拱上建

52、筑的構(gòu)造必須適應(yīng)主拱圈的變形，故用設(shè)置伸縮縫及變形縫來使拱上建筑與墩、臺分離，并使拱上建筑和主拱圈一起自由變形。 對實腹式拱橋，在主拱圈拱腳的上方設(shè)置伸縮縫，縫寬2-3cm，直線布置，縱向貫通側(cè)墻全高，橫橋向貫通全橋，從而使拱上建筑與主拱圈一起自由變形。 在2-3cm的伸縮縫縫內(nèi)填料，可用鋸末瀝青，按1：1重量比制成預(yù)制板，施工時嵌人縫內(nèi)。上緣一般作成能活動而不透水的覆蓋層?？p內(nèi)填料亦可采用瀝青砂等其他材料。7 7 橋梁的下部構(gòu)造橋梁的下部構(gòu)造 橋梁的橋墩(臺)主要由墩(臺)帽、墩(臺)身和基礎(chǔ)三部分組成。橋梁常用的墩、臺按其形式大體上可比分為重力式墩臺和輕型墩臺兩大類。7.1 橋墩的一般類型

53、及適用條件橋墩的一般類型及適用條件1）重力式橋墩 梁橋和拱橋的重力式橋墩除了在墩帽構(gòu)造上有所差別外，其它部分的構(gòu)造外形大致相同。這類橋墩的主要特點是靠自身重量來平衡外力而保持其穩(wěn)定。因此、墩身比較厚實，可以不用鋼筋，而用天然石材或片石混凝土砌筑。它適用于地基條件良好而漂浮物較多的河流。它的缺點是圬工體積大，因而其自重和阻水面積也大。 2 2）輕型橋墩）輕型橋墩輕型橋墩材料：可用鋼筋混凝土、少量配筋的混凝土材料為主，但也有一些輕型墩臺通過驗算后，可以用石料砌筑。優(yōu)點：顯著減少了圬工體積缺點：抗沖擊力、防撞能力較差適用范圍：不宜用在流速大并夾有大量泥沙的河流或可能有船舶、冰、漂流物撞擊的河流中；一

54、般用于中小跨徑橋梁上 1）梁橋重力式橋墩 (1)墩帽 墩帽的強(qiáng)度要求較高，一般都用C18以上的混凝土或鋼筋混凝土做成，設(shè)置在橋墩的頂部。墩帽的厚度，大跨徑橋不小于40cm；中、小跨徑不小于30cm。其頂面應(yīng)做成110的排水坡，墩帽四周應(yīng)挑出5-10cm的檐口作為滴水。(2)墩身墩身是橋墩的主體。重力式橋墩墩身的頂寬，小跨徑橋不宜小于80cm，中跨徑橋不宜小于100cm；大跨徑橋的墩身頂寬，視上部構(gòu)造類型而定。側(cè)坡一般采用20:1-30:1，小跨徑橋的橋墩也可采用直坡。墩身用C13或大于C13混凝土澆筑，或用漿砌塊石和料石，也可用混疑土預(yù)制塊砌筑。7.2 橋墩的構(gòu)造橋墩的構(gòu)造2）拱橋重力式橋墩

55、它與梁橋的重力式橋墩基本相同。拱橋橋墩的拱座相當(dāng)于粱橋橋墩的墩帽。它是直接支承拱圈的部分，承受較大的拱圈壓力，應(yīng)用較高強(qiáng)度的塊石、整體式混凝土或混凝土預(yù)制塊砌筑。肋拱橋的拱座要用高強(qiáng)度混凝土及鋼筋網(wǎng)加固。裝配式肋拱及雙曲拱的拱座常預(yù)留槽口，拱肋插入槽口內(nèi)，再澆灌混凝土封固，以增強(qiáng)主拱圈與橋墩的嵌固。3）梁橋輕型橋墩 (1)鋼筋混凝土薄壁橋墩：鋼筋混凝土薄壁橋墩墩身可以做得很薄(30-50cm)，圬工數(shù)量比重力式橋墩可節(jié)省70左右，且施工方便，外型美觀，過水性良好，適用于地基土軟弱的地區(qū)。它的缺點是鋼筋用量比較多，墩身剛性小，僅適用于墩高小于6-7m，無強(qiáng)大流冰和漂浮物的河流中。(2)柱式橋墩：

56、柱式橋墩是公路橋梁中采用較多的橋墩型式之一。組成包括承臺、柱式墩身和蓋梁。從外型上可以將柱式橋墩分為單柱式、雙柱式、啞鈴式和混合柱式橋墩。柱式橋墩適合于許多場合和各種地質(zhì)條件。且施工方便，墩身剛度大，柱內(nèi)鋼筋用量也不多。它能減輕墩身重量，節(jié)約圬工材料，而且外形較為美觀。(3)柔性墩：一般指的是用較小截面的預(yù)制鋼筋混凝土方樁、圓樁或鉆孔灌柱樁組成單排架或雙排架形式的橋墩。它只適用于在低淺寬灘河流上，通航要求低和流速不大的水網(wǎng)地區(qū)河流上修造小跨徑橋梁時采用。4）拱橋輕型橋墩 拱橋所用的輕型橋墩，一般為配合鉆孔灌注樁基礎(chǔ)的樁柱式橋墩，它與梁橋的樁柱式橋墩非常相似。主要差別是：在梁橋的蓋梁(墩帽)上設(shè)

57、置支座，而拱橋的墩帽則是拱座。1）重力式橋臺 重力式橋臺主要靠自重來平衡臺后的土壓力。橋臺臺身多數(shù)由石砌、片石混凝土或混凝土等圬工材料建造，并采用就地澆筑的方法施工。 重力式橋臺包括U型、埋置式、八字式和一字式橋臺等。7.3 7.3 橋臺的類型和構(gòu)造橋臺的類型和構(gòu)造U型橋臺是由臺帽(拱座)、臺身和基礎(chǔ)三部分組成。U型橋臺的優(yōu)點是構(gòu)造簡單可以用混凝土或片、塊石砌筑。適用于填土高度在4-10m的橋；缺點是圬工體積較大，自重大，對地基的要求高。U形橋臺側(cè)墻間填土易于積水結(jié)冰凍脹，使側(cè)墻產(chǎn)生裂縫，所以宜用滲水性較好的土填筑，并設(shè)置較完善的排水設(shè)備如隔水層及臺后排水盲溝，避免填土中積水。埋置式橋臺當(dāng)路堤

58、填土較高(6-8m)時，可采用埋置式橋臺。它是將臺身埋置在錐形護(hù)坡中，只露出臺帽以安置支座及上部構(gòu)造。埋置式橋臺一般都帶有耳墻，耳墻起著擋土和與路堤銜接的作用。這種橋臺可用石料、混凝土和鋼筋混凝土修建。優(yōu)點：圬工數(shù)量較省，自重較小缺點：溜坡伸入橋孔壓縮了河道，有時需要增加橋長適用范圍：適用于橋頭為淺灘、溜坡受沖刷較小、填土高度在10m以下的中等跨徑的多跨橋中使用八字式和一字式橋臺翼墻位于橋臺兩側(cè)，多采用八字形和一字形，一般將臺身與翼墻分開，其間設(shè)變形縫。翼墻的作用是：擋住橋臺兩側(cè)的路基填土，確保橋頭路基穩(wěn)定，并引導(dǎo)水流順暢地進(jìn)入橋孔。帶翼墻的橋臺主要用于公路橋梁。2）輕型橋臺梁橋輕型橋臺(1)

59、鋼筋混凝土薄壁橋臺：是由扶壁式擋土墻和兩側(cè)的薄壁側(cè)墻所構(gòu)成。擋土墻由厚度不小于15cm(一般為15-30cm)的前墻和間距為2.5-3.5m的扶壁所組成。臺頂由豎直小墻和支于扶壁上的水平板構(gòu)成，以支承橋跨。側(cè)墻由兩個邊扶壁構(gòu)成。這種橋臺不僅可以減少圬工體積40-50，同時因自重輕而減小了對地基的壓力，故適用于軟弱地基的條件，但其構(gòu)造和施工比較復(fù)雜，并且鋼筋用量也較多。(2)設(shè)有支撐粱的輕型橋臺：這種橋臺的特點是：臺身為直立的薄壁墻，臺身兩側(cè)有翼墻(耳墻）。在兩橋臺下部設(shè)鋼筋混凝土支撐梁，上部結(jié)構(gòu)與橋臺通過錨栓連接，并借助兩端橋臺后的土壓力來保持穩(wěn)定。3）拱橋輕型橋臺(1)空腹式橋臺：適用于軟弱

60、地基而橋臺本身不高的空腹式拱橋。它由前墻、后墻、基礎(chǔ)板和撐墻等部分組成。前墻承受拱圈傳來的荷載，后墻支承臺后土壓力。在前后墻之間加設(shè)撐墻3-4道，在平面上形成日字形或目字形。撐墻是前后墻間的傳力構(gòu)件，又是后墻的扶壁和基礎(chǔ)板的加勁構(gòu)件。上下游的邊撐墻還起著擋土的作用。為了方便人員上下河岸，邊撐墻頂面可作成階梯形。(2)齒檻式橋臺；它由前墻、側(cè)墻、底板和撐墻幾部分組成。其結(jié)構(gòu)特點是：基底面積較大，可以支承一定的垂直壓力；底板下的齒檻可以增加摩擦和抗滑的穩(wěn)定性；臺背做成斜擋板，利用它背面的原狀土和前墻背面的新填土，共同平衡拱的水平推力；前墻與后墻板之間的撐墻可以提高結(jié)構(gòu)的剛度。齒檻的寬度和深度一般不