鐵路橋梁自學(xué)指導(dǎo)書

1、鐵路橋梁自學(xué)指導(dǎo)書（課堂教學(xué)24學(xué)時(shí)）編寫：盧文良使用教材：裘伯勇等，橋梁工程，中國(guó)鐵道出版社，2001參考書：范立礎(chǔ)，橋梁工程（上），人民交通出版社，2001顧安邦，橋梁工程（下），人民交通出版社，2001一、課程簡(jiǎn)介本課程為土木工程專業(yè)的一門專業(yè)課。橋梁工程集合了前續(xù)多門相關(guān)學(xué)科的知識(shí)，是基礎(chǔ)課和專業(yè)基礎(chǔ)理論課程在橋梁工程方向的具體應(yīng)用及具體的構(gòu)造體現(xiàn)。本課程主要講述橋梁工程的發(fā)展、橋梁的構(gòu)成、設(shè)計(jì)荷載、鋼筋混凝土及預(yù)應(yīng)力鋼筋混凝土簡(jiǎn)支梁，簡(jiǎn)支鋼梁，橋梁支座，以及橋梁墩、臺(tái)等方面的內(nèi)容。通過(guò)本課程的學(xué)習(xí)，能夠加深學(xué)生對(duì)專業(yè)的認(rèn)識(shí)。使學(xué)生通過(guò)學(xué)習(xí)能了解橋梁發(fā)展現(xiàn)狀，橋梁設(shè)計(jì)的基本過(guò)程和方法，

2、掌握橋梁的基本計(jì)算理論，初步具有設(shè)計(jì)常規(guī)橋梁的能力，為今后從事橋梁工程的設(shè)計(jì)和施工、管理等工作奠定基礎(chǔ)。二、課程教學(xué)內(nèi)容和學(xué)時(shí)分配 總論 （建議3.5學(xué)時(shí)）掌握橋梁組成及基本類型；了解橋梁工程的發(fā)展現(xiàn)狀；掌握橋梁設(shè)計(jì)的一般方法；掌握混凝土梁橋橋面構(gòu)造。第一章 設(shè)計(jì)荷載 （建議2.5學(xué)時(shí)）掌握設(shè)計(jì)荷載的類型；理解永久荷載、可變荷載以及偶然荷載的內(nèi)容；了解中活載的標(biāo)準(zhǔn)圖示；掌握荷載的規(guī)范規(guī)定及計(jì)算方法；掌握荷載組合的含義及方法。第二章 鋼筋混凝土簡(jiǎn)支梁（建議4.5學(xué)時(shí)）了解鋼筋混凝土簡(jiǎn)支梁的標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)；了解鋼筋混凝土簡(jiǎn)支梁的類型及特點(diǎn)；掌握鋼筋混凝土梁的鋼筋類型；理解鋼筋混凝土梁的鋼筋布置方法，并能

3、夠獨(dú)立識(shí)圖；掌握鋼筋混凝土梁的尺寸擬定原則及鐵路鋼筋混凝土簡(jiǎn)支梁的尺寸擬定；掌握鐵路橋梁橋面板的計(jì)算；了解公路橋梁橋面板計(jì)算內(nèi)容；理解荷載橫向分布的概念；掌握荷載橫向分布計(jì)算的杠桿原理法及其適用范圍；了解荷載橫向分布計(jì)算的偏心受壓法；掌握主梁計(jì)算內(nèi)容。第三章 預(yù)應(yīng)力鋼筋混凝土梁（建議3.5學(xué)時(shí)）了解先張、后張預(yù)應(yīng)力鋼筋混凝土簡(jiǎn)支梁的標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)；了解預(yù)應(yīng)力鋼筋混凝土簡(jiǎn)支梁的類型及特點(diǎn)；理解張拉錨固體系的類型及發(fā)展；掌握預(yù)應(yīng)力鋼筋混凝土梁的鋼筋類型；理解預(yù)應(yīng)力鋼筋混凝土梁的鋼筋布置方法，并能夠獨(dú)立識(shí)圖；掌握鐵路預(yù)應(yīng)力鋼筋混凝土梁的尺寸擬定規(guī)定；了解先張預(yù)應(yīng)力鋼筋混凝土簡(jiǎn)支梁的工作原理及施工工藝；了解

4、部分預(yù)應(yīng)力混凝土梁、預(yù)應(yīng)力混凝土槽形梁、整孔式預(yù)應(yīng)力混凝土簡(jiǎn)支梁、雙預(yù)應(yīng)力混凝土簡(jiǎn)支梁、橫向分塊式預(yù)應(yīng)力混凝土簡(jiǎn)支梁及預(yù)彎預(yù)應(yīng)力混凝土簡(jiǎn)支梁的特點(diǎn)；理解后張法預(yù)應(yīng)力鋼筋混凝土簡(jiǎn)支梁的極限狀態(tài)設(shè)計(jì)方法；掌握后張法預(yù)應(yīng)力鋼筋混凝土簡(jiǎn)支梁縱向預(yù)應(yīng)力筋及箍筋布置；理解錨下應(yīng)力分析及配筋；了解預(yù)應(yīng)力混凝土簡(jiǎn)支梁的制造與架設(shè)方法。第四章 簡(jiǎn)支鋼梁（建議2.5學(xué)時(shí)）掌握簡(jiǎn)支鋼桁梁橋的組成及各組成部分的功能。理解主桁桿件內(nèi)力計(jì)算。了解我國(guó)鋼桁梁的標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)圖式。理解荷載作用下結(jié)構(gòu)的實(shí)際狀態(tài)及傳統(tǒng)靜力分析的基本假定。了解鋼桁梁橋各組成部分之間的共同作用問(wèn)題。理解標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)鋼板梁的基本構(gòu)造及構(gòu)造原理。了解簡(jiǎn)支結(jié)合梁。

5、第五章 橋梁支座（建議1.5學(xué)時(shí)）理解橋梁支座的作用；掌握橋梁支座的分類；掌握橋梁支座的布置原則；了解板式橡膠支座的構(gòu)造；理解板式橡膠支座的工作機(jī)理；了解板式橡膠支座的計(jì)算內(nèi)容；理解盆式橡膠支座的構(gòu)造；了解盆式橡膠支座的計(jì)算內(nèi)容；理解鋼支座的類型及特點(diǎn)。第六章 梁橋橋墩（建議4學(xué)時(shí)）了解橋墩的作用及類型；掌握重力式實(shí)體橋墩的類型及其適用條件；理解空心橋墩的構(gòu)造特點(diǎn)及適用條件；理解柱式橋墩的種類及適用條件；了解輕型橋墩的種類及適用條件；了解拼裝式橋墩的特點(diǎn)；掌握重力式實(shí)體橋墩的尺寸擬定；理解空心橋墩尺寸擬定；了解輕型橋墩的尺寸擬定；了解拼裝式橋墩的構(gòu)成；理解橋墩計(jì)算的荷載種類；掌握實(shí)體橋墩計(jì)算的

6、墩身、基礎(chǔ)檢算項(xiàng)目。第七章 梁橋橋臺(tái)（建議2學(xué)時(shí)）了解橋臺(tái)的作用及類型；了解橋臺(tái)的組成；掌握重力式橋臺(tái)的類型及其適用條件；理解輕型橋臺(tái)的特點(diǎn)及適用條件；了解重力式橋臺(tái)、輕型橋臺(tái)的尺寸擬定；理解橋臺(tái)計(jì)算的荷載種類；掌握橋臺(tái)計(jì)算的最不利荷載布置。三 重點(diǎn)難點(diǎn)提示總 論橋梁的作用及組成1、橋梁的主要組成部分：橋跨、橋墩、橋臺(tái)及橋頭錐體等。2、基本概念： = 1 * GB3 上部結(jié)構(gòu) = 2 * GB3 下部結(jié)構(gòu) = 3 * GB3 低水位 = 4 * GB3 高水位 = 5 * GB3 設(shè)計(jì)水位橋梁的基本類型 1、按受力情況分，橋梁的類型：梁橋、拱橋、剛架橋、懸索橋、組合體系橋。 2、按受力情況劃分

7、的各類橋梁結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)和適用范圍。 3、橋長(zhǎng)分類 4、橋長(zhǎng)：公、鐵路規(guī)范不統(tǒng)一。對(duì)于梁橋，鐵路橋長(zhǎng)系指橋臺(tái)擋碴前墻之間的長(zhǎng)度，公路橋長(zhǎng)系指兩橋臺(tái)側(cè)墻或八字墻尾端間的距離。橋梁發(fā)展概況1、中國(guó)古代三大名橋：河北趙縣趙州橋、福建泉州萬(wàn)安橋、廣東潮州湘子橋2、建國(guó)后，中國(guó)拱橋、預(yù)應(yīng)力混凝土橋、鋼桁橋中的著名橋梁3、國(guó)內(nèi)外著名的斜拉橋、懸索橋：橋梁設(shè)計(jì)的內(nèi)容選擇橋位；確定橋梁長(zhǎng)度和橋面標(biāo)高；選擇橋式；對(duì)橋跨、墩臺(tái)、基礎(chǔ)等進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，并進(jìn)行各項(xiàng)檢驗(yàn)。橋梁凈空橋梁凈空包括橋面凈空和橋下凈空。橋面凈空是保證車輛、行人安全通過(guò)橋梁所需要的橋梁凈空界限。橋下凈空包括立交橋下凈空和跨河橋下凈空。第一章 設(shè)計(jì)荷載1

8、、鐵路橋規(guī)荷載分三大類：主力、附加力、特殊荷載2、各類荷載的性質(zhì)、作用和計(jì)算方法3、荷載組合 橋梁設(shè)計(jì)中，應(yīng)對(duì)每一項(xiàng)要求選取導(dǎo)致結(jié)構(gòu)出現(xiàn)最不利情況的荷載進(jìn)行檢算。第二章 鋼筋混凝土簡(jiǎn)支梁（鋼筋混凝土鐵路簡(jiǎn)支梁構(gòu)造1、整孔式梁和分片式梁 2、道碴槽寬及各部分尺寸 3、橋面構(gòu)造、梁縫、防水等 4、主梁截面形式：T形、形、矩形標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)簡(jiǎn)介及構(gòu)造實(shí)例1、標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)跨度及相應(yīng)截面形式2、混凝土梁常用材料3、擋碴墻斷縫的設(shè)置、橫隔板、梁內(nèi)各類受力和構(gòu)造鋼筋鋼筋混凝土鐵路簡(jiǎn)支梁設(shè)計(jì)與計(jì)算1主梁高度 在普通高度的鋼筋混凝土梁設(shè)計(jì)中，梁高與跨度之比，約為；低高度的鋼筋混凝土梁則約為。2梁肋厚度梁肋厚度決定于梁內(nèi)最

9、大主拉應(yīng)力和主筋布置的要求。3梁肋間距4、道碴槽板尺寸5道碴槽板的計(jì)算計(jì)算圖式與荷載，注意沖擊系數(shù)的計(jì)算6主梁的計(jì)算內(nèi)力計(jì)算：利用各截面彎距、剪力影響線圖計(jì)算、注意最大剪力的計(jì)算中，正負(fù)區(qū)段不能同時(shí)加載。7鋼筋布置和應(yīng)力檢算：計(jì)算方法同結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理中的內(nèi)容。鋼筋混凝土公路簡(jiǎn)支梁構(gòu)造特點(diǎn)1、主梁截面形式 2、塊件聯(lián)結(jié)型式 3、路面類型4行車道板的計(jì)算 概念：?jiǎn)蜗虬?、雙向板 掌握單向板的計(jì)算方法，重點(diǎn)是理解板的有效分布寬度。5主梁計(jì)算 橫向分布系數(shù)的概念； 橫向分布系數(shù)計(jì)算方法有哪幾種； 各類橫向分布系數(shù)的適用情況。第三章 預(yù)應(yīng)力鋼筋混凝土梁后張法預(yù)應(yīng)力混凝土簡(jiǎn)支梁的構(gòu)造1標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)簡(jiǎn)介及構(gòu)造示例早

10、期為拉錨體系，現(xiàn)在基本為拉絲體系。2預(yù)應(yīng)力混凝土梁構(gòu)造要點(diǎn)為：力筋類型、強(qiáng)度、力筋線形、錨具在梁端分布、腹板端部變厚及錨下螺旋筋等。3制造工藝 1、梁體混凝土，和易性、振搗和密實(shí)。 2、穿束、張拉應(yīng)遵守規(guī)程。 3、壓漿與封端 = 1 * GB3 壓漿目的是保護(hù)鋼絲束，注意水泥漿的水灰比和壓漿壓力。 = 2 * GB3 封端是為了保護(hù)錨頭。先張法預(yù)應(yīng)力混凝土簡(jiǎn)支梁的構(gòu)造 1、先張法的優(yōu)點(diǎn)與適用范圍：先張法適用工廠中制造，兩端不設(shè)錨頭，不計(jì)錨頭變形、鋼束回縮和錨口摩阻等損失，尤其適用于小跨度。 2、理解先張法力筋的“絕緣”的目的和做法。 3、先張法力筋多為直線配筋，力筋不能彎起分擔(dān)剪力，腹板厚度在

11、支點(diǎn)附近要適當(dāng)加厚。4制造工藝臺(tái)座， 張拉 ，混凝土灌注 ，力筋放松整孔無(wú)碴無(wú)枕預(yù)應(yīng)力混凝土梁1、構(gòu)造特點(diǎn)：建筑高度低、自重輕、軌面標(biāo)高不易調(diào)整。 2、計(jì)算特點(diǎn)：除抗彎、抗剪外，還要進(jìn)行抗扭計(jì)算。串聯(lián)式預(yù)應(yīng)力混凝土梁 1、構(gòu)造特點(diǎn)：梁體分段、工廠預(yù)制、現(xiàn)場(chǎng)拼接就位、張拉力筋而成整體梁。 2、串聯(lián)梁的接縫：膠接縫對(duì)梁體極限強(qiáng)度無(wú)甚影響，對(duì)抗裂性能略有下降。預(yù)應(yīng)力混凝土槽形梁 構(gòu)造特點(diǎn)：下承式結(jié)構(gòu)、建筑高度低、三向施加預(yù)應(yīng)力部分預(yù)應(yīng)力混凝土簡(jiǎn)支梁 1、“部分預(yù)應(yīng)力混凝土”的含義 2、部分預(yù)應(yīng)力混凝土梁的優(yōu)點(diǎn)：減少徐變上拱度，減少錨下裂紋和沿梁縱向裂紋。 后張法預(yù)應(yīng)力混凝土簡(jiǎn)支梁設(shè)計(jì)與計(jì)算1結(jié)構(gòu)尺寸

12、的擬定2掌握常用高跨比3結(jié)構(gòu)強(qiáng)度計(jì)算、正截面抗裂性計(jì)算、彈性階段應(yīng)力計(jì)算計(jì)算方法：同結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理所介紹。橋規(guī)關(guān)于腹板尺寸、力筋布置等的規(guī)定。4、預(yù)應(yīng)力鋼筋縱向布置原則 預(yù)應(yīng)力布置原則：從抗彎強(qiáng)度出發(fā)，力求力筋有最大偏心；從預(yù)加力時(shí)的混凝土應(yīng)力來(lái)講，偏心不能太大；從運(yùn)營(yíng)階段混凝土來(lái)講，偏心不能太小；據(jù)此，可確定力筋布置的“束界”。5、箍筋的計(jì)算 理解橋規(guī)的規(guī)定。6、錨下局部應(yīng)力 了解錨下局部應(yīng)力圖，掌握提高錨下局部承壓強(qiáng)度及抗裂性的措施。第四章 簡(jiǎn)支鋼梁鋼橋的特點(diǎn)和應(yīng)用范圍鋼橋的優(yōu)缺點(diǎn)鋼橋的類型按受力體系分：簡(jiǎn)支梁、連續(xù)梁、懸臂梁、剛架、系桿拱、 懸索橋、斜拉橋按構(gòu)造劃分：板式結(jié)構(gòu)、箱式結(jié)構(gòu)、桁

13、式結(jié)構(gòu)、板桁混合結(jié) 構(gòu)、鋼混結(jié)合結(jié)構(gòu)按連接方式分有：鉚接、螺栓連接、焊接、鉚焊、栓焊按線路位置分：下承式、上承式按承重性質(zhì)劃分有：鐵路橋、公路橋、公路鐵路兩用橋鋼橋所用鋼材 3號(hào)鋼、16q、16Mnq、15MnVN、耐候鋼連接方法鋼板與型鋼三種連接方式鋼橋連接方法：鉚接、螺栓連接、焊接、高強(qiáng)螺栓鋼橋連接方法的選擇和適用情況 鋼桁梁的組成部分 下承式鋼桁梁的組成：橋面、橋面系、主桁、聯(lián)結(jié)系、制動(dòng)撐架、支座。橋面 橋面有明橋面和道碴橋面兩種。是供列車和行人走行的部分。 明橋面的組成：鋼軌、護(hù)軌、橋枕、護(hù)木、防爬角鋼、枕間板、人行道等。橋面系橋面系包括：縱梁、橫梁和縱梁間的聯(lián)結(jié)系。下承式橋和上承式橋

14、橋面系的位置主桁架作用：承受豎向荷載，將荷載通過(guò)支座傳給墩臺(tái)。組成：上弦桿、下弦桿、腹桿聯(lián)結(jié)系 1、作用：與主桁架一起，使橋跨結(jié)構(gòu)成為幾何圖形穩(wěn)定的空間結(jié)構(gòu)，能承受各種橫向荷載。2、縱向聯(lián)結(jié)系3、橫向聯(lián)結(jié)系制動(dòng)撐架 設(shè)置制動(dòng)撐架的目的：避免制動(dòng)力作用在橫梁上，使作用在縱梁上的制動(dòng)力通過(guò)制動(dòng)撐架傳至主桁，再由主桁傳至支座。支座 支座的3個(gè)作用。鋼桁梁的靜力分析方法鋼桁梁的實(shí)際工作狀況-剛性節(jié)點(diǎn)的空間結(jié)構(gòu)是高次靜不定靜結(jié)構(gòu)計(jì)算圖式的假定-鉸接平面結(jié)構(gòu)：將鋼桁梁劃分為若干個(gè)平面結(jié)構(gòu)，每個(gè)平面只承受作用于該平面內(nèi)荷載的影響。主應(yīng)力與次應(yīng)力 概念：主應(yīng)力、次應(yīng)力 主桁架1主桁架的幾何圖式類型：三角形、斜

15、桿形、K形、雙重腹桿形 2、選擇主桁圖式的原則：經(jīng)濟(jì)、構(gòu)造簡(jiǎn)單、有利于標(biāo)準(zhǔn)化、便于制造安裝。3主桁架的主要尺寸主桁高度 節(jié)間長(zhǎng)度 斜桿傾角 主桁中心距 從經(jīng)濟(jì)、制造及結(jié)構(gòu)安全方面理解主桁高度、節(jié)間長(zhǎng)度、斜桿傾角及主桁中心距等主要尺寸擬定時(shí)的影響因素。鋼板梁橋鋼板梁分為上承式鋼板梁和下承式鋼板梁；上承式鋼板梁的構(gòu)造特點(diǎn)；下承式鋼板梁的構(gòu)造特點(diǎn)。結(jié)合梁橋1、結(jié)合梁：將鋼筋混凝土公路橋面板或鐵路道碴槽板與鋼梁結(jié)合成一體以共同受力的梁，稱為結(jié)合梁。2、結(jié)合梁的建造3、結(jié)合梁的兩階段計(jì)算：掌握與兩階段相對(duì)應(yīng)的荷載及承載的截面。第一階段鋼梁承受鋼梁自重、橋面板、模板等。第二階段為結(jié)合梁整個(gè)截面承受二期恒載

16、及列車活載。4、剪力器的作用。5、剪力器種類：剛性剪力器、柔性剪力器第五章 橋梁支座支座的作用： = 1 * GB3 將橋跨結(jié)構(gòu)的支承反力傳遞給墩臺(tái)； = 2 * GB3 保證橋跨結(jié)構(gòu)在荷載作用和溫度變化的影響下，具有設(shè)計(jì)所要求的靜力條件； = 3 * GB3 保證橋跨結(jié)構(gòu)在墩臺(tái)上的位置充分固定，不致滑落。支座布置原則 原則的核心使墩臺(tái)圬工、橋跨結(jié)構(gòu)受力合理，橋跨下弦受壓。橋規(guī)對(duì)固定支座的布置要求： = 1 * GB3 坡道上，設(shè)在較低一端； = 2 * GB3 車站附近，設(shè)在靠車站一端； = 3 * GB3 區(qū)間平道，設(shè)在重車前端。鋼支座的類型類型：平板支座、弧形支座、搖軸支座、輥軸支座平板

17、支座：只適用于極小跨度的梁弧形支座：只適用于跨度不大的梁搖軸支座：跨度20米的梁輥軸支座：適用于各種大跨度梁鋼支座的構(gòu)造舉例 注意如何確保支座位置，如何從構(gòu)造上實(shí)現(xiàn)各種位移。橡膠支座 1、掌握板式橡膠支座的工作原理，即如何實(shí)現(xiàn)各種位移。 2、橡膠的主要物理、化學(xué)特性 3、橡膠支座的構(gòu)造 主要了解尺寸限制、加勁層等。 4、橡膠支座的檢算內(nèi)容 5、盆式橡膠支座的組成及工作原理第六章 梁橋橋墩重力式橋墩的形式鐵路常用形式：矩形橋墩、圓端形橋墩、圓形橋墩公路梁橋中還有柱式橋墩：?jiǎn)沃?、雙柱式、啞鈴式、混合雙柱式橋墩構(gòu)造 1、頂帽：直接承受橋跨結(jié)構(gòu)。理解橋規(guī)一些規(guī)定，如厚度不應(yīng)小于40cm，支承墊石邊緣

18、至頂帽邊緣距離的規(guī)定，曲線上橋梁頂帽的與直線上的不同。 掌握預(yù)偏心的設(shè)置目的和方法。 掌握橋墩左右不等跨時(shí)，頂帽的處理方法。 2、了解托盤和墩身的構(gòu)造要點(diǎn) 3、基礎(chǔ) 理解如何確定明挖擴(kuò)大基礎(chǔ)基底埋置深度？ 理解擴(kuò)大基礎(chǔ)尺寸確定中的剛性角規(guī)定。重力式實(shí)體橋墩設(shè)計(jì)與計(jì)算1設(shè)計(jì)內(nèi)容： = 1 * GB3 正確選擇橋墩類型； = 2 * GB3 決定基礎(chǔ)類型和埋置深度； = 3 * GB3 確定建筑材料； = 4 * GB3 擬定橋墩各部分尺寸； = 5 * GB3 進(jìn)行力學(xué)檢算，保證具有足夠的強(qiáng)度、抗裂性、穩(wěn)定性和必要的剛度。2、設(shè)計(jì)依據(jù)：橋址的地形、地質(zhì)、水文、氣象、當(dāng)?shù)氐牟牧瞎?yīng)3荷載計(jì)算：（1）主力 恒載、活載 離心力：可取相應(yīng)活載所產(chǎn)生的支座反力乘以離心率。 注意浮力在檢算不同項(xiàng)目時(shí)的計(jì)算差異。 （2）附加力 重點(diǎn)理解制動(dòng)力或牽引力：如何取值、作用點(diǎn)位置 （3）特殊荷載：撞擊力、地震力橋墩檢算1墩身截面檢算項(xiàng)目： = 1 * GB3 各截面上的合力偏心距； = 2 * GB3 墩身整體縱向穩(wěn)定； = 3 * GB3 各截面上的壓應(yīng)力； = 4 * GB3 墩頂?shù)膹椥运轿灰啤?2、基礎(chǔ)檢