橋梁工程教學(xué)課件

1、橋梁工程內(nèi) 容橋梁的分類橋梁工程的總體規(guī)劃和設(shè)計(jì)要點(diǎn)橋梁的結(jié)構(gòu)形式橋墩、橋臺(tái)和橋梁基礎(chǔ)橋梁技術(shù)的發(fā)展方向世界最高的橋沿溪溝大橋位于黔江區(qū)水田鄉(xiāng)農(nóng)橋村與正陽(yáng)鎮(zhèn)之間，分左右兩幅，單幅全長(zhǎng)560米，其中主橋長(zhǎng)310米，主跨150米，橋面與谷底垂直高度為280米。結(jié)構(gòu)：預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)箱梁 世界第二高橋法國(guó)米約大橋世界第三高橋重慶干溪溝一號(hào)橋 高263米世界最長(zhǎng)跨海大橋杭州灣大橋世界最長(zhǎng)跨海大橋最長(zhǎng)：全長(zhǎng)36公里 國(guó)內(nèi)第一次明確提出了設(shè)計(jì)使用壽命大于等于100年的耐久性要求。 鋼管樁的最大直徑1.6米，單樁最大長(zhǎng)度89米，最大重量74噸，開(kāi)創(chuàng)了國(guó)內(nèi)外大直徑超長(zhǎng)整樁螺旋橋梁鋼管樁之最。 開(kāi)創(chuàng)性地提出并實(shí)

2、施了“二次張拉技術(shù)”，徹底解決了大型砼箱梁早期開(kāi)裂的工程難題 世界最長(zhǎng)跨海大橋50米箱梁“梁上運(yùn)架設(shè)”技術(shù)，架設(shè)運(yùn)輸重量從900噸提高到1430噸，刷新了目前世界上同類技術(shù)、同類地形地貌橋梁建設(shè)“梁上運(yùn)架設(shè)”的新紀(jì)錄 開(kāi)創(chuàng)性地采用有控制放氣的安全施工工藝，其施工工藝為世界同類似地理?xiàng)l件之首。 世界最長(zhǎng)跨海大橋橋梁的分類使用性質(zhì)：公路橋、鐵路橋、公鐵兩用橋、人行橋、機(jī)耕橋、過(guò)水橋海倉(cāng)大橋（公路橋）鐵路橋（中國(guó)蘭新鐵路）蕪湖長(zhǎng)江橋我國(guó)跨度最大的公鐵兩用橋渡槽橋（過(guò)水橋） 跨徑大小和多跨總長(zhǎng)分：特殊大橋L500m，l100m； 大橋100mL500m，40ml100m ； 中橋30mL100m，20

3、ml40m； 小橋8mL30m，5ml20m； 涵洞L8m，l5m。根據(jù)公路工程技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)（JTJ00197）規(guī)定行車位置：上承式橋、中承式橋、下承式橋。上承式橋梁位于湖南省洞口縣淘金村中承式橋梁舊金山的金門大橋（golden gate bridge）下承式橋梁承載構(gòu)件受力情況：梁橋、板橋、拱橋、鋼結(jié)構(gòu)橋、吊橋、組合體系橋（斜拉橋、懸索橋）。梁橋該橋（漢江橋）位于陜西紫陽(yáng)縣，主跨為4525045米預(yù)應(yīng)力混凝土形簡(jiǎn)支梁，邊跨為430米預(yù)應(yīng)力混凝土形簡(jiǎn)支梁，全橋390米，薄壁空心墩高58米，于1987年建成。該橋（龍腦橋）位于四川省瀘州，建于明代洪武年間(公元年）。橋高米、長(zhǎng)米，寬1.9米，共孔，由

4、塊長(zhǎng)3.6米的青石板組成。中間個(gè)橋墩上分別雕有龍、象和麒麟的頭像，石雕藝術(shù)精湛，造型別致，布局奇特。因石雕中有個(gè)龍頭故名龍腦橋。 板 橋龍頭紹興纖道橋?yàn)槭迨战M成的梁式長(zhǎng)橋，其主要作用為纖夫拉纖用，此外也可用于風(fēng)浪大時(shí)船只的避風(fēng)。清同治年間（1862-1874年）重修。 全長(zhǎng)386.2米，115跨，每跨凈2米，橋面用三塊條石拼成，寬1.5米，橋墩用條石干砌。該橋?yàn)槿珖?guó)重點(diǎn)文物保護(hù)單位。拱橋該橋位于云南省昆明市至玉溪公路75.3公里處的玉溪新街坡。單孔跨徑3.55米，斜石拱橋，采用條米厚的拱肋錯(cuò)位疊砌而成。1m厚的石拱肋鋼結(jié)構(gòu)橋雁蕩方洞的吊橋組合體系橋懸索橋明石海峽大橋98年建，長(zhǎng)度3910m

5、，墩距1990m斜拉橋 米約大橋（世界上第二高的橋梁，全長(zhǎng)達(dá)246公里，但只用7個(gè)橋墩支撐，其中2、3號(hào)橋墩分別高達(dá)245米和220米，是世界上最高的兩個(gè)橋墩。如果算上橋墩上方用于支撐斜拉索的橋塔，最高的一個(gè)橋墩則達(dá)到343米，超過(guò)法國(guó)巴黎著名的埃菲爾鐵塔23米。 ）使用年限：永久性橋、半永久性橋、臨時(shí)橋。材料：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)力橋、鋼橋。該橋在日本。木材容易腐爛，歷史上保存至今的木橋極少。日本保存的5孔錦帶木拱橋，跨度27.5m，始建于1673年，其圖樣來(lái)自中國(guó)。 木橋揚(yáng)州瘦西湖五亭橋，又名蓮花橋。該橋?yàn)橹袊?guó)古典園林中亦常見(jiàn)石拱橋，即起交通引路作用，

6、更與園林景色有機(jī)結(jié)合。 石 橋 飛云江橋位于浙江省瑞安縣、跨飛云江。是中國(guó)最大跨度的預(yù)應(yīng)力混凝土簡(jiǎn)支梁橋。橋全長(zhǎng)，分跨為(），最大跨度，梁高，高跨比；混凝土標(biāo)號(hào)；橋面寬預(yù)應(yīng)力橋梁鋼橋南京長(zhǎng)江大橋內(nèi) 容橋梁的分類橋梁工程的總體規(guī)劃和設(shè)計(jì)要點(diǎn)橋梁的結(jié)構(gòu)形式橋墩、橋臺(tái)和橋梁基礎(chǔ)橋梁技術(shù)的發(fā)展方向總體規(guī)劃的基本內(nèi)容：橋位選定；橋梁總跨徑及分孔方案的確定；橋型選定；橋梁的縱橫斷面布置等?？傮w規(guī)劃的原則：根據(jù)使用任務(wù)、性質(zhì)和將來(lái)發(fā)展的需要，全面貫徹安全、經(jīng)濟(jì)、適用和美觀的方針?？紤]重點(diǎn)：使用上的要求；經(jīng)濟(jì)上的要求；結(jié)構(gòu)上的要求；美觀上的要求。設(shè)計(jì)要點(diǎn)：橋位選定；橋梁總跨徑及分孔數(shù)；橋梁的縱橫斷面布置；公路

7、橋型的選擇。內(nèi) 容橋梁的分類橋梁工程的總體規(guī)劃和設(shè)計(jì)要點(diǎn)橋梁的結(jié)構(gòu)形式橋墩、橋臺(tái)和橋梁基礎(chǔ)橋梁技術(shù)的發(fā)展方向上部結(jié)構(gòu)通過(guò)支座與墩臺(tái)連接上部結(jié)構(gòu)橋梁的結(jié)構(gòu)形式梁式橋梁式橋的組成概念：在豎向移動(dòng)式荷載作用下無(wú)水平反力的結(jié)構(gòu)體系。類型：簡(jiǎn)支梁式、連續(xù)梁式、懸臂梁式受力特點(diǎn)：梁作為受彎構(gòu)件由梁跨兩端支座（橋墩或橋臺(tái)）支撐著。連續(xù)桁架梁橋。支承在三個(gè)支點(diǎn)以上的橋梁。簡(jiǎn)支梁橋伸臂梁橋錨梁懸臂掛梁截面結(jié)構(gòu)形式實(shí)心板梁箱型梁短肋板梁空心板梁支座連接梁式橋施工特點(diǎn)123引橋橋墩完成引橋主梁吊裝拱式橋概念：拱橋的主要承重結(jié)構(gòu)是拱圈，在橋面豎向移動(dòng)荷載作用下橋墩或橋臺(tái)要承受水平推力。 arch ring 泛指拱橋、

8、門窗等建筑物上筑成弧形的結(jié)構(gòu)部分。主要承受軸向壓力。spandrel structure 拱上建筑（拱上結(jié)構(gòu)）包括橋面系和向主拱圈傳遞荷載的構(gòu)件或填充物。分為空腹式、實(shí)腹式?？崭故焦皹?qū)嵏故焦皹蚺c梁式橋的區(qū)別拱式橋組成 上承式拱橋：橋面布置在主要承重構(gòu)件之上。 下承式拱橋：橋面布置在承重結(jié)構(gòu)之下。 中承式拱橋：橋面在橋跨結(jié)構(gòu)的高度中間吊桿立柱吊桿立柱系桿廣州丫譬沙珠江大橋（世界最大鋼管混凝土拱橋，跨度360m）中承式系桿拱橋重慶萬(wàn)縣（萬(wàn)州）長(zhǎng)江大橋(世界最大鋼筋混凝土箱拱橋，跨度420m) 上承式拱橋悉尼鋼桁架組合式拱橋（主跨503m，同類橋中我國(guó)的盧浦大橋主跨550m居世界第一）美國(guó)新河谷橋

9、主拱圈為鋼桁架，跨度518.2m，居世界鋼桁架拱橋第一位；該橋所用鋼材為耐侯鋼，無(wú)需養(yǎng)護(hù)烏巢大橋該橋位于湖南，建于1990年。拱圈由兩條分離式矩形石肋和8條鋼筋混凝土橫系梁組成。外形與梁式橋相似，但是上部結(jié)構(gòu)與下方支腳部分是完全剛結(jié)在一起的。剛架橋橋墩與橋跨剛性連接橋墩與橋跨通過(guò)支座連接在豎向移動(dòng)荷載作用下，梁部主要受彎，柱腳處有水平推力。受力特點(diǎn)：受力狀態(tài)介于梁式橋和拱橋之間。連續(xù)剛架橋，有較好的抗震性能。斜腿剛架橋。造型輕巧美觀。T形剛架橋，便于施加預(yù)應(yīng)力，加掛梁后，跨度很大。T形剛架橋（剛構(gòu)橋）掛梁連續(xù)剛架橋斜腿剛架橋廣東虎門珠江輔航道橋該橋建于1997年。主跨270m，屬于連續(xù)剛構(gòu)橋。

10、主跨跨徑世界第一。湖北黃石長(zhǎng)江大橋該橋是特大公路橋，建于1996年。橋全長(zhǎng)2580m,雙向四車道。廣西桂林漓江橋 該橋是一座建于風(fēng)景區(qū)的預(yù)應(yīng)力混凝土V形墩剛構(gòu)橋。主跨和分孔為67.5m95m67.5m,主孔懸臂長(zhǎng)27.5m，掛梁長(zhǎng)40m，斜腿傾角45，長(zhǎng)12m。整座橋型線條流暢，輕巧別致，橋景相融。梁通過(guò)斜拉索拉在塔上，形成斜拉橋。受力特點(diǎn)：梁索塔基礎(chǔ)斜拉橋輻射形豎琴形扇形斜拉橋的索型輻射形索型豎琴形索型來(lái)賓紅水河，位于廣西紅水河，是我國(guó)修建的第一座預(yù)應(yīng)力混凝土鐵路斜拉橋。全長(zhǎng)398，主跨489648(），索型采用雙塔豎琴型。扇形索型型式多種多樣獨(dú)柱世界上最高的橋梁米約大橋（墩343m，橋高2

11、70m）武漢長(zhǎng)江三橋（白沙洲大橋主跨618m）A型倒Y型法國(guó)諾曼底橋（跨徑856m)日本多多羅橋（跨徑890m）倒Y型鋼塔塔高220m，其形狀猶如倒Y形銅陵長(zhǎng)江大橋（主跨432m）H型施工特點(diǎn)1、主塔施工2、主梁施工3、合攏4、竣工.概念是一種古老橋型。早期制索材料為藤條、竹子、皮革、鐵鏈等。至今我國(guó)四川灌縣安瀾竹索橋仍保持著原始的風(fēng)貌。建于公元1705年的四川大渡河的瀘定鐵索橋，主跨達(dá)103m，很可能是當(dāng)時(shí)世界跨度最大的懸索橋。該橋已屬于第一批國(guó)家保護(hù)的重要文物。懸索橋現(xiàn)代懸索橋組成：主纜、塔架、加勁梁和錨碇。荷載傳遞：橋面吊索主纜基礎(chǔ)優(yōu)點(diǎn) 能充分發(fā)揮鋼纜材料優(yōu)越的抗拉性能。因此結(jié)構(gòu)自重輕，

12、可以獲得比斜拉橋更大的跨徑；成卷鋼纜便于運(yùn)輸，也便于無(wú)支架懸吊拼裝，適合在大江、湖海或跨越深溝、深谷時(shí)采用。懸索橋邊跨與主跨之比一般為0.30.4，最小可達(dá)0.21。懸索橋受力示意大貝爾特東橋錨碇施工主纜施工施工特點(diǎn)1、主塔施工2、主纜 施工3、橋面施工4、竣工日本明石海峽大橋（世界最大跨度1991m）主塔塔頂高度297.3m大橋主纜、加勁梁施工大橋的加勁鋼箱梁用了鋼材90000噸。這是架設(shè)鋼箱梁的情況江陰長(zhǎng)江大橋（1999我國(guó)最大，世界第四，主跨1385m） 主塔高度193m 主纜采用兩根各兩萬(wàn)多根直徑5.35mm的鍍鋅鋼絲組成，重17000噸，主纜直徑90cm香港青馬大橋 現(xiàn)今世界上最長(zhǎng)一

13、條能兼容鐵路和行車路的吊橋，其主跨長(zhǎng)度比美國(guó)三藩市的金門橋還要長(zhǎng)。青馬大橋連接青衣和馬灣島嶼，大橋橋塔和主纜宏偉壯觀，橫跨馬灣海峽，氣勢(shì)如虹。主纜本身由數(shù)以千計(jì)的鋼線組成，其長(zhǎng)16萬(wàn)公里，足以環(huán)繞地球四次。主跨1377m主塔施工情況主塔高度206m大橋主纜施工大橋安裝鋼箱梁的情況大橋剛建成情況，橋面具有6個(gè)車道內(nèi) 容橋梁的分類橋梁工程的總體規(guī)劃和設(shè)計(jì)要點(diǎn)橋梁的結(jié)構(gòu)形式橋墩、橋臺(tái)和橋梁基礎(chǔ)橋梁技術(shù)的發(fā)展方向橋墩：在橋的中間，支承橋的左右兩跨通過(guò)支座傳來(lái)的豎直力和水平力。橋墩類型：實(shí)體式、空心式和樁或柱式橋墩。橋墩示意重力式單柱式雙柱式Y(jié)形橋臺(tái)：兩端橋頭的支承結(jié)構(gòu)物，它是連接兩岸道路的路橋銜接構(gòu)造

14、物。受力：承受支座傳遞來(lái)的豎直力和水平力，臺(tái)后填土及填土上荷載產(chǎn)生的側(cè)向土壓力。形式：實(shí)體式橋臺(tái)和埋置式橋臺(tái)等。埋置式橋臺(tái)基礎(chǔ)：承擔(dān)著橋墩、橋跨結(jié)構(gòu)的全部重量以及橋上可變荷載。一般修建于流水中，比房屋基礎(chǔ)的規(guī)模大，問(wèn)題多，施工條件困難。內(nèi) 容橋梁的分類橋梁工程的總體規(guī)劃和設(shè)計(jì)要點(diǎn)橋梁的結(jié)構(gòu)形式橋墩、橋臺(tái)和橋梁基礎(chǔ)橋梁技術(shù)的發(fā)展方向橋梁技術(shù)的發(fā)展方向大跨度橋梁向更長(zhǎng)、更大、更柔的方向發(fā)展新材料的開(kāi)發(fā)和應(yīng)用設(shè)計(jì)階段采用高度發(fā)展的計(jì)算機(jī)輔助手段大型深水基礎(chǔ)工程橋梁的安全性重視橋梁美學(xué)及環(huán)境保護(hù)總體規(guī)劃與設(shè)計(jì)要點(diǎn) 橋梁總體規(guī)劃的任務(wù)和重點(diǎn)：橋梁工程是一項(xiàng)復(fù)雜的建設(shè)工程，它的規(guī)劃所涉及的因素很多。我國(guó)現(xiàn)

15、今一般采用兩階段設(shè)計(jì)。 初步設(shè)計(jì)階段著重解決橋梁總體規(guī)劃問(wèn)題初步擬定橋梁結(jié)構(gòu)的主要尺寸估算工程數(shù)量、主要材料用量和全橋造價(jià)的概算指標(biāo) 施工圖階段 完成施工詳圖完成施工組織設(shè)計(jì) 完成施工預(yù)算橋梁總體規(guī)劃的基本內(nèi)容橋梁總體規(guī)劃的原則是：根據(jù)其使用任務(wù)、性質(zhì)和將來(lái)發(fā)展的需要，全面貫徹安全、經(jīng)濟(jì)、適用和美觀的方針。一般地需考慮下述各項(xiàng)要求：1使用上的要求：橋上的行車道和人行道應(yīng)保證車輛和行人安全暢通，滿足將來(lái)交通發(fā)展的需要。橋型、跨度大小和橋下凈空還應(yīng)滿足泄洪，安全通航和通車的要求。2經(jīng)濟(jì)上的要求：橋梁的建造應(yīng)體現(xiàn)經(jīng)濟(jì)合理。橋梁方案的選擇要充分考慮因地制宜和當(dāng)?shù)厝〔囊约笆┕に降任镔|(zhì)條件，力求在滿足功

16、能要求的基礎(chǔ)上，使總造價(jià)和材料等消耗量最少，工期最短，提早投入使用。3結(jié)構(gòu)上的要求：整個(gè)橋梁結(jié)構(gòu)及其部件，在制造、運(yùn)輸、安裝和使用過(guò)程中應(yīng)具有足夠的強(qiáng)度、剛度、穩(wěn)定性和耐久性。4美觀上的要求：橋梁應(yīng)具有優(yōu)美的外形，應(yīng)與周圍環(huán)境與景色協(xié)調(diào)。 橋梁總體規(guī)劃的基本內(nèi)容包括橋位選定 橋梁總跨徑及分孔方案的確定 選定橋型 決定橋梁的縱、橫斷面布置等 橋梁設(shè)計(jì)前資料準(zhǔn)備工作 調(diào)查橋梁的使用任務(wù)測(cè)量橋位附近的地形，制成地形圖調(diào)查和測(cè)量河流的水文情況探測(cè)橋位的地質(zhì)情況調(diào)查當(dāng)?shù)厥┕挝坏募夹g(shù)水平、施工機(jī)械等裝備情況以及施工現(xiàn)場(chǎng)的動(dòng)力和電力供應(yīng)情況 調(diào)查和收集建橋地的氣象資料以及河流上下游原有橋梁的使用情況等 橋

17、梁工程設(shè)計(jì)要點(diǎn)橋梁工程設(shè)計(jì)要點(diǎn)1選擇橋位：橋位在服從路線總方向的前提下，選在河道順直、河床穩(wěn)定、水面較窄、水流平穩(wěn)的河段。中小橋的橋位服從路線要求，而路線的選擇服從大橋的橋位要求。2確定橋梁總跨徑與分孔數(shù)：總跨徑的長(zhǎng)度要保證橋下有足夠的過(guò)水?dāng)嗝妫梢皂樌匦购樗?，通過(guò)流冰。根據(jù)河床的地質(zhì)條件，確定允許沖刷深度，以便適當(dāng)壓縮總跨徑長(zhǎng)度，節(jié)省費(fèi)用。分孔數(shù)目及跨徑大小要考慮橋的通航需要，工程地質(zhì)條件的優(yōu)劣，工程總造價(jià)的高低等因素。一般是跨徑越大，總造價(jià)越大，施工亦困難。橋道標(biāo)高也在確定總跨徑、分孔數(shù)的同時(shí)予以確定。設(shè)計(jì)通航水位及通航凈空高度是決定橋道標(biāo)高的主要因素，一般在滿足這些條件的前提下，盡可

18、能地取低值，以節(jié)約工程造價(jià)。3橋梁的縱橫斷面布置：橋梁的縱斷面布置是在橋的總跨度與橋道標(biāo)高以后，來(lái)考慮路與橋的連接線形與連接的縱向坡度。連接線形一般應(yīng)根據(jù)兩端橋頭的地形和線路要求而定。縱向坡度是為了橋面排水，一般控制在3%5。橋梁橫斷面布置包括橋面寬度、橫向坡度、橋跨結(jié)構(gòu)的橫斷面布置等。橋面寬度含車行道與人行道的寬度及構(gòu)造尺寸等，按照道路等級(jí)，國(guó)家有統(tǒng)一規(guī)定可循。4公路橋型的選擇：橋型選擇是指選擇什么類型的橋梁，是梁式橋，還是拱橋；是剛架橋，還是斜拉橋；是多孔橋，還是單跨橋等等。分析一般應(yīng)從安全實(shí)用與經(jīng)濟(jì)合理等方面綜合考慮，選出最優(yōu)的橋型方案，實(shí)際操作中，往往需要準(zhǔn)備多套可能的橋型方案，綜合比

19、較分析以后，才能找出符合要求的最優(yōu)方案來(lái)。橋梁建造示例 橫梁橋建造示例11.建橋開(kāi)始前，專家必須考察建橋地點(diǎn)的地質(zhì)情況。他們用鉆機(jī)鉆洞，抽取地質(zhì)樣本化驗(yàn)。 2.在巖床上建造不透水的圍堰，以便將水隔開(kāi)，建造橋樁基礎(chǔ)。 3.在工廠里建造巨大的鋼筋混凝土預(yù)制梁，然后運(yùn)到現(xiàn)場(chǎng)。 4.在深埋在巖床中的橋梁基礎(chǔ)上面建造混凝土橋墩。 5.在兩邊的河床上建造用于支撐混凝土預(yù)制梁的巨大而堅(jiān)固的橋臺(tái)。 橋梁建造示例 橫梁橋建造示例26.用工作在河岸上的巨大的起重機(jī)將邊上混凝土預(yù)制梁放入位置。慢慢地，橋梁形成了。7.一旦邊梁放入位置，就在他們上面加上橋面，橋面是就地用混凝土制造的。8.當(dāng)橋面鋪上后，就用起重機(jī)將駁船上的中心梁放入位置。9.橋面鋪完了，安全護(hù)欄、路燈、信號(hào)和其他設(shè)施也安裝上了，橋梁最終可以使用了。橋梁建造示例 斜拉橋建造過(guò)程 11.在已經(jīng)沉在巖床上的沉箱中建造基礎(chǔ)，在基礎(chǔ)上建造橋墩。2.在工廠里預(yù)制橋面的混凝土部分，從空氣動(dòng)力學(xué)角度來(lái)說(shuō)，它們可以阻止橋梁晃動(dòng)。 3.橋面的第一部分在橋墩上建造，它們將為橋塔提供一個(gè)基礎(chǔ)。4.在橋墩上一部分、一部分地建造橋塔，它們把橋的重量擴(kuò)散大地上。5.用起重機(jī)將駁船運(yùn)來(lái)的橋面分別置放在塔的兩邊。 橋梁建造示例 斜拉橋建造過(guò)程 26