《橋梁施工與BIM技術(shù)應用》課件 模塊一、橋梁的類型及基本概念

橋梁施工與BIM應用

模塊一、橋梁的類型及基本概念

任務一、橋梁分類

橋梁可按照受力體系、用途、大小規(guī)模和建橋材料等進行分類。因考慮到橋梁生命周期中建設(shè)、運營、維護等關(guān)鍵階段，故橋梁分類中最主要的是按照受力體系分類。

1、按照受力體系分類

橋梁有梁、拱、索三大基本體系，其中梁橋以受彎為主，拱橋以受壓為主，懸索橋以受拉為主。另外，由上述三大基本體系的相互組合，派生出在受力上也具組合特征的多種橋型，如剛架橋和斜拉橋等，下面對各種橋梁體系的主要特點進行分別闡述。1）梁式橋

梁式橋是一種在豎向荷載作用下無水平反力的結(jié)構(gòu)，與同樣跨徑的其他結(jié)構(gòu)體系相比，梁橋內(nèi)產(chǎn)生的彎矩最大，通常需用抗彎、抗拉能力強的材料(鋼、配筋混凝土、鋼混凝士組合結(jié)構(gòu)等)來建造。

2）拱式橋

拱式橋的主要承重結(jié)構(gòu)是拱圈或拱助(拱圈截面設(shè)計成分離形式時稱為拱助)。拱圈在豎向荷載作用下，橋墩和橋臺將承受水平推力，如圖1.1.5，同時，根據(jù)作用力和反作用力原理，墩臺向拱圈(或拱肋)提供對水平反力這種水平反力將大大抵消在拱圈(或拱助)內(nèi)由荷載所引起的彎矩。

3）剛構(gòu)（架）橋

剛構(gòu)橋的主要承重結(jié)構(gòu)是梁(或板)與立柱(或豎墻)整體結(jié)合在一起的剛架結(jié)構(gòu)，梁和柱的連接處具有很大的剛性,以承擔負彎矩的作用。

4）斜拉橋

由塔柱、主梁和拉索組成。它的基本受力特點是:受拉的索將主梁多點吊起，并將主梁的恒載和車輛等其他荷載傳至塔柱，再通過塔柱基礎(chǔ)傳至地基。

5）懸索橋

懸索橋是用懸掛在塔上的纜索作為主要承重結(jié)構(gòu)。在豎向荷載作用下，通過吊桿使纜索承受很大的拉力,纜索錨于懸索橋兩端的錨碇中，纜索傳至錨碇的拉力可分解為垂直和水平兩個分力。

2、橋梁的其他分類簡述

除了上述按受力特點分成不同的結(jié)構(gòu)體系外，人們還按橋梁的用途、大小規(guī)模和建橋材料等其他方面將橋梁進行分類：

按橋梁全長和跨徑的不同，分為特大橋、大橋、中橋、小橋和涵洞。

任務二、橋梁的構(gòu)造

橋梁的構(gòu)造通常包括以下幾個主要組成部分：1.上部結(jié)構(gòu)（橋跨結(jié)構(gòu)）這是橋梁最直觀的部分，負責跨越河流、山谷、道路或其他障礙物。上部結(jié)構(gòu)的設(shè)計和形式根據(jù)橋梁類型、跨度、荷載需求和環(huán)境條件等因素確定，常見的形式有：梁式橋：梁作為主要承重構(gòu)件，通過其抗彎性能承受荷載，如簡支梁橋、連續(xù)梁橋、懸臂梁橋等。拱式橋：拱肋（或拱箱）為主要承重結(jié)構(gòu)，利用拱的承壓特性將荷載傳遞到兩端的支點，如單鉸拱、雙鉸拱、三鉸拱、無鉸拱等。剛架橋：結(jié)合了梁和拱的特點，上部受彎，下部承壓，形成一個整體結(jié)構(gòu)，常見于跨徑較小的城市橋梁或立交橋。懸索橋：以主纜為最主要的承重構(gòu)件，通過吊桿懸掛橋面，適用于大跨度場合，結(jié)構(gòu)輕巧，但抗風穩(wěn)定性要求較高。。橋梁的構(gòu)造通常包括以下幾個主要組成部分：1.上部結(jié)構(gòu)（橋跨結(jié)構(gòu)）這是橋梁最直觀的部分，負責跨越河流、山谷、道路或其他障礙物。上部結(jié)構(gòu)的設(shè)計和形式根據(jù)橋梁類型、跨度、荷載需求和環(huán)境條件等因素確定，常見的形式有：梁式橋：梁作為主要承重構(gòu)件，通過其抗彎性能承受荷載，如簡支梁橋、連續(xù)梁橋、懸臂梁橋等。拱式橋：拱肋（或拱箱）為主要承重結(jié)構(gòu)，利用拱的承壓特性將荷載傳遞到兩端的支點，如單鉸拱、雙鉸拱、三鉸拱、無鉸拱等。剛架橋：結(jié)合了梁和拱的特點，上部受彎，下部承壓，形成一個整體結(jié)構(gòu)，常見于跨徑較小的城市橋梁或立交橋。懸索橋：以主纜為最主要的承重構(gòu)件，通過吊桿懸掛橋面，適用于大跨度場合，結(jié)構(gòu)輕巧，但抗風穩(wěn)定性要求較高。斜拉橋：橋塔、斜拉索與主梁共同構(gòu)成受力體系，拉索直接將主梁的荷載傳遞到橋塔，兼具美觀與力學效能。斜拉橋：橋塔、斜拉索與主梁共同構(gòu)成受力體系，拉索直接將主梁的荷載傳遞到橋塔，兼具美觀與力學效能。2.下部結(jié)構(gòu)包括橋墩、橋臺和基礎(chǔ)，它們支撐上部結(jié)構(gòu)并將荷載傳遞到地基。橋墩：垂直或傾斜設(shè)置，主要功能是支撐橋跨結(jié)構(gòu)，承受上部結(jié)構(gòu)傳來的各種荷載，并將其有效地分散到基礎(chǔ)。橋臺：位于橋梁兩端，與路堤或地基相連，不僅承受上部結(jié)構(gòu)的荷載，還起到連接橋梁與路基、抵御路堤土壓力的作用?；A(chǔ)：位于地表之下，是橋梁結(jié)構(gòu)的根基，確保整個橋梁結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性和耐久性?；A(chǔ)形式多樣，如擴大基礎(chǔ)、樁基礎(chǔ)、沉井基礎(chǔ)等，選擇取決于地質(zhì)條件、荷載大小和施工技術(shù)等因素。3.支座支座是連接橋梁上部結(jié)構(gòu)與下部結(jié)構(gòu)的關(guān)鍵部件，允許上部結(jié)構(gòu)在荷載作用下產(chǎn)生一定變形（如熱脹冷縮、振動等），同時將荷載有效地傳遞給下部結(jié)構(gòu)。常見的支座類型包括：橡膠支座、鋼支座、滾軸支座、球型支座等。4.附屬設(shè)施這些設(shè)施完善橋梁功能，保障通行安全，提升使用性能，包括但不限于：橋面鋪裝：如瀝青混凝土、水泥混凝土等，提供平整、耐磨的行車或步行表面。排水防水系統(tǒng)：包括橋面排水設(shè)施、泄水管、防水層等，防止雨水積聚和滲透對結(jié)構(gòu)造成損害。欄桿（或防撞欄桿）：設(shè)置在橋兩側(cè)，提供行人與車輛的安全防護。伸縮縫：允許橋梁各部分在溫度變化或荷載作用下產(chǎn)生相對位移，防止結(jié)構(gòu)因內(nèi)應力過大而損壞。燈光照明：提供夜間或低光照條件下的視覺引導，提升通行安全性。橋頭搭板、錐形護坡、護岸、導流工程等輔助設(shè)施，有助于保護橋梁周邊環(huán)境，確保結(jié)構(gòu)穩(wěn)定和交通順暢。

任務三、橋梁的概念

1.梁式橋凈跨徑是設(shè)計洪水位上相鄰兩個橋墩(或橋臺)之間的凈距。對于拱式橋是每孔拱跨兩個拱腳截面最低點之間的水平距離。2.總跨徑是多孔橋梁中各孔凈跨徑的總和，也稱橋梁孔徑，它反映了橋下宣泄洪水的能力。3.計算跨徑對于具有支座的橋梁，是指橋跨結(jié)構(gòu)相鄰兩個支座中心之間的距離。對于拱式橋，拱圈(或拱肋)各截面形心點的連線稱為拱軸線，計算跨徑為拱軸線兩端點之間的水平距離。4.橋梁全長簡稱橋長，是橋梁兩端兩個橋臺的側(cè)墻或八字墻后端點之間的距離。對于無橋臺的橋梁為橋面系行車道的全長。5.橋梁高度簡稱橋高，是指橋面與低水位(或地面)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性。

橋梁施工與BIM應用

模塊一、橋梁的類型及基本概念

任務一、橋梁分類

橋梁可按照受力體系、用途、大小規(guī)模和建橋材料等進行分類。因考慮到橋梁生命周期中建設(shè)、運營、維護等關(guān)鍵階段，故橋梁分類中最主要的是按照受力體系分類。

1、按照受力體系分類

橋梁有梁、拱、索三大基本體系，其中梁橋以受彎為主，拱橋以受壓為主，懸索橋以受拉為主。另外，由上述三大基本體系的相互組合，派生出在受力上也具組合特征的多種橋型，如剛架橋和斜拉橋等，下面對各種橋梁體系的主要特點進行分別闡述。1）梁式橋

梁式橋是一種在豎向荷載作用下無水平反力的結(jié)構(gòu)，與同樣跨徑的其他結(jié)構(gòu)體系相比，梁橋內(nèi)產(chǎn)生的彎矩最大，通常需用抗彎、抗拉能力強的材料(鋼、配筋混凝土、鋼混凝士組合結(jié)構(gòu)等)來建造。

2）拱式橋

拱式橋的主要承重結(jié)構(gòu)是拱圈或拱助(拱圈截面設(shè)計成分離形式時稱為拱助)。拱圈在豎向荷載作用下，橋墩和橋臺將承受水平推力，如圖1.1.5，同時，根據(jù)作用力和反作用力原理，墩臺向拱圈(或拱肋)提供對水平反力這種水平反力將大大抵消在拱圈(或拱助)內(nèi)由荷載所引起的彎矩。

3）剛構(gòu)（架）橋

剛構(gòu)橋的主要承重結(jié)構(gòu)是梁(或板)與立柱(或豎墻)整體結(jié)合在一起的剛架結(jié)構(gòu)，梁和柱的連接處具有很大的剛性,以承擔負彎矩的作用。

4）斜拉橋

由塔柱、主梁和拉索組成。它的基本受力特點是:受拉的索將主梁多點吊起，并將主梁的恒載和車輛等其他荷載傳至塔柱，再通過塔柱基礎(chǔ)傳至地基。

5）懸索橋

懸索橋是用懸掛在塔上的纜索作為主要承重結(jié)構(gòu)。在豎向荷載作用下，通過吊桿使纜索承受很大的拉力,纜索錨于懸索橋兩端的錨碇中，纜索傳至錨碇的拉力可分解為垂直和水平兩個分力。

2、橋梁的其他分類簡述

除了上述按受力特點分成不同的結(jié)構(gòu)體系外，人們還按橋梁的用途、大小規(guī)模和建橋材料等其他方面將橋梁進行分類：

按橋梁全長和跨徑的不同，分為特大橋、大橋、中橋、小橋和涵洞。

橋梁施工與BIM應用

模塊一、橋梁的類型及基本概念

任務二、橋梁的構(gòu)造

橋梁的構(gòu)造通常包括以下幾個主要組成部分：1.上部結(jié)構(gòu)（橋跨結(jié)構(gòu)）這是橋梁最直觀的部分，負責跨越河流、山谷、道路或其他障礙物。上部結(jié)構(gòu)的設(shè)計和形式根據(jù)橋梁類型、跨度、荷載需求和環(huán)境條件等因素確定，常見的形式有：梁式橋：梁作為主要承重構(gòu)件，通過其抗彎性能承受荷載，如簡支梁橋、連續(xù)梁橋、懸臂梁橋等。拱式橋：拱肋（或拱箱）為主要承重結(jié)構(gòu)，利用拱的承壓特性將荷載傳遞到兩端的支點，如單鉸拱、雙鉸拱、三鉸拱、無鉸拱等。剛架橋：結(jié)合了梁和拱的特點，上部受彎，下部承壓，形成一個整體結(jié)構(gòu)，常見于跨徑較小的城市橋梁或立交橋。懸索橋：以主纜為最主要的承重構(gòu)件，通過吊桿懸掛橋面，適用于大跨度場合，結(jié)構(gòu)輕巧，但抗風穩(wěn)定性要求較高。。橋梁的構(gòu)造通常包括以下幾個主要組成部分：1.上部結(jié)構(gòu)（橋跨結(jié)構(gòu)）這是橋梁最直觀的部分，負責跨越河流、山谷、道路或其他障礙物。上部結(jié)構(gòu)的設(shè)計和形式根據(jù)橋梁類型、跨度、荷載需求和環(huán)境條件等因素確定，常見的形式有：梁式橋：梁作為主要承重構(gòu)件，通過其抗彎性能承受荷載，如簡支梁橋、連續(xù)梁橋、懸臂梁橋等。拱式橋：拱肋（或拱箱）為主要承重結(jié)構(gòu)，利用拱的承壓特性將荷載傳遞到兩端的支點，如單鉸拱、雙鉸拱、三鉸拱、無鉸拱等。剛架橋：結(jié)合了梁和拱的特點，上部受彎，下部承壓，形成一個整體結(jié)構(gòu)，常見于跨徑較小的城市橋梁或立交橋。懸索橋：以主纜為最主要的承重構(gòu)件，通過吊桿懸掛橋面，適用于大跨度場合，結(jié)構(gòu)輕巧，但抗風穩(wěn)定性要求較高。斜拉橋：橋塔、斜拉索與主梁共同構(gòu)成受力體系，拉索直接將主梁的荷載傳遞到橋塔，兼具美觀與力學效能。斜拉橋：橋塔、斜拉索與主梁共同構(gòu)成受力體系，拉索直接將主梁的荷載傳遞到橋塔，兼具美觀與力學效能。2.下部結(jié)構(gòu)包括橋墩、橋臺和基礎(chǔ)，它們支撐上部結(jié)構(gòu)并將荷載傳遞到地基。橋墩：垂直或傾斜設(shè)置，主要功能是支撐橋跨結(jié)構(gòu)，承受上部結(jié)構(gòu)傳來的各種荷載，并將其有效地分散到基礎(chǔ)。橋臺：位于橋梁兩端，與路堤或地基相連，不僅承受上部結(jié)構(gòu)的荷載，還起到連接橋梁與路基、抵御路堤土壓力的作用?；A(chǔ)：位于地表之下，是橋梁結(jié)構(gòu)的根基，確保整個橋梁結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性和耐久性?；A(chǔ)形式多樣，如擴大基礎(chǔ)、樁基礎(chǔ)、沉井基礎(chǔ)等，選擇取決于地質(zhì)條件、荷載大小和施工技術(shù)等因素。3.支座支座是連接橋梁上部結(jié)構(gòu)與下部結(jié)構(gòu)的關(guān)鍵部件，允許上部結(jié)構(gòu)在荷載作用下產(chǎn)生一定變形（如熱脹冷縮、振動等），同時將荷載有效地傳遞給下部結(jié)構(gòu)。常見的支座類型包括：橡膠支座、鋼支座、滾軸支座、球型支座等。4.附屬設(shè)施這些設(shè)施完善橋梁功能，保障通行安全，提升使用性能，包括但不限于：橋面鋪裝：如瀝青混凝土、水泥混凝土等，提供平整、耐磨的行車或步行表面。排水防水系統(tǒng)：包括橋面排水設(shè)施、泄水管、防水層等，防止雨水積聚和滲透對結(jié)構(gòu)造成損害。欄桿（或防撞欄桿）：設(shè)置在橋兩側(cè)，提供行人與車輛的安全防護。伸縮縫：允許橋梁各部分在溫度變化或荷載作用下產(chǎn)生相對位移，防止結(jié)構(gòu)因內(nèi)應力過大而損壞。燈光照明：提供夜間或低光照條件下的視覺引導，提升通行安全性。橋頭搭板、錐形護坡、護岸、導流工程等輔助設(shè)施，有助于保護橋梁周邊環(huán)境，確保結(jié)構(gòu)穩(wěn)定和交通順暢。

橋梁施工與BIM應用

模塊一、橋梁的類型及基本概念

任務三、橋梁的概念

1.梁式橋凈跨徑是設(shè)計洪水位上相鄰兩個橋墩(或橋臺)之間的凈距。對于拱式橋是每孔拱跨兩個拱腳截面最低點之間的