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1、桥 梁 工 程,桥梁（Bridge）是跨越各种障碍（如河流、山谷或其他路线等）的结构物，采用砖、石、木材、混凝土、钢筋混凝土、预应力混凝土和各种金属材料建造，它不仅是交通工程的咽喉，各种道路工程的关键节点（里程短、难度大、造价高、工期长），而且也是一座立体的造型艺术工程，往往成为一个城市或地区标志性建筑。,Tower Bridge,Golden Gate Bridge,Akashi Kaikyo Bridge,上海南浦大桥,杭州湾跨海大桥,武汉长江大桥,南京长江大桥,朝天门长江大桥,菜园坝长江大桥,大佛寺长江大桥,嘉陵江石门大桥,1.1 桥梁的概述,古代桥梁（约17世纪前）：天然状态的藤萝、树
2、木、石梁浮桥（周）、木梁桥（秦）、石拱桥（汉）等近代桥梁（约18-19世纪）：铸铁（18世纪）、钢材（19世纪50年代）、钢筋混凝土桥梁（19世纪70年代）现代桥梁：预应力钢筋混凝土桥梁（20世纪30年代）、斜拉桥、悬索桥,桥梁发展与展望,建桥材料向高强、轻质和新功能方向发展。对于桥梁用的钢，不但要提高其强度，还要提高韧性、耐腐蚀性、耐疲劳性和可焊性。对于混凝土，我国一般把强度等级大于C60级的混凝土称为高强混凝土，大于C100的称为超高强混凝土。目前，在实验室条件下，我国能制成C100级的混凝土，罗马尼亚能制成C170级，美国已制成C200级。桥跨结构继续向大跨度发展。跨径能力是反映桥梁技术
3、水平的主要指标之一。意大利计划建造跨度达3300m的墨西拿海峡悬索桥。日本也计划建造2500-3000m的纪淡海峡大桥。西班牙和摩洛哥政府从1979年开始就对直布罗陀海峡工程进行规划，桥梁方案跨度达5000m。,桥梁小百科,世界上第一座钢筋混凝土桥由法国园艺师蒙耶于1875年建成的人行桥。,世界上第一座钢桥美国密苏里州圣路易市的伊兹桥，建于1867-1874。,世界上第一座斜拉桥于1925年建成的西班牙但波尔河的水道桥，主跨60.35m。,世界上最早的悬索桥最早的现代悬索桥是美国宾夕法尼亚州的雅各溪桥。,最古老的敞肩石拱桥赵州桥（隋）。,世界上跨径最大的石拱桥瑞典绥依纳松特桥，跨径155m（1
4、946）。,世界上跨径最大的钢拱桥重庆朝天门大桥跨径552m（2009）。,世界上跨径最大的混凝土拱桥重庆万县长江大桥，跨径420m（1997）。,世界上跨径最大的斜拉桥江苏苏通大桥，跨径1088m（2008）。,世界上跨径最大的悬索桥明石海峡大桥，跨径1991m（1998）。,我国桥梁的发展概况 我国历史悠久，是世界上文明发达最早的国家之一。我国的桥梁建筑在历史上是辉煌的，古代的桥梁不仅数量惊人，而且类型也丰富多彩，几乎包括了所有近代桥梁中的最主要形式。建桥所用的材料大都是木、石、藤、竹之类的天然材料。,我国现存古代最长的石桥，安平桥位于中国福建省晋江市安海镇和南安市水头镇之间的海湾上，安平
5、桥全长2255米，桥面宽 33.8米，共361墩。桥墩用花岗岩条石横直交错叠砌而成。,四川泸定县大渡河铁索桥,唐朝中期，我国已发展到用铁链建造吊桥，我国保留至今的有跨长约100m的四川泸定县大渡河铁索桥（1706年）,几千年来，修建较多的古代桥梁要推石桥为首。富有民族风格的古代石拱桥技术，以其结构的精巧和造型的丰富多姿，长期以来一直驰名中外的河北省赵县的赵州桥（又称安济桥，建于605年），就是我国古代石拱桥的杰出代表。,新中国以后，我国建成了很多技术复杂、规模宏大的大跨径桥梁。1957年，第一座长江大桥武汉长江大桥，结束了我国万里长江无桥的历史，标志着我国建造大跨度钢桥的现代化桥梁技术水平的提
6、高。大桥下层双线铁路，上层公路桥面宽18m，两侧各设2.25m人行道，包括引桥总长1670.4m.1969年又建成了南京长江大桥，这是我国自行设计、建造、施工，并使用国产钢材的现代化大型桥梁。上层为公路桥，下层为双线铁路，包括引桥在内，铁路桥梁全长6772m，公路桥全长4589m.,南京长江大桥,武汉长江大桥,我国大跨径桥梁建设自20世纪80年代开始，90年代进入辉煌发展时期。据不完全统计，我国现有主跨在200m以上的桥梁近110座；主跨400米以上的桥梁已建成54座，在建18座；主跨1000米以上的桥梁建成6座，在建5座。已建的梁桥、拱桥、斜拉桥和悬索桥的最大跨径分别达到了330米、552米
7、、1088米和1490米，有16座分别跻身世界同类型桥梁排行榜前10名。悬索桥主跨在400m以上有13座。江苏润扬长江大桥主跨1490m，为国内最大跨径。斜拉桥主跨在400m以上的有18座。苏通长江大桥主跨1088m，是世界第一大跨斜拉桥。拱桥型式多姿多彩，主跨在400m以上的有3座。万县长江大桥主跨420m混凝土拱桥，巫山长江大桥主跨460m钢管混凝土拱桥，朝天门大桥为主跨552m钢拱桥，主跨分别位居同类型桥梁世界第一。,拱桥世界之最,1.2桥梁的基本组成,上部结构（桥跨结构）下部结构（桥墩、桥台和基础）支座附属设施（桥面铺装、防水排水系统、栏杆、伸缩缝、灯光照明等）,换一种说法：桥梁由五个
8、“大部件”与五个“小部件”组成。,五个“大部件”“五大部件”是指桥梁承受汽车或其他作用的桥跨上部结构与下部结构，它们是桥梁结构安全性的保证。(1)桥跨结构(上部结构、桥孔结构)。它是路线遇到障碍(如江河、山谷或其他路线等)中断时，跨越这类障碍的结构物。它的作用是承受车辆荷载，并通过支座传递给桥梁墩台。(2)支座系统。它的作用是支承上部结构并传递荷载给桥梁墩台，它应保证上部结构在荷载、温度变化或其他因素作用下的位移功能。,(3)桥墩。是在河中或岸上支承两侧桥跨上部结构的建筑物。(4)桥台。设在桥的两端：一端与路堤相接，并防止路堤滑塌；另一端则支承桥跨上部结构的端部。为保护桥台和路堤填土，桥台两侧
9、常做一些防护工程。(5)墩台基础。是保证桥梁墩台安全并将荷载传至地基的结构物。基础工程在整个桥梁工程施工中是比较困难的部分，而且常常需要在水中施工，因而遇到的问题也很复杂。前两个部件是桥跨上部结构，后三个部件是桥跨下部结构。,1拱圈2拱上结构3桥台4锥形护坡5拱轴线6桥墩7拱顶8拱脚,五个“小部件”五个“小部件”是直接与桥梁服务功能有关的部件，过去总称为桥面构造。在桥梁设计中往往不够重视，因而使得桥梁服务质量低下，外观粗糙。在现代化工业发展水平的基础上，人类的文明水平也极大提高，人们对桥梁行车的舒适性和结构物的观赏水平要求越来越高，因而国际上在桥梁设计中很重视五小部件，这不仅是“外观包装”，而
10、且是服务功能的大问题。(1)桥面铺装(或称行车道铺装)。桥面铺装的平整、耐磨、不翘曲、不渗水是保证行车舒适的关键。(2)排水防水系统。应能迅速排除桥面积水，并使渗水的可能性降至最小限度。此外，城市桥梁排水系统应保证桥下无滴水和结构上无漏水现象。,(3)栏杆(或防撞栏杆)。它既是保证安全的构造措施，又是利于观赏的最佳装饰件。(4)伸缩缝。位于桥跨上部结构之间或桥跨上部结构与桥台端墙之间，以保证结构在各种因素作用下的变位。为使桥面上行车舒适、不颠簸，桥面上要设置伸缩缝构造。尤其是大桥或城市桥的伸缩缝，不仅要结构牢固，外观光洁，而且要经常扫除掉入伸缩缝中的垃圾泥土，以保证它的功能作用。(5)灯光照明
11、。在现代城市中，大跨径桥梁通常是一个城市的标志性建筑，大都装置了灯光照明系统，构成了城市夜景的重要组成部分。,1.3 桥梁的常用术语水位：河流中的水位是随着季节而变化的，枯水季节的最低水位称为低水位；洪峰季节河流中的最高水位称为高水位。桥梁设计中按规定的设计洪水频率计算所得的高水位称为设计洪水位；在各级航道中，能保持航船正常航行的水位称为通航水位。净跨径：梁式桥净跨径是指设计洪水位线上相邻两个桥墩(或桥台)之间的净距，用l0表示，拱式桥净跨径是指每孔拱跨两个拱脚截面最低点之间的水平距离。总跨径：是多孔桥梁中各孔净跨径的总和，也称桥梁孔径(l0)。它反映了桥下宣泄洪水的能力。,计算跨径：对于设有
12、支座的桥梁是指桥跨结构相邻两个支座中线之间的距离，用l表示；对于拱式桥是指每孔拱跨两个拱脚截面形心点之间的水平距离。桥跨结构的力学计算是以l为基准的。标准跨径(LK)：对于梁式桥是指相邻两桥墩中线之间的距离或桥墩中心至桥台台背前缘之间的距离，对于拱式桥就是指净跨径。桥梁全长：简称桥长，对于有桥台的桥梁，桥长为两岸桥台翼墙尾端之间的距离：对于无桥台的桥梁，桥长为桥面行车道长度，用L表示。桥梁高度；简称桥高，是指桥面与低水位之间的高差或为桥面与桥下线路路面之间的距离。桥高在某种程度上反映了桥梁施工的难易程度。,桥下净空高度：是指设计洪水位或计算通航水位至桥跨结构最下缘之间的距离，用H表示。它应保证
13、能安全排洪，并不得小于对该河流通航所规定的净空高度。桥梁建筑高度：是桥上行车路面标高至桥跨结构最下缘之间的距离，它不仅与桥梁结构的体系和跨径的大小有关，而且还随行车部分在桥上布置的高度位置而异。净矢高：拱式桥拱顶截面下缘至拱脚截面下缘最低点之连线的垂直距离，以f0表示。计算矢高：拱式桥拱顶截面形心至拱脚截面形心之连线的垂直距离，以f表示。,一座桥梁只有两个桥台没有桥墩的，称为单跨桥梁；除了两个桥台以外，还有两个桥墩的称为三跨桥梁；具有一个桥墩的称为两跨桥梁。墩台之间由桥跨结构所跨越的空间称为桥孔，故几跨桥梁又称为几孔桥梁。,矢跨比：拱式桥中拱圈(拱肋)的计算矢高f与计算跨径l之比(f/l)，也
14、称矢度。用于表征拱的坦陡程度，它不但影响主拱圈内力的大小，还影响拱桥的构造形式和施工方法的选择，同时影响拱桥与周围景观的协调。一般的矢跨比小于1/5的拱桥称坦拱，大于或等于1/5的称陡拱。,以不同的结构体系来分类 按结构体系及受力特点，可分为梁式桥、拱式桥、刚架桥、悬索桥和斜拉桥五类。1梁式桥 在竖向荷载作用下无水平反力的结构，由于外力的作用，方向与承重结构的轴线接近垂直，因而与同样跨径的其他结构体系相比，梁桥产生的弯矩最大，通常需用抗弯、抗拉能力强的材料来建造，目前在公路上应用得最广的是钢筋混凝土材料（包括预应力混凝土）。,1.4 桥梁的分类,桥梁有不同的分类方式，每一种分类方式反映出桥梁在
15、某一方面的特征。但是，桥梁按结构体系的分类是最典型的分类方法，不同的体系对应不同的力学形式，表现出不尽相同的受力特点。,2拱式桥 拱式桥的主要承重结构是拱圈或拱肋（拱圈横截面设计成分离形式时称为拱肋）。拱结构在竖向荷载作用下，桥墩和桥台将承受水平推力，同时根据作用力和反作用力原理，墩台向拱圈提供一对水平反力，这种水平反力将大大抵消在拱圈内由荷载引起的弯矩。因此，与同跨径的梁相比，拱的弯矩、剪力和变形都要小得多。,鉴于拱桥的承重结构以受压为主，通常可用抗压能力强的圬工材料(如砖石、混凝土)和钢筋混凝土等来建造。拱桥的跨越能力很大，外形也较美观，在条件许可的情况下，修建圬工桥往往是经济合理的。但为
16、了确保拱桥能安全使用，下部结构和地基必须能经受住很大水平推力的不利作用。为了桥梁的美观和减小结构自重，拱式桥一般还设有腹孔。,3刚架桥 刚架桥的主要承重结构是梁或板和立柱（墩柱、竖墙）整体结合在一起的结构体系。特点是在竖向荷载作用下，柱脚处不仅产生竖向反力，也具有水平反力，使其基础承受较大推力。梁和柱的截面均有弯矩、剪力和轴力作用，其受力状态介于梁桥与拱桥之间。由于梁和柱接点为刚结，梁端部承受负弯矩，使梁跨中弯矩减小；与一般墩台不同，刚架桥的立柱不仅承受压力，还承受较大弯矩。,对于同样的跨径，在相同的荷载作用下，刚架桥的跨中正弯矩要比一般梁桥的小。根据这一特点，刚架桥跨中的建筑高度就可以做得较
17、小。当遇到线路立体交叉或需要跨越通航江河时，采用这种桥型能尽量降低线路标高，减少路堤土方量。钢筋混凝土梁式结构承受负弯矩，梁柱刚结处较易裂缝，因而不能做成较大的跨径（40-50m）。而预应力混凝土结构，可以做成较大的跨径（60-200m）。,T型刚构,多跨连续刚构桥,斜腿式刚构桥,4悬索桥(吊桥)悬索桥的主要承重结构是悬挂在两塔架上的强大的柔性缆索。悬索桥由塔架、缆索、锚锭结构及吊杆、加劲梁组成。桥跨上的荷载由加劲梁承受，并通过吊索将其传至缆索。主缆索是主要承重结构，但其仅受拉力。主缆索的拉力通过对桥塔的压力和锚锭结构的拉力传至基础和地基，通常锚锭结构非常巨大。现代吊桥，广泛采用高强度的钢丝成
18、股编制的钢缆，以充分发挥优异的抗拉性能，使其结构自重较轻，能以较小的建筑高度跨越其他任何桥型无法比拟的特大跨度，最大跨度已近2000m。然而，相对于其他体系而言，吊桥的自重轻，结构刚度差，在车辆动荷载和风荷载作用下，桥有较大的变形和振动。整个吊桥的发展史，是和变形和振动斗争的历史，是争取刚度的历史。,润扬长江大桥南汊桥,江阴长江大桥,5斜拉桥 由承压的塔、受拉的索与承弯的梁体组合起来的一种结构体系，充分利用了悬索结构和梁结构的优点，组合相当合理。梁结构直接承受桥面外荷载引起的弯矩和剪力，桥塔两侧的斜拉索张紧后为梁结构提供弹性支承，同时承受由荷载引起的拉力，其拉力的竖向分量通过桥塔传至基础和地基
19、；斜拉索中荷载引起拉力的水平分量，使桥结构承受轴向压力，相当于对梁结构施加预应力。与悬索桥相比，斜拉索直接作用于主梁结构，使结构体系的抗弯、抗扭的刚度大大增强；塔柱、斜拉索和主梁构成稳定的三角形，斜拉桥的结构刚度较大，抗风稳定性也明显改善。由于斜拉索的拉力的水平分量由梁结构承担，不需要巨大的锚锭结构。,孔跨布置形式 现代斜拉桥最典型的孔跨布置有两种：双塔三跨式和独塔双跨式,斜拉索布置 斜拉索是斜拉桥的主要承重构件之一。斜拉索对主梁有一个弹性支承作用，对整个斜拉桥的结构刚度和经济合理性起着重要作用。索在空间的布置形式 斜拉索索面空间布置一般有三种类型：单索面、竖向双索面、斜向双索面。,拉索在索面
20、内的布置形式 斜拉索在索面内的布置应根据受力情况及美学要求等因素确定，常选用以下三种基本形式：辐射形、竖琴形及扇形。,斜拉桥塔柱的型式更是丰富多姿，从桥梁行车方面看，可做成独柱型、双柱型、门型、H型、A型、宝石型和倒Y型等。,No.1 苏通长江大桥 1088米，中国，2008 No.2 香港昂船洲大桥 1018米，中国，2009No.3 多多罗桥（Tatara）890米，日本，1999年No.4 诺曼底桥（Pont de Normandie）856米，法国，1995年No.5 南京长江三桥 648米，中国，2005年No.6 南京长江二桥 628米，中国，2001年No.7 白沙洲长江大桥 6
21、18米，中国，2001年No.8 青州闽江大桥 605米，中国，2001年No.9 杨浦大桥 602米，中国，1993No.10 徐浦大桥 590米，中国，1997,世界十大斜拉桥,多多罗桥,诺曼底桥,昂船洲大桥,南京长江三桥,五种桥梁受力分类梁式桥以受弯为主拱式桥以受压为主刚构桥弯、轴压组合受力斜拉桥拉、压、弯等组合受力悬索桥以受拉为主,按跨径大小分类按桥梁全长和跨径的不同划分，有特大桥、大桥、中桥、小桥和涵洞。,以不同的用途分1人行桥 只供行人用的桥，一般均很狭小，上、下桥用踏步式的较多。2公路桥 是处在公路或城市道路上，供车辆和人群通行的桥。3铁路桥 是铁路线上供列车通行的桥。4公路铁路
22、两用桥 一般分两层，上层是公路桥，下层是铁路桥，这是因为爬坡时，汽车比火车容易。5运水桥(亦称渡槽)是把水运过河或运过山谷用的桥，这种桥比较少。6管线桥 属于专用桥梁，它把城市中的上水管道、电缆、燃气管等带过河去。,以造桥所用的材料分 1木桥 凡桥跨结构用木材建造的都属木桥，这种桥在城市中都已以钢筋混凝土桥代替。2圬工桥 包括砖、石、混凝土等材料建成的桥。这些建筑材料都是抗压强度高而抗拉强度很低的。因此圬工桥一般都为拱桥的形式。3钢桥 钢材是一种很好的材料，它的抗压和抗拉强度都很高，用途很广。为了节省钢材，一般都以钢筋混凝土桥来代替钢桥。4钢筋混凝土桥和预应力混凝土桥。目前在国内外，无论是铁路
23、桥、公路桥或是城市桥，大部分是钢筋混凝土或预应力混凝土梁桥。钢筋混凝土和预应力混凝土结构都是采用抗压性能好的混凝土和抗拉能力强的钢筋结合在一起组合建成的。,预应力砼桥,以桥面位置分类分为上承式桥、下承式桥和中承式桥。1上承式桥 是桥面布置在桥跨结构上面的桥梁。上承式桥的构造较简单，施工方便，而且其主梁或拱肋等的间距可按需要调整，以求得经济合理的布置。一般说来，上承式桥梁的承重结构宽度可做得小些，因而可节约墩台圬工数量。此外，在上承式桥上行车时，视野开阔、感觉舒适也是其重要优点。所以，公路桥梁一般尽可能采用上承式桥。上承式桥的不足之处是桥梁的建筑高度较大。因此，在建筑高度受严格限制的情况下，就应
24、采用下承式桥或中承式桥。,2下承式桥 是桥面布置在桥跨结构下面的桥梁。这种式样桥的建筑，主要是为了使桥面减薄，既要保证桥下净空，又要考虑桥面不升高以减小上桥坡度。3中承式桥 考虑地形、标高等限制，把路面布置在桥跨结构中间的桥梁。,以桥梁的活动性来分1固定桥 桥梁固定在一定位置上不能活动的称固定桥，常见的桥都属于固定桥。2活动桥 又称开启桥。为了通航的河道上使大船能通肮，又要使桥面不能太高，从而节省两岸引道和引桥等费用。故采取了使通航孔中的某一孔桥跨，在大船只通过时可活动开启的形式。我国广州、天津都有开启桥。这种桥的开启形式有三种：立转式、平转式和直升式。,天津市金汤桥,塘沽海门升降桥,芝加哥立
25、转桥,以桥梁的耐久程度分类1永久式桥 桥梁的上部结构和墩台都用砖石、混凝土、钢筋混凝土或钢材建成的桥。2半永久式桥 上部结构用木材，下部结构则用砖石、混凝土或钢筋混凝土建成的桥。3临时式桥 全部用木材建成的桥。因为木桥易腐烂，使用时间较短，故为临时性的。,按跨越障碍的性质分类1跨河桥（如苏通长江大桥）2跨海桥（如杭州湾大桥）3跨线桥（跨越铁路线、公路线（立交桥）等）4高架桥（指搁在一系列狭窄钢筋混凝土或圬工拱上，具有高支撑的塔或支柱，跨过山谷、河流、道路或其他低处障碍物的桥梁）5立交桥（道路的立体交叉）,梁式桥的桥面构造通常包括行车道铺装、防水和排水系统、伸缩装置、人行道(或安全带)、栏杆和照
26、明灯柱等。,1.5 桥面布置与构造,桥面系一般构造,桥面构造直接与车辆、行人接触，它对桥梁功能的正常发挥、主要结构的保护、车辆和行人的安全以及桥梁的布局和美观都非常重要。尤其是现代化高速交通体系的迅猛发展，更显示了它的重要性。桥面构造工程量小，但项目繁杂。,桥面的布置 桥面布置根据道路的等级、桥梁的宽度、行车要求等条件确定，混凝土梁式桥有双向车道、分车道和双层桥面布置等形式。1双向车道布置 是指行车道的上下行交通布置在同一桥面上，上、下行交通由画线分隔，没有明显的界限。桥梁上允许机动车和非机动车同时通过，有的采用画线分隔。由于在桥梁上同时存在上下行机动车和非机动车，因此，车辆在桥梁上只能中速或
27、低速行驶。,2分车道布置 行车道分上下行，桥面上按分隔式布置，设置分隔带或采用分离式主梁，使上下行车道分隔布置，上下行交通分隔、互不干扰，提高了车辆和行人的通行能力，便于交通管理。但是，在桥面布置上要增加一些附属设施，桥面的宽度相应地要加宽些。,3双层桥面布置是指桥梁结构在空间上可以提供两个不在同一平面上的桥面构造，一般钢桥采用较多。双层桥面布置，可以使不同的交通严格分道行驶，便于交通管理。同时，在满足同样交通要求时，可以充分利用桥梁净空，减小桥梁宽度，缩短引桥长度，达到较好的经济效益。,桥面铺装也称行车道铺装，是车轮直接作用的部分。桥面铺装的主要作用在于防止车辆轮胎或履带直接磨耗行车道板，保
28、护主梁免受雨水侵蚀，并对车辆轮重的集中荷载起分布作用。钢筋混凝土和预应力混凝土梁桥的桥面铺装可采用水泥混凝土、沥青混凝土、沥青表面处治。水泥混凝土和沥青混凝土桥面铺装用得较广，能满足各项要求。水泥混凝土铺装的耐磨性能好，适合重载交通，但养生期长，以后修补较麻烦。沥青混凝土桥面铺装维修养护方便，但易老化和变形。,桥面铺装,防水排水系统,为满足行车安全、舒适，防止桥面结构被水浸泡，桥梁应设置防水和排水设施。桥面防水采用桥跨结构顶面设置防水层；桥梁排水采用设置纵坡和桥面横坡及排水设施。,桥面设置纵横坡，以便顺利排除雨水，防止或减少雨水渗入桥面铺装层，从而保护了行车道板，延长了桥梁的使用寿命。在平原地
29、区，可以在满足桥下通航净空要求的前提下，降低墩台标高，减少引桥长度或桥头引道土方量，从而节省工程费用。桥面的纵坡一般都做成双向纵坡，纵坡一般以不超过3-4%为宜。,纵横坡,桥面的横坡，一般采用1.5-3。通常有以下三种设置形式：(1)对于板桥(矩形板或空心板)或就地浇筑的肋板式梁桥，为节省铺装材料并减轻恒载重量，可以将横坡直接设在墩台顶部，而使桥梁上部构造形成双向倾斜，此时，铺装层在整个桥宽上做成等厚的。(2)在装配肋板式粱桥中，为使主梁构造简单、架设与拼装方便，通常横坡不再设在墩台顶部，而直接设在行车道板上。其做法是先铺设一层厚度变化的混凝土三角垫层，形成双向倾斜，再铺设等厚的混凝土铺装层。
30、(3)在比较宽的桥梁(或城市桥梁)中，用三角垫层设置横坡将使混凝土工程量及恒载重量增加太多。为此，可将行车道板做成倾斜面而形成双向横坡。它的缺点是主梁构造复杂，制作麻烦。,防水层,防水混凝土位于非冰冻地区的桥梁需作适当的防水时，可在桥面板上铺筑8-10cm厚的防水混凝土作为铺装层。防水混凝土的标号一般不低于桥面板混凝土的标号，其上一般可不另设面层，但为延长桥面的使用年限，宜在上面铺筑2cm厚的沥青表面处治作为可修补的磨耗层。,贴式防水层 设在低标号混凝土排水三角垫层上面，其做法是：先在垫层上用水泥砂浆抹平，待硬化后在其上涂一层热沥青底层，随即贴上一层油毛毡(或麻袋布、玻璃纤维织物等)，上面再涂
31、一层沥青胶砂，贴一层油毛毡，最后再涂一层沥青胶砂。这种所谓“三油二毡”的防水层，其厚度约为1-2cm。为了保护贴式防水层不致因铺筑和翻修路面而受到损坏，在防水层上需用厚约4cm，标号不低于C20的细骨料混凝土作为保护层。等它达到足够强度后、再铺筑沥青混凝土或水泥混凝土铺装层。这种防水层的造价高，施工也麻烦费时，故应根据建桥地区的气候条件，桥梁的重要性等，在技术和经济上作论证后采用。,桥梁伸缩装置,桥体的膨胀幅度与桥体两侧路基的不一样，为避免路因为热胀冷缩导致面断裂或变形，需要设置伸缩装置。为了保证桥跨结构在气温变化、活载作用、混凝土收缩与徐变等因素的作用下变形的需要，一般应在两梁端之间以及在梁
32、端与桥台背墙之间设置横向的伸缩缝。伸缩缝的作用是保证梁能自由变形，而且要使车辆在伸缩缝处能平顺地通过和防止雨水渗入、垃圾泥土阻塞等。伸缩缝构造应使施工和安装方便，其部件除本身要有足够的强度外，还应与桥面铺装部分牢固连接。常用的伸缩缝有：锌铁皮伸缩缝、橡胶伸缩缝等。,U形锌铁皮伸缩装置 对于中、小跨径的桥梁，当变形量在20-40mm以内时，常采用以锌铁皮为跨缝材料的伸缩缝构造。弯成U形断面的长条锌铁皮，分上下两层，上层的弯曲部分开凿了孔径为0.6cm，孔距为3cm的梅花眼，其上设置石棉纤维过滤器，然后用沥青胶填塞。这样，当桥面伸缩时锌铁皮可随之变形。下层U形锌铁皮可将渗下的雨水沿横向排至桥外。U
33、形锌铁皮伸缩缝的优点是构造简单、施工方便、行车方便、价格低；缺点是耐久性差，只能适应小伸缩量。,橡胶伸缩装置 橡胶伸缩装置是通过橡胶块上的凹槽来适应桥梁的伸缩变形。橡胶板底面与缝合处用黏接材料结合，以防止雨水渗入。这种伸缩装置的行车性能好，耐久性能好，施工安装及更换均比较方便，近年来，在国内外得到广泛应用。图中用氯丁橡胶制造的两个圆孔的伸缩缝嵌条。当梁架好后，在端部焊好角钢，角钢之间的净距可比橡胶嵌条的宽度小10mm，涂上胶后，将橡胶条强行嵌入，嵌条接头处用胶黏接。也可根据伸缩置不同做成三孔的形式。其伸缩量为30-50mm，一般用于低等级公路的中、小桥梁。,人行道和安全带人行道位于城镇和近郊的
34、桥梁均应设置人行道，其宽度和高度应根据行人的交通流量和周围环境来确定。人行道的宽度为0.75m或1m，当宽度要求大于1m时，按0.5m的倍数增加。人行道顶面应做成倾向桥面1-1.5的排水横坡，城市桥面的人行道顶面可铺彩砖，以增加美观。此外，人行道在桥面断缝处必须做伸缩缝。安全带 对于不设人行道的桥梁，为了保证交通安全，在行车道边缘应设置高出行车道的带状构造物，即安全带。对于一般的公路桥梁，安全带的宽度不少于0.25m，高度为。安全带按照施工方法划分为就地浇注式和预制拼装式两种。,栏杆和灯柱,桥梁栏杆设置在人行道上，其功能主要是防止行人和非机动车辆掉落桥下。其设计应符合受力要求，并注意美观，高度
35、通常为。应注意，在靠近桥面伸缩缝处，所有的栏杆均应断开，使扶手与柱之间能自由变形。栏杆常用混凝土、钢筋混凝土、金属或金属与混凝土混合材料制作。按栏杆的使用目的可分为人行道栏杆和防撞栏杆(防撞护栏)。,照明灯柱可以设在栏杆扶手的位置上，在较宽的人行道上也可设在靠近缘石处。照明灯一般高出车道8-12m。钢筋混凝土灯柱的柱脚可以就地浇筑并将钢筋锚固于桥面中。铸铁灯柱柱脚可固定在预埋的锚固螺栓上。照明以及其他用途所需的电信线路等，通常都从人行道下的预留孔道内通过。,栏杆,灯柱,1.6 梁式桥的一般特点和主要类型,钢筋混凝土梁桥的一般特点优点(1)19世纪70年代以来，建成了世界上第一座钢筋混凝土桥梁，
36、迄今，钢筋泥凝土粱桥已有100余年的历史，特别是半个多世纪以来的大量实践，钢筋混凝土梁桥不但在设计理论方面，而且在施工技术上都发展得比较成熟。(2)就地取材。钢筋混凝土中的大量砂、石材料易于就地取用，这就避免繁重的远程运输，并能降低造价。(3)适应性。钢筋混凝土可以根据需要浇筑成任意的结构形状，通常能用就地浇注的施工方法建造钢筋混凝土的曲线桥、斜交桥等。(4)工业化施工。桥梁构件可以在工厂内或在集中生产场地采用机械设备成批生产，不仅能提高构件的施工质量，而且大大减轻了工人操作的劳动强度，缩短施工工期。(5)耐久性。通常钢筋由混凝土保护而不致锈蚀的情况下，钢筋混凝土的强度是与日俱增的。根据试验证
37、明，钢筋混凝土结构在建筑20年后，混凝土的强度将比28天龄期增加3-4倍。因此，钢筋混凝土桥梁不仅耐久性好，寿命长，养护极为简便，而且还具有能适应日后车辆荷载增长的优点。(6)整体性。由钢筋骨架与混凝土浇筑而成的钢筋混凝土构件整体性好，因而它是抵抗地震、车辆动力作用等的良好的抗震结构。(7)在建造城市桥时，能与周围建筑物相协调，满足建筑艺术的要求。,缺点(1)自重大，跨越能力小是钢筋混凝土桥梁最主要的缺点。通常钢筋混凝土粱桥本身的自重占全部设计荷载的30-60，跨度愈大则自重所占的比值也显著增大。鉴于材料强度大部分为结构本身的重量所消耗，这就大大限制了钢筋混凝土梁式桥的跨越能力。(2)钢筋混凝
38、土梁在正常使用状态是带裂缝工作，因此它的工作性能、耐久性能受到很大影响。(3)就地浇筑的钢筋泥凝土桥施工工期长，桥下交通受到阻塞，特别是在深水大河中修建整体式钢筋混凝土桥梁时，支架和模板耗损木料很多，费用昂贵。(4)在气候寒冷地区以及在雨季建造整体的钢筋混凝土桥梁时，在施工中会引起不少困难，混凝土质量也不易保证。除非采用蒸汽养生以及防雨措施等，但这样会显著增加造价。显然，上述的优缺点都是与钢桥、石桥等其他种类桥梁比较而言的。目前，为了节约钢材，我国很少修建公路钢桥，而建造圬工拱桥又费工费时，还要受到桥位处地形地质的限制。因此，在公路建设中，特别对于公路上最常遇到的跨越中小河流等障碍的情况，需要
39、建造大量中小跨径的钢筋混凝土梁桥。,预应力混凝土可看作是一种预先储存了足够压应力的新型混凝土材料。对混凝土施加预压力的高强度钢筋(或称力筋)，既是加力工具，又是抵抗荷载所引起构件内力的受力钢筋。预应力混凝土梁桥除了同样具有钢筋混凝土梁桥的优点外，还有下述重要特点：(1)能最有效地利用现代的高强度材料(高强混凝土、高强钢材)减小构件截面，显著降低自重占全部设计荷载的比重，增大跨越能力，并扩大混凝土结构的适用范围。(2)与钢筋混凝土梁桥相比，一般可以节省钢材30-40，跨径愈大，节省愈多。(3)全预应力混凝土梁在使用荷载下不出现裂缝，即使是部分预应力混凝土梁在常遇荷载下也无裂缝，鉴于能全截面参与工
40、作，梁的刚度比通常开裂的钢筋混凝土梁要大，因此，预应力混凝土梁可显著降低建筑高度，使大跨径桥梁做得轻柔美观。由于能消除裂缝，扩大了对多种桥型的适应性，耐久性强。,预应力混凝土梁桥一般特点,显然，要建造好一座预应力混凝土桥梁，首先要有作为预应力筋的优质高强钢材和要可靠保证高强混凝土的制备质量，同时需要有一整套专门的预应力张拉设备和材质好、制作精度要求高的锚具，并且要掌握较复杂的施工工艺。目前，预应力混凝土简支梁的跨径已达50-70m，悬臂梁、连续梁常用的跨径为40-200m，最大跨径已达到240m（日本滨名大桥）。,梁式桥的主要类型及其适用条件,按结构体系分类 1简支梁桥 这是建桥实践中使用最广
41、泛、构造最简单的梁式桥。简支梁墩台的不均匀沉陷不会在梁内引起附加内力；构造简单，最易设计成各种标准跨径的装配式构件；施工工序少，架设方便；在多孔简支梁桥中，各跨的构造和尺寸划一，从而能简化施工管理工作并降低施工费用；因相邻桥孔各自单独受力，桥墩上需设置相邻简支粱的两排支座，桥墩截面尺寸相对较大；在多孔简支梁桥中，因需设置较多伸缩缝，会影响行车舒适性。经济合理的常用跨径在20m以下，为提高跨越能力，采用预应力混凝土结构，我国预应力混凝土简支梁的标准跨径在50m以下。,2连续梁桥 这种体系的主要特点是：承重结构(板、T形梁或箱粱)不间断地连续跨越几个桥孔的结构。连续孔数一般不宜过多，当桥梁跨径较多
42、时，需要沿桥长分建成几组(或称几联)连续梁。连续梁由于荷载作用下支点截面产生负弯矩，从而显著减小了跨中的正弯矩，这样可减小跨中的建筑高度，能节省钢筋混凝土数量，跨径增大时，这种节省就更加显著。连续梁通常适用于桥基良好的场合，否则，任一墩台基础发生不均匀沉陷时，桥跨结构内会产生附加内力。预应力混凝土连续梁桥一般跨径在30-150m之间。目前世界上最大跨径的是日本滨名大桥，跨径240m.我国最大的是南京长江二桥北汊桥，跨径165m.,3悬臂梁桥 这种桥梁的主体是长度超出跨径的悬臂结构。仅一端悬出者称为单悬臂梁，对于较长的桥，还可以借助简支的挂梁与悬臂梁一起组合成多孔桥；两端均悬出者称为双悬臂粱。在
43、力学性能上，悬臂根部产生的负弯矩，减小了跨中正弯矩，所以悬臂梁也与连续梁相仿，可以节省材料用量、增大跨越能力。与连续梁相比，跨中还要增加悬臂与挂梁间的牛腿、伸缩缝的构造复杂，在使用时，行车也不平顺，较少采用。混凝土悬臂梁世界上最大跨径为150m，一般在100m以下。,按承重结构的截面形式划分,1板式截面 板桥的承重结构就是矩形截面的钢筋混凝土或预应力混凝土板，主要特点是构造简单，施工方便，而且建筑高度较小。板桥截面形式包括整体式矩形实心板、装配式实心板和空心板。整体式板桥在车辆荷载作用下除了沿路径方向弯曲受力外，板在横向也发生挠曲变形。有时为了减轻自重，也可做成留有圆洞的空心板或将受拉区稍加挖
44、空的矮肋式板桥。装配式板桥由几块预制的实心板条利用板间企口缝填入混凝土拼连而成。装配式板桥也可做成横截面被显著挖空的空心板桥，以达到减轻自重和加大适用跨径的目的，预应力空心板的跨径可以做到10-32m.,2肋板式梁桥 在横截面内形成明显肋形结构的梁桥称为肋板式梁桥，或简称肋梁桥。梁肋(或称腹板)与顶部的钢筋混凝土桥面板结合在一起作为承重结构。,由于肋与肋之间处于受拉区域的混凝土得到很大程度的挖空，显著减轻了结构自重。特别对于仅承受正弯矩作用的简支梁来说，既充分利用了扩展的混凝土桥面板的抗压能力，又有效地发挥了集中布置在梁肋下部的受力钢筋的抗拉作用，从而使结构构造与受力性能达到理想的配合。与板桥
45、相比，肋梁桥具有更大的抵抗荷载弯矩的能力。钢筋混凝土简支肋梁桥的常用跨径为13-20m，预应力混凝土简支肋梁桥的常用跨径为25-50m。,肋梁桥分为整体式和装配式，我国使用最多的是装配肋梁式，特点是T型梁的翼板构成桥梁的行车道板，又是主梁的受压翼缘，制造简单，梁肋内配筋做成钢筋骨架，主梁之间借助横隔梁连接，整体性好。不足之处是，截面形状不稳定，给运输和安装带来不便。,3箱形粱桥 横截面呈一个或几个封闭箱形的梁桥。类型分为单室和多室整体式箱形梁桥，其截面除了梁肋和上部翼缘板外，在底部尚有扩展的底板。这种结构的特点如下：(1)挖空率大，自重小，并且挖空部分能很好地适应布置管线等公共设施。(2)截面
46、抵抗弯矩能力强，跨越能力大。(3)抗扭刚度也特别大，在偏心的荷载作用下各梁肋的受力比较均匀。对于宽桥，跨中无需设置横隔板，适合于修建承受有扭矩的曲线桥、斜交桥。(4)顶板和底板都具有较大的混凝土面积，能有效地抵抗正负弯矩，并满足配筋的要求，适用于较大跨径的悬臂梁桥和连续梁桥。,支座的类型和构造,钢筋混凝土和预应力混凝土梁式桥在桥跨结构和墩台之间均需设置支座，其作用是：(1)传递上部结构的支承反力，包括永久作用和可变作用引起的竖向力和水平力。(2)保证结构在可变荷载、温度变化、混凝土收缩和徐变等因素作用下的自由变形。,梁桥的支座按其作用分固定支座和活动支座两种。固定支座用来固定桥跨结构在墩台上的
47、位置，并传递竖向压力和水平力，保证主粱发生挠曲时在支承处能自由转动。活动支座则可以保证在温度变化、混凝土收缩和在竖向荷载作用下结构不但能自由转动，而且也能自由移动。,我国当前在桥梁设计中采用了以下的几种支座构造形式。1简易垫层支座 对于跨径小于5m的涵洞，标准跨径在10m以内的简支板桥和简支梁桥，一般可以不设置专门的支座结构，而仅使上部结构的端部支承在油毛毡或石棉做成的垫层上或水泥砂浆垫层上，其厚度应在压实后不小于1cm。在肋板式桥梁中，其端部是利用端横梁使桥的全部宽度均匀地支承在垫层上。这种支座形式的自由伸缩性能不好，易引起上部结构端部和墩、台帽混凝土的劈裂现象。因此，通常应将墩、台顶部的前
48、缘削成斜角，最好在梁端和墩、台帽上的支承处设置1-2层钢筋网予以加强。,支座构造形式,2弧形钢板支座 标准跨径在20m以内、支承反力在600kN以下的梁桥常采用这种型式的支座。它由两块厚约40-50mm的铸钢垫板制成，上面一块是平的钢垫板，下面一块是顶面切削成圆弧形的钢垫板，这样就能保证支座可以自由转动。活动支座可以沿钢垫板接触面移动，对于固定支座，尚需在上垫板上做成齿槽(或销孔)，在下垫板上焊以齿板(或焊销钉)，安装后使齿板嵌入齿槽(或销钉伸入销孔)，以保证上、下垫板的位置固定，并且通过齿板(或销钉)的抗剪来承受水平力作用。通常应使齿槽比齿板宽2mm，且齿板顶部应削斜，以便上垫板的自由转动。
49、当用销钉固定时，钉径也较销孔小2mm，且伸出的钉头也应做成顶部缩小的圆锥形。,3橡胶支座,橡胶支座是从20世纪50年代发展起来的一种桥梁支座。,板式橡胶支座 常用的板式橡胶支座都用几层薄钢板或钢丝网作为加劲层，它的活动机理是：用橡胶的不均匀弹性压缩实现转角；利用其剪切变形实现水平位移；由于橡胶片之间的加劲层能起阻止橡胶片侧向膨胀的作用、从而显著提高了橡胶片的抗压强度和支座的抗压刚度。这种支座常用于支承反力小于5000kN的中等跨径桥梁。,板式橡胶支座处于无侧限受压状态，故其抗压强度不高，加之其位移量取决于橡胶的容许剪切变形和支座高度，要求的位移量越大，支座就要做得越厚，所以板式橡胶支座的承载能
50、力和位移值受到一定的限制。,盆式橡胶支座 近年来，盆式橡胶支座为在大、中跨桥梁上应用。盆式橡胶支座的主要构造特点有：一是将氯丁橡胶块放置在凹形金属盆内，由于橡胶处于有侧限受压状态，大大提高了支座的承载能力；二是利用嵌固在金属盆顶面的聚四氟乙烯板与不锈钢板相对摩擦系数小的特性，使活动支座能满足梁的水平移动，梁的转动也通过盆内橡胶块的不均匀压缩来实现。目前我国生产的盆式橡胶支座竖向承载力为1000-5000kN，有效水平位移量40-250mm，支座的容许转角为40。盆式橡胶支座是由不锈钢滑板、聚四氟乙烯板、钢盆环、氯丁橡胶块、钢密封圈、钢盆塞、橡胶弹性防水圈等组装而成。使用经验表明，这种支座结构紧
