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1、桥 梁 工 程,1.桥梁定义：跨越各种障碍物、建筑物;2.桥梁在工程上占公路总造价的10%20%3.桥梁在经济、战争中具有非常重要的地位;4.桥梁是一种空间艺术立交、高架.,1.1 桥梁概述,桥梁工程是土木工程中属于结构工程的一个分支学科，是用砖石、木、混凝土、钢筋混凝土和各种金属材料建造的结构工程。桥梁既是一种功能性的结构物，又是一座立体的造型艺术工程，也是具有时代特征的景观工程，桥梁具有一种凌空宏伟的魅力。,法国米月高架桥,所谓“五大部件”是指桥梁承受汽车或其他运输车辆荷载的桥跨上部结构与下部结构，它们必须通过承受荷载的计算与分析，是桥梁结构安全性的保证。五大部件：1）桥跨结构(或称桥孔结
2、构、上部结构)。路线遇到障碍（如江河、山谷或其他路线等）的结构物。2）支座系统。支承上部结构并传递荷载于桥梁墩台上，它应保证上部结构预计的在荷载、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。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。,所谓“五小部件”，是直接
3、与桥梁服务功能有关的部件，过去总称为桥面构造。五小部件：1）桥面铺装(或称行车道铺装)。铺装的平整、耐磨性、不翘曲、不渗水是保证行车舒适的关键。特别是在钢箱梁上铺设沥青路面时，其技术要求甚严。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。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，又是有利于观赏的最佳装饰件。4）伸缩缝。桥跨上部结构之间或桥跨上部结构与桥台端墙之间所设的缝隙，以保证结构在各种因素作用下的变位。为使行车顺适、不颠簸，桥面上要设置伸缩缝构造。5）灯光照明。现代城市中，大跨桥梁通常是一个城市的标志性建筑
4、，大多装置了灯光照明系统，构成了城市夜景的重要组成部分。,桥面构造,灯光照明,1.2 桥梁的分类,1、按使用性质：公路桥、铁路桥、公铁两用桥人行桥、机耕桥、过水桥,海仓大桥（公路桥）,铁路桥（中国兰新铁路）,芜湖长江桥:我国跨度最大的公铁两用桥,渡槽桥（过水桥）,2、跨径大小和多跨总长分：特大桥：L500m，L0100m；大桥：100mL500m，40m L0 100m；中桥：30mL100m，20m L0 40m；小桥：8mL30m，5m L0 20m；涵洞：L8m，L0 5m。,桥梁的分类,L：多孔跨径总长,L0：单孔跨径,3、行车位置：上承式桥、中承式桥、下承式桥。,上承式桥梁位于湖南省
5、洞口县淘金村,桥梁的分类,中承式桥梁,旧金山的金门大桥下承式桥梁,4、按承重构件受力情况：梁桥、板桥、拱桥、钢结构桥、吊桥、组合体系桥（斜拉桥、悬索桥）。,梁桥该桥（汉江桥）位于陕西紫阳县，主跨为4525045米预应力混凝土形简支梁，边跨为430米预应力混凝土形简支梁，全桥390米，薄壁空心墩高58米，于1987年建成。,桥梁的分类,该桥（龙脑桥）位于四川省泸州，建于明代洪武年间(公元年）。桥高米、长米，宽1.9米，共孔，由块长3.6米的青石板组成。中间个桥墩上分别雕有龙、象和麒麟的头像，石雕艺术精湛，造型别致，布局奇特。因石雕中有个龙头故名龙脑桥。,板 桥,龙头,绍兴纤道桥为石板石墩组成的梁
6、式长桥，其主要作用为纤夫拉纤用，此外也可用于风浪大时船只的避风。清同治年间（1862-1874年）重修。全长386.2米，115跨，每跨净2米，桥面用三块条石拼成，宽1.5米，桥墩用条石干砌。该桥为全国重点文物保护单位。,板 桥,拱桥,该桥位于云南省昆明市至玉溪公路75.3公里处的玉溪新街坡。单孔跨径3.55米，斜石拱桥，采用条米厚的拱肋错位叠砌而成。,1m厚的石拱肋,钢结构桥,雁荡方洞的吊桥,组合体系桥,悬索桥明石海峡大桥98年建，长度3910m，墩距1990m,斜拉桥米约大桥：世界上第二高的桥梁，全长达2.46公里，但只用7个桥墩支撑，其中2、3号桥墩分别高达245米和220米，是世界上最
7、高的两个桥墩。如果算上桥墩上方用于支撑斜拉索的桥塔，最高的一个桥墩则达到343米，超过法国巴黎著名的埃菲尔铁塔23米。,5、按使用年限：永久性桥、半永久性桥、临时桥。6、按材料类型：木桥、圬工桥（含砖、石和混凝土砌块桥）、钢筋混凝土桥、预应力桥、钢桥。,该桥在日本。木材容易腐烂，历史上保存至今的木桥极少。日本保存的5孔锦带木拱桥，跨度27.5m，始建于1673年。,木桥,扬州瘦西湖五亭桥，又名莲花桥。该桥为中国古典园林中亦常见石拱桥，即起交通引路作用，更与园林景色有机结合。,石 桥,飞云江桥位于浙江省瑞安县、跨飞云江。是中国最大跨度的预应力混凝土简支梁桥。桥全长1721，分跨为18515621
8、435(），最大跨度62，梁高2.85，高跨比1/21.75；混凝土标号R60；桥面宽13,预应力桥梁,钢桥,南京长江大桥,上部结构通过支座与墩台连接,1.2 桥梁的结构形式,梁式桥的组成,梁式桥是在竖向移动式荷载作用下无水平反力的结构体系。是最常见而又最基本的桥梁。,梁式桥：,受力特点：梁作为受弯构件由梁跨两端支座（桥墩或桥台）支撑着。,梁式桥,梁式桥受力特点：桥梁上部结构的荷载(垂直)支承下部结构两个支承之间的桥面是受弯构件，承受很大的弯矩。,梁式桥类型：简支梁式：在桥墩上不连续。是目前应用最广的梁桥。连续梁式：在桥墩上连续悬臂梁式：在桥墩上连续，在桥孔内中断，线路在桥孔内过渡到另一根梁上
9、。,梁式桥,连续桁架梁桥。支承在三个支点以上的桥梁。,简支梁桥,伸臂梁桥,梁式桥截面结构形式,实心板梁,箱型梁,短肋板梁,空心板梁,梁式桥施工特点,1,2,3,引桥桥墩完成,引桥主梁吊装,拱桥的主要承重结构是拱圈或拱肋，在桥面竖向移动荷载作用下承受的是根据其拱形斜向的压力，拱的弯矩和变形都比较小，桥墩或桥台要承受水平推力。采用的材料：砖、石、混凝土和钢筋混凝土。跨越能力大，外形美观，修建拱桥经济合理。,拱上建筑（拱上结构）包括桥面系和向主拱圈传递荷载的构件或填充物。分为空腹式、实腹式。,拱式桥,拱式桥,空腹式拱桥,实腹式拱桥,拱式桥与梁式桥的区别,拱式桥类型,上承式拱桥：桥面在拱肋上方,下承式
10、拱桥：桥面在拱肋下方,中承式拱桥：桥面桥面在拱肋中间,吊杆,立柱,吊杆,立柱,系杆,拱式桥,广州丫譬沙珠江大桥中承式系杆拱桥世界最大钢管混凝土拱桥，跨度360m,重庆万县长江大桥上承式拱桥世界最大钢筋混凝土箱拱桥，跨度420m,悉尼钢桁架组合式拱桥主跨503m，同类桥中我国的卢浦大桥主跨550m居世界第一,美国新河谷桥主拱圈为钢桁架，跨度518.2m，居世界钢桁架拱桥第一位；该桥所用钢材为耐侯钢，无需养护,乌巢大桥：该桥位于湖南，建于1990年。拱圈由两条分离式矩形石肋和8条钢筋混凝土横系梁组成。,外形与梁式桥相似，但是上部结构与下方支脚部分是完全刚结在一起的，是梁和柱整体结合的桥梁结构。,刚
11、架桥,桥墩与桥跨刚性连接,桥墩与桥跨通过支座连接,标准的梁式桥，梁和桥墩的结构分开,受力特点：在竖向移动荷载作用下，梁部主要受弯，柱脚处有水平推力，受力状态介于梁式桥和拱桥之间。,刚架桥,刚架桥的类型：T形刚架桥、连续刚架桥、斜腿刚架桥,连续刚架桥，有较好的抗震性能。,斜腿刚架桥。造型轻巧美观。,T形刚架桥，便于施加预应力，加挂梁后，跨度很大。,T形刚架桥（刚构桥）,挂梁,连续刚架桥,斜腿刚架桥,广东虎门珠江辅航道桥建于1997年，主跨270m，属于连续刚构桥。主跨跨径世界第一,湖北黄石长江大桥：特大公路桥，建于1996年。桥全长2580m，双向四车道。,广西桂林漓江桥：该桥是一座建于风景区的
12、预应力混凝土V形墩刚构桥。主跨和分孔为67.5m95m67.5m,主孔悬臂长27.5m，挂梁长40m，斜腿倾角45，长12m。整座桥型线条流畅，轻巧别致，桥景相融。,斜拉桥,梁通过斜拉索拉在塔上，形成斜拉桥。由主梁、塔柱、斜索三种基本构件组成,受力特点：梁索塔基础桥面体系（加劲主梁）受压，支承体系（斜拉索）受拉,斜拉桥,斜拉桥材料：主梁和塔柱采用钢筋混凝土或型钢，为减少梁的截面和自重，主梁常采用预应力混凝土；斜索采用高强度钢材。斜拉桥的类型：根据跨度大小的要求和经济上的考虑分为：单塔式、双塔式、多塔式根据纵向斜缆布置分为：辐射式、扇形、竖琴形、星形斜拉桥作为一种拉索体系，比梁式桥有更大的跨越能
13、力，拉索的自锚性及斜拉桥良好的力学性能和经济指标已成为大跨度桥梁最主要的桥型，在跨径200800m范围占据优势，在跨径8001100m特大桥梁中扮演重要角色。斜索是桥的生命线，如何确保其寿命，是当今桥梁工程界关注的课题。,辐射形,竖琴形,扇形,斜拉桥的索型,辐射形索型,竖琴形索型,来宾红水河，位于广西红水河，是我国修建的第一座预应力混凝土铁路斜拉桥。全长398，主跨489648(），索型采用双塔竖琴型。,扇形索型,型式多种多样,独柱,世界上最高的桥梁米约大桥（墩343m，桥高270m）,武汉长江三桥（白沙洲大桥主跨618m）,A型,倒Y型,法国诺曼底桥（跨径856m),日本多多罗桥（跨径890
14、m）,倒Y型,钢塔塔高220m，其形状犹如倒Y形,铜陵长江大桥（主跨432m）,H型,施工特点,1、主塔施工,2、主梁施工,3、合拢,4、竣工,悬索桥,悬索桥:桥面支承在悬索上的桥，或叫吊桥，是一种古老桥型。早期制索材料为藤条、竹子、皮革、铁链等。现代悬索桥结构组成：主缆、塔架、加劲梁和锚碇。主缆：广泛采用高强度钢缆绳，以期发挥优异的抗拉性能。塔架形式：门式E架，材料用钢和混凝土加劲梁：钢杭架梁和扁平钢箱梁锚碇：有重力式锚碇和隧道锚碇，重力式锚碇居多。,著名的古代竹索桥“安澜桥”，坐落在四川省灌县都江堰市区西岷江上，横跨在内江和外江的分水处。被誉为中国古代五大桥梁，是都江堰最具特征的景观。,“
15、安澜索桥”是世界索桥建筑的典范,犹如十三条巨蟒横空出世,四川大渡河的泸定铁索桥：建于公元1705年，桥净跨约130米，桥宽2.8米，每根铁链长约127米，桥身由十三根碗口粗的铁链组成，其中扶手四根，底链九根，上横铺木板，纵铺走道板，两岸石砌桥台，锚定铁链，上有美丽的桥屋。1935年5月29日，中国工农红军在长征途中英勇飞夺泸定桥一战，打开了北上抗日的通道，毛泽东同志为此写下了“大渡桥横铁索寒”的壮丽诗句，泸定桥自此名扬中外，1961年月日，泸定桥被国务院首批确定为全国重点文物保护单位。今天的泸定桥已成为中外游人瞻仰、缅怀先烈和观光、旅游的胜地。,现代悬索桥,受力特点：桥面吊索主缆桥塔基础 在力
16、的传递过程中吊杆和主缆均承受很大的拉力，此拉力由两岸桥台后修筑的巨型锚碇平衡。个别也有固定在刚性梁的端部者，称为自锚式悬索桥。,悬索桥受力示意,悬索桥优点：能充分发挥钢缆材料优越的抗拉性能。因此结构自重轻，可以获得比斜拉桥更大的跨径，跨径可达1000m以上；成卷钢缆便于运输，也便于无支架悬吊拼装，适合在大江、湖海或跨越深沟、深谷时采用。悬索桥优美的造型和宏伟的规模，常被称为“桥梁皇后”,悬索桥,大贝尔特东桥悬索桥,锚碇施工,主缆施工,施工特点,1、主塔施工,2、主缆施工,3、桥面施工,4、竣工,日本明石海峡大桥（世界最大跨度1991m）,主塔塔顶高度297.3m,大桥主缆、加劲梁施工,大桥的加
17、劲钢箱梁用了钢材90000吨。这是架设钢箱梁的情况,江阴长江公路大桥：是我国首座跨径超千米的特大型钢箱梁悬索桥梁，也是20世纪“中国第一、世界第四”大钢箱梁悬索桥，是江苏省境内跨越长江南北的第二座大桥。位于靖江市十圩村与江阴市间，大桥全线建设总里程为5.176公里，总投资36.25亿元。大桥全长3071米，索塔高197m，两根主缆直径为0.870m，桥面按六车道高速公路标准设计，宽33.8米，设计行车速度为100公里/小时；桥下通航净高为50米，可满足5万吨级轮船通航。大桥于1994年11月22日开工，1999年9月28日竣工通车。,江阴长江公路大桥,香港青马大桥：主桥跨度达1377米，两座吊
18、塔，每座高206米，离海面62米，是全世界最长的公路、铁路两用吊桥。其主跨长度比美国三藩市的金门桥还要长。青马大桥连接青衣和马湾岛屿，大桥桥塔和主缆宏伟壮观，横跨马湾海峡，气势如虹。主缆本身由数以千计的钢线组成，其长16万公里，足以环绕地球四次。,主跨1377m,主塔施工情况,主塔高度206m,大桥主缆施工,大桥安装钢箱梁的情况,大桥刚建成情况，桥面具有6个车道,珠江黄埔大桥：采用悬索桥与斜拉桥结合的方式，悬索桥主跨1138米全省第一。大桥主跨通航净高60米，可以保证5万吨海船通过；而采用的独塔斜拉桥主跨383米，更是全世界同类桥型最长的。塔高200米顶天立地，悬索桥所需要借力的混凝土“锚碇”
19、估计重达20万吨，设置在江心小岛上，面积几乎是一个足球场，长80米、宽40米，高60多米。,综合体系桥,桥墩和桥台是桥梁的支承结构，桥台是两端桥头的支承结构，是道路的桥梁的连接点；桥台是多跨桥的中间支承结构。,桥墩与桥台,埋置式桥台,桥墩的类型,桥墩的组成：墩帽、墩身、基础桥墩的作用：在桥的中间，支承桥的左右两跨通过支座传来的竖直力和水平力；由于桥墩建筑在江河中，因此还要承受流水压力、水面上的风力和可能的冰压力、船只等的撞击力。桥墩设计要求：结构上有足够的强度和稳定性，布设上考虑与河流的相互影响，在空间上应满足通航和通车要求。公路桥梁常采用的桥墩类型按结构形式分为：实体式（重力式）桥墩 空心式
20、桥墩 桩或柱式桥墩,重力式,（1）实体式（重力式）桥墩特点：依靠自身重量平衡外力而保持稳定缺点：圬工体积较大，自重大、阻水面积较大。,适用范围：荷载较大的大、中型桥梁，或流水、漂浮物较多的江河之中,桥墩的类型,有时为减轻自重，将墩顶部分做成悬臂式,（2）空心式桥墩：克服了实体式桥墩在许多情况下材料强度得不到充分发挥的缺点，而将混凝土或钢筋混凝土桥墩做成空心薄壁结构等形式。优点：节省圬工材料，减轻自重缺点：经不起漂浮物的冲击（3）桩式桥墩：将桩基一直向上延伸到桥跨结构的下面，桩顶浇筑柱帽，桩做为墩身的一部分，桩和墩帽均由钢筋混凝土制成。一般用于桥跨不大于30m，墩身不高于10m的情况。柱式桥墩：
21、桩顶上修筑承台，承台上修筑立柱作柱身，则成为柱式桥墩，可以是单柱、双柱、多柱形式。,桥墩的类型,双柱式,单柱式,柱式桥墩的类型,桥台的类型,桥台的组成：台帽、台身、基础桥台的作用：两岸道路与桥梁的连接点，承受支座传递来的竖直力和水平力，还要挡土护岸，承受台后填土及填土上荷载产生的侧向土压力。桥台的设计要求：有足够的强度，避免在荷载的作用下发生过大的水平位移、转动和沉降。桥台的形式：实体式桥台和埋置式桥台等。,桥梁基础作用：承担着桥墩、桥跨结构的全部重量以及桥上可变荷载。一般修建于流水中，比房屋基础的规模大，问题多，施工条件困难。,桥梁基础,桥梁基础类型：刚性扩大基础、桩基础、沉井基础、沉箱基础,桥梁技术的发展方向,1、大跨度桥梁向更长、更大、更柔的方向发展2、新材料的开发和应用3、设计阶段采用高度发展的计算机辅助手段4、大型深水基础工程5、桥梁的安全性6、重视桥梁美学及环境保护,杭州湾跨海大桥全长36公里，是目前世界上最长的跨海大桥,课程讨论：1.介绍你所知道的国内外的桥之最；2.桥的历史或由来，风景桥介绍；3.你所知道或熟悉的某座桥的介绍（历史、故事、施工形式、规模）4.各种桥梁施工方法的学习体会 用PPT形式上台进行35分钟的交流，回答同学12个问题。,课程讨论,
