《城市橋梁》PPT課件.ppt

城市道路與交通,第九章-城市橋梁,9.1 概述,在城市道路、城市鐵路及軌道交通建設(shè)中，為了跨越各種障礙物（如河流、線路等）必須修建各種類型的橋梁。 橋梁是城市交通中的重要組成部分，在日常運(yùn)營(yíng)及災(zāi)害破壞情況下的緊急救援中，都起著關(guān)鍵性的作用。,9.2 橋梁的組成和分類,橋跨結(jié)構(gòu)是在線路中斷時(shí)跨越障礙的主要承載結(jié)構(gòu)。 橋墩和橋臺(tái)是支承橋跨結(jié)構(gòu)，并將恒荷載和車輛等活荷載傳至地基的建筑物。通常設(shè)置在橋兩端的稱為橋臺(tái)。 橋梁在橋跨結(jié)構(gòu)與橋墩或橋臺(tái)的支承處設(shè)置的傳力裝置稱為支座。需要傳遞很大的荷載，以及保證橋跨結(jié)構(gòu)能產(chǎn)生一定的變位。,9.2.1 橋梁的基本組成,一般橋跨結(jié)構(gòu)和支座系統(tǒng)稱為橋跨上部結(jié)構(gòu)。橋墩、橋臺(tái)和基礎(chǔ)稱為橋跨下部結(jié)構(gòu)。 在橋梁建筑工程中，除了上述基本結(jié)構(gòu)外，根據(jù)需要還常常修筑護(hù)岸、導(dǎo)流結(jié)構(gòu)物等附屬工程。,凈跨徑 梁式橋：設(shè)計(jì)洪水位上相鄰兩個(gè)橋墩（橋臺(tái)）之間的凈距。 拱式橋：每孔拱跨兩個(gè)拱腳截面最低點(diǎn)之間的水平距離。 總跨徑 多孔橋梁中各孔凈跨徑的總和，也稱橋梁孔徑（l0 ） 計(jì)算跨徑 橋跨結(jié)構(gòu)相鄰兩個(gè)支座中心之間的距離，l 橋梁全長(zhǎng) 簡(jiǎn)稱橋長(zhǎng)，橋梁兩端兩個(gè)橋臺(tái)的側(cè)墻或八字墻后端點(diǎn)之間的距離，L 橋梁高度 簡(jiǎn)稱橋高，橋面與低水位之間的高差，H1 橋下凈空高度 設(shè)計(jì)洪水位或計(jì)算通航水位（或橋下行車路面）至橋跨結(jié)構(gòu)最下緣之間的距離，H,尺寸和術(shù)語(yǔ),建筑高度 橋上行車路面（或軌頂）標(biāo)高至橋跨結(jié)構(gòu)最下緣之間的距離，h 凈矢高 從拱頂截面下緣至相鄰兩拱腳截面下緣最低點(diǎn)之間的連線的垂直距離，f0 計(jì)算矢高 從拱頂截面形心至相鄰兩拱腳截面形心之間連線的垂直距離，f 矢跨比 計(jì)算矢高f與計(jì)算跨徑l之比（f/l），也稱拱矢度。 橋涵標(biāo)準(zhǔn)跨徑0.75m60m，22種。 涵洞 用來(lái)宣泄路堤下水流的構(gòu)造物。多孔跨徑的全才不到8m和單孔跨徑不到5m的泄水結(jié)構(gòu)物稱為涵洞。,9.2.2 橋梁的主要類型,按受力方式分：梁式體系、拱式體系、鋼架橋及纜索承重橋。 按用途分：城市橋梁、公路橋、鐵路橋、公路鐵路兩用橋、農(nóng)橋、人行橋、運(yùn)水橋及其他專用橋梁。 按全長(zhǎng)和跨徑分：特殊大橋、大橋、中橋和小橋。,注：國(guó)際上一般認(rèn)為單跨跨徑小于150m屬于中、小橋梁；大于150m即稱為大橋。,按主要承重結(jié)構(gòu)所用材料分：圬工橋、鋼筋混凝土橋、預(yù)應(yīng)力混凝土橋、鋼橋和木橋。 按跨越障礙的性質(zhì)分：跨河橋、跨線橋、高架橋和棧橋。 按上部結(jié)構(gòu)的行車道位置分：上承式橋、下承式橋和中承式橋。 其他分法：修建開合橋、浮橋、漫水橋等。,9.3 城市橋梁的總體規(guī)劃和設(shè)計(jì)要點(diǎn),一、使用上的要求 二、經(jīng)濟(jì)上的要求 三、安全上的要求 四、美觀上的要求,9.3.1 城市橋梁總體規(guī)劃原則和基本設(shè)計(jì)資料,9.3.1.1城市橋梁設(shè)計(jì)基本要求,應(yīng)考慮城市規(guī)劃，近、遠(yuǎn)期交通流量和流向的需要，考慮水文、航運(yùn)、地形、地質(zhì)等。 中、小橋橋位宜服從城市道路的走向布置。 適應(yīng)城市車輛、行人的流向、流量需要。 橋位宜選在河槽較窄、地質(zhì)良好和地基承載力較大的河段；不宜位于河岸有滑坡坍塌之處。 橋位上方不得布置架空高壓電力線。,9.3.1.1橋位選擇與布置,9.3.2 城市橋梁縱、橫斷面設(shè)計(jì)和平面布置,9.3.2.1橋梁縱斷面設(shè)計(jì),一、橋梁縱跨徑的確定 對(duì)于一般跨河橋梁，總跨徑可參照水文計(jì)算來(lái)確定。橋梁總跨徑必須保證橋下有足夠的排洪面積。 二、橋梁的分孔 一般布置：引橋小于主橋，邊跨小于中跨。 大、中橋梁的分孔必須根據(jù)使用任務(wù)、橋位處的地形和環(huán)境、河床地質(zhì)、水文等具體情況，通過(guò)技術(shù)經(jīng)濟(jì)等多方面的分析比較，才能確定設(shè)計(jì)方案。,橋梁縱斷面設(shè)計(jì)包括確定橋梁的總跨徑、橋梁的分孔、橋道的標(biāo)高、主橋橋面和橋頭引道的縱坡以及基礎(chǔ)的埋置深度等。,三、橋道標(biāo)高的確定 1.流水凈空的確定 梁式橋：梁底一般應(yīng)高出設(shè)計(jì)洪水位（包括壅水和浪高）不小于0.50m，高出最高流水水位0.75m。支座底面應(yīng)高出設(shè)計(jì)洪水位不小于0.25m，高出最高流水水位不小于0.50m。,無(wú)鉸拱橋：拱腳允許被設(shè)計(jì)洪水位淹沒，但淹沒深度一般不超過(guò)拱圈矢高f0 的2/3。并且在任何情況下，拱頂?shù)酌鎽?yīng)高出設(shè)計(jì)洪水位1.0m，即 f01.0。拱腳的起拱線應(yīng)高出最高流冰水位不小于0.25m。,2.通航凈空的確定 在通航及通行木筏的河流上，必須設(shè)置保證橋下安全通航的通航孔。 橋跨結(jié)構(gòu)下緣的標(biāo)高，應(yīng)高出自設(shè)計(jì)通航水位算起的通航凈空高度。,四、橋縱坡的確定 橋道標(biāo)高確定后，就可以根據(jù)兩端橋頭的地形和線路要求來(lái)設(shè)計(jì)橋梁的縱斷面線型。橋面中心線縱斷面可做成平坡、斜坡和豎曲線。 橋頭引道縱坡不宜大于2.5%，對(duì)位于混合交通繁忙處的橋段，橋頭引道縱坡不得大于3%，縱坡發(fā)生變更的地方應(yīng)按規(guī)定設(shè)置豎曲線。,9.3.2.2橋梁橫斷面設(shè)計(jì),橋面構(gòu)造 包括：行車道鋪裝、排水防水系統(tǒng)、人行道、緣石、欄桿、照明燈具和伸縮縫等。,橋梁橫斷面布置 橋梁橫斷面布置的一般要求 下承式、中承式橋的主梁、主桁或拱肋和懸索橋、斜拉橋的索面及塔，可設(shè)置在人行道上或車行道的分隔帶上。 一般情況下，橋上不設(shè)綠化帶。 橋梁人行道或安全道外側(cè)，必須設(shè)置人行道欄桿，高度1.01.2m。,橋面橫坡 必須充分重視橋梁車行道排水問(wèn)題。橋面車行道應(yīng)設(shè)置橫坡，在快速路和主干路橋上，橫坡為2%；在次干路和支路橋上，橫坡為1.5%2%。 人行道應(yīng)設(shè)置1%單向斜向車行道的橫坡。 在路緣石旁須設(shè)置足夠數(shù)量的泄水孔。 橋面布置 雙車道布置 分車道布置 雙層橋面布置,橋面凈空尺寸的確定 城市以及位于大、中城市近郊的橋梁，起橋面凈空尺寸，應(yīng)結(jié)合城市實(shí)際交通量和今后發(fā)展的要求來(lái)確定。,橋上機(jī)動(dòng)車道寬：大型汽車或大、小汽車混行，其行車速度大于或等于40km/h，每一車道寬度取3.75；行車速度小于40km/h，每一車道寬取3.5m；小客車專用線每一車道寬取3.5m。非機(jī)動(dòng)車道的寬度不應(yīng)小于3.0,一條非機(jī)動(dòng)車道的寬度為1m。人行道的寬度為0.75m或1m，大于1m時(shí)按0.5的倍數(shù)增加。 其他環(huán)境因素參考下表：,9.3.2.3橋梁平面布置,橋梁及橋頭引道與兩端道路的銜接線型應(yīng)符合路線布設(shè)的規(guī)定，要保持平順。 橋梁在平面上宜做成直橋，避免橋梁與河流，或橋下路線斜交。 引橋坡度較大或與濱河路相交時(shí)，可適當(dāng)拓展引橋?qū)挾?，以增加車道?shù)；或者修建立體交叉，跨越交通流量較大的濱河路。,9.4 城市橋梁基本體系,按結(jié)構(gòu)基本體系可分為：梁式橋、拱式橋、剛架橋、懸索橋及組合體系橋等。 常用的橋式經(jīng)濟(jì)跨度的范圍見下表：,9.4.1 梁式體系橋,板橋 右圖為幾種板橋橫截面：,9.4.1.1按承重結(jié)構(gòu)的截面形式劃分,現(xiàn)代高架橋道路上采用的各種異形板截面形式,肋梁橋 截面形式：形、形和T形。,裝配式肋梁橋，考慮到起重設(shè)備的能力、預(yù)制和安裝的方便，一般采用主梁間距在2.0m以內(nèi)的多梁式結(jié)構(gòu)。,箱形梁橋 截面呈一個(gè)或幾個(gè)封閉的箱形梁橋成為箱形梁橋。 跨徑大于40m的預(yù)應(yīng)力混凝土懸臂梁和連續(xù)梁橋，橫截面大多采用箱形截面。,9.4.1.2按承重結(jié)構(gòu)的靜力體系劃分,簡(jiǎn)支梁橋 簡(jiǎn)支梁橋是建橋?qū)嵺`中使用最廣泛、結(jié)構(gòu)最簡(jiǎn)單、施工最方便的梁式橋。,對(duì)裝配式鋼筋混凝土簡(jiǎn)支梁橋而言，在技術(shù)經(jīng)濟(jì)上合理的跨徑約在20m一下。預(yù)應(yīng)力混凝土簡(jiǎn)支梁的最大跨徑已達(dá)76m，但超過(guò)50m時(shí)，橋形笨重，也不經(jīng)濟(jì)。我國(guó)預(yù)應(yīng)力混凝土簡(jiǎn)支梁的標(biāo)準(zhǔn)跨徑在40m一下。,連續(xù)梁橋 特點(diǎn)：承重結(jié)構(gòu)不間斷地連續(xù)跨越幾個(gè)橋孔，形成一個(gè)超靜定結(jié)構(gòu)。（下圖）,連續(xù)梁橋高度低，而且能節(jié)省鋼筋混凝土數(shù)量，跨徑越大，這種節(jié)省就越顯著。鋼筋混凝土連續(xù)梁跨徑一般不超過(guò)2530m。預(yù)應(yīng)力連續(xù)梁常用跨徑為40160m。,懸臂梁橋 懸臂梁橋的主體是長(zhǎng)度超過(guò)跨徑的懸臂結(jié)構(gòu)。 僅一端懸出的稱為單懸臂梁（下圖）。,兩端均懸出稱為雙懸臂梁。,9.4.2 拱式體系橋,拱橋的主要優(yōu)點(diǎn)：跨越能力大，能夠就地取材，耐久性好，養(yǎng)護(hù)、維修費(fèi)用少，外形美觀，構(gòu)造較簡(jiǎn)單。 拱橋的缺點(diǎn)：水平推力大，為確保拱橋安全，增加了下部結(jié)構(gòu)的工程量。當(dāng)采用無(wú)鉸拱時(shí)，對(duì)基地條件要求高。對(duì)連續(xù)多孔的大、中橋梁，為防止一孔破壞而影響全橋，需采取較復(fù)雜的措施，增加了造價(jià)。上承式拱橋建筑高度較高，使用范圍受到一定的限制。,9.4.2.1拱橋的特點(diǎn),拱橋的主要組成 上部結(jié)構(gòu)：拱圈及其上面的拱上建筑 下部結(jié)構(gòu)：橋墩、橋臺(tái)及基礎(chǔ),9.4.2.2拱橋的組成和分類,拱橋的主要類型 按建橋材料分：圬工拱橋、鋼筋混凝土拱橋及鋼拱橋等。 按拱上結(jié)構(gòu)形式分：實(shí)腹式拱橋（a）與空腹式拱橋（b）（下圖）,按主拱圈所采用的拱軸線的形式分：圓弧拱橋、拋物線拱橋或懸鏈線拱橋等。,9.4.3 剛架體系橋,剛架橋的主要承重結(jié)構(gòu)是梁，或板和墩臺(tái)整體結(jié)合在一起的剛架結(jié)構(gòu)。梁和柱的聯(lián)結(jié)處具有很大的剛性。,9.4.3.1剛架橋,T形剛構(gòu)是結(jié)合了剛架橋和多孔靜定懸臂梁橋的特點(diǎn)發(fā)展起來(lái)的新穎結(jié)構(gòu)。 鋼筋混凝土T形剛構(gòu)橋常用跨徑在4050m左右，預(yù)應(yīng)力混凝土T形剛構(gòu)的常用跨徑為60200m。,9.4.3.2 T形剛架橋,將T形剛構(gòu)粗厚的橋墩減薄，形成柔性橋墩，使橋墩固結(jié)而形成連續(xù)剛構(gòu)橋。與一般的連續(xù)剛架的區(qū)別在于柔性橋墩的作用，使結(jié)構(gòu)在垂直荷載作用下基本上屬于無(wú)推力體系，而上部結(jié)構(gòu)主要具有連續(xù)梁的特點(diǎn)。 預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)剛構(gòu)橋最大跨徑已達(dá)301m。,9.4.3.2連續(xù)剛構(gòu)橋,9.4.4 懸索橋,懸索橋上部結(jié)構(gòu)由鋼纜、塔、加勁梁和吊索組成，下部結(jié)構(gòu)由支撐著塔的橋墩、錨固鋼纜的錨碇組成。 懸索橋邊跨與主跨之比一般應(yīng)為0.30.4，最小可達(dá)0.21。為使橫截面具有良好的抗風(fēng)性能，加勁梁都采用扁平截面。,包括：系桿拱橋、桁架拱、多跨梁拱結(jié)構(gòu)等。 （a）利用梁的受彎與拱的承壓特點(diǎn)組成聯(lián)合結(jié)構(gòu)。 （b）拱置于梁的下方，通過(guò)立柱對(duì)梁起輔助支承作用的組合體系。,9.4.5 組合體系橋,9.4.5.1梁拱組合體系,斜拉橋也是一種由承壓的塔、承彎的梁體與受拉的斜纜相結(jié)合的一種組合體系。,9.4.5.2斜拉橋,橋塔的橫向形式：,橋塔的縱向形式：,9.5 城市橋墩、臺(tái)和基礎(chǔ),單跨橋梁只有橋臺(tái)，多跨橋梁中間需要設(shè)置橋墩來(lái)支承上部結(jié)構(gòu)。 橋梁墩（臺(tái)）主要由墩（臺(tái)）帽、墩（臺(tái)）身和基礎(chǔ)三部分組成。,9.5.1 概述,按構(gòu)造分：實(shí)體墩、空心墩、柱式墩、框架墩等。 按受力特點(diǎn)分：剛性墩和柔性墩。 按施工工藝分：就地砌筑或澆筑橋墩、預(yù)制安裝橋墩。 按截面形式分：矩形、圓形、圓端形、尖端性及各種截面組合而成的空心橋墩。,9.5.2 橋墩的類型與構(gòu)造,橋臺(tái)按形式可劃分為：重力式橋臺(tái)、輕型橋臺(tái)、框架式橋臺(tái)、組合式橋臺(tái)和承拉式橋臺(tái)等。 在城市道路中，引橋、引道均采用擋墻。,9.5.3 橋臺(tái)的類型與構(gòu)造,淺基礎(chǔ) 淺基礎(chǔ)可分為：剛性基礎(chǔ)和柔性基礎(chǔ) 樁基礎(chǔ) 由樁和承臺(tái)兩個(gè)部分組成。 分為：柱樁、摩擦樁、豎直樁和斜樁及樁墩等。 沉井基礎(chǔ) 沉井是井筒狀的結(jié)構(gòu)物。 沉井基礎(chǔ)的埋置深度大