土木工程概論第6章橋梁工程

1、u什么是橋梁什么是橋梁是指供鐵路、道路、管道、是指供鐵路、道路、管道、渠道等交通運輸線路跨越水體或山谷的工程渠道等交通運輸線路跨越水體或山谷的工程構(gòu)筑物。構(gòu)筑物。u橋梁的原始雛形橋梁的原始雛形 獨木橋、浮橋和石獨木橋、浮橋和石拱。拱。隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展和社會的進步，橋梁的隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展和社會的進步，橋梁的跨越能力越來越強，功能與構(gòu)造形式也越來跨越能力越來越強，功能與構(gòu)造形式也越來越多樣化。越多樣化。 橋梁的組成橋梁的組成u橋梁的組成橋梁的組成：上部結(jié)構(gòu)、下部結(jié)構(gòu)、基礎(chǔ)上部結(jié)構(gòu)、下部結(jié)構(gòu)、基礎(chǔ) 橋 長跨 徑橋 臺基 礎(chǔ)橋 墩橋 臺基 礎(chǔ)基 礎(chǔ)跨 徑上 部 結(jié) 構(gòu)下 部 結(jié) 構(gòu)橋梁設(shè)計中一般考

2、慮以下荷載的作用：橋梁設(shè)計中一般考慮以下荷載的作用：(1) 恒載：橋自重、高欄、橋面等的重量。 (2) 活載：汽車、列車等交通荷載、人群荷載。 (3) 沖擊力：交通工具的沖擊。 (4) 風(fēng)載：作用于橋梁、汽車、列車的風(fēng)。 (5) 離心力；在曲線橋的情況下，列車的離心力。 (6) 制動作用：列車、汽車緊急剎車的作用。 (7) 溫度作用：由于溫度變化構(gòu)件伸縮受到限制產(chǎn)生的內(nèi)力。 (8) 地震作用：地震引起的慣性作用。 (9) 雪載：在積雪較多的地區(qū)予以考慮。 按使用性分類：按使用性分類：公路橋、公鐵兩用橋、人行橋、機公路橋、公鐵兩用橋、人行橋、機耕橋、過水橋等耕橋、過水橋等按結(jié)構(gòu)形式分類按結(jié)構(gòu)形式

3、分類：梁橋、板橋梁橋、板橋 、拱橋、拱橋 、剛構(gòu)橋、剛構(gòu)橋 、斜、斜拉橋、懸索橋拉橋、懸索橋 6.1 橋梁的分類橋梁的分類按跨徑大小和多跨總長分類：按跨徑大小和多跨總長分類：小橋、中橋、大橋、小橋、中橋、大橋、特大橋等特大橋等按行車道位置分類按行車道位置分類：上承式橋、中上承式橋、中承式承式橋橋 、下承式下承式橋橋 按使用年限分類按使用年限分類：永久性橋、半永久性橋永久性橋、半永久性橋 、臨時臨時橋橋 按材料分類按材料分類：木橋、圬工橋木橋、圬工橋 、鋼筋混凝土鋼筋混凝土橋、鋼橋橋、鋼橋 6.2 橋梁工程的總體規(guī)劃和設(shè)計要點橋梁工程的總體規(guī)劃和設(shè)計要點6.2.1 橋梁總體規(guī)劃的任務(wù)和重點橋梁總

4、體規(guī)劃的任務(wù)和重點6.2.2 橋梁工程設(shè)計要點橋梁工程設(shè)計要點 6.3 橋梁的結(jié)構(gòu)形式橋梁的結(jié)構(gòu)形式 (1) (1) 梁式橋梁式橋 梁式橋是一種最簡單常用的橋梁上部結(jié)構(gòu)形梁式橋是一種最簡單常用的橋梁上部結(jié)構(gòu)形式，用于中小跨徑橋梁。主梁常用斷面形式式，用于中小跨徑橋梁。主梁常用斷面形式有有I I型、型、T T型、箱型和板梁等。型、箱型和板梁等。 概念：在豎向移動式荷載作用下無水平反力的概念：在豎向移動式荷載作用下無水平反力的結(jié)構(gòu)體系。結(jié)構(gòu)體系。受力特點：梁作為受彎構(gòu)件受力特點：梁作為受彎構(gòu)件由梁跨兩端支座（橋墩或橋由梁跨兩端支座（橋墩或橋臺）支撐著。臺）支撐著。工 字 形 斷 面( 鋼 及 鋼

5、筋 混 凝 土 梁 ）( a )( b )T 形 斷 面( 鋼 筋 混 凝 土 梁 ) ( c ) 箱 形 斷 面（ 鋼 及 鋼 筋 混 凝 土 梁 ） （ d ) 板 梁（ 鋼 筋 混 凝 土 梁 ）主梁斷面主梁斷面連續(xù)桁架梁橋。連續(xù)桁架梁橋。支承在三個支點支承在三個支點以上的橋梁。以上的橋梁。簡支梁橋簡支梁橋伸臂梁橋伸臂梁橋(a)簡 支 梁(b)多 跨 連 續(xù) 梁(c)多 跨 靜 定 梁梁式橋的支撐條件梁式橋的支撐條件1957年建成年建成,是是中國中國在萬里在萬里長江長江上修建的第一座鐵路、上修建的第一座鐵路、公路兩用橋梁。全橋總長公路兩用橋梁。全橋總長1670米，其中正橋米，其中正橋11

6、56米，米，北岸引橋北岸引橋303米，南岸引橋米，南岸引橋211米。從基底至公路橋米。從基底至公路橋面高面高80米，下層為雙線鐵路橋，寬米，下層為雙線鐵路橋，寬14.5米，兩列火米，兩列火車可同時對開。橋身為三聯(lián)連續(xù)橋梁，每聯(lián)車可同時對開。橋身為三聯(lián)連續(xù)橋梁，每聯(lián)3孔，孔，共共8墩墩9孔。每孔跨度為孔。每孔跨度為128米。米。 1969年建成年建成,是我國自行設(shè)計、制造、施工并是我國自行設(shè)計、制造、施工并使用國產(chǎn)高強鋼材的現(xiàn)代化大型橋梁，屬于使用國產(chǎn)高強鋼材的現(xiàn)代化大型橋梁，屬于連續(xù)鋼桁梁雙層橋。全長包括引橋在內(nèi)，鐵連續(xù)鋼桁梁雙層橋。全長包括引橋在內(nèi)，鐵路部分為路部分為6772m，公路部分為，

7、公路部分為4589m。該橋鐵路部分全長該橋鐵路部分全長7675.4m，公路部分公路部分4215.9m，最大跨度，最大跨度為為216m。屬于。屬于。216m（2 2）拱式橋）拱式橋概念：拱橋的主要承重結(jié)構(gòu)是拱圈，它在橋概念：拱橋的主要承重結(jié)構(gòu)是拱圈，它在橋面豎向移動荷載作用下橋墩或橋臺要承受水面豎向移動荷載作用下橋墩或橋臺要承受水平推力，同時，這種推力將顯著抵消在拱圈平推力，同時，這種推力將顯著抵消在拱圈中引起的彎矩，使拱圈承受的主要是壓力，中引起的彎矩，使拱圈承受的主要是壓力，故通?？刹捎每箟耗芰姷嫩毓げ牧瞎释ǔ？刹捎每箟耗芰姷嫩毓げ牧? (如石、如石、磚、混凝土磚、混凝土) )建造。建造

8、。趙州橋座落在河北省南部的洨河上，洨趙州橋座落在河北省南部的洨河上，洨河流經(jīng)趙縣。由著名匠師李春設(shè)計和建河流經(jīng)趙縣。由著名匠師李春設(shè)計和建造，距今已有造，距今已有1400年的歷史，是當(dāng)今世年的歷史，是當(dāng)今世界上現(xiàn)存最早、保存最完善的古代敞肩界上現(xiàn)存最早、保存最完善的古代敞肩石拱橋。石拱橋。湖南長沙湘江雙曲拱橋。湖南長沙湘江雙曲拱橋。主拱圈橫截面是由一個或主拱圈橫截面是由一個或數(shù)個小拱組成的。主拱圈數(shù)個小拱組成的。主拱圈在縱向及橫向均呈曲線形。在縱向及橫向均呈曲線形。拱橋的主要優(yōu)點拱橋的主要優(yōu)點材料就地取材，材料就地取材，與鋼橋和鋼筋混凝與鋼橋和鋼筋混凝土梁式橋相比，可土梁式橋相比，可節(jié)省大量的

9、鋼材和節(jié)省大量的鋼材和水泥。水泥。能耐久，養(yǎng)護、能耐久，養(yǎng)護、維修費用少。維修費用少。外形美觀外形美觀拱橋的承重方式拱橋的承重方式：橋面布置在主要承重構(gòu)件之上。：橋面布置在主要承重構(gòu)件之上。 ：橋面在橋跨結(jié)構(gòu)的高度中間：橋面在橋跨結(jié)構(gòu)的高度中間武漢晴川大橋位于漢江與長江的交匯處，連武漢晴川大橋位于漢江與長江的交匯處，連接漢口的中山大道和漢陽鐵門關(guān)，主橋為下接漢口的中山大道和漢陽鐵門關(guān)，主橋為下承式鋼管無鉸拱橋，工程全長承式鋼管無鉸拱橋，工程全長2147.5米米,凈跨凈跨280米。米。 ：橋面布置在承重結(jié)構(gòu)之下。：橋面布置在承重結(jié)構(gòu)之下。橋跨結(jié)構(gòu)與橋墩整結(jié)，即剛性連接。(rigid connec

10、tion)橋墩與橋橋墩與橋跨剛性連跨剛性連接接概念：是梁和柱（或豎墻）整體結(jié)合的橋梁結(jié)構(gòu)。1、在豎向移動荷載作用下，梁部主要受彎，柱腳處有水平推力。受力特點：2、受力狀態(tài)介于梁式橋和拱橋之間。Hv 類型T形剛架橋，便于施形剛架橋，便于施加預(yù)應(yīng)力，加掛梁后，加預(yù)應(yīng)力，加掛梁后，跨度很大?？缍群艽蟆＿B續(xù)剛架橋連續(xù)剛架橋.有較好有較好的抗震性能。的抗震性能。斜腿剛架橋。造型斜腿剛架橋。造型輕巧美觀。輕巧美觀。掛梁掛梁建于建于1997年。橋面有年。橋面有6車道，總寬車道，總寬33m，主跨，主跨270m由由上下行兩座單橋組成。主航道橋為跨徑上下行兩座單橋組成。主航道橋為跨徑888m 的鋼箱的鋼箱梁懸索橋

11、。位于廣東東莞和番禺市之間跨越珠江的梁懸索橋。位于廣東東莞和番禺市之間跨越珠江的公路大橋，全橋長公路大橋，全橋長3618m。該橋建于該橋建于1997年。主跨年。主跨270m，屬于連續(xù)剛架橋。主跨跨徑世界第一。，屬于連續(xù)剛架橋。主跨跨徑世界第一。該橋是一座建于風(fēng)景區(qū)的預(yù)應(yīng)力混凝土該橋是一座建于風(fēng)景區(qū)的預(yù)應(yīng)力混凝土V形墩剛架橋。主跨和分孔為形墩剛架橋。主跨和分孔為67.5m95m67.5m,主孔懸臂長主孔懸臂長27.5m，掛梁長，掛梁長40m，斜腿傾角，斜腿傾角45o，長，長12m。整座橋型線條流暢，。整座橋型線條流暢，輕巧別致，橋景相融。輕巧別致，橋景相融。（4 4）斜拉橋）斜拉橋斜拉橋主要由塔

12、、主梁和斜拉鋼索組成。斜拉橋斜拉橋主要由塔、主梁和斜拉鋼索組成。斜拉橋一般為雙塔，有時也可采用單塔；絕大多數(shù)橋塔是一般為雙塔，有時也可采用單塔；絕大多數(shù)橋塔是豎向的，極少數(shù)為斜立。斜拉橋的跨度一般介于懸豎向的，極少數(shù)為斜立。斜拉橋的跨度一般介于懸索橋和桁架橋之間，通常為鋼梁或鋼筋混凝土梁。索橋和桁架橋之間，通常為鋼梁或鋼筋混凝土梁。 輻射形豎琴形扇形來賓紅水河，位于廣西紅水河，是我國修建的第一座預(yù)應(yīng)力混凝土鐵路斜拉橋。來賓紅水河，位于廣西紅水河，是我國修建的第一座預(yù)應(yīng)力混凝土鐵路斜拉橋。全長全長398，主跨，主跨489648(），索型采用雙塔豎琴型。），索型采用雙塔豎琴型。三臺涪江橋位于四川省

13、三臺縣跨越涪江。全橋共孔，全長。該三臺涪江橋位于四川省三臺縣跨越涪江。全橋共孔，全長。該橋主橋為雙塔混凝土斜拉橋，其孔跨為橋主橋為雙塔混凝土斜拉橋，其孔跨為(）。，橋面總寬）。，橋面總寬(車行道及兩側(cè)人行道各）。斜拉索為扇形雙索面體車行道及兩側(cè)人行道各）。斜拉索為扇形雙索面體系。系。構(gòu)造要求構(gòu)造要求一般為三孔，中孔為主孔，邊孔跨度通常為中孔的0.250.5倍（多在0.4倍左右）。若為兩孔，其跨度比值為0.51.0，常在0.8 0.9之間。索面根據(jù)橋?qū)捄兔烙^要求可為雙索或單索面。重慶石門橋位于重慶市沙坪壩，跨越嘉陵江，全長重慶石門橋位于重慶市沙坪壩，跨越嘉陵江，全長716。主橋為。主橋為2002

14、30(）單索面獨塔預(yù)應(yīng)力混凝土斜拉橋，橋面全寬單索面獨塔預(yù)應(yīng)力混凝土斜拉橋，橋面全寬25.5，設(shè)車道。墩高約，設(shè)車道。墩高約50，塔柱自橋面以上高塔柱自橋面以上高113，塔總高約，塔總高約163。拉索采用平行索布置。拉索采用平行索布置。濟南黃河公路橋位于山東省濟南市北郊，濟南黃河公路橋位于山東省濟南市北郊，大橋全長大橋全長2033.44，其中主橋長，其中主橋長488，為孔為孔40942209420(）連續(xù)的）連續(xù)的預(yù)應(yīng)力混凝土雙塔斜拉橋。該橋總寬預(yù)應(yīng)力混凝土雙塔斜拉橋。該橋總寬19.5，其中車行道，其中車行道15，兩側(cè)人行道各，兩側(cè)人行道各。橋塔為型門式立體結(jié)構(gòu)，塔高。橋塔為型門式立體結(jié)構(gòu)，塔

15、高68.4，索面采用扇形布置，索距，索面采用扇形布置，索距，每塔共每塔共11對索。大橋于對索。大橋于1982年建成。年建成。輻射型拉索輻射型拉索云陽湯溪河橋位于四川省云陽縣，是我國第一座試驗性斜拉橋，建于云陽湯溪河橋位于四川省云陽縣，是我國第一座試驗性斜拉橋，建于1975年。雙年。雙塔斜拉橋的孔跨布置為塔斜拉橋的孔跨布置為34.9175.8434.91(），全長），全長153.12。每塔有三對斜。每塔有三對斜拉索，由鋼芯纜索組成，呈輻射形布置。拉索，由鋼芯纜索組成，呈輻射形布置。上海南浦大橋，全長上海南浦大橋，全長8346m， 1991年建成。主橋跨徑年建成。主橋跨徑171+423+171m，

16、為雙塔雙索，為雙塔雙索面鋼與混凝土疊和斜拉橋，扇形拉索，主塔高面鋼與混凝土疊和斜拉橋，扇形拉索，主塔高150m，H形折線形塔身。形折線形塔身。上海楊浦大橋，上海楊浦大橋， 1993年建成?？鐝侥杲ǔ伞？鐝?02m，雙塔雙索面，主塔高，雙塔雙索面，主塔高144m，鉆石形塔身，為當(dāng)，鉆石形塔身，為當(dāng)時世界最大跨徑的斜拉橋。時世界最大跨徑的斜拉橋。當(dāng)年在建設(shè)的楊當(dāng)年在建設(shè)的楊浦大橋浦大橋重慶長江二橋位于重慶重慶長江二橋位于重慶市西郊九龍坡地區(qū)，大市西郊九龍坡地區(qū)，大橋南岸為李家沱工業(yè)區(qū)，橋南岸為李家沱工業(yè)區(qū)，主孔全長主孔全長1288米。該橋米。該橋為雙塔雙索預(yù)應(yīng)力混凝為雙塔雙索預(yù)應(yīng)力混凝土斜拉橋，主

17、塔高土斜拉橋，主塔高141米，米，1995年底建成。年底建成。武漢白沙洲大橋位于武漢長武漢白沙洲大橋位于武漢長江大橋上游江大橋上游8.6公里處，全長公里處，全長3586米，正橋長米，正橋長2458米，主米，主跨跨618米，是雙塔雙索面斜米，是雙塔雙索面斜拉橋。大橋北岸引橋與漢陽拉橋。大橋北岸引橋與漢陽鸚鵡大道形成三層立交，南鸚鵡大道形成三層立交，南岸跨武昌武金臨江大道，橋岸跨武昌武金臨江大道，橋面凈寬面凈寬26.5米，車道，設(shè)米，車道，設(shè)計時速為公里，設(shè)計日計時速為公里，設(shè)計日通車能力萬輛次。通車能力萬輛次。2000.9.8建成通車。建成通車。（4 4）懸索橋）懸索橋 懸索橋是在橋的懸索橋是在

18、橋的兩端設(shè)置索錨，借兩端設(shè)置索錨，借助于架設(shè)在橋塔的助于架設(shè)在橋塔的拉索，通過分布設(shè)拉索，通過分布設(shè)置的吊桿將橋上的置的吊桿將橋上的荷載傳至懸索上。荷載傳至懸索上。一般認為在所有橋一般認為在所有橋式中，懸索橋的可式中，懸索橋的可能跨度最大。目前能跨度最大。目前主跨超過主跨超過1000m1000m的橋的橋梁主要為懸索橋。梁主要為懸索橋。 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103m，很可能是當(dāng)時世界跨度最大的懸索橋。鋼纜采用高強鋼絲成股鋼纜采用高強鋼絲成股編制，充分發(fā)揮材料優(yōu)編制，充分發(fā)揮材料優(yōu)越的抗拉性能。越的抗拉性能?；窘M成荷載傳遞主纜、塔架、加勁梁、錨碇橋面主