梁橋概述分解課件

橋梁工程（上）

第一講概述同濟大學橋梁工程系石雪飛2013年3月橋梁工程（上）

第一講概述一、橋梁工程課程簡介橋梁工程方向最主要的專業(yè)課橋梁工程（上）梁式橋——簡支梁、連續(xù)梁、剛架橋梁工程（下）拱橋——簡單體系拱橋、組合體系拱橋斜拉橋懸索橋橋梁概念設(shè)計——橋梁結(jié)構(gòu)概念鋼與組合結(jié)構(gòu)橋梁——鋼橋的特殊問題2013年3月橋梁工程（上）第一講2一、橋梁工程課程簡介橋梁工程方向最主要的專業(yè)課2013年3月一、橋梁工程課程簡介橋梁工程課學習要求掌握常見體系橋梁的構(gòu)造形式熟悉常見橋梁構(gòu)件的常用尺寸掌握橋梁設(shè)計的基本計算方法掌握常見體系橋梁的施工方法2013年3月橋梁工程（上）第一講3一、橋梁工程課程簡介橋梁工程課學習要求2013年3月橋梁工程一、橋梁工程課程簡介橋梁工程課學習方法關(guān)注橋梁構(gòu)造有什么常見的構(gòu)造？為什么這樣做？與力學、材料、施工方法有關(guān)任何結(jié)構(gòu)都要考慮施工方法與可操作性有關(guān)、力學、材料計算方法所有計算方法都是近似計算重點掌握計算假定，適用范圍2013年3月橋梁工程（上）第一講4一、橋梁工程課程簡介橋梁工程課學習方法2013年3月橋梁工程二、橋梁的分類1、按照結(jié)構(gòu)體系分類以構(gòu)件受彎為主——梁橋以構(gòu)件受壓為主——拱橋以構(gòu)件受拉為主——吊橋（懸索橋）兩種以上受力構(gòu)件組合——桁架、組合體系拱橋、斜拉橋、自錨式懸索橋等結(jié)構(gòu)效率：有受拉為主的結(jié)構(gòu)最高，以受彎為主的結(jié)構(gòu)效率最低。使用：梁橋最方便，在其他體系橋梁中走車的部分仍然是梁。2013年3月橋梁工程（上）第一講5二、橋梁的分類1、按照結(jié)構(gòu)體系分類2013年3月橋梁工程（上梁式橋的受力特點宏觀受力特點——以主梁受彎承擔使用荷載，結(jié)構(gòu)基本不產(chǎn)生水平反力2013年3月橋梁工程（上）第一講6梁式橋的受力特點宏觀受力特點——以主梁受彎承擔使用荷載，結(jié)構(gòu)微觀受力特點——受彎構(gòu)件截面從一側(cè)拉應(yīng)力逐漸過渡到另一側(cè)的壓應(yīng)力。梁式橋的受力特點2013年3月橋梁工程（上）第一講7微觀受力特點——受彎構(gòu)件截面從一側(cè)拉應(yīng)力逐漸過渡到另一側(cè)的壓微觀受力特點——拉應(yīng)力合力與壓應(yīng)力合力形成抗力矩來抵抗外荷載彎矩從材料合理應(yīng)用角度看，梁應(yīng)該做成變高度拉、壓力線間的距離受梁高限制不可能很大，限制了跨徑的增大，只能增加材料來提高抗力梁式橋的受力特點2013年3月橋梁工程（上）第一講8微觀受力特點——拉應(yīng)力合力與壓應(yīng)力合力形成抗力矩來抵抗外荷載實腹鋼梁橋—鋼板梁2013年3月橋梁工程（上）第一講9實腹鋼梁橋—鋼板梁2013年3月橋梁工程（上）第一講9簡支混凝土梁橋2013年3月橋梁工程（上）第一講10簡支混凝土梁橋2013年3月橋梁工程（上）第一講10普蘭店大橋——預(yù)應(yīng)力混凝土魚腹梁2013年3月橋梁工程（上）第一講11普蘭店大橋——預(yù)應(yīng)力混凝土魚腹梁2013年3月橋梁工程（上）梁式橋的受力特點增大梁抗彎能力的途徑提高材料的抗拉與抗壓能力增大上下翼緣的面積增大梁高，增加力臂梁橋跨越能力的制約因素增大面積、增大梁高會大大增加自重鋼、混凝土梁（簡支、連續(xù)）的最大跨徑解決辦法盡量將面積集中在上下緣，桁架梁?？笨藰虻淖畲罅焊?40m（落實）2013年3月橋梁工程（上）第一講12梁式橋的受力特點增大梁抗彎能力的途徑2013年3月橋梁工程（魁北克橋2013年3月橋梁工程（上）第一講13魁北克橋2013年3月橋梁工程（上）第一講13懸索橋的受力特點由于拱的形狀，拱圈只承擔壓力拱頂推力產(chǎn)生的彎矩抵抗外荷載彎矩拱的矢高越大，拱內(nèi)的壓力越小地基必須抵抗拱圈傳來的水平力細長的拱軸受壓有失穩(wěn)的可能，控制拱圈截面尺寸2013年3月橋梁工程（上）第一講14懸索橋的受力特點由于拱的形狀，拱圈只承擔壓力2013年3月橋拱橋的受力特點拱圈全部受壓的條件合理拱軸線，與外荷載有關(guān)不滿足合理拱軸線條件時，拱圈受一定的彎矩拱使用的不方便——無法直接在拱上行車必須建造拱上建筑（計算合理拱軸線時必須計入）2013年3月橋梁工程（上）第一講15拱橋的受力特點拱圈全部受壓的條件2013年3月橋梁工程（上）銅瓦門橋中承式有推力2013年3月橋梁工程（上）第一講16銅瓦門橋中承式有推力2013年3月橋梁工程（上）第一講1懸索橋的受力特點由于懸索的形狀，懸索只受拉懸索拉力產(chǎn)生的力矩抵抗外荷載彎矩矢高越大，主纜內(nèi)的拉力越小地基必須能抵抗水平拉力由于主纜受力后自由改變形狀，纜繩只受拉沒有細長構(gòu)件失穩(wěn)的問題2013年3月橋梁工程（上）第一講17懸索橋的受力特點由于懸索的形狀，懸索只受拉2013年3月橋梁懸索使用的不方便無法直接在纜繩上行車，必須采用吊索將橋面由于纜繩太細，變形非常大，限制跨徑的增大懸索橋的受力特點2013年3月橋梁工程（上）第一講18懸索使用的不方便懸索橋的受力特點2013年3月橋梁工程（上）組合體系橋梁的受力特點拉壓構(gòu)件組成力矩承擔外荷載拉壓力自平衡其中一個構(gòu)件同時起橋面的作用問題如何形成自平衡體系？先形成撐或拉的橋面很困難，需要付出代價2013年3月橋梁工程（上）第一講19組合體系橋梁的受力特點拉壓構(gòu)件組成力矩承擔外荷載2013年3桁架與系桿拱2013年3月橋梁工程（上）第一講20桁架與系桿拱2013年3月橋梁工程（上）第一講20拱與系桿拱2013年3月橋梁工程（上）第一講21拱與系桿拱2013年3月橋梁工程（上）第一講21自錨式懸索橋與常規(guī)懸索橋2013年3月橋梁工程（上）第一講22自錨式懸索橋與常規(guī)懸索橋2013年3月橋梁工程（上）第一講2變高度桁架梁2013年3月橋梁工程（上）第一講23變高度桁架梁2013年3月橋梁工程（上）第一講23二、橋梁的分類2、按照材料分類木橋——目前中國不允許建造永久性木橋石橋——受壓性能好，特別適合于建造拱橋磚橋——人造石頭混凝土橋——很容易現(xiàn)場定型，性能與石材差不多，可以建造各種體系橋梁素混凝土、鋼筋混凝土、預(yù)應(yīng)力混凝土鋼橋——受拉、壓性能均好，但是材料單價高，可以建造各種體系橋梁組合結(jié)構(gòu)橋梁——鋼和混凝土混合，充分發(fā)揮鋼和混凝土各自的特點。纖維加勁材料——正在研究試用中2013年3月橋梁工程（上）第一講24二、橋梁的分類2、按照材料分類2013年3月橋梁工程（上）第二、橋梁的分類3、按跨徑大小分類我國公路工程技術(shù)標準橋梁分類橋梁分類多孔跨徑總長L(m)單孔跨徑L0(m)特大橋L≥1000L0≥150大橋100≤L＜100040≤L0＜150中橋30＜L＜10020≤L0＜40小橋8≤L≤305≤L0＜20涵洞

5≤L02013年3月橋梁工程（上）第一講25二、橋梁的分類3、按跨徑大小分類橋梁分類多孔跨徑總長L(m)二、橋梁的分類3、按跨徑大小分類國際特大橋梁分類標準橋型跨徑L0懸索橋＞1000m斜拉橋＞500m鋼拱橋＞500m混凝土拱橋＞300m2013年3月橋梁工程（上）第一講26二、橋梁的分類3、按跨徑大小分類橋型跨徑L0懸索橋＞4、按橋面的位置劃分上承式——視野好、建筑高度大下承式——建筑高度小、視野差中承式——兼有兩者的特點二、橋梁的分類2013年3月橋梁工程（上）第一講274、按橋面的位置劃分二、橋梁的分類2013年3月橋梁工程（上2013年3月橋梁工程（上）第一講282013年3月橋梁工程（上）第一講282013年3月橋梁工程（上）第一講292013年3月橋梁工程（上）第一講292013年3月橋梁工程（上）第一講302013年3月橋梁工程（上）第一講302013年3月橋梁工程（上）第一講312013年3月橋梁工程（上）第一講312013年3月橋梁工程（上）第一講322013年3月橋梁工程（上）第一講322013年3月橋梁工程（上）第一講332013年3月橋梁工程（上）第一講335、按橋梁用途來劃分公路橋、鐵路橋、公路鐵路兩用橋、人行橋、運水橋(渡槽)、其它專用橋梁(如通過管路、電纜等)2013年3月橋梁工程（上）第一講34二、橋梁的分類5、按橋梁用途來劃分2013年3月橋梁工程（上）第一講34二三、橋梁的組成1、傳遞荷載功能的主要構(gòu)件：橋跨結(jié)構(gòu)（上部結(jié)構(gòu)）直接承擔使用荷載橋墩、橋臺、支座（下部結(jié)構(gòu)）將上部結(jié)構(gòu)的荷載傳遞到基礎(chǔ)中去擋住路堤的土保證橋梁的溫差伸縮基礎(chǔ)將橋梁結(jié)構(gòu)的反力傳遞到地基2013年3月橋梁工程（上）第一講35三、橋梁的組成1、傳遞荷載功能的主要構(gòu)件：2013年3月橋梁2013年3月橋梁工程（上）第一講362013年3月橋梁工程（上）第一講36常用名詞計算跨徑跨徑凈跨徑建筑高度橋下凈空2013年3月橋梁工程（上）第一講37常用名詞計算跨徑2013年3月橋梁工程（上）第一講37三、橋梁的組成2、橋梁附屬設(shè)施保證行車安全，增加橋梁的耐久性1）橋面鋪裝(或稱行車道鋪裝)2）排水防水系統(tǒng)3）欄桿(或防撞欄桿)4）伸縮縫5）燈光照明2013年3月橋梁工程（上）第一講38三、橋梁的組成2、橋梁附屬設(shè)施2013年3月橋梁工程（上）第橋梁工程（上）

第二講簡支梁橋的構(gòu)造及施工最簡單橋梁構(gòu)造形式同濟大學橋梁工程系石雪飛2013年3月橋梁工程（上）

第二講簡支梁橋的構(gòu)造及施工最簡單橋梁構(gòu)造形第一節(jié)梁式橋的類型按受力體系劃分簡支梁、懸臂梁、連續(xù)梁、連續(xù)剛構(gòu)按材料劃分混凝土梁橋、鋼梁橋、鋼混結(jié)合梁橋按截面形式劃分板梁、肋梁、箱梁按腹板是否挖空劃分實腹梁、桁架梁2013年3月橋梁工程（上）第一講40第一節(jié)梁式橋的類型按受力體系劃分2013年3月橋梁工程（一、按體系劃分1、簡支梁施工方便靜定體系對地基要求不高彎矩最大適合于小跨徑橋梁2013年3月橋梁工程（上）第一講41一、按體系劃分2013年3月橋梁工程（上）第一講41第一講-梁橋概述分解課件2、懸臂梁橋單懸臂、雙懸臂卸載彎矩使跨中彎矩大大減小靜定體系對地基要求不高跨中有接縫，行車條件不好跨中的牛腿、伸縮縫，易損壞適合于中等以上跨徑橋梁施工不方便第一講-梁橋概述分解課件第一講-梁橋概述分解課件第一講-梁橋概述分解課件第一講-梁橋概述分解課件3、連續(xù)梁橋恒載、活載均有卸載彎矩行車條件好次內(nèi)力影響大，計算復(fù)雜超靜定體系對地基要求高跨徑應(yīng)用范圍越來越大小跨徑采用支架施工方法，大跨徑采用懸臂施工方法跨徑增大受支座噸位的限制第一講-梁橋概述分解課件第一講-梁橋概述分解課件第一講-梁橋概述分解課件4、T形剛構(gòu)橋卸載彎矩類似于懸臂梁適合于懸臂施工、節(jié)省支座靜定體系對地基要求不高跨中的牛腿、伸縮縫，易損壞行車條件不好適合于中等以上跨徑橋梁，直接應(yīng)用越來越少第一講-梁橋概述分解課件第一講-梁橋概述分解課件第一講-梁橋概述分解課件5、連續(xù)剛構(gòu)橋去除了支座，使構(gòu)造施工更加簡單超靜定次數(shù)更加高，除對地基變形敏感外，對溫度變形也很敏感適合于高墩橋梁，應(yīng)用得越來越多整體式橋梁是中小跨徑橋梁研究的熱點第一講-梁橋概述分解課件第一講-梁橋概述分解課件二、建造梁橋的材料要求：既能受壓又能受拉單一材料滿足要求的單一材料價錢貴：鋼材、木材（臨時橋上用）便宜的材料受壓能力強，受拉能力差：石材、混凝土、玻璃、磚、鑄鐵（基本淘汰了）組合截面受壓受拉區(qū)用不同的材料建成鋼筋混凝土、鋼混組合截面梁預(yù)應(yīng)力在受拉區(qū)先加預(yù)壓力，使受拉區(qū)轉(zhuǎn)化為壓力釋放的過程2013年3月橋梁工程（上）第一講55二、建造梁橋的材料要求：既能受壓又能受拉2013年3月橋梁組合截面受壓受拉區(qū)用不同的材料建成混凝土還起到保護鋼筋的作用2013年3月橋梁工程（上）第一講56組合截面受壓受拉區(qū)用不同的材料建成2013年3月橋梁工程（上預(yù)應(yīng)力在受拉區(qū)先加預(yù)壓力，使受拉區(qū)轉(zhuǎn)化為壓力釋放過程2013年3月橋梁工程（上）第一講57預(yù)應(yīng)力在受拉區(qū)先加預(yù)壓力，使受拉區(qū)轉(zhuǎn)化為壓力釋放過程2013鋼混截面梁2013年3月橋梁工程（上）第一講58鋼混截面梁2013年3月橋梁工程（上）第一講58WoodrowWilson2013年3月橋梁工程（上）第一講59WoodrowWilson2013年3月橋梁工程（上）第WoodrowWilson2013年3月橋梁工程（上）第一講60WoodrowWilson2013年3月橋梁工程（上）第WoodrowWilson2013年3月橋梁工程（上）第一講61WoodrowWilson2013年3月橋梁工程（上）第WoodrowWilson2013年3月橋梁工程（上）第一講62WoodrowWilson2013年3月橋梁工程（上）第WoodrowWilson2013年3月橋梁工程（上）第一講63WoodrowWilson2013年3月橋梁工程（上）第WoodrowWilson2013年3月橋梁工程（上）第一講64WoodrowWilson2013年3月橋梁工程（上）第WoodrowWilson2013年3月橋梁工程（上）第一講65WoodrowWilson2013年3月橋梁工程（上）第三、按截面類型劃分1、板梁橋一般為鋼筋混凝土和預(yù)應(yīng)力混凝土梁，施工方便整體現(xiàn)澆、預(yù)制現(xiàn)澆自重大、大跨徑時有效承載能力低空心板、實心板適合于小跨徑橋梁2013年3月橋梁工程（上）第一講66三、按截面類型劃分1、板梁橋2013年3月橋梁工程（上）第一整體板2013年3月橋梁工程（上）第一講67整體板2013年3月橋梁工程（上）第一講67預(yù)制空心板預(yù)制空心板2013年3月橋梁工程（上）第一講69預(yù)制空心板城市高架橋2013年3月橋梁工程（上）第一講69預(yù)制空心板城市高架橋2、肋板式截面混凝土梁、鋼梁、鋼混結(jié)合梁均可采用形、I形、T形截面效率指標多用于縱向分縫裝配式橋梁適合于中等跨徑簡支橋梁，也用在小跨徑連續(xù)梁2013年3月橋梁工程（上）第一講702、肋板式截面2013年3月橋梁工程（上）第一講70鋼筋混凝土T梁鋼筋混凝土T梁2013年3月橋梁工程（上）第一講72鋼板梁2013年3月橋梁工程（上）第一講72鋼板梁2013年3月橋梁工程（上）第一講732013年3月橋梁工程（上）第一講732013年3月橋梁工程（上）第一講742013年3月橋梁工程（上）第一講74WoodrowWilson2013年3月橋梁工程（上）第一講75WoodrowWilson2013年3月橋梁工程（上）第3、箱形截面整體性能好，抗扭慣矩大上下緣均可受壓、適合于連續(xù)橋梁適合中等以上跨徑橋梁單箱單室——適合于大跨徑橋梁單箱多室——適合于小跨徑橋梁分離多箱——適合于吊裝的小跨徑橋梁混凝土、鋼、鋼混組合梁，均有箱型截面施工復(fù)雜2013年3月橋梁工程（上）第一講763、箱形截面2013年3月橋梁工程（上）第一講76單箱截面2013年3月橋梁工程（上）第一講77單箱截面2013年3月橋梁工程（上）第一講77RooseveltBridge2013年3月橋梁工程（上）第一講78RooseveltBridge2013年3月橋梁工程（上）南昌公路大橋2013年3月橋梁工程（上）第一講79南昌公路大橋2013年3月橋梁工程（上）第一講79客運專線雙室箱梁2013年3月橋梁工程（上）第一講80客運專線雙室箱梁2013年3月橋梁工程（上）第一講80單箱多室城市高架橋2013年3月橋梁工程（上）第一講81單箱多室城市高架橋2013年3月橋梁工程（上）第一講81預(yù)應(yīng)力混凝土小箱梁2013年3月橋梁工程（上）第一講82預(yù)應(yīng)力混凝土小箱梁2013年3月橋梁工程（上）第一講82小箱梁城市高架橋2013年3月橋梁工程（上）第一講83小箱梁城市高架橋2013年3月橋梁工程（上）第一講83四、實腹梁與桁架梁由于從一側(cè)受壓過渡到另一側(cè)受拉，梁中心線附近應(yīng)力比較小，可以減小面積挖空腹板的好處增加梁高時較少增加重量提高跨越能力建造桁梁的材料桁架梁大部分采用鋼梁目前有采用鋼混組合梁的趨勢很少采用混凝土梁原因：腹桿有拉有壓，混凝土容易開裂2013年3月橋梁工程（上）第一講84四、實腹梁與桁架梁由于從一側(cè)受壓過渡到另一側(cè)受拉，梁中心線附微觀受力特點——受彎構(gòu)件截面從一側(cè)拉應(yīng)力逐漸過渡到另一側(cè)的壓應(yīng)力。梁式橋的受力特點2013年3月橋梁工程（上）第一講85微觀受力特點——受彎構(gòu)件截面從一側(cè)拉應(yīng)力逐漸過渡到另一側(cè)的壓實腹鋼梁橋—鋼板梁2013年3月橋梁工程（上）第一講86實腹鋼梁橋—鋼板梁2013年3月橋梁工程（上）第一講86簡支混凝土