橋梁的基本組成和分類

1、橋梁的基本組成和分類,橋梁的基本組成及分類,1-1 橋梁的基本組成部分 一、橋梁的基本組成 上部結(jié)構(gòu)（橋跨結(jié)構(gòu)） 下部結(jié)構(gòu)（橋墩橋臺(tái)） 支座 附屬結(jié)構(gòu),上部結(jié)構(gòu)通過(guò) 支座與墩臺(tái)連接,橋梁的基本組成,橋梁的基本組成,基本術(shù)語(yǔ),凈跨徑 ：l0 梁式橋：指設(shè)計(jì)洪水位上相鄰兩個(gè)橋墩（或橋臺(tái)）之間的凈距。 拱式橋：指每孔拱跨拱腳截面內(nèi)邊緣之間的距離。 總跨徑 ：l0 多孔橋梁中各孔凈跨徑之和，也稱橋梁孔徑，用以反映橋下宣泄洪水的能力。,l0,l0,l0,基本術(shù)語(yǔ),計(jì)算跨徑 ：l 橋跨結(jié)構(gòu)的一切力學(xué)計(jì)算均以計(jì)算跨徑l為基準(zhǔn)。 有支座的橋梁：橋跨結(jié)構(gòu)相鄰兩個(gè)支座中心之間的距離 拱式橋：輛相鄰拱腳截面形心點(diǎn)之

2、間的水平距離； 或：拱軸線兩端點(diǎn)之間的距離。 拱軸線：拱圈（或拱肋）各截面形心點(diǎn)的連線。,l,基本術(shù)語(yǔ),標(biāo)準(zhǔn)化跨徑 梁式橋：指相鄰兩橋墩中心線的距離，或橋墩中心線與臺(tái)背前緣間的距離。 拱式、拱涵、箱涵、圓管涵、蓋板涵：以凈跨徑為標(biāo)準(zhǔn)跨徑。 公路工程技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)JTG B01-2003 及公路橋涵設(shè)計(jì)通用規(guī)范JTB D60-2004 規(guī)定： 當(dāng)標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)或新建橋涵跨徑在50m及以下時(shí)，宜采用標(biāo)準(zhǔn)跨徑。橋涵標(biāo)準(zhǔn)化跨徑規(guī)定如下： 0.75m、1.0m、1.25m、1.5m、2.0m、2.5m、3.0m、4.0m、5.0m、6.0m、8.0m、10.0m、13m、16m、20m、25m、 30m、35m、4

3、0m、45m、50m。,基本術(shù)語(yǔ),橋梁全長(zhǎng) total lengh of bridge：L 有橋臺(tái)：橋梁兩端兩個(gè)橋臺(tái)的側(cè)墻或八字墻后端點(diǎn)間的距離。 無(wú)橋臺(tái)：橋面系行車道的全長(zhǎng)。 橋梁和涵洞的總長(zhǎng)反映它們?cè)谡尉€路建設(shè)中的重要性：比重、造價(jià)。,L,基本術(shù)語(yǔ),高度 橋梁高度（H1）：簡(jiǎn)稱橋高，是指橋面與低水位之間的高差，或是橋面與橋下線路路面之間的距離。橋高在某種程度上反映了橋梁施工的難易性。,H1,基本術(shù)語(yǔ),橋梁凈空 bridge clearance 橋面凈空：指保證車輛行人安全通過(guò)橋梁所需要的橋梁凈空界限。 橋下凈空：指通航、流水、流水等所需的凈跨和凈高。,基本術(shù)語(yǔ),高度 橋梁建筑高度（h、h

4、）：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。 它不僅與橋梁結(jié)構(gòu)的體系和跨徑的大小有關(guān)，而且還隨行車部分在橋上布置的高度位置而異。 容許建筑高度：公路（或鐵路）定線中所確定的橋面（或軌頂）標(biāo)高，與橋下通航凈空頂部標(biāo)高之差。,h,h,基本術(shù)語(yǔ),拱的術(shù)語(yǔ),基本術(shù)語(yǔ),拱的術(shù)語(yǔ),2 橋梁的基本組成及分類,1-2 橋梁的分類 按照不同的劃分標(biāo)準(zhǔn)和方法，可以將橋梁進(jìn)行不同的分類，但橋梁結(jié)構(gòu)工程師更關(guān)心的是橋梁的受力特點(diǎn)和構(gòu)造特點(diǎn)，故著重介紹按照結(jié)構(gòu)體系劃分的方法。,橋梁的基本體系,1.梁式橋, 組成：, 受力特點(diǎn)： 在豎向荷載作用下，橋墩和橋臺(tái)處無(wú)水平反力，梁以受彎為主。, 用材： 抗彎、抗拉

5、能力強(qiáng)的材料（鋼、配筋混凝土、鋼一混凝土組合結(jié)構(gòu)等）,梁式橋, 分類 簡(jiǎn)支梁 靜定結(jié)構(gòu)。結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，施工方便，對(duì)地基要求不高，但跨越能力較差，常用于中小跨徑，目前多采用預(yù)制裝配的施工方法。 經(jīng)濟(jì)跨徑：預(yù)應(yīng)力混凝土梁50m，桁架梁:50-150m 懸臂梁 通常為靜定結(jié)構(gòu)。可利用支座處的負(fù)彎矩來(lái)減小跨中彎矩，使梁跨內(nèi)的內(nèi)力分配更為合理，但使用上存在問(wèn)題，現(xiàn)在較少采用。 連續(xù)梁 超靜定結(jié)構(gòu)。各跨共同參與受力，跨越能力增大，但多余約束會(huì)產(chǎn)生附加內(nèi)力，對(duì)地基條件要求高。 經(jīng)濟(jì)跨徑：預(yù)應(yīng)力混凝土梁:25-200m，桁架梁:100-400m,梁式橋,梁式橋,飛云江橋 多跨簡(jiǎn)支梁，全長(zhǎng)1721m，分跨為18x5

6、1+5x62+14x35(m)，橋面寬13m,拱橋,2.拱橋, 組成：, 受力特點(diǎn)： 在豎向荷載作用下，橋墩和橋臺(tái)將承受水平推力，承重 結(jié)構(gòu)（拱圈或拱肋）以受壓為主。, 用材： 抗壓能力強(qiáng)的圬工材料（如磚、石、混凝土）和鋼筋混凝土、鋼等來(lái)建造。,拱橋, 型式：,a)雙曲拱 c)中承式鋼管拱 d)系桿拱橋 e)“飛雁式”三跨自錨式微小推力拱橋,拱橋,丫髻沙大橋 （飛雁式拱橋，7636076m，橋梁全長(zhǎng)1084m， 2000年建成）,剛架橋,3.剛架橋,剛架橋,剛架橋是由橋跨結(jié)構(gòu)(主梁)與墩臺(tái)(支柱、板墻)整體相連而形成的結(jié)構(gòu)體系，其梁柱結(jié)點(diǎn)為剛結(jié)。 在荷載作用下，其結(jié)構(gòu)中梁和柱(支柱、板墻)的截

7、面均作用有彎矩、剪力和軸力。,剛架橋的外形尺寸較小，橋下凈空較大，視野開闊，適用于建筑高度受限、需要較大橋下凈空的情況。 剛架橋設(shè)計(jì)必須考慮附加內(nèi)力。大跨度預(yù)應(yīng)力剛架橋近年來(lái)發(fā)展迅速。 剛架橋要求橋址有較好的地基條件或采用深基礎(chǔ)。,剛架橋,缺點(diǎn)：是一種彎壓結(jié)構(gòu)，梁柱剛結(jié)處易開裂。,剛架橋,剛架橋,剛架橋,吊橋,4.懸索橋（吊橋）, 組成：, 受力特點(diǎn)： 豎向荷載作用下，通過(guò)吊桿使纜索承受很大的拉力，纜索錨于懸索橋兩端的錨碇結(jié)構(gòu)中。纜索傳至錨碇的拉力可分解為垂直和水平兩個(gè)分力，因而懸索橋也是具有水平反力（拉力）的結(jié)構(gòu)。,吊橋,跨越能力最大，受力簡(jiǎn)單明了，成卷的鋼纜易于運(yùn)輸，在將纜索架設(shè)完成后，便

8、形成了一個(gè)強(qiáng)大穩(wěn)定的結(jié)構(gòu)支承系統(tǒng)，施工過(guò)程中的風(fēng)險(xiǎn)相對(duì)較小。,懸索橋在設(shè)計(jì)計(jì)算時(shí)，除需考慮其結(jié)構(gòu)的靜力特性外，還必須考慮其結(jié)構(gòu)的動(dòng)力特性，尤其它的抗風(fēng)穩(wěn)定性。計(jì)算通常采用有限變形理論。,吊橋,吊橋的致命弱點(diǎn)是自重輕，結(jié)構(gòu)的剛度差。在車輛動(dòng)荷載和風(fēng)荷載作用下，有較大的變形和振動(dòng)。可以說(shuō)，整個(gè)吊橋的發(fā)展史，就是和變形與振動(dòng)斗爭(zhēng)的歷史，亦即爭(zhēng)取剛度的歷史。目前一般只用于公路橋。 【資料】1940.11，主跨853m的美國(guó)塔科馬大橋在建成后僅4個(gè)月，在19m/s的風(fēng)速下突然垮塌，引起各國(guó)學(xué)者的大力研究橋梁的風(fēng)振問(wèn)題。,吊橋,明石海峽橋（L=1991m）,組合體系橋,5.組合體系橋,組合體系橋的種類很多

9、，但究其實(shí)質(zhì)不外乎梁、拱、吊三者的不同組合，上吊下?lián)我孕纬尚碌慕Y(jié)構(gòu)。一般來(lái)說(shuō)，這類橋型的施工工藝比較復(fù)雜。,（1）剛構(gòu) 梁-剛架的組合體系，隨著懸臂施工方法而發(fā)展起來(lái)的結(jié)構(gòu)體系。 T形剛構(gòu)（T構(gòu)）：帶鉸或帶掛梁的T構(gòu)，目前較少采用。 連續(xù)剛構(gòu)：墩梁固結(jié)的連續(xù)梁，經(jīng)濟(jì)跨徑100-300m。,剛構(gòu)橋,剛構(gòu)橋,剛構(gòu)橋,系桿拱橋,（2）梁-拱組合體系橋 系桿拱：梁、拱均是主要承重結(jié)構(gòu)，兩者相互配合共同受力。 由于吊桿將梁向上吊住，故可顯著減小梁中的彎矩。 由于拱與梁連結(jié)在一起，拱的水平推力由梁來(lái)承受，梁成為拉彎構(gòu)件，跨越能力遠(yuǎn)大于一般的簡(jiǎn)支梁橋，且對(duì)墩臺(tái)沒有推力作用，是典型的梁和拱組合的無(wú)推力結(jié)構(gòu)體系，因此對(duì)地基沒有特殊要求。,系桿拱橋,組合體系橋,6.斜拉橋, 組成：, 受力特點(diǎn)： 豎向荷載作用下，受拉的斜索將主梁多點(diǎn)吊起，并將主梁的恒載和車輛等其它荷載傳至塔柱，再通過(guò)塔柱基礎(chǔ)傳至地基。塔柱基本上以受壓為主?？缍容^大的主梁就象一條多點(diǎn)彈性支承（吊起）的連續(xù)梁一樣工作，從而使主梁內(nèi)的彎矩大大減小。主梁截面的基本受力特征為偏心受壓構(gòu)件。高次超靜定結(jié)構(gòu)。, 用材： 高強(qiáng)平行鋼絲或鋼絞線等制成斜拉索，主梁用材有預(yù)應(yīng)