《桥梁工程总结》PPT课件.ppt

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1、基本概念基本概念水位：在枯水季节的最低水位称为低水位；水位：在枯水季节的最低水位称为低水位；在洪峰季节的最高水位称为高水位。按规定在洪峰季节的最高水位称为高水位。按规定的设计洪水频率计算所得的高水位，称为设的设计洪水频率计算所得的高水位，称为设计洪水位。计洪水位。桥梁全长：对于梁式桥而言，桥梁两个桥台桥梁全长：对于梁式桥而言，桥梁两个桥台侧墙或八字尾端间的距离侧墙或八字尾端间的距离L，称为桥梁全长，称为桥梁全长（无桥台的桥梁为桥面系行车道长度）。铁（无桥台的桥梁为桥面系行车道长度）。铁路桥稍有不同。路桥稍有不同。桥梁总长：通常把两桥台台背前缘间距离桥梁总长：通常把两桥台台背前缘间距离L1称为桥

2、梁总长。称为桥梁总长。净跨径：净跨径：对梁式桥来说，设计洪水位线上相邻两桥对梁式桥来说，设计洪水位线上相邻两桥墩（或桥台）的水平净距墩（或桥台）的水平净距l0称为桥梁的净跨径。对称为桥梁的净跨径。对拱桥来说是每孔拱跨两个拱脚截面最低点之间的水拱桥来说是每孔拱跨两个拱脚截面最低点之间的水平距离。平距离。总跨径：总跨径：各孔净跨径的总和，称为桥梁的总跨径。各孔净跨径的总和，称为桥梁的总跨径。桥梁的总跨径反映它排泄洪水的能力。桥梁的总跨径反映它排泄洪水的能力。标准跨径：梁桥，两相邻桥墩中线之间的距离，或标准跨径：梁桥，两相邻桥墩中线之间的距离，或墩中线到桥台台背前缘之间的距离。拱桥则指净跨墩中线到桥

3、台台背前缘之间的距离。拱桥则指净跨径。径。计算跨径：计算跨径：对具有支座的桥梁，指桥跨结构相邻两对具有支座的桥梁，指桥跨结构相邻两支座中心间的距离支座中心间的距离l,称为计算跨径。对拱桥，两拱脚称为计算跨径。对拱桥，两拱脚截面形心点之间的水平距离。桥跨结构的力学计算截面形心点之间的水平距离。桥跨结构的力学计算是以计算跨径为准的。是以计算跨径为准的。基本概念基本概念桥下净空高度：设计洪水位或设计通航水位与桥下净空高度：设计洪水位或设计通航水位与桥跨结构最下缘标高的高差桥跨结构最下缘标高的高差H，称为桥下净空，称为桥下净空高度。高度。桥梁建筑高度：桥面（或铁路桥梁的轨底）到桥梁建筑高度：桥面（或铁

4、路桥梁的轨底）到桥跨最下缘的高差桥跨最下缘的高差h，称为桥梁建筑高度。，称为桥梁建筑高度。容许建筑高度：定线中所确定的桥面或轨顶标容许建筑高度：定线中所确定的桥面或轨顶标高对通航净空顶部标高之差。高对通航净空顶部标高之差。桥梁高度：简称桥高，指桥面到低水位之间的桥梁高度：简称桥高，指桥面到低水位之间的高差，或者桥面到桥下路线路面之间的距离。高差，或者桥面到桥下路线路面之间的距离。反映施工的难易性。反映施工的难易性。基本概念拱轴线：拱圈或者拱肋各截面形心点的连拱轴线：拱圈或者拱肋各截面形心点的连线。拱的计算跨径就是拱轴线两拱脚端点线。拱的计算跨径就是拱轴线两拱脚端点之间的水平距离。之间的水平距离

5、。净矢高与计算矢高：净矢高是拱顶截面下净矢高与计算矢高：净矢高是拱顶截面下缘到相邻两拱脚截面下缘最低点之连线的缘到相邻两拱脚截面下缘最低点之连线的垂直距离；而拱顶截面形心至相邻两拱脚垂直距离；而拱顶截面形心至相邻两拱脚截面形心之连线的垂直距离称为计算矢高截面形心之连线的垂直距离称为计算矢高矢跨比：是拱桥中拱圈的计算矢高与计算矢跨比：是拱桥中拱圈的计算矢高与计算跨径之比，他是反映拱桥受力特征的一个跨径之比，他是反映拱桥受力特征的一个重要指标。重要指标。二、桥梁分类按工程规划分：特大桥、大桥、中桥、小桥等。按工程规划分：特大桥、大桥、中桥、小桥等。二、桥梁分类按桥梁用途划分：铁路桥、公路桥、公铁按

6、桥梁用途划分：铁路桥、公路桥、公铁两用桥、人行及自行车桥、农桥等。两用桥、人行及自行车桥、农桥等。按桥跨结构所用的材料分：钢桥、钢筋混按桥跨结构所用的材料分：钢桥、钢筋混凝土桥、预应力混凝土桥、结合桥、圬工凝土桥、预应力混凝土桥、结合桥、圬工（指砖、石、素混凝土等）桥、木桥等。（指砖、石、素混凝土等）桥、木桥等。按桥两所跨越的对象分：跨河桥、跨线桥、按桥两所跨越的对象分：跨河桥、跨线桥、地道桥、立交桥、旱桥等。地道桥、立交桥、旱桥等。二、桥梁分类按桥跨结构与桥面相对位置分：上承式、按桥跨结构与桥面相对位置分：上承式、中承式和下承式桥。中承式和下承式桥。二、桥梁分类按平面形状划分，有直桥、斜桥、

7、弯桥。按平面形状划分，有直桥、斜桥、弯桥。永久性和临时性，军用和农用桥永久性和临时性，军用和农用桥运河桥，渡槽或水道桥，栈桥运河桥，渡槽或水道桥，栈桥按结构体系分：梁桥、拱桥（刚架桥，按结构体系分：梁桥、拱桥（刚架桥，不是钢架桥）、悬索桥三种体系。不是钢架桥）、悬索桥三种体系。三、桥梁的结三、桥梁的结 构体系构体系按结构体系和受力按结构体系和受力特点，桥梁可分为：特点，桥梁可分为：梁、拱、索三种基梁、拱、索三种基本体系，以及由基本体系，以及由基本体系和其他基本本体系和其他基本体系或基本构件体系或基本构件（塔、柱、斜索等）（塔、柱、斜索等）形成的组合体系。形成的组合体系。梁式桥梁桥是最古老的结构

8、体系之一梁桥是最古老的结构体系之一特点：在竖向荷载作用下，起支撑反特点：在竖向荷载作用下，起支撑反力也是竖直的；梁部结构只受弯、受力也是竖直的；梁部结构只受弯、受剪，不受轴力。剪，不受轴力。主梁为主要承重构件，受力特点为主梁受主梁为主要承重构件，受力特点为主梁受弯。主要材料为钢筋混凝土、预应力混凝弯。主要材料为钢筋混凝土、预应力混凝土，多用于中小跨径桥梁。简支梁桥合理土，多用于中小跨径桥梁。简支梁桥合理最大跨径约最大跨径约20米，悬臂梁桥与连续梁桥合米，悬臂梁桥与连续梁桥合宜的最大跨径约宜的最大跨径约60-70米。米。梁式桥 优点：采用钢筋砼建造的梁桥能就地取材、优点：采用钢筋砼建造的梁桥能就

9、地取材、工业化施工、耐久性好、适应性强、整体性工业化施工、耐久性好、适应性强、整体性好且美观；这种桥型在设计理论及施工技术好且美观；这种桥型在设计理论及施工技术上都发展得比较成熟。上都发展得比较成熟。缺点：结构本身的自重大，约占全部设计荷缺点：结构本身的自重大，约占全部设计荷载的载的30%至至60%，且跨度越大其自重所占的，且跨度越大其自重所占的比值更显著增大，大大限制了其跨越能力。比值更显著增大，大大限制了其跨越能力。分为简支梁，悬臂梁和连续梁分为简支梁，悬臂梁和连续梁梁式体系分为实腹式和空腹式梁式体系分为实腹式和空腹式拱桥主要承重体系为具有曲线外形的拱。主要承重体系为具有曲线外形的拱。拱肋

10、为主要承重构件，在竖向荷载作用下，受力拱肋为主要承重构件，在竖向荷载作用下，受力特点为拱圈主要承受轴向压力，但也受弯、受剪。特点为拱圈主要承受轴向压力，但也受弯、受剪。支座处不仅有竖向反力，也承受较大的水平推力。支座处不仅有竖向反力，也承受较大的水平推力。主要材料是圬工、钢筋砼，适用范围视材料而定。主要材料是圬工、钢筋砼，适用范围视材料而定。跨径从几十米到三百多米都有，目前我国最大跨跨径从几十米到三百多米都有，目前我国最大跨径钢筋砼拱桥为径钢筋砼拱桥为170米。米。可用圬工材料制作，钢筋混凝土以及钢管混凝土可用圬工材料制作，钢筋混凝土以及钢管混凝土等一些新型材料。等一些新型材料。分为单铰拱，双

11、铰拱，三铰拱和无铰拱。分为单铰拱，双铰拱，三铰拱和无铰拱。上承式，中承式和下乘式上承式，中承式和下乘式拱桥优点：跨越能力较大；与钢桥及钢筋砼梁桥相比，优点：跨越能力较大；与钢桥及钢筋砼梁桥相比，可以节省大量钢材和水泥；能耐久，且养护、维可以节省大量钢材和水泥；能耐久，且养护、维修费用少；外型美观；构造较简单，有利于广泛修费用少；外型美观；构造较简单，有利于广泛采用。采用。缺点：由于它是一种推力结构，对地基要求较高；缺点：由于它是一种推力结构，对地基要求较高；对多孔连续拱桥，为防止一孔破坏而影响全桥，对多孔连续拱桥，为防止一孔破坏而影响全桥，要采取特殊措施或设置单向推力墩以承受不平衡要采取特殊措

12、施或设置单向推力墩以承受不平衡的推力，增加了工程造价；在平原区修拱桥，由的推力，增加了工程造价；在平原区修拱桥，由于建筑高度较大，使两头的接线工程和桥面纵坡于建筑高度较大，使两头的接线工程和桥面纵坡量增大，对行车极为不利。量增大，对行车极为不利。刚架桥是梁和立柱固结形成的一种刚架结构。由于两是梁和立柱固结形成的一种刚架结构。由于两者是刚性连接，在竖向荷载作用下，在柱脚具者是刚性连接，在竖向荷载作用下，在柱脚具有水平反力，梁部产生弯矩的同时还有轴力，有水平反力，梁部产生弯矩的同时还有轴力，其受力状态介于梁桥与拱桥之间。其受力状态介于梁桥与拱桥之间。适用于需要较大桥下净空和建筑高度受限，外适用于需

13、要较大桥下净空和建筑高度受限，外形尺寸小，混凝土用量少。形尺寸小，混凝土用量少。缺点是施工比较困难，要有良好的基础条件，缺点是施工比较困难，要有良好的基础条件，梁柱刚结处容易开裂，且为超静定结构，会产梁柱刚结处容易开裂，且为超静定结构，会产生次内力。生次内力。缆索桥由缆索、塔、锚碇、加劲梁等组成由缆索、塔、锚碇、加劲梁等组成梁、索、塔为主要承重构件，利用索梁、索、塔为主要承重构件，利用索塔上伸出的若干斜拉索在梁跨内增加塔上伸出的若干斜拉索在梁跨内增加了弹性支承，减小了梁内弯矩而增大了弹性支承，减小了梁内弯矩而增大了跨径。受力特点为外荷载从梁传递了跨径。受力特点为外荷载从梁传递到索，再到索塔。主

14、要材料为预应力到索，再到索塔。主要材料为预应力钢索、混凝土、钢材。适宜于中等或钢索、混凝土、钢材。适宜于中等或大型桥梁。大型桥梁。缆索桥在竖向荷载作用下，悬索桥的锚碇处在竖向荷载作用下，悬索桥的锚碇处会产生较大的竖向反力和水平反力。会产生较大的竖向反力和水平反力。因悬索的抗拉性能得以充分发挥且大因悬索的抗拉性能得以充分发挥且大缆的尺寸基本上不受限制，故悬索桥缆的尺寸基本上不受限制，故悬索桥的跨越能力在所有桥梁中名列前茅。的跨越能力在所有桥梁中名列前茅。但由于结构刚度不足，悬索桥难以满但由于结构刚度不足，悬索桥难以满足当代铁路的要求。足当代铁路的要求。缆索桥优点：梁体尺寸较小，使桥梁的跨越能优点

15、：梁体尺寸较小，使桥梁的跨越能力增大；受桥下净空和桥面标高的限制力增大；受桥下净空和桥面标高的限制小；抗风稳定性优于悬索桥，且不需要小；抗风稳定性优于悬索桥，且不需要集中锚锭构造；便于无支架施工。集中锚锭构造；便于无支架施工。缺点：由于是多次超静定结构，计算复缺点：由于是多次超静定结构，计算复杂；索与梁或塔的连接构造比较复杂；杂；索与梁或塔的连接构造比较复杂；施工中高空作业较多，且技术要求严格。施工中高空作业较多，且技术要求严格。组合桥梁、拱组合体系：刚性拱和柔性拉杆，梁、拱组合体系：刚性拱和柔性拉杆，柔性拱和刚性梁。柔性拱和刚性梁。斜拉桥与悬索桥组合斜拉桥与悬索桥组合2.1.1 桥面铺装的作

16、用：1、作用：防磨耗防水浸分布荷载2、要求：要求有抗车辙、行车舒适、抗滑耐磨、低温抗裂、不透水、刚度好等性能，轻质，结合良好。2.1.2 桥面横坡的设置：1、设置纵横坡的目的：利于排水，保护桥面板，延长寿命。2、横坡度：车行道：按路面取用或增加0.5%，1.53.0%，抛物线型；人行道：1%2%，直线型;3、实现方式：板桥或就地浇筑肋梁桥,装配式肋梁桥,较宽桥（或城市桥）板桥或就地浇筑肋梁桥装配式肋梁桥较宽桥（或城市桥）1、为什么要设置伸缩缝？（或伸缩缝的作用？）2、梁式桥应在哪些位置设置伸缩缝？3、理想的公路桥梁伸缩缝应满足哪些构造要求？(1)满足桥梁自由伸缩要求，有足够的伸缩量。(2)牢固

17、可靠，与桥梁结构连为整体，抗冲击，经久耐用；(3)桥面平坦，行驶性良好，平顺，无突跳和噪音；(4)能够防水和排水，有效防止雨水渗入；(5)能有效防止垃圾渗入阻塞。(6)构造简单，施工、安装方便，且养护、修理与更换方便；(7)经济价廉。分类：对接式、钢制支承式、橡胶组合剪切式、模数支承式、无缝式伸缩装置二、作用的分类二、作用的分类 1 1）只有在结构上可能同时出现的作用，才进行其效应的组合。）只有在结构上可能同时出现的作用，才进行其效应的组合。当结构或结构构件需作不同受力方向的验算时，则应以不同方向的当结构或结构构件需作不同受力方向的验算时，则应以不同方向的最不利的作用效应进行组合。最不利的作用

18、效应进行组合。2.作用效应组合的原则作用效应组合的原则 2 2）当可变作用的出现对结构或构件产生有利影响时，该作用不）当可变作用的出现对结构或构件产生有利影响时，该作用不应参与组合。应参与组合。3 3）施工阶段作用效应的组合，应按计算需要及结构所处条件而）施工阶段作用效应的组合，应按计算需要及结构所处条件而定，结构上的施工人员和施工机具均应作为临时荷载加以考虑。定，结构上的施工人员和施工机具均应作为临时荷载加以考虑。4 4）多个偶然作用不同时参与组合。）多个偶然作用不同时参与组合。5 5）钢筋混凝土和预应力混凝土结构在进行结构构件的承载能力极）钢筋混凝土和预应力混凝土结构在进行结构构件的承载能

19、力极限状态设计时，可不考虑混凝土收缩和徐变、温度作用效应参与组合；限状态设计时，可不考虑混凝土收缩和徐变、温度作用效应参与组合；基础变位作用是否参与组合视具体情况确定；拱桥仍应考虑混凝土收基础变位作用是否参与组合视具体情况确定；拱桥仍应考虑混凝土收缩和徐变、温度作用效应和基础变位作用的组合。缩和徐变、温度作用效应和基础变位作用的组合。预应力混凝土桥的优点能充分发挥高强材料的特性，具有可靠的强度、刚度和抗裂性能；适用范围广，能应用于不同的桥梁结构体系和形式；耐久性强，养护维修工作量少，在运营中产生噪音小材料可塑性强，便于建筑艺术处理，也容易满足桥梁曲线和坡度的要求。立面布置变截面连续梁当桥跨增大

20、时，在荷载作用下，连续梁桥中间支点截面处将承受较大的负弯矩，从绝对值看，支点处的负弯矩远大于跨中的正弯矩。因此采用变截面梁更能适应结构内力分布规律。另外，大跨度连续梁常采用悬臂法施工，而变截面梁的受力状态又与其施工时的内力状态基本吻合，因此，大跨度预应力混凝土桥多采用变截面形式变截面连续梁变截面梁高变化规律可以是斜线、圆弧线或者二次抛物线。常采用二次抛物线，因为其梁高的变化规律跟弯矩变化规律基本接近。还可采用将底板、腹板和顶板做成变厚度，以达到变截面的目的。高跨比：跨中1/301/50，支点1/161/25边跨与中跨之比：0.50.8，悬臂采用小值桥梁的支座第一节 概述 支座的作用传递上部结构的各种荷载适应温度、收缩徐变等因素产生的位移按受力特性分为固定支座活动支座：竖向力支座布置简支梁桥一般一端采用固定支座,一端采用活动支座.连续梁一般每一联中的一个桥墩设固定支座.支座的设置应有利于墩台传递水平力.水平力竖向力板式橡胶支座构造特点：常用的板式橡胶支座采用薄钢板或钢丝网作为加劲层以提高支座的竖向承载能力。变形机理：（1）不均匀弹性压缩实现转动；（2）剪切变形实现水平位移；（3）无固定和活动支座之分。性能指标：（1）容许应力；（2）弹性模量和剪切模量（3）容许剪切的正切值。适用范围：支座反力为703600kN的公路、城市桥梁。局限性：