fAAA桥梁工程概论.ppt

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1、fAAA桥梁工程概论 Still waters run deep.流静水深流静水深,人静心深人静心深 Where there is life,there is hope。有生命必有希望。有生命必有希望1.2 桥梁的组成与分类n1.2.1 桥梁的组成n1.2.2 桥梁的分类n1.2.3 桥梁的主要类型1.2.1 桥梁的组成n桥梁结构一般由三个基本部分组成桥梁结构一般由三个基本部分组成上部结构上部结构 superstructure（包括桥面、（包括桥面、桥道系、承重结构以及联结部件）桥道系、承重结构以及联结部件）下部结构下部结构 substructure（支座、桥墩、（支座、桥墩、桥台及基础）桥台

2、及基础）附属结构。附属结构。n桥跨结构（上部结构）桥跨结构（上部结构）superstructure 路线遇到障碍而中断时，跨越这类障碍的主要承载结构路线遇到障碍而中断时，跨越这类障碍的主要承载结构n桥墩、桥台（下部结构）桥墩、桥台（下部结构）substructure 支承桥跨结构并将恒载和车辆荷载传至地基的建支承桥跨结构并将恒载和车辆荷载传至地基的建筑物筑物n墩台基础墩台基础 foundation 桥墩（台）中使全部荷载传至地基的结构部分桥墩（台）中使全部荷载传至地基的结构部分n支座支座 bearing 在桥跨结构和桥墩（台）的支承处设置的在桥跨结构和桥墩（台）的支承处设置的传力装置传力装置n

3、护坡护坡 conical slpoe 路堤与桥台衔接处，在桥台两侧设置的石路堤与桥台衔接处，在桥台两侧设置的石砌锥形体，保证边坡稳定砌锥形体，保证边坡稳定 n正桥：正桥：跨越主要障碍部分，跨度大、高度大、跨越主要障碍部分，跨度大、高度大、基础深。基础深。n引桥：引桥：连接正桥与路堤部分，跨度小、基础连接正桥与路堤部分，跨度小、基础较浅。较浅。1969年建成年建成,是我国自是我国自行设计、制造、施工并行设计、制造、施工并使用国产高强钢材的现使用国产高强钢材的现代化大型桥梁，属于连代化大型桥梁，属于连续钢桁梁双层桥。全长续钢桁梁双层桥。全长包括引桥在内，铁路部包括引桥在内，铁路部分为分为6772m

4、，公路部分，公路部分为为4589m。南京长江大桥南京长江大桥南京长江大桥南京长江大桥引桥引桥正桥正桥法国诺曼底桥法国诺曼底桥法国诺曼底桥法国诺曼底桥主跨主跨主跨主跨856m856mn净跨径净跨径 clear spanclear span 设计洪水位上相邻两个桥设计洪水位上相邻两个桥墩（或桥台）之间的净距（梁桥），拱跨两个墩（或桥台）之间的净距（梁桥），拱跨两个拱脚截面最低点之间的水平距离（拱桥）拱脚截面最低点之间的水平距离（拱桥）n计算跨径计算跨径 computed spancomputed span 桥跨结构相邻两个桥跨结构相邻两个支座中心距离（梁桥）支座中心距离（梁桥）,两相邻拱脚截面形心

5、两相邻拱脚截面形心点之间的水平距离（拱桥）点之间的水平距离（拱桥）n总跨径总跨径 total spantotal span 各孔净跨径之和各孔净跨径之和(L1)(L1)n桥梁全长桥梁全长 total length of bridgetotal length of bridge 两个桥两个桥台的侧墙或八字墙后端点之间的距离台的侧墙或八字墙后端点之间的距离n桥下净空桥下净空 clearance of spanclearance of span 设计洪水位设计洪水位或计算通航至桥跨结构最下缘的距离或计算通航至桥跨结构最下缘的距离(H),(H),它应保它应保证能安全排洪，并不得小于对该河流通航所规定证

6、能安全排洪，并不得小于对该河流通航所规定的净空高度。的净空高度。n桥面净空桥面净空 clearance above bridge floor clearance above bridge floor 桥梁行车道、人行道上方应保持的空间界限，公桥梁行车道、人行道上方应保持的空间界限，公路、铁路、城市桥梁有相应的规定路、铁路、城市桥梁有相应的规定n标准跨径标准跨径 相邻桥墩中线之间的距离（梁桥）相邻桥墩中线之间的距离（梁桥）建筑高度建筑高度 桥上行车路面（或轨顶）标高至桥跨结构桥上行车路面（或轨顶）标高至桥跨结构最下缘之间的距离，最下缘之间的距离，h hn容许建筑高度容许建筑高度 桥面（或轨顶）标

7、高与通航净空高度桥面（或轨顶）标高与通航净空高度之差。之差。n净矢高：净矢高：是拱桥从拱顶截面下缘至相邻两拱脚截面下是拱桥从拱顶截面下缘至相邻两拱脚截面下缘最低点之连线的垂直距离。缘最低点之连线的垂直距离。n计算矢高：计算矢高：从拱顶截面形心至相邻两拱脚截面形心从拱顶截面形心至相邻两拱脚截面形心之连线的垂直距离之连线的垂直距离。n矢跨比：矢跨比：是拱桥中拱圈（或拱肋）的计算矢高是拱桥中拱圈（或拱肋）的计算矢高f与计与计算跨径算跨径l之比之比（f/l），也称拱矢度。，也称拱矢度。1.低水位低水位 枯水季节河流的最低水位2.高水位高水位 洪峰季节河流的最高水位3.设计水位设计水位 按规定设计洪水频

8、率算得的水位1.2.2 桥梁的分类 Classification n按跨径分类按跨径分类 Span Lengths Span Lengths 特大桥特大桥 super major bridgesuper major bridge大桥大桥 major bridgemajor bridge中桥中桥 medium bridgemedium bridge小桥小桥 small bridgesmall bridge涵洞涵洞 culvertculvert特大桥：特大桥：L500m，l100m大桥：大桥：100mL500m,40ml100m 涵洞：涵洞：L8m，l5m小桥：小桥：8mL30m，5ml20m中桥

9、：中桥：30mL100m，20ml40mn按通道位置分类按通道位置分类(拱桥拱桥)position of deckposition of deck 上承式上承式 deck bridgedeck bridge 中承式中承式 half-through bridgehalf-through bridge 下承式下承式 through bridgethrough bridgen按用途分类按用途分类 usage usage公路桥公路桥 highway bridgehighway bridge铁路桥铁路桥 railway bridgerailway bridge公铁两用桥公铁两用桥 highway and

10、 railway highway and railway brdige brdige人行桥人行桥 foot bridgefoot bridgen按承重结构材料分类按承重结构材料分类 material of constructurematerial of constructure木桥木桥 timber bridgetimber bridge钢桥钢桥 steel bridgesteel bridge圬工桥圬工桥 masonry bridgemasonry bridge钢筋混凝土桥钢筋混凝土桥 reinforced concrete bridgereinforced concrete bridge预

11、应力混凝土桥预应力混凝土桥 prestressed concrete bridgeprestressed concrete bridge钢钢混凝土组合桥混凝土组合桥 steel-concrete bridgesteel-concrete bridgen按跨越障碍的性质分类按跨越障碍的性质分类 跨河桥跨河桥 river bridgeriver bridge立交桥立交桥 interchangeinterchange高架桥高架桥 viaductviaduct栈桥栈桥 trestle bridgetrestle bridge高架桥高架桥 把车道升高到地面以上的桥或跨越深沟把车道升高到地面以上的桥或跨越

12、深沟峡谷的高桥。峡谷的高桥。n按桥跨结构的平面布置分类按桥跨结构的平面布置分类 正交桥正交桥 right bridgeright bridge斜交桥斜交桥 skew bridgeskew bridge弯桥弯桥 curved bridgecurved bridgen按结构体系分类按结构体系分类 structure form structure form梁式桥梁式桥 beam bridgebeam bridge拱桥拱桥 arch bridgearch bridge刚架桥刚架桥 rigid bridgerigid bridge吊桥吊桥 suspension bridgesuspension brid

13、ge斜拉桥（组合体系桥）斜拉桥（组合体系桥）cable stayed cable stayed bridgebridgen按跨越方式分类：按跨越方式分类：固定桥、开启桥、浮桥、漫水桥固定桥、开启桥、浮桥、漫水桥n漫水桥：平时可正常通行，洪水季节淹没在水下漫水桥：平时可正常通行，洪水季节淹没在水下开启桥开启桥n按使用年限分类：按使用年限分类：临时便桥、永久性桥（临时便桥、永久性桥（100年）年）梁式桥梁式桥 beam bridge beam bridge1.2.3 桥梁的主要类型桥梁的主要类型 梁式桥定义：在竖向移动式荷载作用下无水平梁式桥定义：在竖向移动式荷载作用下无水平反力的结构体系。反力的

14、结构体系。拱桥拱桥 拱桥的主要承重结构是承受压力的拱圈。拱桥的主要承重结构是承受压力的拱圈。(2)拱桥与梁桥的主要区别在于在竖向移动荷载拱桥与梁桥的主要区别在于在竖向移动荷载作用下拱桥墩或桥台要作用下拱桥墩或桥台要承受水平推力承受水平推力。拱桥拱桥 arch bridgearch bridge刚架桥n1 1、刚架桥的定义：梁和墩整体连接，刚性连、刚架桥的定义：梁和墩整体连接，刚性连接的桥梁。刚架桥的主要承重是梁或板和立柱接的桥梁。刚架桥的主要承重是梁或板和立柱或竖墙整体结合在一起的刚架结构，梁和柱的或竖墙整体结合在一起的刚架结构，梁和柱的连接处具有很大的刚性。连接处具有很大的刚性。n2 2、在

15、竖向移动荷载作用下，梁部主要受弯，、在竖向移动荷载作用下，梁部主要受弯，柱脚处有水平推力，受力状态介于梁式桥和拱柱脚处有水平推力，受力状态介于梁式桥和拱桥之间。桥之间。n3 3、刚架桥的特点是施工比较困难。、刚架桥的特点是施工比较困难。刚架桥刚架桥 rigid bridgerigid bridge 类型斜腿刚架桥。造斜腿刚架桥。造型轻巧美观。型轻巧美观。连续刚架桥连续刚架桥.有较有较好的抗震性能。好的抗震性能。T形刚架桥，便于施加预应力，加挂梁后，跨度很大。吊桥吊桥 suspension bridgesuspension bridgen1、传统的吊桥均用悬挂在两边塔架上的、传统的吊桥均用悬挂在

16、两边塔架上的强大缆索作为主要承重结构。强大缆索作为主要承重结构。n2、在竖向荷载作用下，通过吊杆使缆索、在竖向荷载作用下，通过吊杆使缆索承受很大的拉力，这就需要在两岸桥台承受很大的拉力，这就需要在两岸桥台的后方修筑非常巨大的锚碇结构。的后方修筑非常巨大的锚碇结构。n3、吊桥也是具有水平反力（拉力）的结、吊桥也是具有水平反力（拉力）的结构。构。n现代的吊桥通常由桥塔、锚碇、缆索、现代的吊桥通常由桥塔、锚碇、缆索、吊杆、加劲梁及索鞍等主要部分组成。吊杆、加劲梁及索鞍等主要部分组成。组合体系桥梁、刚架组合它们是预应力混凝土结构采用悬臂施工发而发展起来的一种新体系。T形刚构、连续刚构。组合体系桥梁拱组

17、合它们利用梁的受弯与拱的受压特点组成联合结构，对地基要求不高，但是施工比较复杂，一般用于城市跨河桥上。组合体系桥斜拉桥cable stayed bridge它是一种自锚体系，不需要昂贵的地锚基础，防腐技术要求比吊桥低，抗风能力也比吊桥好，钢束用量比吊桥少。n n1.3.1 1.3.1 桥梁的规划设计桥梁的规划设计n n1 1 1 1.3.2 .3.2 桥梁纵横断面设计和平面布置桥梁纵横断面设计和平面布置1.3桥梁的规划与设计基本原则1.3.1桥梁的规划设计n1.3.1.1 1.3.1.1 桥梁设计的一般原则桥梁设计的一般原则 按照按照“适用、经济、安全、美观适用、经济、安全、美观”n1.3.1

18、.2 1.3.1.2 桥梁的设计程序（大型桥梁）桥梁的设计程序（大型桥梁）前期工作前期工作-预可行性研究报告与可行性研究报告预可行性研究报告与可行性研究报告设计阶段设计阶段-初步设计、技术设计、施工设计初步设计、技术设计、施工设计三阶段设计三阶段设计（一般用于大型、复杂的工程。）（一般用于大型、复杂的工程。）两阶段设计两阶段设计一阶段设计一阶段设计（一般实用于技术简单的中、小桥。）一般实用于技术简单的中、小桥。）1.3.1.3 1.3.1.3 桥梁设计的基本要点桥梁设计的基本要点1.适用上的要求适用上的要求 人群和车辆的安全通畅人群和车辆的安全通畅 桥上的行车道和人行道应保证一定的宽度和桥上的

19、行车道和人行道应保证一定的宽度和坡度，方便行车，能满足将来交通量增长的坡度，方便行车，能满足将来交通量增长的需要需要 桥下泄洪，通航（通车）桥下泄洪，通航（通车）应保证一定的跨度和桥下净空应保证一定的跨度和桥下净空1.3.1.3 1.3.1.3 桥梁设计的基本要点桥梁设计的基本要点2.经济上的要求经济上的要求n桥梁设计应体现经济上的合理性，在设计中必桥梁设计应体现经济上的合理性，在设计中必须进行详细周密的技术经济比较，使桥梁的须进行详细周密的技术经济比较，使桥梁的总总造价造价和和材料等的消耗材料等的消耗为最少。为最少。3.结构尺寸和构造上的要求结构尺寸和构造上的要求n整个桥梁结构及其部分构件，

20、在制造、运输、整个桥梁结构及其部分构件，在制造、运输、安装和使用过程中应具有足够的的安装和使用过程中应具有足够的的强度、刚度、强度、刚度、稳定性和耐久性稳定性和耐久性。（力学上的基本要求）（力学上的基本要求）4.施工上的要求施工上的要求(技术先进技术先进)n桥梁结构应便于制造和架设，应尽量采用先进桥梁结构应便于制造和架设，应尽量采用先进的工艺技术和施工机械。的工艺技术和施工机械。5.美观上的要求美观上的要求n优美的外形优美的外形n与周围的景致相协调与周围的景致相协调6.环境保护和可持续发展环境保护和可持续发展1.3.1.3 1.3.1.3 桥梁设计的基本要点桥梁设计的基本要点1.3.1.4 1

21、.3.1.4 设计资料调查设计资料调查1.1.调查桥梁的使用任务调查桥梁的使用任务n调查桥上的交通种类、行车密度，以确定桥梁的荷载等调查桥上的交通种类、行车密度，以确定桥梁的荷载等级和行车道、人行道的宽度等。级和行车道、人行道的宽度等。2.2.测量桥位附近的地形测量桥位附近的地形n绘制地形图供设计和施工应用（特别是分孔）。绘制地形图供设计和施工应用（特别是分孔）。3.3.探测桥位的地质情况探测桥位的地质情况4.4.调查和测量河流的水文情况调查和测量河流的水文情况n收集历年的洪水资料，计算确定各种特征水位、流速、收集历年的洪水资料，计算确定各种特征水位、流速、流量等，与航运部门协调确定通航水位和

22、通航净空。流量等，与航运部门协调确定通航水位和通航净空。1.3.21.3.2桥梁纵、横断面和平面布置桥梁纵、横断面和平面布置1.桥梁纵断面设计桥梁纵断面设计1）桥梁总跨径的确定）桥梁总跨径的确定（1）总跨径）总跨径所需排洪宽度所需排洪宽度 排洪宽度：设计流量确定后对某一河道断面，排洪宽度：设计流量确定后对某一河道断面，水位和流速随过水宽度变化，当把流速控制在水位和流速随过水宽度变化，当把流速控制在冲刷许可范围内，这时的过水宽度既是排洪宽冲刷许可范围内，这时的过水宽度既是排洪宽度度（水力学计算）（水力学计算）。（2）节约投资）节约投资 视允许冲刷适当缩短总跨径（即路堤压缩河床，视允许冲刷适当缩短

23、总跨径（即路堤压缩河床，以减少桥梁的总长度，此时流速加大）。以减少桥梁的总长度，此时流速加大）。1.3.21.3.2桥梁纵、横断面和平面布置桥梁纵、横断面和平面布置2）桥梁的分孔）桥梁的分孔（1）原则）原则1 经济经济 分孔多少与投资的关系分孔多少与投资的关系跨径越大，孔数越少，上部结构造价高，墩台造价低；跨径越大，孔数越少，上部结构造价高，墩台造价低；分孔越多，则跨径小，上部结构造价低，而墩台造价分孔越多，则跨径小，上部结构造价低，而墩台造价高；最经济的分孔，使上下部结构的总造价最低。高；最经济的分孔，使上下部结构的总造价最低。（2）原则）原则2 通航通航在主航道范围内，布置几个越大的跨径，

24、两侧可按经在主航道范围内，布置几个越大的跨径，两侧可按经济跨度分孔。济跨度分孔。1.3.21.3.2桥梁纵、横断面和平面布置桥梁纵、横断面和平面布置（3）原则）原则3 地形地质条件地形地质条件 平原区：主槽布置跨径大的通航孔平原区：主槽布置跨径大的通航孔山区深谷：加大跨径，可采用特大单孔跨越，减少中山区深谷：加大跨径，可采用特大单孔跨越，减少中间桥墩间桥墩不利地质段：移桥基（桥墩与桥台），加大跨径不利地质段：移桥基（桥墩与桥台），加大跨径（4）原则）原则4 充分发挥上部结构材料的力学性能充分发挥上部结构材料的力学性能 对连续梁桥，边跨与中跨比值宜使各跨跨中弯矩接近对连续梁桥，边跨与中跨比值宜使

25、各跨跨中弯矩接近相等。相等。1.3.21.3.2桥梁纵、横断面和平面布置桥梁纵、横断面和平面布置多孔跨径的比例：多孔跨径的比例：钢筋砼三跨连续梁：钢筋砼三跨连续梁：中跨中跨/边跨边跨=1.00/0.80 五跨连续梁五跨连续梁:1.00/0.90/0.65多孔桥梁多孔桥梁：奇数跨（结构对称）奇数跨（结构对称）n（5）原则）原则5 施工条件施工条件 是否具备大跨径的施工能力是否具备大跨径的施工能力n（6）美观）美观1.3.21.3.2桥梁纵、横断面和平面布置桥梁纵、横断面和平面布置3）桥面标高、桥下净空及坡度）桥面标高、桥下净空及坡度（1）确保桥下泄洪，由设计洪水位确定）确保桥下泄洪，由设计洪水位

26、确定(流水净空要求流水净空要求)根据设计洪水位、桥下通航（通车）净空等需要，结合根据设计洪水位、桥下通航（通车）净空等需要，结合桥型、跨径等确定。桥型、跨径等确定。梁桥梁桥 梁底高出设计洪水位（包括壅水和浪高）不小于梁底高出设计洪水位（包括壅水和浪高）不小于50 cm，梁底高出最高流冰水位，梁底高出最高流冰水位75 cm 以上，支座底面以上，支座底面高出设计洪水位不小于高出设计洪水位不小于25cm无铰拱桥无铰拱桥 拱脚淹没深度不超过拱圈矢高的拱脚淹没深度不超过拱圈矢高的2/3，拱脚，拱脚起轴线应高出流冰水位起轴线应高出流冰水位0.25 m，拱顶底面高出设计洪，拱顶底面高出设计洪水位水位1.0m

27、1.3.21.3.2桥梁纵、横断面和平面布置桥梁纵、横断面和平面布置n（2）安全通航）安全通航 满足通航净空要求（表满足通航净空要求（表20页）页）n（3）桥下安全通车（跨线桥）桥下安全通车（跨线桥）桥跨结构的下缘标高应满足各类车辆的净空要求，详见桥跨结构的下缘标高应满足各类车辆的净空要求，详见“公路工程技术标准公路工程技术标准”n（4）坡度）坡度 小桥通常做成平坡形；大、中桥梁往往设置从中央向小桥通常做成平坡形；大、中桥梁往往设置从中央向两端倾斜的双向纵坡；正桥：桥上纵坡两端倾斜的双向纵坡；正桥：桥上纵坡4、桥头引、桥头引道纵坡道纵坡5、市镇交通繁忙处均应不大于、市镇交通繁忙处均应不大于3。

28、1.3.21.3.2桥梁纵、横断面和平面布置桥梁纵、横断面和平面布置2.桥梁横断面设计桥梁横断面设计1）行车道宽度）行车道宽度桥面行车道净宽标准：桥面行车道净宽标准：2*净净-7.5（一级公路，车速（一级公路，车速100km/h），2*净净-7.0，净净-9.0，净净-4.5人行道宽度人行道宽度 0.75m，1m，大于，大于 1m 按按 0.5m 的倍数增加的倍数增加自行车道宽度自行车道宽度 一条自行车道的宽度为一条自行车道的宽度为1m，当单独设置自行车道时，当单独设置自行车道时，一般不应少于两条自行车道的宽度一般不应少于两条自行车道的宽度。1.3.2桥梁纵、横断面和平面布置2）横断面形状横断

29、面形状横坡：中央倾向两侧的横坡：中央倾向两侧的1.53.0，以利排，以利排水水人行道及安全带宽度：应高出行车道至少高出人行道及安全带宽度：应高出行车道至少高出2025cm，当桥面纵坡较大时，宜高出，当桥面纵坡较大时，宜高出3035cm，以确保行人和行车安全。，以确保行人和行车安全。3.平面布置平面布置原则原则1 尽量设计成直线，如有条件限制必须为尽量设计成直线，如有条件限制必须为曲线时，则各项指标应符合路线布设的规定，曲线时，则各项指标应符合路线布设的规定，避免反向曲线。避免反向曲线。原则原则2 尽可能避免设计成斜交桥，斜交角度不尽可能避免设计成斜交桥，斜交角度不大于大于450。1.3.21.

30、3.2桥梁纵、横断面和平面布置桥梁纵、横断面和平面布置1.4 桥梁的设计荷载 Loads on Bridges1.4.1 桥梁设计荷载的分类桥梁设计荷载的分类1.4.2 规范中有关设计荷载的规定规范中有关设计荷载的规定n选定荷载和进行荷载分析是比结构分析更为重选定荷载和进行荷载分析是比结构分析更为重要的问题。因为它关系到桥梁结构在它的设计要的问题。因为它关系到桥梁结构在它的设计使用期限内的安全和桥梁建设费用的合理投资。使用期限内的安全和桥梁建设费用的合理投资。近年来，由于交通量的不断增加，大型超重车近年来，由于交通量的不断增加，大型超重车辆的不断出现，风载、地震荷载的重要性愈显辆的不断出现，风

31、载、地震荷载的重要性愈显突出等，导致实际与可能作用在桥梁结构上的突出等，导致实际与可能作用在桥梁结构上的荷载越来越复杂，这就为桥梁荷载的选定和分荷载越来越复杂，这就为桥梁荷载的选定和分析造成了困难，常因初始设计荷载选定的滞后，析造成了困难，常因初始设计荷载选定的滞后，而造成桥梁早期破坏或加固。而造成桥梁早期破坏或加固。1.4.1 桥梁设计荷载的分类 我国现行的公路桥涵设计通用规范（我国现行的公路桥涵设计通用规范（20042004）中，将作用在桥梁上的）中，将作用在桥梁上的荷载分为三大类：荷载分为三大类：n永久荷载（恒载）永久荷载（恒载）(在设计使用期内，其值不随时间变在设计使用期内，其值不随时

32、间变化，或其变化与平均值相比可以忽略不计的荷载。化，或其变化与平均值相比可以忽略不计的荷载。)结构物自重，桥面铺装，附属设施，土重，土侧压力，结构物自重，桥面铺装，附属设施，土重，土侧压力，基础变位影响力，水浮力，预加应力，砼收缩徐变影响基础变位影响力，水浮力，预加应力，砼收缩徐变影响力。对于大桥，永久荷载一般占力。对于大桥，永久荷载一般占50左右，对于特大左右，对于特大桥甚至高于桥甚至高于75。可变荷载(在设计使用期内，荷载的作用位置和大小方向随时间变化，且变化幅度与平均值相比不可忽略)按其对桥涵结构的影响程度，又分为基本可变荷载和其他可变荷载。按其对桥涵结构的影响程度，又分为基本可变荷载和

33、其他可变荷载。按其对桥涵结构的影响程度，又分为基本可变荷载和其他可变荷载。按其对桥涵结构的影响程度，又分为基本可变荷载和其他可变荷载。基本可变荷载（活载）：基本可变荷载（活载）：汽车（含冲击力、离心力）汽车（含冲击力、离心力），平板挂车，履带车，人群及其土侧压力，平板挂车，履带车，人群及其土侧压力其它可变荷载：其它可变荷载：汽车制动力（汽车制动力（上部结构计算一般不考虑，上部结构计算一般不考虑，桥墩计算时，桥墩顶部会产生弯曲和侧向倾覆）桥墩计算时，桥墩顶部会产生弯曲和侧向倾覆），支座摩阻力，支座摩阻力，温度影响力，风力，流水压力，冰压力，温度影响力，风力，流水压力，冰压力，铁路桥：铁路桥：列车

34、横向摇摆力，冻胀力列车横向摇摆力，冻胀力汽车荷载：汽车荷载：车辆荷载车辆荷载 以车轴集中荷载的形式作用以车轴集中荷载的形式作用车道荷载车道荷载 以折算的均布荷载加一个集中力的形式作用以折算的均布荷载加一个集中力的形式作用n横隔梁、行车道板、桥台或挡土墙后土压力的横隔梁、行车道板、桥台或挡土墙后土压力的计算应采用计算应采用车辆荷载车辆荷载。n主梁、主拱和主桁架等的计算应采用主梁、主拱和主桁架等的计算应采用车道荷载车道荷载。n进行桥梁结构计算时不得将车辆荷载和车道荷进行桥梁结构计算时不得将车辆荷载和车道荷载的作用叠加。载的作用叠加。（计算不同构件时采用）（计算不同构件时采用）公路公路级级qk=10

35、.5kN/m计算跨径小于或等于计算跨径小于或等于5m,集中荷载集中荷载Pk=180kN,计算跨径大于或等于计算跨径大于或等于50m,集中荷载集中荷载Pk=360kN,计算跨径在计算跨径在550m,Pk直线内查。直线内查。计算剪力时，上述集中荷载的标准值应乘以计算剪力时，上述集中荷载的标准值应乘以1.2的系数。的系数。公路公路级车道荷载的均布荷载和集中荷载按公路级车道荷载的均布荷载和集中荷载按公路级车道荷载的级车道荷载的0.75倍计算。倍计算。n偶然荷载偶然荷载(在设计使用期内，不一定出现，但一旦出现其值很在设计使用期内，不一定出现，但一旦出现其值很大且持续时间较短的荷载。大且持续时间较短的荷载

36、。)地震力，船只、漂流物的撞击力，施工荷载等地震力，船只、漂流物的撞击力，施工荷载等车辆荷载的影响力车辆荷载的影响力 n冲击力冲击力 冲击作用：冲击作用：车辆以较高速度驶过桥梁时，车辆以较高速度驶过桥梁时，由于桥面不平整、车轮不圆、发动机抖由于桥面不平整、车轮不圆、发动机抖动等原因，动等原因，使桥梁结构引起振动。使桥梁结构引起振动。冲击系数：冲击系数：1+n鉴于目前对冲击作用还不能从理论上作出符合鉴于目前对冲击作用还不能从理论上作出符合实际的精确计算，一般根据在现代桥梁上所做实际的精确计算，一般根据在现代桥梁上所做的振动试验结果而近似地以汽车荷载增大系数，的振动试验结果而近似地以汽车荷载增大系

37、数，即冲击系数来计算荷载的冲击影响。即冲击系数来计算荷载的冲击影响。人群荷载人群荷载n设有人行道的桥梁，在以汽车荷载计算内力时，设有人行道的桥梁，在以汽车荷载计算内力时，应同时考虑人行道上人群荷载所产生的内力。应同时考虑人行道上人群荷载所产生的内力。n一般公路桥梁的人群荷载规定为一般公路桥梁的人群荷载规定为 城市郊城市郊区行人密集地区一般为区行人密集地区一般为 n可根据实际情况或参照所在地城市桥梁设计的可根据实际情况或参照所在地城市桥梁设计的规定予以确定。规定予以确定。1.5 1.5 桥面布置与构造桥面布置与构造 n1.5.1 桥面构造桥面构造n1.5.2 桥面铺装桥面铺装n1.5.3 桥梁排

38、水系统桥梁排水系统n1.5.4 桥梁伸缩缝桥梁伸缩缝n1.5.5 人行道、栏杆、护栏、灯柱人行道、栏杆、护栏、灯柱1.5.1 桥面构造桥面构造n行车道铺装、排水防水系统、人行道（或安全行车道铺装、排水防水系统、人行道（或安全带）、缘石、栏杆、护栏、照明灯具、伸缩缝带）、缘石、栏杆、护栏、照明灯具、伸缩缝 n桥面构造直接与车辆、行人接触，对桥梁的主桥面构造直接与车辆、行人接触，对桥梁的主要结构既能传力又能起保护作用要结构既能传力又能起保护作用n其构造合理性、施工质量和养护质量，直接影其构造合理性、施工质量和养护质量，直接影响到桥梁的使用功能。响到桥梁的使用功能。n桥面的布置应在桥梁的总体设计中考

39、虑，根据桥面的布置应在桥梁的总体设计中考虑，根据道路的等级、桥梁的宽度、行车要求等条件确道路的等级、桥梁的宽度、行车要求等条件确定。定。n桥面横坡桥面横坡沥青砼、水泥砼铺装：沥青砼、水泥砼铺装：1.5%-2%路拱：行车道，抛物线型路拱：行车道，抛物线型人行道，直线型人行道，直线型桥面横坡的形式桥面横坡的形式横坡设在墩台顶部，等厚铺装层，上部结构双横坡设在墩台顶部，等厚铺装层，上部结构双向倾斜向倾斜横坡设在墩台顶部，三角垫层，等厚铺装层横坡设在墩台顶部，三角垫层，等厚铺装层双向倾斜行车道板双向倾斜行车道板n桥面布置桥面布置双向车道布置双向车道布置交通量不大的桥梁交通量不大的桥梁分车道布置分车道布

40、置交通量大的桥梁交通量大的桥梁双层桥面布置双层桥面布置多层桥面布置多层桥面布置充分利用桥梁的承载能力充分利用桥梁的承载能力人行道人行道城市附近的桥梁城市附近的桥梁检修道、安全带检修道、安全带郊区或高速公路郊区或高速公路n保护属于主梁整体部分的行车道板不受车辆轮保护属于主梁整体部分的行车道板不受车辆轮胎的直接磨耗，防止主梁遭受雨水的侵蚀，并胎的直接磨耗，防止主梁遭受雨水的侵蚀，并对车辆轮重的集中荷载起一定的分布作用对车辆轮重的集中荷载起一定的分布作用n普通水泥（沥青）砼铺装普通水泥（沥青）砼铺装1）混凝土强度）混凝土强度 一般要求其标号与桥面板相同或略高一层，并一般要求其标号与桥面板相同或略高一

41、层，并有较好的密实度有较好的密实度1.5.2 桥面铺装桥面铺装（桥面板上部的垫（桥面板上部的垫层和面层）层和面层）1.5.2 桥面铺装桥面铺装（桥面板上部的垫（桥面板上部的垫层和面层）层和面层）2）表面宜粗糙）表面宜粗糙 要求平整且粗糙，以减小车辆冲击，防滑和减弱要求平整且粗糙，以减小车辆冲击，防滑和减弱光线的反射。光线的反射。普通水泥砼铺装普通水泥砼铺装 表面粗糙，耐磨好，价格低，表面粗糙，耐磨好，价格低，养护期长、修补麻烦养护期长、修补麻烦沥青砼铺装沥青砼铺装 价格高，较轻，养护方便，通车快价格高，较轻，养护方便，通车快非严寒地区，小桥，无防水层，铺装厚非严寒地区，小桥，无防水层，铺装厚5

42、8cm防水砼铺装防水砼铺装 非冰冻地区需防水时用，厚非冰冻地区需防水时用，厚810cm，防水混凝土的强度一般不低于桥面板混防水混凝土的强度一般不低于桥面板混凝土的强度凝土的强度 上面可铺上面可铺2cm沥青磨耗层沥青磨耗层具有贴式防水层的铺装具有贴式防水层的铺装 防水要求高严寒地区，桥面板位于受拉区时防水要求高严寒地区，桥面板位于受拉区时低标号混凝土垫层低标号混凝土垫层水泥沙浆抹平水泥沙浆抹平“三油二毡三油二毡”厚厚12cm12cm 砼保护层厚砼保护层厚4cm 4cm 细石混凝土保护层细石混凝土保护层C20C20沥青或水泥混凝土路面沥青或水泥混凝土路面桥面铺装构造1.5.3 桥梁排水系统桥梁排水

43、系统桥面纵坡桥面纵坡2%，桥长，桥长2%，桥长，桥长=50m，间距，间距1215m桥面纵坡桥面纵坡2%，每隔，每隔68m设一个泄水管设一个泄水管泄水管：要求过水面积不小于泄水管：要求过水面积不小于23cm2/m2,左右对称左右对称或交错排列，距缘石或交错排列，距缘石2050cm，可在人行道下设置，可在人行道下设置1.5.4 桥梁伸缩缝桥梁伸缩缝n伸缩缝的作用伸缩缝的作用保证桥跨结构在气温变化、活载作用、砼收缩保证桥跨结构在气温变化、活载作用、砼收缩徐变等影响下按净力图式自由变形徐变等影响下按净力图式自由变形把桥面在梁端处断开，使梁的端部约束与铰支把桥面在梁端处断开，使梁的端部约束与铰支相等相等

44、使车辆平顺通过，防止雨水、垃圾泥土等阻塞使车辆平顺通过，防止雨水、垃圾泥土等阻塞减小车辆通过的噪音减小车辆通过的噪音第二篇第二篇 简支板、梁桥上部结构简支板、梁桥上部结构n2.1 简支板、梁桥上部结构的设计简支板、梁桥上部结构的设计与构造与构造n2.2 桥面板的设计与计算桥面板的设计与计算n2.3 简支梁桥的内力计算简支梁桥的内力计算2.1 简支板、梁桥上部结构n2.1.1 截面形式与分块方式n2.1.2 结构布置n2.1.3 钢筋构造2.1.1截面形式与分块方式n按承重结构（梁）的截面形式分类按承重结构（梁）的截面形式分类 板桥板桥 肋板式梁桥肋板式梁桥 （形截面形截面 、T T形截面）形截

45、面）箱形梁桥箱形梁桥 板桥承重结构是矩形截面的钢筋混凝土或预应力承重结构是矩形截面的钢筋混凝土或预应力混凝土板混凝土板构造简单，施工方便，而建筑高度较小构造简单，施工方便，而建筑高度较小。跨径较小，一般在跨径较小，一般在10m10m左右左右 整体式板桥整体式板桥双向受力弹性薄板双向受力弹性薄板装配式板桥装配式板桥单向受力窄板桥单向受力窄板桥装配装配整体式板桥整体式板桥公路板桥横截面图n整体式板桥：整体式板桥：板在车辆荷载作用下除了板在车辆荷载作用下除了沿跨径方向引起弯曲受力外，在横向也沿跨径方向引起弯曲受力外，在横向也发生扰曲变形，因此它是双向受力弹性发生扰曲变形，因此它是双向受力弹性薄板，其

46、受力钢筋需沿两个方向布置。薄板，其受力钢筋需沿两个方向布置。一般都设计成等厚度的矩形截面，为了一般都设计成等厚度的矩形截面，为了减轻自重，可以做成留有圆洞空心板桥减轻自重，可以做成留有圆洞空心板桥或将受拉区稍加挖空的矮肋式板桥。或将受拉区稍加挖空的矮肋式板桥。整体式板桥的钢筋布置n纵向受力钢筋纵向受力钢筋 板中间的板中间的2/32/3范围内按计算需要进行配筋外，在范围内按计算需要进行配筋外，在两侧两侧1/61/6的范围内应比中间的增加的范围内应比中间的增加1515（共同受（共同受荷载范围小）荷载范围小）n斜筋斜筋 按计算可以不设弯起钢筋，但习惯上仍将部分钢按计算可以不设弯起钢筋，但习惯上仍将部

47、分钢筋弯起：板厚筋弯起：板厚30cm30cm左右、弯起左右、弯起3030度；板厚度；板厚40 40 50cm50cm左右、左右、4545度；跨径度；跨径1/41/41/61/6通过支点的不弯通过支点的不弯起主筋，每米宽内不少于起主筋，每米宽内不少于3 3根，并不少于主钢筋根，并不少于主钢筋面积的面积的1/41/4。n横向分布钢筋横向分布钢筋 板内设置垂直于主钢筋上，一般在单位板内设置垂直于主钢筋上，一般在单位长度上不得小于单位板宽上主钢筋面积长度上不得小于单位板宽上主钢筋面积的的15，其间距应不大于，其间距应不大于25cm.作用作用 横向受力横向受力 传递内力传递内力 钢筋绑扎成形钢筋绑扎成形

48、举例n标准跨径6m，桥面净宽8.5米，两侧各有0.25m的安全带，并按公路-级的荷载标准设计的整体式简支板桥的构造与配筋。该桥计算跨径为5.96m，板厚32cm，约为跨径的1/18。纵向主筋为直径20mm的级钢筋，在中间2/3板宽内按间距12.5cm布置，两侧各1/6板宽内按间距11cm布置，并在跨径两端1/41/6的范围内按30度弯起。横向分布钢筋为10mm的级钢，按单位宽度截面上所配主筋面积的15%配置，并沿纵向按间距20cm布置。n装配式板桥一般由数块一定宽度的实心或装配式板桥一般由数块一定宽度的实心或空心预制板组成。各板利用板间企口缝填空心预制板组成。各板利用板间企口缝填充混凝土相连接

49、。实心板桥跨径不超过充混凝土相连接。实心板桥跨径不超过8m，钢筋混凝土空心板桥跨径范围，钢筋混凝土空心板桥跨径范围6，预应力混凝土空心板桥跨径范围在预应力混凝土空心板桥跨径范围在。n在荷载作用下，每块板相当于单向受力的梁式窄在荷载作用下，每块板相当于单向受力的梁式窄板，除在主跨径方向承受弯曲外，还承受通过板板，除在主跨径方向承受弯曲外，还承受通过板间接缝（铰缝）传递剪力而引起的扭转。因此，间接缝（铰缝）传递剪力而引起的扭转。因此，每块预制板除承受本板内的荷载外，还承受相邻每块预制板除承受本板内的荷载外，还承受相邻板块作用而引起的竖向剪力和其他内力作用。由板块作用而引起的竖向剪力和其他内力作用。

50、由于其他内力与竖向剪力相比对确定板的内力影响于其他内力与竖向剪力相比对确定板的内力影响很小，所以设计中多采用铰接板（梁）法确定其很小，所以设计中多采用铰接板（梁）法确定其板中内力。板中内力。n板与板之间凭借铰缝传递竖向剪力而共同受力，板与板之间凭借铰缝传递竖向剪力而共同受力，不传递弯矩。不传递弯矩。装配式板桥的横向联结n1）企口混凝土铰联结）企口混凝土铰联结 铰缝内用铰缝内用250250300300号以上的细骨料混凝土号以上的细骨料混凝土填实。如果要使桥面铺装层也参与受力，填实。如果要使桥面铺装层也参与受力，也可以将预制板中的钢筋伸出以与相邻也可以将预制板中的钢筋伸出以与相邻板的同样钢筋互相绑