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1、第六章 桥梁,第一节 概述,从狭义上看：桥梁是跨越障碍物的结构物。,一、定义,什么是桥?,从广义上看：跨越空间距离的通道。有：心与心交流的桥梁、空中桥梁、友谊桥梁、多边贸易桥梁（WTO）等。,二、桥梁的地位和作用,1、各种道路工程的关键节点,跨越各种障碍；,2、城市立体交通的主要构成；,3、桥梁是一个国家或地区经济实力、科学技术、生产力发展等综合国力的体现；,4、桥梁往往是代表一个地区经济、历史、人文等等社会发展的标志性建筑，可以说是社会历史发展一座不朽的丰碑；,5、桥梁在国防、军事方面。,二、桥梁发展简史,1、世界,世界桥梁发展的重要历程：,18世纪70年代前，世界桥梁仅为木、石料结构的百米
2、内小跨桥梁；,19世纪初英国熟铁链杆桥曼内海峡桥主跨177米为当时世界之最；,1890年英国建成福斯海湾桥主跨达521米，为19世纪末20世纪初世界桥跨最大记录；,1931年美国乔治华盛顿桥主跨首先突破1000米大关，为1067米；,世界几座有趣的桥梁：,最不可思意的桥“数学桥”,自杀者最喜欢的桥“金门桥”,最无奈的桥“叹息桥”,最超现代的桥“伊拉斯缪斯大桥”,距今约三千年周文王时代，我国已在渭河上架设浮桥；,公元前332年春秋战国时期，现代桩柱式桥梁已出现；,我国的铁链吊桥比西方早千年，中国的藤、竹吊桥有三千年的历史；四川大渡河铁索桥1706年建造，长约100米，宽2.8米；,秦汉时期，开始
3、建造石梁桥。1053-1059年建造福建泉州万安桥长达1106米； 福建漳州虎渡桥，1240年建造，梁式石桥，桥长335米，石梁长达23.7米，重达200吨；宋代建成的泉州安平桥长达5华里。,拱桥东汉中期出现。河北赵县赵州桥，公元595-605年建造，空腹式圆弧形石拱桥，净跨37.02米，宽9米，矢高7.23米;欧洲比中国晚了1200年。,1）我国古代桥梁建设的成就,2、我国,始建于宋乾道六年（1170年）的广济桥，现叫跃进桥。,2）我国现代桥梁建设的成就,解放前落后状态，如钱塘江大桥；,1957年，长江第一桥武汉大桥建成，3x128米连续钢桁梁桥，公铁两用，桥面宽18米；全长1690米；,1
4、969年南京长江大桥，3x160米钢桁梁桥，我国自力更生设计建造；,70年代后，中国桥梁技术开始大发展，尤其80年代后，桥梁技术达到世界先进水平；,桥 名 桥 型 跨径（米） 世界同类桥梁排名 万县长江大桥 混凝土拱桥 420 1 上海卢浦大桥 钢拱桥 主跨550 1 杭州湾跨海大桥 梁 桥 总长36000 1 苏通长江公路大桥 斜拉桥 主跨1088 1 润扬长江公路大桥 悬索桥 1490 3,各种桥型的跨径在世界排行榜上都已处于领先地位,二、桥梁的组成和分类,1、组成,桥梁由“五大部件“与“五小部件“组成。,“五大部件”是指桥梁承受汽车或其他运输车辆荷载的桥跨上部结构与下部结构，它们必须通过
5、承受荷载的计算与分析，是桥梁结构安全性的保证。,1）桥跨结构(或称桥孔结构、上部结构)。路线遇到障碍（如江河、山谷或其他路线等）的结构物。,2）支座系统。支承上部结构并传递荷载于桥梁墩台上，它应保证上部结构预计的在荷载、温度变化或其他因素作用下的位移功能。,3）桥墩。是在河中或岸上支承两侧桥跨上部结构的建筑物。,4）桥台。设在桥的两端；一端与路堤相接，并防止路堤滑塌；另一端则支承桥跨上部结构的端部。为保护桥台和路堤填土，桥台两侧常做一些防护工程。,5）墩台基础。是保证桥梁墩台安全并将荷载传至地基的结构。基础工程在整个桥梁工程施工中是比较困难的部分，而且常常需要在水中施工，因而遇到的问题也很复杂
6、。,前两个部件是桥跨上部结构，后三个部件是桥跨下部结构。,“五小部件”，是直接与桥梁服务功能有关的部件，过去总称为桥面构造。,1）桥面铺装(或称行车道铺装)。,2）排水防水系统。应能迅速排除桥面积水，并使渗水的可能性降至最小限度。,3）栏杆（或防撞栏杆）。它既是保证安全的构造措施，又是有利于观赏的最佳装饰件。,4）伸缩缝。桥跨上部结构之间或桥跨上部结构与桥台端墙之间所设的缝隙，以保证结构在各种因素作用下的变位。为使行车顺适、不颠簸，桥面上要设置伸缩缝构造。,5）灯光照明。现代城市中，大跨桥梁通常是一个城市的标志性建筑，大多装置了灯光照明系统，构成了城市夜景的重要组成部分。,2、桥梁布置的主要尺
7、寸,1）净跨径（0）：是设计洪水位线或通航水位线上相邻两墩、台之间的水平距离；,2）总跨径（0 ）；,3）计算跨径（）：是桥跨结构两支点之间的距离；,4）桥梁全长（L）：是桥梁两桥台侧墙或八字尾端间的距离；,5）桥梁高度（H1）：是桥面至枯水位的距离；,6）桥下净空高度（H）：是设计洪水位或通航水位至桥跨结构最下缘的距离；,3、桥梁的分类,1）按用途分：公路桥、铁路桥、公铁两用桥、农桥、运水桥（或渡槽）、其他专用桥等。,2）按跨径分：特大、大、中、小桥。,3）按主要承重结构所用材料分：木桥、钢桥、圬工桥、钢筋混凝土桥、预应力混凝土桥等。,4）按结构体系分：梁式桥、拱式桥、刚架桥、悬索桥、斜拉桥
8、以及各种组合式桥等。,5）按上部结构的行车道位置分,上承式、中承式和下承式,6）按跨越障碍物的性质分,跨河桥、跨线桥、跨越深谷桥、高架桥、栈桥等。,7）其他种类,桥梁的其他种类除固定式桥外，还有开启桥、浮桥、漫水桥等。,三、桥梁工程的前景展望,1、悬索桥：适应跨径：目前为1000m以上跨径的唯一桥型。,1）我国今后还会在长江、海湾修建更大跨径的悬索桥；,2）一般加劲梁仍用钢箱；,3）塔、锚用混凝土，但应对大体积混凝土水化热的冷却降温措施加以研究；,4）悬索桥风动稳定还需进一步研究;,理论跨越能力：可达到20km，5000m较为可能。 需要解决的难题： 材料强度及强度密度比（材料轻型化）； 高塔
9、（主跨1/5-1/4）及长索带来的一系列空气动力问题。 制造、运输、安装、索保护问题。 其它尚未能预见的问题。,5）钢箱梁的桥面铺装，我国已建成的几座悬索桥，都存在问题。今后应进一步研究钢箱梁桥面铺装材料、钢箱除锈、清洁、铺装的粘结以及施工工艺等。,2、吊拉组合和未来的缆（索）支体系,1）斜拉桥、悬索桥的主要问题：,（1）侧向稳定问题（宽跨比不宜过大）,（2）独立索的振动（斜拉桥）,（3）斜拉索的在加劲梁上的轴向分量过大（斜拉桥）,（4）地锚过大（悬索桥）,英国：福斯海湾桥,美国纽约哈德逊河乔治华盛顿大桥,最不可思意的桥“数学桥”,实际上，这座桥是由詹姆斯小埃塞克斯根据埃斯里奇的设计而建造的。
10、它展示出现代钢梁桥的雏形，其桥身相邻桁架之间均构成11.25度的夹角。在18世纪，这种设计被称为几何结构，所以此桥得名“数学桥”。,在静静的剑河上，有一座古老的木质桁架桥“数学桥”。这座当地最著名的桥，陪伴着剑河沿岸最古老的建筑红砖垒砌的剑桥大学女王学院院长官邸，走过了250多个春秋。,后来，女王学院的学生为探究这座桥的奥秘，曾把它拆开剖析，但却无法复原，于是只好用钉子重新固定成现在的样子。,还有人传说，这是英国桥梁设计大师威廉姆埃斯里奇在女王学院读书时的杰作。而且，他是在游历了东方以后，受中国桥梁的启发而设计的。,“数学桥”的传说在剑桥堪称无人不晓。相传这是大数学家牛顿在剑桥教书时亲自设计并
11、建造的，整个桥体原本未用一根钉子和螺丝固定。,“世界最著名自杀场所”这个称号给美国旧金山美丽的金门大桥蒙上了一层黑色的面纱。自1937年大桥落成以来，已有1300多个困惑的灵魂从这里殒落，美国媒体透露，旧金山市政府准备给当地标志性景观金门大桥加建防止自杀的设施,自杀者最喜欢的桥旧金山金门大桥,金门桥建于1937年，耗资达三百万美元，是世界上最大的单孔吊桥之一，金门桥长达2780米，从海面到桥中心部的高度约为67米。桥两端有两座高达227米的塔。金门桥桔黄色的桥梁两端矗立着钢柱，用粗钢索相连，钢索中点下垂，几乎接近桥身，钢索和桥身用一根根细钢绳连接起来。整座金门桥显得朴素无华而又雄伟壮观。为了纪
12、念设计者工程师史特劳斯，人们把他的铜像安放在桥畔。,金门桥落成当天，有20万人兴高采烈地走过大桥来庆祝这个日子。今天金门桥是世界上最繁忙的桥梁之一，每天都约有10万辆汽车从桥上隆隆驶过。,行刑之前,他们走的最后一条路就是这座桥,因为要过桥到另一头的监狱行刑.那时候,桥上有窗户,犯人可以看这个世界最后一眼. 过桥的时候,看着即将离去的世界,犯人会后悔的叹息.久而久之,连桥都受了感染,然后叹息. 每年有无数的恋人会跑到这座桥上来接吻,因为传说在叹息桥上接吻,爱情会永生永世.,作为威尼期象征之一的叹息桥，建于1600年，是一座连着总督府和旁边地牢的，几乎全封闭的石桥。桥的一面是总督府,十五世纪的时候
13、那里是审讯犯人的地方.不过到这里受审的犯人,都不会再活着出去.因为他们都是被判了无期徒刑或者死刑的犯人。,最无奈的桥“叹息桥”,1996年建于鹿特丹的超现代伊拉斯缪斯大桥,得名于著各的人文主义者和神学家D.伊拉斯缪斯(1469-1536)。桥身向修长的少女玉腿轻轻弹出，足尖直指苍穹。,最超现代的桥“伊拉斯缪斯大桥”,泸定大渡河铁索桥,全长：103米 建成时间：公元1706年 简介：四川沪定铁索桥，跨越大渡河，位于川、藏要道，是铁索桥中现存制作最精良的一座。桥始建于清康熙四十四年(1705年)，次年完成。桥净跨100米，桥宽2.8米，上铺木板，底索根，每根索长约128米，两侧各有两根栏杆索，由四
14、川善于制作铁索桥的全天州修建。两岸石砌桥台，用台身自重来平衡铁索的拉力。,泉州万安桥（洛阳桥）,主跨：17米；全长：1106米；建成时间：公元1059年 简介：泉州万安桥，俗称洛阳桥，石墩、石梁共有47孔，建于洛阳江入海口，桥总长约1106米，每孔约1117米，桥宽3.7米。桥始建于宋皇佑五年(公元1053年)，完成于宋 嘉裕四年(公元1059年) 。 河床以磐石铺底，利用牡蛎胶固而成整体筏型基础，可谓匠心独具，开筏型基础之先河。,蔡襄造洛阳桥,传说真武大帝得道成仙时，拔剑剖腹，将肠肚抛落在洛阳江中。后来，这些肠肚变成了龟精蛇怪，不时兴风作浪，危害过往船只。 一日，一只渡船过江，龟蛇作怪，大风
15、狂吼，浊浪翻滚，眼看渡船被弄得要翻过去。这时，天上传来了喊声：“蔡学士在船上，不得无礼！”龟蛇两怪听了，吓得钻入江底。只一会儿，江面又风平浪静。船上的客人很惊奇，相问谁是“蔡大人”，全船没有一个姓蔡的，只有一个怀孕妇女，丈夫姓蔡。那孕妇心里清楚，就对天暗暗许愿：“我这胎若能生下男孩子，长大后一定要叫他在洛阳江上修造一座大桥，便利过往客人。” 那孕妇果然生个男孩，取名蔡襄，字君谟，号端。蔡襄从小聪明伶俐，二十岁那年中了进土，后来授封端明殿大学士，很受皇帝的器重。他在京城时，挂念着建造洛阳桥之事。但当时朝廷有规定：不准文武官员回原籍做官。 有一天，蔡襄要陪皇帝游玩御花园，事前，他暗中叫一个太监，预
16、先在路边的芭蕉叶上，用毛笔蘸蜂蜜写了八个大字，蚂蚁嗅着香甜味，都围来叮蜜，排成了字阵。皇帝经过这里便顺口念了芭蕉叶上的字：“蔡端蔡端，本府作官。”蔡襄赶紧跪下谢恩。皇带笑着说：“朕只是念叶子上的字，并非当真！”蔡襄一直跪着不起来，说：“君无戏言，岂可失信于臣？”接着，又将母亲许愿造桥的事情对皇帝讲了一遍。皇帝也很感动，就派他到泉州府做太守了。后来，蔡襄就在洛阳江上修造一座大桥，这就是中外闻名的洛阳桥。,赵州桥,赵州桥上为什么有饕餮？,传说赵州境内的交河是西天王母娘娘为防止牛郎与织女偷偷相会用金钗所划，一夜之间突然形成，并与天上银河相连，称为通天之河。大河形成后，王母娘娘还是不放心，就派天将二十八宿潜伏交河，日夜镇守，担负监视阻止牛郎、织女相会的重任。,二十八宿性情凶猛残暴，自从下凡以后，在交河两岸胡作非为，兴风作浪，翻渡船，吞游客，淹农田，断桥梁，弄的沿岸百姓鸡犬不安，惶惶不可终日。 能工巧匠鲁班由山西
