《土木工程概论第5章 桥梁工程课件》由会员分享，可在线阅读，更多相关《土木工程概论第5章 桥梁工程课件（68页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、桥梁工程,桥梁,为公路、铁路、管道、渠道等线路提供跨越河流、山谷、其他线路等障碍的架空构筑物。,桥梁工程,是土木工程的一个分支。研究桥渡设计、桥式方案设计、桥梁结构设计、桥梁施工、桥梁检测试验、桥梁养护等内容的一门科学。,1、各种道路工程的关键节点(控制工程) 难度大、造价高、工期长 2、国防交通要道 大型桥梁是重要的军事目标 3、城市立体交通的主要构成 立体交叉；高架道路,桥梁工程的地位,铁路主要干线上的重要桥梁、特定的大型公路桥梁。非战时状态由武警守护部队实施武装防守。一些具有毁灭性灾害的设施，比如葛洲坝，三峡，核能设施等等，全天候有军队保护 。,空心板梁的施工过程,原地面,设置桥台,设置
2、桥墩,浇注盖梁,边梁架设,铺设中部梁板,空心板梁,桥面铺装,两岸施工,中部合龙,成桥,附属设施安装,主要内容：,一、桥梁组成 二、桥梁的结构体系 三、桥梁工程包括的内容,上部结构,下部结构,桥面构造（附属设施）,上部结构,桥跨结构,支座,桥梁上部结构的主体，是桥梁主要承重结构 。 包括：桥面板、桥面梁以及支撑它们的结构构件如大梁，拱，悬索等。,连接桥梁上部结构和下部结构的重要结构部件。 作用：将桥梁上部结构的反力和变形（位移和转角）可靠的传递给桥梁下部结构，从而使结构的实际受力情况与计算的理论图式相符合。,桥跨结构,桥面板、桥面梁以及支撑它们的结构构件（如大梁，拱，悬索）,悬索,拱,大梁,支座
3、,钢支座,按支座变形可能性分类,单向活动支座；多向活动支座,按支座所用材料分类,1）钢支座（平板支座、弧形支座、摇轴支座、辊轴支座） 2）聚四氟乙烯支座：滑动支座。 3）橡胶支座：板式橡胶支座、盆式橡胶支座、伺服板式橡胶支座。 4）混凝土支座：混凝土铰支座 5）铅支座,按支座的结构形式分类,1）弧形支座 ；2）摇轴支座；3）辊轴支座；4）板式橡胶支座 ；5）四氟版式橡胶支座 ；6）盆式橡胶支座 ；7）球形支座等。,各种橡胶支座,四氟滑板式橡胶支座,桥梁球冠圆板式橡胶支座,铅芯橡胶支座,桥梁盆式橡胶支座,下部结构,桥墩,桥台,两孔和两孔以上的桥梁中间支撑结构称为桥墩。,桩、沉井、沉箱等,墩台基础
4、,位于桥梁两端，支承桥梁上部结构并和路堤相衔接的构筑物。,实体墩,柱式墩,排架桩墩,桥墩,由分离的两根或多根立柱所组成,由一个实体结构组成,成排桩的桩顶以盖梁联结构成的桥墩,桥台,1、是桥梁梁端的支柱，传递梁以上的荷载； 2、承受路基填土的水平推力（挡土）；,桥台的作用,桥台的组成及类型,T形桥台,基础 三层扩大基础 台身 纵墙 横墙 托盘 台顶 顶帽 台顶纵墙 道碴槽,桥台组成,U形桥台,桥面构造（附属设施）,桥面（行车道、人行道）铺装,排水防水系统,栏杆,伸缩缝,灯光照明,保证行车舒适与人员安全,迅速排除桥面上积水,防撞、保证安全，利于观赏,满足桥面变形,方便夜间行车，增加城市美感,铁路桥
5、明桥面 （钢轨和轨枕支承于纵、横梁系统）,道碴桥面 （道碴槽板、道碴、轨枕、钢轨 ）,桥面铺装,无碴无枕桥面,（钢轨直接联结于桥面板或主梁上 ）,公路桥桥面,排水防水系统,纵横坡,泻水管道,保持1.5%3.0%的横坡,栏杆,安全护栏,铁路上维修、避车栏,伸缩缝,主要内容：,一、桥梁组成 二、桥梁的结构体系 三、桥梁工程包括的内容,梁式桥,拱式桥,钢架桥,悬索桥,组合体系桥,梁式桥,用梁（实腹式T型、工字型和箱型；空腹式桁架梁）作主要承重结构。,梁式桥为桥梁的基本体系之一，制造和架设方便，使用广泛，在桥梁建筑中占有很大比例。,特点：在铅垂向荷载作用下，支点只产生竖向反力。,简支梁桥,连续梁桥,悬
6、臂梁桥,按照主梁的静力图式（支撑方式）,按照材料分,木梁,石梁,钢梁,钢筋混凝土梁,简支梁,连续梁桥,悬臂梁桥,悬臂施工法,拱式桥,拱作为桥身主要承重结构的桥。,特点：有推力的结构，它的主要内力是轴向压力，可充分利用材料的抗压性能。,上承式,中承式,下承式,按照拱的支撑位置分类,上承式拱桥,中承式拱桥,下承式拱桥,刚架桥,上部结构和下部结构连成整体的框架结构,特点：是超静定体系，在垂直荷载作用下，框架底部除了产生竖向反力外，还产生力矩和水平反力 。净空较大。,城市在公、铁平交改立交中经常采用（顶进法施工）。,地道桥,顶进法施工,悬索桥,缆索(或钢链)悬挂于索塔并锚固于两岸锚定，从缆索垂下许多吊
7、杆，把桥面吊住，在桥面和吊杆之间常设置加劲梁，同缆索形成组合体系。,优点：充分利用材料的强度、用料省、自重轻，在各种体系桥梁中的跨越能力最大，跨径可以达到1000米以上 。,悬索,索塔,锚碇,吊杆,桥面系,悬索桥承载体系,缺点： 刚度小，在荷载作用下容易产生较大的挠度和振动。,日本明石海峡桥 1998年建成，跨径1991米，是目前世界上跨径最大的桥梁。,组合体系桥,主要承重构件采用两种独立结构体系组合而成。如：拱和梁组合、梁和桁架组合、悬索和梁组合等。,常用的结构形式,拱、梁组合体系,梁、桁架组合体系,索、梁组合体系（斜拉桥）,拱、梁组合体系,利用梁的受弯和拱的受压性能，提高跨越能力。对地基要
8、求不高。,系杆拱,Y型刚构,梁、桁架组合体系,索、梁组合体系（斜拉桥）,是大跨度桥梁的主要桥型之一 ，由索塔、主梁、斜拉索组成。,南京长江第三大桥,武汉天兴洲长江大桥,钢与混凝土混合梁（材料组合）,主跨跨径为330m，创世界纪录,考虑到混凝土与钢结构的特点，主跨中间部分采用钢箱梁，其余部分采用常规混凝土，有效减轻量体自重，卸载跨中弯矩，实现跨径要求。获得良好的经济性能。混合梁的等效跨径269m。,重庆新石板坡钢与混凝土混合梁,荆岳长江大桥,混凝土主梁,钢主梁,荆岳长江大桥为双塔混合梁斜拉桥，是首座连接湖北、湖南两省的长江大桥。桥南、北索塔高度分别为224.5米和265.5米。其主桥采用100m
9、+298m+ 816m+80m+275m=144m双塔不对称斜拉桥,主要内容：,一、桥梁组成 二、桥梁的结构体系 三、桥梁工程包括的内容,净跨径：是设计洪水位上相邻两个桥墩（或桥台）之间的净距，一般小于计算跨径,总跨径：是多孔桥梁中各孔净跨径的总和，反映桥下泄洪能力,计算跨径：对于有支座的桥梁是指相邻两个支座中心之间的距离,桥梁全长（总长度）：沿桥梁中心线，两岸桥台侧墙尾端之间的水平距离。,几个基本概念,桥渡设计,桥式方案设计（美学）,桥梁结构设计（力学）,桥梁施工,桥梁检测试验,桥梁养护,桥梁工程内容,以桥梁为主体包括桥头引线、导流堤等跨越河流、深谷、低洼地带的全部建筑物称桥渡。,桥渡设计,
10、桥位选择,计算桥梁孔径,确定通航净空、桥面高程,计算基础埋深,设计桥头引线和导流建筑物,使桥梁安全跨越河流,桥头引线（或称桥头引道）：是指由桥头附近连接于桥台的那一段线路,导流建筑物：设于桥梁附近，用以宣导洪水，保护河床、河岸的设施，包括导流堤、挑水坝、顺坝与护岸等,桥位选择,1 、和线路设计的关系,一般情况桥位服从线路的走向；大桥桥梁控制。,2、河流水文及地形条件。,3、地质条件。,桥位应选择在河岸、河滩、主槽位置较为稳定的地段，使桥在建成后少受水害。桥涵水文课程,在满足最大冲刷深度的前提下，选择较浅持力层作墩台基础（使墩台基础工程数量较省，且使桥抗御洪水冲刷的潜力较大）；应尽量避免在各种不
11、良地质（如断层、滑坡、泥石流、软土、溶洞等）处设桥；在地震区，桥位应选在地基土不易液化处,计算桥梁孔径,设计流量确定(按照中国通例，重要线路上的桥梁一般按百年一遇的洪水流量计算。,桥下水流断面内的平均流速,泄洪所需的水流断面积,此面积沿着设计洪水位的长度就是桥梁孔径,(沿桥轴线的天然河道水流断面面积中，扣除被桥头引线、桥墩台所占的部分后所余留的面积）,确定通航净空、桥面高程,1、选定一较高的水位做为通航水位 ；,2、使桥梁在航道上的桥跨跨度不小于航运部门对净空宽度的规定 例如：航运较繁忙的河流不小于120150米；中等情况不小于5060米等）；,3、从通航水位到桥梁上部结构底缘的净高度应不小于
12、航运部门对净空高度的规定 例如：通行大船的不小于1826米；通行中等船只的不小于1012米等）。,计算基础埋深,冲刷,天然冲刷（天然河床演变所引起的主槽深度变化）,桥梁墩台的明挖基础和沉井(沉箱)基础的基底必须埋置在最大冲刷深度之下约 25米,一般冲刷（建桥后所提供的水流断面小于天然情况水流断面所引起的冲刷,局部冲刷（桥墩阻水所引起的墩周围的冲刷）,设计桥头引线和导流建筑物,为何设计桥头引线？,引线的地基较差（因就地取材而采用物理性能较差的土）。,必要时，可在桥式方案设计中用引桥和引线相比，从技术经济上择优选用。,由于引线存在导致河流断面突然减小，洪水冲向路堤根部再折向流入桥孔，使水流发生漩流
13、，造成冲刷且不利于排洪。,为何设计导流建筑物？,导流构筑物：,挑水坝(也称丁坝)、顺坝或护岸,挑水坝(也称丁坝),顺坝,顺着水流或平行河岸的堤坝,设置在河岸表层的保护物，可用块石、混凝土板、木桩或柴排，以及覆植草皮等构成,护岸,桥式方案设计（美学）,根据建设单位在桥梁设计任务书中所提的要求，在桥渡设计的基础上，针对当时当地造桥条件,为指定的桥位提出各种可能采用的桥式方案，择优推荐于建设单位的全部工作。,小跨度桥：混凝土梁桥、石拱桥等； 中等跨度桥梁：预应力混凝土桥、混凝土拱桥、钢实腹梁桥、钢桁架梁桥等； 大跨度桥：考虑斜拉桥、钢拱桥、悬索桥等；,桥梁结构设计（力学）,安全性 适用性 耐久性,结构的功能要求,极限状态,根据桥梁不同用途选择荷载及荷载组合拟定结构尺寸、配筋等验算结构内力、变形。,桥梁施工,建造桥梁的过程。主要指桥梁施工技术与施工组织。,桥梁检测试验,施工质量控制；结构健康状况评价。,包括：施工的招投标管理、施工组织设计、施工管理等。,桥梁养护,狭义：为确保桥梁始终处于正常工作状态，所进行的检查、检测、评估、以及维修加固工作。 广义：还包括为保证桥梁安全运营所采取的其他间接措施，如资料档案管理、相关制度规章建设以及应急预案的建立。,
