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1、2018年9月9日12时16分,第一篇 总 论,第一章 概论 第二章 桥梁的基本组成和分类 2.1 桥梁的基本组成 2.2 桥梁的主要类型 第三章 桥梁的总体规划和设计要点 第四章 桥梁的设计荷载,1,2018年9月9日12时16分,2.1 桥梁的基本组成,桥梁的基本组成部分（五个“大部件”） 上部结构（桥跨结构）superstructure 支座系统bearing 下部结构substructure包括：桥墩pier、桥台abutment、墩台基础foundation,2,2018年9月9日12时16分,桥跨结构（上部结构）：路线中断时跨越障碍的主要承载结构，作用是承受车辆荷载，并通过支座将荷
2、载传给墩台。 支座系统：支承上部结构并传递荷载到桥梁墩台上，并保证上部结构在荷载、温度变化或其他因素作用下所引起的位移能力。 桥墩、桥台、基础（下部结构）：支承桥跨结构并将恒载和车辆荷载传至地基的建筑物，桥台又是桥梁与路堤衔接的结构物。,3,2018年9月9日12时16分,附属设施,桥梁的桥面构造部分（五个“小部件”）：桥面铺装、排水系统、伸缩装置、人行道（还包括安全带、栏杆、防撞护栏）、灯柱。主要作用是提高桥梁的服务功能行车舒适、安全、美观。,4,2018年9月9日12时16分,附属设施,桥头搭板transition slab at bridge head：为了防止桥梁与道路的不均匀沉降以后
3、，产生的桥头跳车而采取的措施。它搁置在桥台或悬臂梁板端部和填土之间，随着填土的沉降而能够转动。车辆行驶时可起到缓冲作用，即使台背填土沉降也不至于产生凹凸不平。 护坡conical slope：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。,5,2018年9月9日12时16分,净跨径(clear span) ：用l0表示，反映通航标准的指标。 对于梁式桥，是指设计洪水位上相邻两个桥墩(或桥台)之间的水平净距； 对于拱式桥，是指每孔拱跨拱脚截面内边缘（起拱线处）之间的距离。 总跨径：各孔净跨径之和，用l0表示，是反映桥梁宣泄洪水能力的指标。,6,常用名词和术语,2018年9月9日12
4、时16分,计算跨径(computed span)：通常用l表示，指桥跨结构两个支点间的距离。桥梁结构的力学计算以此为准。 对于梁式桥，是指桥跨两端相邻支座中心之间的水平距离； 对于拱式桥，是指拱轴线两端点之间的水平距离。,7,2018年9月9日12时16分,标准跨径(standard span)：通常用lb表示。 对于梁式桥，是指两相邻桥墩中线间的距离，或桥墩中线与桥台台背前缘间的距离； 对于拱式桥，是指其净跨径。,8,2018年9月9日12时16分,桥涵的跨径小于或等于50m时，宜采用标准化跨径。 桥涵标准化跨径规定如下： 0.75m、1.0m、1.25m、1.5m、2.0m、2.5m、3.
5、0m、4.0m、5.0m、6.0m、8.0m、10m、13m、16m、20m、25m、30m、35m、40m、45m、50m。,9,2018年9月9日12时16分,梁式桥的多孔跨径总长为多孔标准跨径的总和，用L1表示，L1lb 。 桥梁全长：简称桥长，用L表示 桥梁两端桥台的侧墙或八字墙尾端点之间的距离。 无桥台时，为桥跨结构行车道板的全长。,10,2018年9月9日12时16分,设计水位,低水位：指枯水季节的最低水位； 高水位：指洪峰季节的最高水位； 设计水位：指桥梁设计中按规定的设计洪水频率计算所得的高水位。,11,2018年9月9日12时16分,桥梁高度H1是指低水位至桥面的高差。对于跨
6、线桥是指桥下道路路面至桥面的高差。 它在某种意义上反映了桥梁施工的难易程度。 桥下净空高度H是指设计洪水位或设计通航水位至桥跨结构下边缘之间的距离。该距离应满足安全排洪及通航的要求。,12,2018年9月9日12时16分,桥梁建筑高度h是指桥上行车路面与桥跨结构下边缘之间的高差。 桥梁建筑高度应小于其容许建筑高度，否则就不能保证桥下的通航要求。 容许建筑高度：公路（或铁路）定线中所确定的桥面（或轨顶）的标高，对通航净空顶部标高之差。,13,2018年9月9日12时16分,净矢高：拱式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，以f0表示； 计算矢高：是从拱顶截面形心至相邻两拱脚
7、截面形心之连线的垂直距离，以f表示。 矢跨比：是拱桥中拱圈（或拱肋）的计算矢高f与计算跨径l之比（f/l），也称拱矢度，它是反映拱桥受力特性的一个重要指标。,14,2018年9月9日12时16分,桥面净空 clearance above bridge floor 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。,15,2018年9月9日12时16分,2.2 桥梁的主要类型,16,2018年9月9日12时16分,按跨径大小分类,17,2018年9月9日12时16分,涵洞,在水渠（或者行人车辆）通过公路的地方，为了不妨碍交通，修筑于路面下的过水或者过水兼过人和通行车辆的结
8、构物，让水从公路的下面流过或者行人车辆与公路不发生干扰从公路下方通过，形状有管形、箱形及拱形等。,18,2018年9月9日12时16分,按桥面的位置分类,上承式 deck bridge： 桥面系构造简单、施工方便、视野好；建筑高度大 下承式 through bridge： 建筑高度小、视野差 中承式 half-through bridge： 兼有两者的特点,19,2018年9月9日12时16分,20,洞口淘金桥位于湖南省洞口县距县城15km的淘金村，是一座自锚悬带桥。于1989年1月建成通车。 桥长74m，设计跨径70m，矢跨比1/9，桥面宽4.5m。 洞口淘金桥上部结构由端锚梁、连续T梁、盖
9、梁排架和主索悬带组成。桥面系作为受压构件用来平衡悬带的拉力。,2018年9月9日12时16分,按照桥梁的可移动性分类,固定桥 fixed bridge 活动桥 movable bridge 旋转桥（平转桥、平旋桥）swing bridge 开启桥（竖旋桥、立转桥）bascule bridge,21,2018年9月9日12时16分,按照桥梁的可移动性分类,活动桥 movable bridge 升降桥 lift bridge 浮桥 floating bridge,22,2018年9月9日12时16分,23,盖特谢德千禧桥跨越英国北部的泰恩河，连接盖特谢德和纽卡斯尔。6个液压油缸能将拱形桥梁旋转40
10、度，以便船舶通行。 桥运动时就像看着“眼睑慢慢打开”，整个过程只需不到5分钟。 这座桥是在别处完全建成之后，用欧洲最大的浮式起重机整体安装而成。,2018年9月9日12时16分,按结构体系分类,梁式桥(beam bridge)： 梁式桥的主要承重结构是以受弯为主的梁，是一种在竖向荷载作用下无水平反力的结构，通常需用抗弯能力强的材料（钢、钢筋混凝土、钢混凝土混合结构等）来建造。 梁式桥又分为简支梁桥、连续梁桥和悬臂梁桥。,24,2018年9月9日12时16分,拱式桥(arch bridge)：,拱式桥的主要承重结构是拱圈或拱肋。 拱结构在竖向荷载作用下，墩台向拱圈（或拱肋）提供一对水平反力，这种
11、水平反力将大大抵消在拱圈（或拱肋）内由荷载所引起的弯矩。 与同跨径的梁相比，拱的弯矩、剪力和变形都要小得多。鉴于拱桥的承重结构以受压为主，通常可用抗压能力强的圬工材料（如砖、石、混凝土）和钢筋混凝土等来建造。 由于拱桥跨越能力大，造型美观，在地基较好情况下，一般在跨径500m以内均可作为比选方案。,25,2018年9月9日12时16分,刚构（架）桥(rigid frame bridge)：,刚构桥的主要承重结构是梁（或板）与立柱（或竖墙）整体结合在一起的刚架结构，梁和柱的连结处具有很大的刚性，以承担负弯矩的作用。 在竖向荷载作用下，柱脚处具有水平反力，梁部主要受弯，梁内还有轴压力，因而其受力状
12、态介于梁桥与拱桥之间。 在温度变化时，内部易产生较大的附加内力。,26,2018年9月9日12时16分,斜拉桥(cable-stayed bridge)：,斜拉桥由塔柱、主梁和斜拉索组成。 斜拉索是斜拉桥的主要承重结构。 它的基本受力特点是：受拉的斜拉索将主梁多点吊起，并将主梁的恒载和车辆等其它荷载传至塔柱，再通过塔柱基础传至地基。塔柱基本上以受压为主。由于同时受到斜拉索水平分力的作用，主梁截面的基本受力特征是偏心受压构件。,27,2018年9月9日12时16分,悬索桥(suspension bridge)：,又称吊桥，指利用主缆和吊索作为加劲梁的悬挂体系，将桥跨所承受的荷载传递到桥塔、锚碇的
13、桥梁。 缆索是桥的主要承重结构。 在桥面系竖向荷载作用下，通过吊着加劲梁的吊杆使缆索承受很大的拉力，缆索跨过塔顶锚固在锚碇上。为了承受巨大的缆索拉力，锚碇结构需要做得很大（重力式），或者依靠天然岩体来承受水平拉力（隧道式）。,28,2018年9月9日12时16分,组合体系桥梁（combined-system bridge）：,主要承重结构是由两种独立结构体系组合而成的桥梁。 拱梁组合体系桥,29,2018年9月9日12时16分,斜拉拱组合体系桥,斜拉拱桥充分发挥了斜拉桥与拱桥的索拱相互作用，既提高了结构的跨越能力，又提高了结构的刚度和稳定性。 以斜拉索索力为控制优化变量，以拱肋恒载弯矩为控制目
14、标变量，实现斜拉拱桥的合理成桥状态。,30,2018年9月9日12时16分,马来西亚的Seri Saujana斜拉拱桥,Cable-stayed arch bridge 2 leaning pylons 53m high, two steel parabolic arches Span of 300m, 32m wide and was completed on 31 May 2003.,31,2018年9月9日12时16分,悬索拱组合体系桥,无锡蠡湖大桥主桥为三跨连续自锚组合式板拱结构，桥梁主跨恰似一具张开的渔网。无锡蠡湖大桥主桥为上承式梁拱和斜塔悬索组合结构，全长730米，拱轴线为悬链线。
15、,32,2018年9月9日12时16分,钢箱拱、预应力混凝土刚构组合体系桥,重庆菜园坝长江大桥，拱与Y形刚构的结合，大大减小了主跨钢拱的跨度（由420m减为320m）改善了受力；钢桁梁大大增加了主拱的刚度，满足了轨道交通运营的需要；同时强梁柔拱结构亦带来了纤柔、简洁、美观的效果。这种组合合理、自然、美观，是一个很好的创新理念。,33,2018年9月9日12时16分,重庆菜园坝长江大桥,34,2018年9月9日12时16分,悬索斜拉组合体系桥,悬索与斜拉索的结合自古以来就贯穿在桥梁建筑师的杰作中，“近拉远吊”的设计是朴素的构造思路，当拉索的斜角过小时桥面轴向压力过大，不稳定，就改用吊索。所以在1
16、9世纪出现了大量的斜拉悬索桥（Suspension bridges with cable-stays）既有原创的，也有二期斜拉索加固的悬索桥。 斜拉悬索桥索的布置形式大致有三类，（1）常见的是斜拉索与吊索互相交叉，组成网格状，但凡是后加斜拉索的吊桥都是这样布置的；（2）也有不少第一根吊索，至多于第二根与最外侧斜拉索共交点，互相衔接；（3）很少的桥吊索与斜拉索无交点，互相分离。,35,2018年9月9日12时16分,36,2018年9月9日12时16分,预计2014年土耳其可能会在Izmit海湾上建成一座主跨1668m的斜拉悬索桥，跨度为600m+2000m+600m。边孔及中孔靠边孔的600m
17、范围内用斜拉索承重，不设竖直吊索。中孔跨中800m范围内用悬索承重，不设斜拉索。,37,2018年9月9日12时16分,跨越直布罗陀海峡的桥梁设计方案,38,Location: Strait of Gibraltar. Links Spain and Morocco. Length: 14-kilometre, two spans of 5000 m each Height: Each tower is 3,000 feet tall, twice as high as the worlds tallest skyscraper. Width: 5 traffic lanes, 2 breakdown lanes in each direction Road Deck Material: Fiberglass Length of Wire Cables: 1,000,000 miles (Enough to circle the Earth almost 30 times),
