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1、桥梁工程 (Bridge Engineering),授课人：* 土木工程与力学学院 建筑之家,第一篇 桥梁工程总论,第四章 桥面布置与构造,4-1 桥面组成与布置 4-2 桥面铺装及排水防水系统 4-3 桥梁伸缩装置 4-4 安全带 、人行道、栏杆灯柱、安全护栏,第一节 桥面组成与布置,一、桥面组成,公路桥面构造包括：桥面铺装、排水防水系统、人行道（安全带）、路缘石、栏杆、灯柱、安全护栏和伸缩装置等。高速公路、汽车专用公路实行封闭式运行，一般不设人行道，但在路缘和中央分隔带设置安全护栏。,一般公路桥梁的桥面布置应在桥梁的总体设计中考虑，根据道路等级、桥梁的宽度、行车要求等条件确定。对混凝土梁桥
2、的桥面布置一般有以下几种：,二、桥面布置,1.双向车道布置,行车道的上下行交通布置在同一桥面上。在桥面上，上下行交通由画线分隔，没有明显的界限，桥梁上允许机动车与非机动车同时通过，同样用画线分隔，因此车辆混行影响行车速度，造成交通阻塞。,双向车道布置图,2.分车道布置,分车道布置通常有以下几种情况: 在桥面上设置分隔带，用以分隔上下行车辆; 采用主梁分离式布置，在主梁中间设置分隔带； 采用分离式主梁，在两主梁之间的桥面上不加联系各自通行单向交通； 通常也将机动车道与非机动车道分隔、行车道与人行道分隔；,3.双层桥面布置,双层桥面布置是桥梁结构在空间上可以提供两个不在同一平面上的桥面构造。它可以
3、充分利用桥梁空间，在满足同样交通要求之下减小桥梁宽度、缩短引桥长度取得较好的经济效益。,双层桥面布置图,第二节 桥面铺装及排水防水系统,一、 桥面铺装,桥面铺装的作用：防止车辆轮胎或履带直接磨耗行车道板，保护主梁免受雨水的侵蚀，并对车辆轮重的集中荷载起分布作用。 桥面铺装的要求：具有抗车辙、行车舒适、抗滑、不透水、刚度好。 桥面铺装类型：水泥混凝土、沥青混凝土、沥青表面处治、泥结碎石、混合型等。,4. 桥面铺装的构造要求,桥面铺装的构造图, 水泥混凝土桥面铺装 桥面铺装面层(不含整平层和垫层)的厚度8cm,混凝土强度等级不应低于C40。 铺装层内应配置钢筋网，钢筋直径8mm，间距10cm。 沥
4、青混凝土桥面铺装 沥青混凝土桥面铺装由粘层、防水层、保护层及沥青面层组成，铺设方式分为单层式和双层式两种。 高速公路、一级公路上桥梁的沥青混凝土桥面铺装层厚度7cm;二级及二级5cm。,二、 桥面纵、横坡,公路桥面设置纵、横坡的目的是：迅速排除雨水、防止和减少雨水对铺装层的渗透，从而保护行车道板，延长桥梁使用寿命。桥上纵坡4，桥头引道纵坡5；对于位于市镇混合交通繁忙处的桥梁，桥上纵坡和桥头引道纵坡3，并应在纵坡变更的地方按规定设置竖曲线。,公路桥面的横坡，一般为1.5%3%，通常有下面三种方法：1)对于板桥(矩形板梁或空心板梁)或就地挠筑的肋板式梁桥，将墩台顶部做成倾斜的，再在其上盖桥面板，可
5、节省铺装材料并减轻恒载（图a）。2)对于装配式肋板式梁桥，可采用不等厚的铺装层(包括混凝土的三角垫层和等厚的路面铺装层），方便施工（图b） 。3)桥宽较大时，直接将行车道板做成双向倾斜（图c），可减轻恒载，但主梁构造、制作均较复杂。,三、防水层,防水层设置在桥梁行车道板的顶面，三角垫层之上，它将透过桥面铺装层或铁路道床的雨水汇集到排水设备。1.防水层性能要求：不透水、有一定强度、弹性和韧性、耐腐蚀性和耐老化性较好。2.防水层铺设要求：在桥面伸缩缝处应连续铺设，不可切断；桥面纵向应铺过桥台背；桥面横向两侧，应伸过缘石地面，从人行道与缘石砌缝里向上叠起10cm。3.公路中的防水层有三种类型： 沥青
6、涂胶下封层,即洒布薄层沥青或改性沥青，其上布一层砂，经碾压形成；高分子聚合物涂胶，如聚氨酯胶泥、环氧树脂等；沥青或改性沥青防水卷材，以及浸渍沥青的无纺土工布等（宜设36的钢筋网，网格尺寸为15cm15cm至20cm20cm),四、桥面排水系统,1.一般规定:,公路桥桥长2%时，桥上可不设泻水管,此时可在引道两侧设置流水槽，以免雨水冲刷引道路基。 公路桥桥长50米，桥面纵坡2%时，一般每隔1215m长度设置一个泻水管；当桥面纵坡2%时，泻水管就需要设置更密一些 ，一般每隔68m设置一个。 在桥梁伸缩缝的上游方向应增设泄水管，在凹型竖曲线的最低点及其前后3 5m处也应各设置一个泄水管。 泻水管的过
7、水面积通常按每桥面上23m2计。泻水管可沿行车道两侧左右对称排列，也可交错排列，泻水管距离路缘石的距离为0.100.50m。,设在桥台处的排水管道图,混凝土属泻水管图,梁体内的泻水管道图,金属泻水管图,2.混凝土梁式桥采用的泻水管道有下列几种形式：,封闭式排水系统图,第三节 桥梁伸缩装置,伸缩缝为适应材料胀缩变形对结构的影响，而在结构的两端设置的间隙。,伸缩装置为使车辆平稳通过桥面并满足桥面变形的需要，在桥面伸缩缝处设置的各种装置的总称。,一、基本概念,二、伸缩装置的类型,桥梁伸缩装置的类型有U形锌铁皮伸缩装置、跨搭钢板式伸缩装置、橡胶伸缩装置等，目前多用橡胶伸缩装置。按照伸缩体结构不同，桥梁
8、橡胶伸缩装置可分为纯橡胶式、板式、组合式和模数，最大适应伸缩量可达2m。,镀锌铁皮伸缩缝 （适用于中小桥，变形量在2040mm）,钢板伸缩缝 （适用于大中桥，变形量在4060mm）,橡胶伸缩缝,（变形量最大大2000mm）,GQF-F2型伸缩装置,GQF-C60型伸缩装置,GQF-F80型伸缩装置,GQF-RG型伸缩装置,德国毛勒伸缩装置的一种(模数式橡胶伸缩装置)，密封橡胶条为鸟型构造，伸缩量为801040mm。,钢板伸缩装置,（2）牢固可靠；,（3）车辆驶过时应平顺、无突跳与噪音；,（4）可防止雨水和垃圾泥土渗入阻塞；,（5）安装、检查、养护、清污、都要简易方便；,三、伸缩装置构造应满足以
9、下要求,（1）在与桥面轴线平行、垂直的两个方向均能自由伸缩。,注意：在设置伸缩装置处，栏杆与桥面铺装都需要断开。,（6）经济价廉；,四、伸缩量的计算,伸缩装置类型的选用，主要取决于桥梁的伸缩量，可按下式计算：,其中：,注意： 上式各量取绝对值之和。 对大跨度桥梁，还应计入因荷载作用及梁体温差等引起的梁端转角伸缩变形量。,温度的变化引起的伸缩量；,混凝土收缩引起的收缩量；,安全富裕量。可按计算变形量的20%计算；,混凝土徐变引起的收缩量；,简支连续构造(尺寸单位:cm),桥面连续构造(尺寸单位: mm）,五、特殊伸缩设计,第四节 安全带、人行道、栏杆灯柱、安全护栏,一、安全带,不设人行道的桥上，
10、两边应设宽度0.25m、高度为0.25m的护轮安全带。安全带可以做成预制块件或与桥面铺装层一起现浇。,矩形和肋板式安全带,预制安全带有矩形截面和肋板式截面两种较为常用。现浇的安全带宜每隔2.5m3.0m作一断缝，以免参与主梁受力而破坏。,肋板式安全带,人行道一般高出行车道0.250.35m，在跨径较小的现浇板梁桥中，可现浇悬臂板作为人行道板； 在装配式板桥中，可专设人行道板梁，采用加高墩台盖梁的方法来抬高人行道板梁； 在跨径较大的装配式板桥中，专设人行道板梁就不经济，而常采用一些人行道块件搁置于板上形成人行道； 人行道板顶面一般铺设23cm厚的水泥砂浆或沥青砂浆作为层面，并作成内倾桥面的排水横
11、坡，坡度1%左右。,二、人行道,悬臂板作为人行道板,加高墩台盖梁,整体搁置式预制人行道,三、栏杆灯柱,栏杆是保护行人安全的设施，要求坚固耐用，选材要合理，栏杆底座要直接与浇注在混凝土中的预埋件焊接以增强抗冲击能力；同时也要考虑经济适用，工序简单互换方便，并有艺术性。,1.栏杆的要求,公路与城市道路桥梁的栏杆常用混凝土、钢筋混凝土、钢、铸铁等材料制作，其高度一般为0.51.2m（标准设计为1.0m）栏杆间距为1.62.7m（标准设计为2.5m）。,2.栏杆的材料,栏杆形式上，可分为节间式与连续式。节间式由立柱、扶手及横档（或栏杆板）组成，扶手支撑于立柱上。 公路桥梁的栏杆要求简洁明快，其所用材料
12、尺寸与比例与主体工程配合，常采用上扶手、下扶手和栏杆柱组成给行驶的车辆有一个广阔的视野。 城市桥梁的栏杆要注重艺术性与周围环境相协调。,3.栏杆的形式,常见栏杆图式,4.灯柱,照明灯柱可设置在栏杆扶手的位置上，也可设置在靠近缘石处，一般高出车道812m左右。,高速公路、汽车专用一级公路上设置的桥梁安全护栏，可以有效的保护高速行使的车辆。在意外事故中不致严重损坏桥梁设施，尽量减少车辆毁坏和人员伤亡。 桥梁护栏按防撞等级划分有PL1、PL2、PL3三级。每一防撞等级的安全护栏应可以避免在相应设计条件下的失控车辆越出栏杆的情况出现。 防撞等级按车辆碰撞速度、车辆质量、碰撞角度等设计条件确定，级别越高，防撞保护要求越严格。 等级选用应由公路等级、需保护对象的重要性程度确定而定。,四、安全护栏,桥梁安全护栏有多种形式：,
