1页第七章第七章桥涵工程桥涵工程一、大纲要求一、大纲要求1、熟悉桥涵工程的组成与分类2、掌握涵洞工程施工的基本要求、方法及工艺流程3、熟悉（了解）桥涵工程设计的基本要求和内容二、内容讲解二、内容讲解第一节第一节桥涵的组成与分类桥涵的组成与分类一、桥涵的组成桥涵主要由上部构造、下部构造、基础和调治构造物上部构造、下部构造、基础和调治构造物四大部分组成，如图7—1所示1.上部构造(桥跨结构)上部构造包括承重结构、桥面铺装和人行道三大部分上部构造包括承重结构、桥面铺装和人行道三大部分，由于桥梁有梁式、拱式等不同的基本结构体系系，故其承重结构的组成各不相同承重结构主要指梁和拱圈及其组合体系部分它是在路线中断时跨越障碍的承载结构当需要跨越的幅度较大，并且除恒载外要求安全地承受车辆荷载的情况下，承重结构的构造就比较复杂，施工也相当困难承重结构与墩、台的支承处所没置的传力装置，称为支座承重结构与墩、台的支承处所没置的传力装置，称为支座梁式桥的支座，虽体形小，耗费也不多，但起着十分重要的作用它不仅要传递上部结构的支承反力,而且要保证结构在活载、温2页度变化、混凝土收缩和徐变等因素作用下的自由变形和桥梁的正常营运。
常用的支座形式，有切线式切线式(又称为弧形)和辊轴钢支座、板式和钢盆式橡胶支座辊轴钢支座、板式和钢盆式橡胶支座. .四氟板式橡胶组合支座四氟板式橡胶组合支座等梁式桥的支座一般分为固定式和活动式两种梁式桥的支座一般分为固定式和活动式两种简支梁桥应在每根梁(或板)的一端设置固定支座,而在另一端设置活动支座悬臂梁的锚固跨也应在一侧设置固定支座，另一侧设置活动支座，多孔悬臂梁挂梁支座的设置与简支梁相同连续梁桥则应在每联的一个桥墩上设置固定支座连续梁桥则应在每联的一个桥墩上设置固定支座座，而在其余的墩台上都设置活动支座座，而在其余的墩台上都设置活动支座切线式钢支座切线式钢支座，，是由两块厚约 40—50mm 的铸钢制成的，适用于跨径不大于适用于跨径不大于 20m20m 和支承反和支承反力不超过力不超过 600kN600kN 的梁桥辊轴钢支座适用于较大跨径的梁桥辊轴钢支座适用于较大跨径的梁桥，支座的垫板可采用铸钢，铰轴和滚轴可采用锻钢，滚轴的直径一般在75mm以上橡胶支座橡胶支座构造简单、加工方便、结构高度小，便于安装和工业化生产，同时它又能适应任意方向的变形，对宽桥、曲线桥和斜桥具有特别的适应性对宽桥、曲线桥和斜桥具有特别的适应性。
此外，橡胶的弹性还能消除上下结构所受的动力作用，对抗震也十分有利因此，公路桥梁建设中，尤其是高等级公路建设中，榜胶支座得到了广泛的应用；板式橡胶支座一般适用于中小跨径的桥梁，钢盆式橡胶支座适用于大跨板式橡胶支座一般适用于中小跨径的桥梁，钢盆式橡胶支座适用于大跨径的桥梁，径的桥梁，而标准跨径小于 10rn 的简支梁、板桥，一般在墩台帽上铺几层油毛毡垫层柞为支座(垫层经压实后的厚度不少于 1cm)桥面铺装包括混凝土三角垫层，防水混凝土或沥青混凝土面层，泄水管和伸桥面铺装包括混凝土三角垫层，防水混凝土或沥青混凝土面层，泄水管和伸缩缝等缩缝等当拱桥 且 拱 上 又 有 土 石 填 料 时 ， 还 应 包 括 与 路 线 同 样 的 路 面 结 构 的 垫 层 和 基层 在实际工作中，通常实腹式拱桥上的桥面铺装不计入桥内而归在路面工在实际工作中，通常实腹式拱桥上的桥面铺装不计入桥内而归在路面工程中计算程中计算人行道系包括人行道板和缘石或安全带人行道系包括人行道板和缘石或安全带，，以及栏杆扶手等以及栏杆扶手等高等级公路上的桥梁，如设有防撞护栏者，也属上部构造范围2．下部构造桥梁的下部构造包括桥台和桥墩或索塔，桥梁的下部构造包括桥台和桥墩或索塔，它是支撑桥跨结构并将恒载和车辆等活载传3页至地基的建筑物。
拱桥常用的桥台为实体式的，也称重力式桥台，它由台身、拱座、侧墙或八拱桥常用的桥台为实体式的，也称重力式桥台，它由台身、拱座、侧墙或八字墙及台背排水等组成梁、板式桥常用的重力式桥台则包括台身、台帽、字墙及台背排水等组成梁、板式桥常用的重力式桥台则包括台身、台帽、侧墙或八字墙及台背排水等侧墙或八字墙及台背排水等，柱式、框架式、肋形埋置式桥台则包括台身、盖梁和耳背墙等拱桥的桥墩一般为实体式的拱桥的桥墩一般为实体式的，，由墩身和拱座组成由墩身和拱座组成梁、板桥的桥墩其结构形成比较多，实体式的包括墩身和墩帽，柱式的则由柱身和盖梁组成实体式的包括墩身和墩帽，柱式的则由柱身和盖梁组成3．基础基础是将桥梁墩、台所承受的各种荷载传递到地基上的结构物，是确保桥梁安全使用的关键部位有扩大基础(明挖浅基础)、桩基础和沉井基础等不同的结构形式随着桥梁技术的不断发展，一些新的基础形式也逐渐在桥梁工程中得到应用调治构造物调治构造物指为引导和改变水流方向，使水流平顺通过桥孔并减缓水流对桥位附近河床、河岸的冲刷而修建的水工构造物如桥台的锥形护坡桥台的锥形护坡、、台前护坡台前护坡、、导流堤导流堤、、护岸墙护岸墙、、丁坝丁坝、、顺坝等顺坝等，对保证河道流水顺畅和防止破坏生态环境有着极其重要的作用。
二、桥涵的分类桥涵分类的方法很多，主要按建设规模大小，桥梁结构类型、用途，主要承重结构所用的建筑材料，跨越障碍物的性质，上部结构中行车道所处的位置等进行分类1．按建设规模大小分类主要是以桥涵的长度和跨径的大小作为划分依据，分为特大桥、大桥、中桥、小桥和涵洞五类交通运输部颁布的《公路工程技术标准》(JTGB01—2003)规定的划分标准，见表7-1桥梁涵洞按跨径分类表7-1桥涵分类特大桥大桥中桥小桥涵洞多孔跨径总长 L(m)L>1000100≤L≤10003015040≤Lk≤15020≤Lk<405≤Lk<20Lk<5单孔跨径系指标准跨径而言《公路工程技术标准》(JTGB01—2003)规定，标准设计或新建桥涵，当跨径在当跨径在50m50m以下时以下时，，应应尽量采用标准跨径，尽量采用标准跨径，并规定了从0．75m到50m的各种标准跨径共21种为了推行标准化设计，4页交通运输部有关专业部门出版了大量的桥涵标准设计图以供设计和施工选用对于圆管涵和箱对于圆管涵和箱涵，不论其管径或跨径的大小、孔数的多少，均称为涵洞涵，不论其管径或跨径的大小、孔数的多少，均称为涵洞2．按桥梁结构类型分类桥梁上部构造形式，虽多种多样，但按其受力构件，总离不开弯、压和拉三种基本受力方式。
由基本构件所组成的各种结构物，在力学上可归纳为梁式力学上可归纳为梁式、、拱式拱式、、悬吊式三种基本体系悬吊式三种基本体系以及它们之间的各种组合1)梁式桥梁式桥梁式桥是一种在竖向荷载作用下无水平反力的结构无水平反力的结构，其主要承重构件是梁，由于外力(包括自重和活载等)的作用方向与梁的轴线趋近于垂直，因此外力对主梁的弯折破坏作用特别大，故属于受弯构件它与同样跨径的其他结构体系相比它与同样跨径的其他结构体系相比，，梁内产生的弯矩最大梁内产生的弯矩最大，所以，需要用抗弯能力较强的钢筋混凝土或预应力混凝土等材料来修建需要用抗弯能力较强的钢筋混凝土或预应力混凝土等材料来修建梁式桥按其受力特点，可分为简支梁、连续梁和悬臂梁梁式桥按其受力特点，可分为简支梁、连续梁和悬臂梁若就其构造形式而言，则有矩形板、空心板、T形梁、工形梁、箱形梁、桁架梁等不同构造形成其中T形梁和工形梁又称为肋形梁目前在公路建设中应用较广的是钢筋混凝土和预应力混凝土简支梁和连续梁2)拱式桥主要承重结构是拱圈或拱肋拱式桥主要承重结构是拱圈或拱肋，在竖向荷载作用下，拱的支承处会产生拱的支承处会产生水平推力水平推力(桥墩或桥台将承受这种推力)。
由于水平推力的作用，从而使荷载在拱圈或拱肋内所产生的弯矩比同跨径的梁要小得多，而拱圈或拱肋主要是承受轴向压力而拱圈或拱肋主要是承受轴向压力，，故属于受压构故属于受压构件件因此，通常利用抗压性能较好的圬工通常利用抗压性能较好的圬工( (砖、石、混凝土砖、石、混凝土) )和钢筋混凝土等建和钢筋混凝土等建筑材料来修建筑材料来修建同 时 应当 注 意 为 确保 拱 桥 能 安 全使 用 ， 下 部 结构 和 地 基 必 须能 经 受 住 很 大水 平 推 力 的不 利 作用 3)刚构桥，其主要承重结构是梁或板和立柱或竖墙整体在一起的刚架结构，梁和柱的连接处梁和柱的连接处具有很大的刚性具有很大的刚性在竖向荷载作用下，梁部主要受弯，而在柱脚处也具有水平反力柱脚处也具有水平反力，其受力状态介于梁桥和拱桥之间因此，对于同样跨径且在相同荷载作用下，刚架桥的跨中正弯矩要比一般梁桥小，相应地，其跨中的建筑高度就可以做得较矮刚架桥的缺点是施工比较困刚架桥的缺点是施工比较困难，且梁柱刚接处容易开裂难，且梁柱刚接处容易开裂，目前较大跨径达400m目前，在公路桥梁中属于刚架结构体系采用较多的桥型有T形刚构桥、连续刚构桥及刚构——连续结合梁桥等。
5页(4)悬索桥又称吊桥悬索桥又称吊桥桥梁的主要承重结构由桥塔和悬挂在塔上的缆索及吊索、加劲缆索及吊索、加劲梁和锚碇结构组成梁和锚碇结构组成：荷载由加劲梁承受，并通过吊索将其传至主缆主缆是主要承重结主缆是主要承重结构构，，但其仅承受拉力但其仅承受拉力，这种桥型充分发挥厂高强钢缆的抗拉性能，使其结构自重较轻，能以较小的建筑高度跨越其他任何桥型无法比拟的特大跨度，是目前单跨超过两千米的唯一桥是目前单跨超过两千米的唯一桥型型5)组合体系桥根据结构受力特点，由几个不同体系的结构组合而成的桥梁称为组合体系桥、其实质不外乎利用梁、拱、吊三者的不同组合，上吊下撑，以形成新的结构组合体系桥一般均可采用钢筋混凝土来建造对于大跨径桥梁以采用预应力混凝土或钢结构修建为宜一般来讲，这种桥梁的施工工艺比较复杂斜拉桥就是一种有代表性而又广泛应用的组合体系桥斜拉桥就是一种有代表性而又广泛应用的组合体系桥3．按用途分类有公路桥、铁路桥、公路铁路两用桥、城市桥、渡水桥(渡槽)、人行天桥和马桥，以及其他专用桥梁(如通过管道、电缆)等4．按承重结构所用建筑材料分类有圬工桥(包括砖、石、混凝土桥)、钢筋混凝土桥、预应力混凝土桥、钢桥和木桥等。
5．按跨越障碍物的性质分类有跨河桥、跨线桥有跨河桥、跨线桥( (立体交叉立体交叉) )和高架桥等和高架桥等高架桥一般是指跨越深沟峡谷，以代替高填路堤的桥梁或在大城市中的原有道路之上另行修建快速车行道的桥梁，以解决交通拥挤的矛盾6．按上部结构行车道的位置分类有上承式有上承式、、下承式和中承式三种下承式和中承式三种桥面布置在主要承重结构之上者，称为上承式桥；桥面布置在承重结构之下的为下承式桥；桥面布置在桥跨结构高度中间的称为中承式桥除以上固定式桥梁外，有时根据建设环境和使用要求，还有开合桥、浮桥和漫水桥等形式的桥梁三、桥梁工程中常用的技术名词在公路桥梁建设中，常用到以下的专业技术术语1 1．设计洪水位．设计洪水位在进行桥涵设计时，按照一定设计洪水频率所计算得出的水位，称为设计洪水位根据《公路桥涵设计通用规范》(JTGD60—2004)的规定，一般按桥涵的建设规模和公路等级的具体情况，常用25年、50年和100年，高速公路和一级公路中的特大桥则以高速公路和一级公路中的特大桥则以300300年一遇的最大洪水位作为年一遇的最大洪水位作为设计洪水位设计洪水位，其目的是充分考虑桥位上游村镇和农田的安全，使其不受壅水淹没的危害。
2．计算跨径(l)6页设支座的桥涵指桥跨结构在相邻两个支座中心之间的水平距离不设支座的设支座的桥涵指桥跨结构在相邻两个支座中心之间的水平距离不设支座的桥涵桥涵( (如拱桥、刚构桥、箱涵等如拱桥、刚构桥、箱涵等) )指上下部结构相交面中心间的水平距离指上下部结构相交面中心间的水平距离3．净跨径(l0)梁式桥为设计洪水位上相邻两个桥墩梁式桥为设计洪水位上相邻两个桥墩( (台台) )之间的水平距离拱式桥为每孔拱之间的水平距。