桥梁工程课件

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1、1.2 桥梁的组成与分类n1.2.1 桥梁的组成n1.2.2 桥梁的分类n1.2.3 桥梁的主要类型1桥梁工程 第一章 总论-21.2.1 桥梁的组成2桥梁工程 第一章 总论-2n桥梁由四个基本部分组成上部结构 superstructure下部结构 substructure支座 bearing附属设施 accessory3桥梁工程 第一章 总论-2n桥跨结构（上部结构） superstructure 路线中断时跨越障碍的 主要承载结构n桥墩、桥台（下部结构） substructure 支承桥跨结构并将恒载和车辆荷载传至地基的建筑物n基础 foundation 桥墩（台）中使全部荷载传至地基的底

2、部奠基部分4桥梁工程 第一章 总论-2n桥梁的基本附属设施包括桥面系 bridge decking伸缩缝 expansion joint桥头搭板 transition slab at bridge head锥形护坡 conical slpoe5桥梁工程 第一章 总论-2n支座 bearing 在桥跨结构和桥墩（台）的支承处设置的传力装置n护坡 conical slpoe 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 6桥梁工程 第一章 总论-2n河流中的水位低水位 low water level高水位 high water level设计水位：designed water lev

3、el 按规定的设计洪水频率计算所得的高水位通航水位 navigable water level7桥梁工程 第一章 总论-2n净跨径 clear span 设计洪水位上相邻两个桥墩（或桥台）之间的净距（梁桥），拱跨两个拱脚截面最低点之间的水平距离（拱桥）n计算跨径 computed span 桥跨结构相邻两个支座中心距离（梁桥）,两相邻拱脚截面形心点之间的水平距离（拱桥）8桥梁工程 第一章 总论-2n总跨径 total span 各孔净跨径之和n桥梁全长 total length of bridge 两个桥台的侧墙或八字墙后端点之间的距离n桥下净空 clearance of span 设计洪水位

4、或计算通航至桥跨结构最下缘的距离n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n标准跨径 相邻桥墩中线之间的距离（梁桥）9桥梁工程 第一章 总论-21.2.2 桥梁的分类 Classification n按跨径分类 Span Lengths 特大桥 super major bridge大桥 major bridge中桥 medium bridge小桥 small bridge涵洞 culvert10桥梁工程 第一章 总论-2n按桥面的位置分类 position of deck 上承式 deck br

5、idge 中承式 half-through bridge 下承式 through bridge11桥梁工程 第一章 总论-2n按用途分类 usage公路桥 highway bridge铁路桥 railway bridge公铁两用桥 highway and railway brdige人行桥 foot bridge12桥梁工程 第一章 总论-2n按承重结构材料分类 material of constructure木桥 timber bridge钢桥 steel bridge圬工桥 masonry bridge钢筋混凝土桥 reinforced concrete bridge预应力混凝土桥 pre

6、stressed concrete bridge钢混凝土组合桥 steel-concrete bridge13桥梁工程 第一章 总论-2n按跨越障碍的性质分类 跨河桥 river bridge立交桥 interchange高架桥 viaduct栈桥 trestle bridge14桥梁工程 第一章 总论-2n按桥跨结构的平面布置分类 正交桥 right bridge斜交桥 skew bridge弯桥 curved bridge15桥梁工程 第一章 总论-2n按结构体系分类 structure form梁式桥 beam bridge拱桥 arch bridge刚架桥 rigid bridge吊桥

7、 suspension bridge斜拉桥（组合体系桥） cable stayed bridge16桥梁工程 第一章 总论-2梁式桥 beam bridge17桥梁工程 第一章 总论-2拱桥 arch bridge18桥梁工程 第一章 总论-2刚架桥 rigid bridge19桥梁工程 第一章 总论-2吊桥 suspension bridge20桥梁工程 第一章 总论-2组合体系桥梁拱组合21桥梁工程 第一章 总论-2组合体系桥斜拉桥cable stayed bridge22桥梁工程 第一章 总论-21.3桥梁的规划与设计基本原则n1.3.1 桥梁的设计程序（大型桥梁）预可行性研究报告与可行

8、性研究报告初步设计技术设计施工设计n1.3.2 桥梁设计的一般原则野外勘测与调查研究工作桥梁纵横断面设计和平面布置23桥梁工程 第一章 总论-224桥梁工程 第一章 总论-21.3.1 桥梁的设计程序（大型桥梁）一、预可行性研究报告与可行性研究报告n预可行性研究报告：在工程可行的基础上，着重研究建设上的必要性和经济上的合理性。n可行性研究报告：在预可行性研究报告审批后，在必要性和合理性得到确认的基础上，着重研究工程上和投资上的可行性。25桥梁工程 第一章 总论-2预可行性研究报告与可行性研究报告的主要内容n工程必要性论证：评估桥梁建设在国民经济中的作用n工程可行性论证：制定桥梁标准问题自然条件

9、及周围环境问题桥式方案问题桥位问题26桥梁工程 第一章 总论-227桥梁工程 第一章 总论-2n经济可行性论证造价及回报问题资金来源及偿还问题二、初步设计进一步的水文、勘测工作桥式方案比选施工组织设计概算28桥梁工程 第一章 总论-2三、技术设计三、技术设计技术补充勘探结构总体及细部的技术设计实施科研项目结构各部分详细的设计图纸修正概算四、施工设计四、施工设计施工钻探绘制施工详图编制工程预算29桥梁工程 第一章 总论-21.3.2 1.3.2 桥梁设计的一般原则桥梁设计的一般原则n野外勘测与调查研究工作调查研究桥梁的具体任务选择桥位绘制桥位地形图桥位地质钻探报告水文情况风向、风速及地震资料其他

10、情况30桥梁工程 第一章 总论-2v桥梁纵横断面设计和平面布置n桥梁纵断面设计确定总跨径一般桥梁：水文计算要求：排洪面积足够，冲刷小，缩短总长度浅基础：总跨大，路堤不压河床深基础：允许较大冲刷，总跨小31桥梁工程 第一章 总论-232桥梁工程 第一章 总论-2桥梁分孔跨径越大，孔数越少，上部结构造价高，墩台造价低。最经济的分孔，使上下部结构的总造价最低。通航河流：满足通航要求平原区：主槽布置跨径大的通航孔山区深谷：加大跨径，可采用特大单孔跨越，减少中间桥墩不利地质段：移桥基，加跨径33桥梁工程 第一章 总论-2多孔跨径的比例：钢筋砼三跨连续梁： 中跨/边跨 = 1.00 / 0.80 五跨连续

11、梁: 1.00 / 0.90 / 0.65多孔桥梁：奇数跨（结构对称）基础工程：在大桥施工中起控制作用，应减少基础数量，加大跨径。美观要求：整体规划桥梁分孔时应考虑34桥梁工程 第一章 总论-2桥道标高、桥下净空及纵坡根据设计洪水位、桥下通航（通车）净空等需要，结合桥型、跨径等确定。 梁桥 梁底高出设计洪水位（包括壅水和浪高）不小于50 cm， 支座底面高出设计洪水位不小于25cm无铰拱桥 拱脚淹没深度不超过拱圈矢高的2/3，拱顶底面高出设计洪水位1.0m35桥梁工程 第一章 总论-2通航孔 通航净空：在桥跨中垂直于流水方向所规定的空间界限（多边形图）立体交叉 车辆净空高度（桥梁横断面设计）n

12、桥梁横断面设计桥面行车道净宽标准： 2*净-7.5，2*净-7.0， 净-7.0， 净-6.0人行道宽度 0.75m，1m，大于 1m 按 0.5m 的倍数增加36桥梁工程 第一章 总论-2人行道、安全带：应高出行车道至少 2025cm弯道桥梁：按路线要求加宽、设超高桥面排水：设横坡 1.5%3%n平面布置线形、桥头引道平顺曲线桥梁应符合路线规定尽量避免斜交，斜交角度不大于45037桥梁工程 第一章 总论-2桥梁设计基本原则n实用n经济n安全n美观38桥梁工程 第一章 总论-21.4 桥梁的设计荷载 Loads on Bridges1.4.1 桥梁设计荷载的分类1.4.2 规范中有关设计荷载的

13、规定1.4.3 荷载组合39桥梁工程 第一章 总论-21.4.1 桥梁设计荷载的分类n永久荷载（恒载）永久荷载（恒载） 结构物自重，桥面铺装，附属设施，土重，土侧压力，基础变位影响力，水浮力，预加应力，砼收缩徐变影响力。40桥梁工程 第一章 总论-2可变荷载可变荷载基本可变荷载（活载）：汽车（含冲击力、离心力），平板挂车，履带车，人群及其土侧压力其它可变荷载：汽车制动力，支座摩阻力，温度影响力，风力，流水压力，冰压力， 铁路桥：列车横向摇摆力，冻胀力41桥梁工程 第一章 总论-2n偶然荷载偶然荷载 地震力，船只、漂流物的撞击力，施工荷载等42桥梁工程 第一章 总论-21.4.2 规范中有关设计

14、荷载的规定n永久荷载（恒载）跨径20150m，自重占全部设计荷载的3060%以上。跨径越大，比例越高。预应力：正常使用极限状态设计时计入 承载能力极限状态设计时作为抗力收缩徐变：超静定混凝土桥梁43桥梁工程 第一章 总论-2可变荷载n车辆荷载n计算荷载：公路桥涵设计的荷载标准中把大量、经常 出现的汽车荷载排列成车队形式n汽车车队：荷载级别的数字表示一辆主车重量（以吨 计），除了辆数不限的主车之外，每队车队中均规定有一辆重车44桥梁工程 第一章 总论-2n计算荷载的汽车车队 汽车-10级，汽车-15级， 汽车-20级， 汽车-超20级n在设计四车道桥涵时，考虑到四行车队单向并行通过的机率比较小，

15、计算荷载可以折减30%，但不得小于按两行车队计算的结果。45桥梁工程 第一章 总论-246桥梁工程 第一章 总论-247桥梁工程 第一章 总论-2n验算荷载：偶然个别出现的平板挂车、履带车验算荷载的等级： 履带-50，挂车-80，挂车-100，挂车-120履带车顺桥向可多辆行驶，净距不小于50m，平板挂车全桥只通过一辆。同时不考虑冲击力、人群和其他外力。48桥梁工程 第一章 总论-249桥梁工程 第一章 总论-2v城市道路车辆荷载 n城市汽车荷载等级城级汽车荷载城级汽车荷载n汽车荷载：车辆荷载车道荷载50桥梁工程 第一章 总论-2n横隔梁、行车道板、桥台或挡土墙后土压力的计算应采用车辆荷载。n

16、主梁、主拱和主桁架等的计算应采用车道荷载。n进行桥梁结构计算时不得将车辆荷载和车道荷载的作用叠加。 51桥梁工程 第一章 总论-2城级车辆荷载： 标准载重汽车采用五轴式货车加载，总重700kN 52桥梁工程 第一章 总论-2城级车辆荷载： 标准载重汽车应采用三轴式货车加载，总重300kN 53桥梁工程 第一章 总论-2n城级车道荷载和城级车道荷载应按均布荷载加一个集中荷载计算。n均布荷载和集中荷载的标准值应按桥梁的跨径确定。n跨径2-m 城级计算弯矩，车道荷载的均布荷载标准值qM=22.5kN/m；计算剪力，均布荷载标准值qQ=37.5kN/m集中荷载P=140kN 54桥梁工程 第一章 总论

17、-2 城B级计算弯矩，车道荷载的均布荷载标准值qM=19.0kN/m；计算剪力，均布荷载标准值qQ=25.0kN/m集中荷载P=130kN55桥梁工程 第一章 总论-2n城级车道荷载n城B级车道荷载56桥梁工程 第一章 总论-2n跨径m-150m城级计算弯矩，qM=10.0kN/m计算剪力，qQ=15.0kN/m集中荷载P=300kN车道数等于或大于4条时，计算弯矩不乘增长系数。计算剪力乘增长系数1.25。 57桥梁工程 第一章 总论-2城B级计算弯矩，qM=9.5kN/m计算剪力，qQ=11.0kN/m集中荷载P=160kN车道数等于或大于4条时，计算弯矩不乘增长系数。计算剪力乘增长系数1.

18、30。 58桥梁工程 第一章 总论-2n城级车道荷载n城B级车道荷载59桥梁工程 第一章 总论-2车道荷载的横向布置：每车道为3m宽均布或等效荷载车轮集中力形式布置横向轮距同公路桥梁设计车道数目与行车道总宽度，车道数的横向折减：按城市桥梁设计荷载标准（CJJ 7798）的有关规定执行。 60桥梁工程 第一章 总论-2 车辆荷载的影响力 n冲击力 冲击作用：车辆以较高速度驶过桥梁时，由于桥面不平整、车轮不圆、发动机抖动等原因， 使桥梁结构引起振动。冲击系数：1+61桥梁工程 第一章 总论-2n制动力制动力：汽车在桥上刹车时，为克服其惯性力而在车轮与路面之间发生的滑动摩擦力。 12车道，按荷载长度

19、内一行汽车车队总重的10%计算。但不小于一辆重车的30%。四车道增加一倍。履带车、平板挂车不计制动力。62桥梁工程 第一章 总论-2n离心力曲线桥梁， 时，须考虑。土侧压力 按换算的等代均布土层厚度计算63桥梁工程 第一章 总论-2铁路列车荷载 n铁路列车荷载:中华人民共和国铁道标准活载（简称“中-活载”）n蒸汽机车64桥梁工程 第一章 总论-2n中-活载象征性地模拟列车载重的情况左面的5个集中荷载相当于一台机车的重量右侧一段30m长的均布荷载大致与两台煤水车及另一台机车相当最右侧的均布载重表示列车的（货车）车辆载重，其长不限。对于跨度很短的桥，往往由3个轴重所组成的特种荷载控制设计。 65桥

20、梁工程 第一章 总论-2修订的新荷载标准:与国际铁路联盟（UIC）制订的活载标准相一致 66桥梁工程 第一章 总论-2人群荷载n设有人行道的桥梁，在以汽车荷载计算内力时，应同时考虑人行道上人群荷载所产生的内力。n一般公路桥梁的人群荷载规定为 城市郊区行人密集地区一般为 n可根据实际情况或参照所在地城市桥梁设计的规定予以确定。 67桥梁工程 第一章 总论-2偶然荷载偶然荷载在设计使用期内不一定出现，但一旦出现，其持续时间较短而数值很大。公路桥梁的抗震设防一般为设计地震烈度8度，连续梁桥、T形刚构桥等为7度。公路工程抗震设计规范通航河流、有漂流物的河流： 桥梁墩台，应考虑船只或漂流物的撞击力。68

21、桥梁工程 第一章 总论-21.4.3 荷载组合n组合一组合一（主要设计组合）：基本可变荷载+永久荷载n组合二组合二（附加设计组合）：基本可变荷载+永久荷载+其它可变荷载 n组合三组合三（验算组合）：平板挂车、履带车+自重、预应力、土重、土侧压力 69桥梁工程 第一章 总论-2n组合四组合四（撞击力组合）：基本可变荷载+永久荷载+撞击力n组合五组合五（施工组合）： 施工荷载（自重、脚手架、材料机具、人群、风力、拱的单向推力等）n组合六组合六（地震力组合）： （自重、预应力、土重、土侧压力）+地震力70桥梁工程 第一章 总论-21.5 桥面布置与构造 n1.5.1 桥面构造n1.5.2 桥面铺装n

22、1.5.3 桥梁排水系统n1.5.4 桥梁伸缩缝n1.5.5 人行道、栏杆、护栏、灯柱71桥梁工程 第一章 总论-21.5.1 桥面构造n行车道铺装、排水防水系统、人行道（或安全带）、缘石、栏杆、护栏、照明灯具、伸缩缝 72桥梁工程 第一章 总论-2n桥面构造直接与车辆、行人接触，对桥梁的主要结构既能传力又能起保护作用n其构造合理性、施工质量和养护质量，直接影响到桥梁的使用功能。n桥面的布置应在桥梁的总体设计中考虑，根据道路的等级、桥梁的宽度、行车要求等条件确定。 73桥梁工程 第一章 总论-2n桥面横坡沥青砼、水泥砼铺装：1.5%-2%路拱：行车道，抛物线型人行道，直线型74桥梁工程 第一章

23、 总论-2桥面横坡的形式横坡设在墩台顶部，等厚铺装层，上部结构双向倾斜横坡设在墩台顶部，三角垫层，等厚铺装层双向倾斜行车道板75桥梁工程 第一章 总论-2n桥面布置双向车道布置分车道布置双层桥面布置76桥梁工程 第一章 总论-21.5.2 桥面铺装n保护属于主梁整体部分的行车道板不受车辆轮胎的直接磨耗，防止主梁遭受雨水的侵蚀，并对车辆轮重的集中荷载起一定的分布作用普通水泥砼铺装 表面粗糙，耐磨好沥青砼铺装 较轻，养护方便，通车快非严寒地区，小桥，无防水层，铺装厚58cm77桥梁工程 第一章 总论-2防水砼铺装 非冰冻地区需防水时用，厚810cm， 上面可铺2cm沥青磨耗层具有贴式防水层的铺装

24、防水程度高，桥面板位于受拉区时“三油二毡”厚12cm 砼保护层厚4cm78桥梁工程 第一章 总论-2桥面铺装构造79桥梁工程 第一章 总论-21.5.3 桥梁排水系统桥面纵坡2%，桥长2%，桥长=50m，设一个泄水管桥面纵坡2%，每隔68m设一个泄水管泄水管：要求过水面积不小于23cm2/m2,左右对称或交错排列，距缘石2050cm，可在人行道下设置80桥梁工程 第一章 总论-2n泄水管的型式金属泄水管：具有贴式防水层铺装，内径1015cm，管下端伸出行车道板底面1520cm以上钢筋砼泄水管：不设防水层，采用防水砼铺装横向排水孔道：小跨径桥，预留横向孔封闭式排水系统：跨线桥、城市桥梁：设置完整

25、的落水管道81桥梁工程 第一章 总论-2n金属与钢筋混凝土泄水管82桥梁工程 第一章 总论-21.5.4 桥梁伸缩缝n伸缩缝的作用保证桥跨结构在气温变化、活载作用、砼收缩徐变等影响下按净力图式自由变形使车辆平顺通过，防止雨水、垃圾泥土等阻塞减小车辆通过的噪音83桥梁工程 第一章 总论-2伸缩缝的设计与施工要求适应桥梁温度变化引起的伸缩桥面平坦，行驶良好施工安装方便，与桥梁结构连成整体安全排水、防水承担车辆荷载养护、修理、更换方便经济价廉84桥梁工程 第一章 总论-2伸缩缝的种类对接式伸缩缝钢制支承式伸缩缝组合剪切式（板式）橡胶伸缩缝模数支承式伸缩缝无缝式（暗缝型）伸缩缝85桥梁工程 第一章 总论-2 W形伸缩装置86桥梁工程 第一章 总论-2 钢板叠合式伸缩装置87桥梁工程 第一章 总论-2 板式橡胶伸缩缝装置88桥梁工程 第一章 总论-2SG型（模数式）伸缩缝89桥梁工程 第一章 总论-2SG型（模数式）伸缩缝横断面90桥梁工程 第一章 总论-2GP型桥面连续构造91桥梁工程 第一章 总论-21.5.5 人行道、栏杆、护栏、灯柱n请自学归纳92桥梁工程 第一章 总论-2