城市桥梁工程

第1页共57页155258316232411K412000城市桥梁工程1K412010城市桥梁工程结构与材料1K412011掌握城市桥梁结构组成与类型本条文简要介绍城市桥梁结构组成与类型。一、桥梁基本组成与常用术语（一）桥梁的定义道路路线遇到江河湖泊、山谷深沟以及其他线路（铁路或公路）等障碍时，为了保持道路的连续性而专门建造的人工构造物。桥梁既要保证桥上的交通运行，也要保证桥下水流的宣泄、船只的通航或车辆的通行。（二）桥梁的基本组成1桥跨结构：在线路中断时跨越障碍的主要承载结构，也叫上部结构。2桥墩和桥台（通称墩台）：支承桥跨结构并将恒载和车辆等活载传至地基的构筑物，也叫下部结构。设置在桥两端的称为桥台，它除了上述作用外，还与路堤相衔接，抵御路堤土压力；防止路堤填土的滑坡和塌落。桥墩和桥台中使全部荷载传至地基的底部地基部分，通常称为基础。3支座：在桥跨结构与桥墩或桥台的支承处所设置的传力装置。它不仅要传递很大的荷载，并且还要保证桥跨结构能产生一定的变位。4锥形护坡：在路堤与桥台衔接处设置的圬工构筑物，它保证迎水部分路堤边坡的稳定。（三）相关常用术语1净跨径：相邻两个桥墩（或桥台）之间的净距。对于拱式桥是每孔拱跨两个拱脚截面最低点之间的水平距离。第2页共57页155258316232422总跨径：多孔桥梁中各孔净跨径的总和，也称桥梁孔径。3计算跨径：对于具有支座的桥梁，是指桥跨结构相邻两个支座中心之间的距离；对于拱式桥，是指两相邻拱脚截面形心点之间的水平距离，即拱轴线两端点之间的水平距离。4拱轴线：拱圈各截面形心点的连线。5桥梁全长：是桥梁两端两个桥台的侧墙或八字墙后端点之间的距离，简称桥长。6桥梁高度：指桥面与低水位之间的高差，或指桥面与桥下线路路面之间的距离，简称桥高。7桥下净空高度：设计洪水位、计算通航水位或桥下线路路面至桥跨结构最下缘之间的距离。8建筑高度：桥上行车路面（或轨顶）标高至桥跨结构最下缘之间的距离。9容许建筑高度：公路或铁路定线中所确定的桥面或轨顶标高，对通航净空顶部标高之差。10净矢高：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。11计算矢高：从拱顶截面形心至相邻两拱脚截面形心之连线的垂直距离。12矢跨比：计算矢高与计算跨径之比，也称拱矢度，它是反映拱桥受力特性的一个重要指标。13涵洞：用来宣泄路堤下水流的构造物。通常在建造涵洞处路堤不中断。凡是多孔跨径的全长不到8m和单孔跨径不到5m的泄水结构物，均称为涵洞。二、桥梁的主要类型桥梁分类的方式很多，通常从受力特点、建桥材料、适用跨度、施工条件等方面来划分。（一）按受力特点分结构工程上的受力构件，总离不开拉、压、弯三种基本受力方式，由基本构件组成的各种结构物，在力学上也可归结为梁式、拱式、悬吊式三种基本体系以及它们之间的各种组合。1梁式桥梁式桥是一种在竖向荷载作用下无水平反力的结构。由于外力（恒载和活载）的作用方向与承重结构的轴线接近垂直，故与同样跨径的其他结构体系相比，梁内产生的弯矩最大，通常需用抗弯能力强的材料（钢、木、钢筋砼、预应力钢筋砼等）来建造。2拱式桥拱式桥的主要承重结构是拱圈或拱肋。这种结构在竖向荷载作用下，桥墩或桥台将承受水平推力，同时这种水平推力将显著抵消荷载所引起的在拱圈（或拱肋）内的弯矩作用。拱桥的承重结构以受压为主，通常用抗压能力强的圬工材料（砖、石、砼）和钢筋砼等来建造。3刚架桥刚架桥的主要承重结构是梁或板和立柱或竖墙整体结合在一起的刚架结构。梁和柱的连接处具有很大的刚性，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，其受力状态介于梁桥和拱桥之间。同样的跨径在相同荷载作用下，刚架桥的正弯矩比梁式桥要小，刚架桥的建筑高度就可以降低。但刚架第3页共57页15525831623243桥施工比较困难，用普通钢筋砼修建，梁柱刚结处易产生裂缝。4悬索桥悬索桥以悬索为主要承重结构，结构自重较轻，构造简单，受力明确，能以较小的建筑高度经济合理地修建大跨度桥。由于这种桥的结构自重轻，刚度差，在车辆动荷载和风荷载作用下有较大的变形和振动。5组合体系桥组合体系桥由几个不同体系的结构组合而成，最常见的为连续刚构，梁、拱组合等。斜拉桥也是组合体系桥的一种。（二）其他分类方式1按用途划分，有公路桥、铁路桥、公铁两用桥、农用桥、人行桥、运水桥（渡槽）及其他专用桥梁（如通过管路、电缆等）。2按桥梁全长和跨径的不同分为特大桥、大桥、中桥、小桥。3按主要承重结构所用的材料来分，有圬工桥、钢筋砼桥、预应力砼桥、钢桥、钢—砼结合梁桥和木桥等。4按跨越障碍的性质来分，有跨河桥、跨线桥（立体交叉桥）、高架桥和栈桥。5按上部结构的行车道位置分为上承式（桥面结构布置在主要承重结构之上）桥、下承式桥、中承式桥。1K412012掌握不同形式挡土墙的结构特点本条介绍了城市道路桥梁工程中常用的挡土墙结构形式及结构特点。一、常见挡土墙的结构形式及特点在城市道路桥梁工程常见的有现浇钢筋砼结构（见1K412013）挡土墙、装配式钢筋砼结构（见1K412032）挡土墙、砌体结构（见1K415014）挡土墙和加筋土挡土墙。按照挡土墙结构形式及结构特点，可分为重力式、衡重式、悬臂式、扶壁式、柱板式、锚杆式、自立式、加筋土等不同挡土墙；其结构形式及结构特点简述见表1K412012。挡土墙结构形式及分类：重力式挡土墙依靠墙体的自重抵抗墙后土体的侧向推力（土压力），以维持土体稳定，多用料石或砼预制块砌筑，或用砼浇筑，是目前城镇道路常用的一种挡土墙形式。衡重式挡土墙的墙背在上下墙间设衡重台，利用衡重台上的填土重量使全墙重心后移增加墙体的稳重。挡土墙基础地基承载力必须符合设计要求，并经检测验收合格后方可进行后续工序施工。施工中应按设计规定施作挡土墙的排水系统、泄水孔、反滤层和结构变形缝。挡土墙投入使用时，应进行墙体变形观测，确认合格要求。二、挡土墙结构受力挡土墙结构会受到土体的侧压力作用，该力的总值会随结构与土相对位移和方向而变化，侧压力的分布会随第4页共57页15525831623244结构施工程序及变形过程特性而变化。挡土墙结构承受土压力有：静止土压力、主动土压力和被动土压力。三种土压力中，主动土压力最小；静止土压力其次；被动土压力最大，位移也最大。位移与挡墙高度有关。1K412013掌握钢筋砼施工技术本条文以城市桥梁为主简要介绍钢筋砼结构施工要点，包括钢筋施工、砼施工、模板支架与拱架。一、钢筋施工钢筋施工包括钢筋加工、钢筋连接、钢筋骨架和钢筋网的组成与安装等内容。（一）一般规定1钢筋砼结构所用钢筋的品种、规格、性能等均应符合设计要求和现行国家标准《钢筋砼用钢第1部分：热轧光圆钢筋》GB1499.1、《钢筋砼用钢第2部分：热轧带肋钢筋》GB1499.2、《冷轧带肋钢筋》GB13788和《环氧树脂涂层钢筋》JG3042等的规定。2钢筋应按不同钢种、等级、牌号、规格及生产厂家分批验收（外观质量、力学性能质量），确认合格后方可使用。3钢筋在运输、储存、加工过程中应防止锈蚀、污染和变形。4钢筋的级别、种类和直径应按设计要求采用。当需要代换时，应由原设计单位作变更设计。5预制构件的吊环必须采用未经冷拉的HPB235热轧光圆钢筋制作，不得以其他钢筋替代。6在浇筑砼之前应对钢筋进行隐蔽工程验收，确认符合设计要求。（二）钢筋加工1钢筋弯制前应先调直。钢筋宜优先选用机械方法调直。当采用冷拉法进行调直时，HPB235钢筋冷拉率不得大于2%；HRB335、HRB400钢筋冷拉率不得大于1%。2钢筋下料前，应核对钢筋品种、规格、等级及加工数量，并应根据设计要求和钢筋长度配料。下料后应按种类和使用部位分别挂牌标明。3受力钢筋弯制和末端弯钩均应符合设计要求或规范规定。4箍筋末端弯钩形式应符合设计要求或规范规定。箍筋弯钩的弯曲直径应大于被箍主钢筋的直径，且HPB235不得小于箍筋直径的2.5倍，HRB335不得小于箍筋直径的4倍；弯钩平直部分的长度，一般结构不宜小于箍筋直径的5倍，有抗震要求的结构不得小于箍筋直径的10倍。5钢筋宜在常温状态下弯制，不宜加热。钢筋宜从中部开始逐步向两端弯制，弯钩应一次弯成。6钢筋加工过程中，应采取防止油渍、泥浆等物污染和防止受损伤的措施。（三）钢筋连接（绑扎连接、焊接连接、机械连接）1热轧钢筋接头热轧钢筋接头应符合设计要求。当设计无规定时，应符合下列规定：第5页共57页15525831623245（1）钢筋接头宜采用焊接接头或机械连接接头。（2）焊接接头应优先选择闪光对焊。焊接接头应符合国家现行标准《钢筋焊接及验收规程》JGJ18的有关规定。（3）机械连接接头适用于HRB335和HRB400带肋钢筋的连接。机械连接接头应符合国家现行标准《钢筋机械连接通用技术规程》JGJ107的有关规定。（4）当普通砼中钢筋直径等于或小于22mm时，在无焊接条件时，可采用绑扎连接，但受拉构件中的主钢筋不得采用绑扎连接。（5）钢筋骨架和钢筋网片的交叉点焊接宜采用电阻点焊。（6）钢筋与钢板的T形连接，宜采用埋弧压力焊或电弧焊。2钢筋接头设置钢筋接头设置应符合下列规定：（1）在同一根钢筋上宜少设接头。（2）钢筋接头应设在受力较小区段，不宜位于构件的最大弯矩处。（3）在任一焊接或绑扎接头长度区段内，同一根钢筋不得有两个接头，在该区段内的受力钢筋，其接头的截面面积占总截面积得百分率应符合规范规定。（4）接头末端至钢筋弯起点的距离不得小于钢筋直径的10倍。（5）施工中钢筋受力分不清受拉、受压的，按受拉办理。（6）钢筋接头部位横向净距不得小于钢筋直径，且不得小于25mm。（四）钢筋骨架和钢筋网的组成与安装施工现场可根据结构情况和现场运输起重条件，先分部预制成钢筋骨架或钢筋网片，入模就位后再焊接或绑扎成整体骨架。为确保分部钢筋骨架具有足够的刚度和稳定性，可在钢筋的部分交叉点处施焊或用辅助钢筋加固。1钢筋骨架制作和组装钢筋骨架制作和组装应符合下列规定：（1）钢筋骨架的焊接应在坚固的工作台上进行。（2）组装时应按设计图纸放大样，放样时应考虑骨架预拱度。简支梁钢筋骨架预拱度应符合设计和规范规定。（3）组装时应采取控制焊接局部变形措施。（4）骨架接长焊接时，不同直径钢筋的中心线应在同一平面上。2钢筋网片电阻点焊规定钢筋网片采用电阻点焊应符合下列规定：第6页共57页15525831623246（1）当焊接网片的受力钢筋为HPB235钢筋时，如焊接网片只有一个方向受力，受力主筋与两端的两根横向钢筋的全部交叉点必须焊接；如焊接网片为两个方向受力，则四周边缘的两根钢筋的全部交叉点必须焊接，其余交叉点可间隔焊接或绑、焊相间。（2）当焊接网片的受力钢筋为冷拔低碳钢丝，而另一方向的钢筋间距小于100mm时，除受力主筋与两端的两根横向钢筋的全部交叉点必须焊接外，中间部分的焊点距离可增大至250mm。3钢筋现场绑扎规定现场绑扎钢筋应符合下列规定：（1）钢筋的交叉点应采用绑丝绑牢，必要时可辅以点焊。（2）钢筋网的外围两行钢筋交叉点应全部扎牢，中间部分交叉点可间隔交错扎牢，但双向受力的钢筋网，钢筋交叉点必须全部扎牢。（3）梁和柱的箍筋，除设计有特殊要求外，应与受力钢筋垂直设置；箍筋弯钩叠合处，应位于梁和柱角的受力钢筋处，并错开设置（同一截面上有两个以上箍筋的大截面梁和柱除外）；螺旋形箍筋的起点和终点均应绑扎在纵向钢筋上，有抗扭要求的螺旋箍筋，钢筋应伸入核心砼中。（4）矩形柱角部竖向钢筋的弯钩平面与模板面的夹角应为45º；多边形柱角部竖向钢筋弯钩平面应朝向断面中心；圆形柱所有竖向钢筋弯钩平面应朝向圆心。小型截面柱当采用插入式振捣器时，弯钩平面与模板面的夹角不得小于15º。（5）绑扎接头搭接长度范围内的箍筋间距：当钢筋受拉时应小于5d，且不得大于100mm；当钢筋受压时应小于10d，且不得大于200mm。（6）钢筋骨架的多层钢筋之间，应用短钢筋支垫，确保位置准确。4钢筋的砼保护层厚度钢筋的砼保护层厚度，必须符合设计要求。设计无规定时应符合下列规定：（1）普通钢筋和预应力直线形钢筋的最小砼保护层厚度不得小于钢筋公称直径，后张法构件