长安大学桥梁工程课件

桥梁工程澳大利亚悉尼港湾大桥,钢桁架中承式拱桥（SydneyHarbourBridge1932年，跨度518米）德国巴伐利亚州艾森（Essing，Bayern），跨越美因－多瑙河运河（Main-DanubeCanal），是一座波浪形人行木桥。建于1986－1987年。法国米尔奥大桥,桥墩高245m与230m日本明石海峡大桥1998年主跨1991米直布罗陀海峡大桥，连接西班牙和摩洛哥，主跨5000米，混合型双悬臂吊桥（林同炎方案）花无数的钱制造威力无比的炸弹和其它武器，不到十年它们就落后了，你不得不抛弃甚至销毁它们。我们建造大桥吧，因为她是永恒的！前言桥梁工程课的地位——是研究桥梁设计和施工的方法的学科，是道桥专业最主要的专业主干课之一本课程与以前所学课程的关系——建筑材料、材料力学、结构力学、结构设计原理等。主要内容——内力计算、设计及构造要求、桥梁的施工本课程的学习方法——理论联系实际必备参考资料：公路桥涵设计通用规范（JTGD60-2004)公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范(JTGD62-2004)《桥梁工程》学习参考书目录[1]范立础主编.桥梁工程.人民交通出版社.2000[2]邵旭东主编.桥梁工程.人民交通出版社.2002[3]叶见曙主编.结构设计原理.人民交通出版社.2005[4]徐岳王亚君万振江主编.预应力混凝土连续梁桥设计.人民交通出版社,2000[5]范立础主编.预应力混凝土连续梁桥.人民交通出版社.1988[6]邬晓光邵新鹏万振江编著.刚架桥.人民交通出版社.2001第一章概述本章讲解内容要点：桥梁的基本组成和分类桥梁的发展第一节桥梁的基本组成和分类一、桥梁的概念桥梁是供铁路、道路、渠道、管线、行人等跨越河流、山谷、海湾、其他线路或障碍时的架空建筑物。第一节桥梁的基本组成和分类二、桥梁的基本组成2.支座系统bearing1.桥跨结构（上部结构）superstructure3.桥墩pier4.桥台abutment5.墩台基础foundation下部结构substructure第一节桥梁的基本组成和分类6.附属设施第一节桥梁的基本组成和分类三、常用名词：高水位——洪峰季节河流中的最高水位。低水位——指枯水季节河流中的最低水位。设计洪水位——指桥梁设计中按规定的设计洪水频率计算所得的高水位。计算水位——设计洪水位加壅水和浪高得到的水位。通航水位——在各级航道中能保证船舶正常航行时的水位。第一节桥梁的基本组成和分类三、常用名词：计算跨径l——桥跨结构两个支点间的距离称为计算跨径。拱桥指相邻拱脚截面形心点之间的水平距离。标准跨径——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。净跨径l0——指设计洪水位（或通航水位）线上相邻两个桥墩(或桥台)之间的水平净距，而拱式桥是指每孔拱跨拱脚截面内边缘之间的距离。总跨径∑l0——指多孔桥梁中各孔净跨径的总和。第一节桥梁的基本组成和分类三、常用名词：桥梁全长L——有桥台的桥梁为两岸桥台侧墙或八字墙尾端之间的距离；无桥台的桥梁为桥面系行车道长度。桥梁总长L1——指两桥台台背前缘之间的距离。建筑高度h——指桥上行车路面(或轨顶)与桥跨结构下边缘之间的高差。桥下净空H——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。第一节桥梁的基本组成和分类四、桥梁的分类1、按跨径大小分类我国公路桥涵设计通用规范桥梁分类单孔跨径指标准跨径第一节桥梁的基本组成和分类四、桥梁的分类国际特大桥梁分类标准桥型跨径L0悬索桥＞1000m斜拉桥＞500m钢拱桥＞500m混凝土拱桥＞300mK第一节桥梁的基本组成和分类四、桥梁的分类2、按桥面的位置划分上承式——视野好、建筑高度大下承式——建筑高度小、视野差中承式——兼有两者的特点第一节桥梁的基本组成和分类四、桥梁的分类3、按桥梁用途来划分公路桥、铁路桥、公路铁路两用桥人行桥、运水桥(渡槽)、管线桥等。第一节桥梁的基本组成和分类四、桥梁的分类4、按材料来划分木桥、钢桥、圬工桥(包括砖、石、混凝土桥)、钢筋混凝土桥、预应力混凝土桥、组合桥（常见钢-混凝土组合）第一节桥梁的基本组成和分类四、桥梁的分类5、按受力体系划分梁式桥拱桥刚架桥悬索桥（吊桥）斜拉桥组合体系四、桥梁的分类梁式桥特点：竖向荷载下无水平反力，梁只承受剪力和弯矩5、按受力体系划分四、桥梁的分类拱桥特点：竖向荷载下有水平反力，能消除拱体部分弯矩，拱主要受压，可采用圬工或混凝土结构建造，对基础地质条件要求较高。5、按结构体系划分四、桥梁的分类刚架桥特点：梁柱共同工作，桥下净空易保证，对跨线桥非常有利。5、按结构体系划分四、桥梁的分类悬索桥特点：构件受力明确，塔受压（弯）；索受拉；梁为弹性支撑连续梁。5、按结构体系划分四、桥梁的分类斜拉桥特点：与吊桥类似，梁除受弯剪外，还受压。5、按结构体系划分四、桥梁的分类6、按跨越方式固定式的桥梁开启桥浮桥漫水桥2009年8月13日下午6时，发生在威斯康星州斯特金湾的一座可开合的吊桥上。当时，这名女司机开车驶过吊桥时，桥道突然开启，然后慢慢升高至45度。目睹此情景的人都被惊呆了。正当大家都为女司机捏一把冷汗之际，只见她把车子刹在倾斜的桥上，一直到桥道重新闭合后，才重新发动引擎安全驶过。四、桥梁的分类7、按桥梁的平面形状正交桥、斜交桥、弯桥分类方式桥涵类型1.按工程规模分特大桥、大桥、中桥、小桥等2.按用途分铁路桥、公路桥、公铁两用桥、人行及自行车桥、农桥等3.按建筑材料钢桥、钢筋混凝土桥、预应力混凝土桥、结合桥、圬工桥、木桥等4.按结构体系分梁桥、拱桥、悬索桥、斜拉桥、组合体系等5.按桥跨结构与桥面的相对位置上承式、下承式、中承式6.按跨越方式分固定式桥、开启桥、浮桥、漫水桥7.按桥梁的平面形状分正交桥、斜交桥、弯桥四、桥梁的分类第二节桥梁的发展一、桥梁的发展概述1.材料的发展2.理论的发展3.技术的进步第二节桥梁的发展一、桥梁的发展概述1.材料的发展出土壁画中描述的木结构桥梁桥梁各部分清晰可辨，结构井然有序上海青浦（金泽）虹桥，这座虹桥为单孔木拱桥，桥长16.8米，宽4米，是古代桥梁复制的杰作。严格按古代的造桥工艺，采用无支架施工法，没有榫头，不用钉子，全部用捆绑式结扎起来，连成一片第二节桥梁的发展一、桥梁的发展概述1.材料的发展嘉德石拱桥，位于法国尼姆市，古罗马时期石桥，半圆拱的杰作。石材间均为干砌。第二节桥梁的发展一、桥梁的发展概述1.材料的发展世界著名石拱桥——赵州桥建于1400年前，是世界上跨径最大(37.02m)、建造最早的单孔空腹式石拱桥第二节桥梁的发展一、桥梁的发展概述1.材料的发展中国江浙一带优美的石拱桥，和环境协调统一的产物第二节桥梁的发展一、桥梁的发展概述1.材料的发展世界上首座大跨铁桥（IronBridge），建于1779年,英国，跨度为30.6米第二节桥梁的发展一、桥梁的发展概述1.材料的发展新型材料的出现和运用，如玻璃纤维、碳纤维强化复合材料等强度高、重量轻、耐疲劳、抗腐蚀。第二节桥梁的发展一、桥梁的发展概述2.理论的发展材料的飞速发展和应用，推动了理论的研究，使设计理论日趋成熟。经验设计允许应力法极限状态设计法第二节桥梁的发展一、桥梁的发展概述3.施工技术的发展施工技术早期体现在运输、起重和安装方面：福建漳州虎渡桥（1240年），总长340m，最大跨石梁长23.7m，高1.9m，重200多吨，就利用了潮水涨落来进行浮运架设，这是人类利用自然力量来进行桥梁施工。现在的浮吊起重能力可达30000KN，运输的方式根据不同情况，可从水、陆、空三个方面进行。现代桥梁施工技术还体现在桥梁的施工控制方面，桥梁在施工阶段往往是最脆弱的，也就是我们常比拟为桥梁的成长期，需要特别的保护。不仅仅是安全，还包括线形控制等。亚洲最大的3000吨运架梁起重船“天一号”，举起一片长105米、重2300吨的钢-混凝土结合箱型梁，准确地架设在桥墩上.丹麦“天鹅”浮吊，起重能力达8700吨。“小天鹅”号运架梁起重船，在上海东海大桥架设70米跨预应力混凝土箱梁310片，起重能力2500吨。二、我国桥梁的成就桥梁建设规模桥型最大跨径（m）桥名梁桥330石板坡长江大桥砼拱桥492巫山长江大桥斜拉桥1088苏通大桥悬索桥1490润扬长江大桥石板坡长江大桥复线桥，主跨330m巫山长江大桥，主跨492m苏通大桥1088m润扬长江大桥跨径1490m三、世界桥梁成就世界最大悬索桥桥梁建设规模世界最大斜拉桥排序桥名主跨(m)桥址年份型式1苏通大桥1088中国江苏2007钢箱2昂船洲大桥（stonecutters）1018中国香港2009混合3鄂东长江大桥926中国湖北2010混合4多多罗桥(Tatara)890日本本州四国联络线1999混合5诺曼第桥(Normandie)856法国1995混合6Incheon-2800韩国2007钢箱7南京长江三桥648中国江苏2005钢箱8南京长江二桥南汊桥628中国江苏2001钢箱9舟山金塘大桥620中国浙江施工中钢箱10武汉白沙洲大桥（三桥）618中国湖北2000混合苏通大桥的四项世界之最：1、最大主跨。目前世界上已经建成的最大跨径斜拉桥为主跨890米的日本多多罗大桥，在建的香港昂船洲大桥主跨1018米，而苏通大桥跨径1088米。2、最深基础。苏通大桥主墩基础由131根长约120米、直径2.5米至2.8米的钻孔灌注桩组成，承台长114米、宽48米，面积有一个足球场大，是世界规模最大、入土最深的桥梁桩基础。3、最高桥塔。目前已建成的最高桥塔为多多罗大桥224米钢塔，苏通大桥桥塔为高300.4米的混凝土塔，比在建的香港昂船洲大桥桥塔高6米。4、最长拉索。苏通大桥最长拉索为577米，最大重量为59吨，比多多罗大桥斜拉索长100米。世界最大混凝土拱桥排序桥名主跨(m)桥址年份1巫山长江大桥（钢管混凝土）460中国重庆20052万县长江大桥（钢管箱拱）420中国重庆万县19973克尔克1号桥(Krk-1)（砼箱拱）390克尔克岛(Krklsland),南斯拉夫19804益阳茅草街大桥（钢管砼）368中国湖南20075广州丫髻沙珠江大桥360中国广东20006江界河大桥330中国贵州19957HooverDamBypass323美国20078邕宁邕江大桥（钢管砼）312中国广西19969格莱兹维尔桥(Gladesville)305悉尼(Sydney),澳大利亚196410艾米赞德桥(PontedaAmizade)290巴拉那河(ParanaRiver)巴西-巴拉圭1964巫山长江大桥主跨460m万县长江大桥主跨420m世界最大预应力混凝土梁桥排序桥名(m)桥址年份1石板坡长江大桥（连续刚构）330中国重庆20062斯托尔马桥(Stolma)301挪威19983拉脱圣德桥(Raftsundet)298洛福坦(Lofoten),挪威19984虎门辅航道桥270中国广东19975亚松森桥（Asuncion）270巴拉圭（三跨T构）19796苏通大桥辅航道桥（连续刚构）268中国江苏20077元江大桥（墩高123.3）265中国云南20078门道桥（Gateway）260澳大利亚19859瓦罗德2号桥(Varodd-2)260挪威199410宁德下白石大桥260中国福建2007四、桥梁工程展望桥梁建设规模——继续向大跨度发展，海湾大桥、洲际联络工程越来越多。新材料的应用——混凝土材料向高强轻质发展，预应力筋向高强度、耐腐蚀、强粘结和便于拼接方向发展。预应力技术的应用——预应力混凝土桥跨结构逐步成为发展主体。计算机技术的应用——设计、施工、运营、管理等方面。思考及预习回顾本章内容，思考以下问题：桥梁的基本组成有哪些？各自的作用是什么？各个部分的发展是什么？桥梁的基本类型有哪些？发挥你的创造力，试考虑有哪些新桥型或创造新的桥型？它们的特点是什么？预习思考问题：桥梁设计的基本原则是什么？你是怎么思考的，如何