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第六章桥梁工程Chapter6bridgeengineering主要内容6.1桥梁的分类6.3桥梁的结构形式6.2桥梁工程的总体规划和设计要点6.4桥墩与桥台6.5桥梁基础6.6桥梁技术的发展方向引言1.桥梁工程的概念指供公路、城市道路、铁路、渠道、管线等跨越水体、山谷或彼此间相互跨越的工程构筑物，是交通运输中重要的组成部分。在19世纪20年代铁路出现以前，造桥所用的材料是以石材和木材为主的，铸铁和锻铁只是偶尔使用。⑶设计水位:按规定设计洪水频率算得的水位.⑵.高水位:洪峰季节河流的最高水位。⑴低水位:枯水季节河流的最低水位.相关术语桥梁的原始雏形是堤梁（在浅滩溪涧中筑起一个个石堤，堤间流水，人从石堤上跨越。）、独木桥、浮桥、石拱。我国在桥梁建造史上，具有重要的地位。公元前1184年，周文王时期，在渭河上架设浮桥，据《诗经大雅大明》记载，这是我国最早的大河桥梁。绍兴八字桥第一节桥梁的分类1.1分类1.1.１.按使用性质分类1.1.２.按桥梁长度分类1.1.３.按行车道位置分类1.1.４.按主要承重结构体系分类1.1.５.按使用年限分类1.1.６.按桥梁上部结构的建筑材料分类第六章桥梁工程简述桥梁的分类桥梁总体规划与设计桥梁的结构形式桥墩与桥台桥梁基础要点公路桥荆岳长江大桥总长5400多米，总投资超过23亿元，采用南北双向六车道设计，其主跨孔长达816米，在同类桥梁中位列世界第六，是目前国内主跨孔最长的公路大桥铁路桥正在建设中的京沪高铁昆山特大桥建成后长164.8公里，为我国客运专线中桥梁长度之最，也是世界上最长的铁路桥梁。铁路公路两用桥城市道路桥（含立交桥）立交桥查林木桥上三坑古木拱桥农村道路桥人行天桥管线桥和渡槽桥中国公路桥梁涵洞按跨径分类中国铁路桥梁按桥梁长度分类分类多孔跨径总长Ｌ(M)单孔跨径l(M)分类桥梁长度L(M)特大桥Ｌ≥500l≥100特大桥Ｌ＞500大桥Ｌ≥100l＞40大桥100＜Ｌ≤500中桥30＜Ｌ＜10020≤l＜40中桥20＜Ｌ≤100小桥8≤Ｌ≤305≤l＜30小桥Ｌ≤20中国铁路桥梁按桥梁长度的分类中国公路桥按多孔桥的总长和单孔跨径进行的分类木桥1清嘉庆七年(1802年)木桥2浙江泰顺县的泗溪溪东桥。桥长41.7m，跨径25.7m，矢高5.85m,桥宽4.86m。桥上建有美丽的廊屋，为了保护木料，两侧钉有蓑衣式木板。桥始建于明·隆庆四年（公元1570年）。木桥3石桥1绍兴·八字桥北京·卢沟桥：位于北京市西南十五公里的永定河上，全长266米，为十一孔连织石拱桥，因古称永定河为卢沟，故名卢沟桥。始建於金朝大定二十九年，后经历代重修至今仍然完好。上页下页石桥2石桥3石桥4广西·香桥石桥5石桥6西班牙阿尔坎塔拉石拱桥,建于公元98年,中间两孔跨度各约28米,桥面高出谷底52米。第二节桥梁工程的总体规划和设计要点6.2.1桥梁总体规划的任务和重点1.桥梁总体规划的基本内容①桥位选定②桥梁总跨径及分孔方案的确定③桥型选定④桥梁的纵横断面布置等2.桥梁总体规划的原则根据其使用任务、性质和将来发展的需要，全面贯彻安全、经济、适用和美观的方针。满足四个方面的要求：①使用上的要求②经济上的要求③结构上的要求④美观上的要求6.2.2桥梁工程设计要点1.桥位选定桥位在服从路线总方向的前提下，选在河道顺直、河床稳定、水面较窄、水流平稳的河段。2.确定桥梁总跨径与分孔数总跨径的长度要保证桥下有足够的过水断面，可以顺利地宣泄洪水，通过流冰。3.公路桥型的选择桥型选择是指选择什么类型的桥梁，是梁式桥，还是拱桥；是刚架桥，还是斜拉桥；是多孔桥，还是单跨桥等等。4、桥梁的纵横断面布置纵断面布置是在桥的总跨度与桥道标高以后，来考虑路与桥的连接线形与连接的纵向坡度。横断面布置包括桥面宽度、横向坡度、桥跨结构的横断面布置等。桥梁设计前资料准备工作调查桥梁的使用任务测量桥位附近的地形，制成地形图调查和测量河流的水文情况上页下页探测桥位的地质情况调查当地施工单位的技术水平、施工机械等装备情况以及施工现场的动力和电力供应情况调查和收集建桥地的气象资料以及河流上下游原有桥梁的使用情况等第三节桥梁的结构形式1．梁式体系2．拱式体系3．刚架桥4．斜拉桥5．悬索桥组合体系桥第六章桥梁工程简述桥梁的分类桥梁总体规划与设计桥梁的结构形式桥墩与桥台桥梁基础要点1梁式桥二、桥梁的主要类型和著名桥梁工程（1）概念梁式桥是一种在竖向移动式荷载作用下无水平反力的结构体系，与建筑工程中的梁相似。特点：结构简单，但跨越能力有限。福建泉州安平桥，石墩、石梁，建于1152年。是中古时代世界最长的梁式石桥，也是我国现存最长的海湾大桥。有３６２孔，桥长５里(２２２３ｍ），故又名五里桥(现桥长）２１００ｍ，保持了７００余年的桥长记录桥面以石板为梁，每条石板长8~11m，最长的有20多m，宽厚各0.5m至1m，桥墩有长方形、半船形和船形墩三种形式。⑵类型：简支梁式、连续梁式、伸臂梁式连续梁式悬臂梁式简支梁桥⑶.截面形式实心板式空心板式T形梁式截面箱形截面飞云江桥位于浙江省瑞安县、跨飞云江。桥全长1721m,最大跨度62m.是目前中国最大跨度的预应力混凝土简支梁桥。⑷.著名桥梁工程我国目前最大跨度的预应力混凝土连续梁桥为云南六库怒江桥，跨越怒江。跨长与梁高恰当的比例，使桥的造型既强劲有力又纤细美观2.拱桥⑴.概念：拱桥的主要承重结构是拱圈，在桥面竖向移动荷载作用下桥墩或桥台要承受水平推力。它适用于大、中、小跨公路或铁路桥，尤宜跨越峡谷，又因其造型美观，也常用于城市、风景区的桥梁建筑。拱上建筑（拱上结构）包括桥面系和向主拱圈传递荷载的构件或填充物。分为空腹式、实腹式。绍兴拜王桥（2）拱桥的主要优点•跨越能力较大。钢筋混凝土拱桥目前在世界最大跨度为390m，石拱桥为155m，钢拱桥为518m。•材料就地取材，与钢桥和钢筋混凝土梁式桥相比，可节省大量的钢材和水泥。•能耐久，养护、维修费用少。•外形美观•构造较简单（3）拱桥的承重方式••上承式拱桥：桥面布置在主要承重构件之上。•中承式拱桥：桥面在桥跨结构的高度中间，车辆在拱中间行驶。下承式拱桥：桥面布置在承重结构之下。上承式拱桥中承式拱桥下承式拱桥山西晋城晋焦高速公路丹河大桥（4）著名工程掠影主孔净跨径146米，是目前世界上最大跨径的石拱桥，已被正式列入吉尼斯世界纪录。大桥于1996年开始设计，1997年11月开工建设，2000年7月建成。重庆万县（万州）长江大桥(跨度420m)该桥是318国道（成都—上海）上跨越长江的一座大型劲性骨架钢筋混凝土箱拱桥，净跨420m，单孔跨江，在同类型桥梁中，跨度居世界第一。拱圈是钢筋混凝土箱形截面在世界钢筋混凝土拱桥类型中，我国处于领先地位。上海卢浦大桥主跨直径达550米,居世界同类桥梁之首,被誉为“世界第一钢拱桥”。是世界上首座完全采用焊接工艺连接的大型拱桥（除合拢接口采用栓接外），现场焊接焊缝总长度达4万多米。卢浦大桥像澳大利亚悉尼的海湾大桥一样具有旅游观光的功能。钢桁架拱桥——澳大利亚悉尼海港桥。该桥紧挨着别致的悉尼歌剧院,以其优美环境而闻名。3.刚架桥⑴.概念：刚架桥也称刚构桥。主要承重结构采用刚架的桥梁。刚架的腿形成墩（台）形，梁和腿为刚性连接，可用钢、钢筋混凝土或预应力钢筋混凝土制造。在竖向移动荷载作用下，底部主要受弯，柱脚处有水平推力。⑵.受力特点：受力状态介于梁式桥和拱桥之间。桥跨结构与桥墩整结，即刚性连接。1）T形刚架桥，便于施加预应力，加挂梁后，跨度很大。2）连续刚架桥.有较好的抗震性能。3）斜腿刚架桥。造型轻巧美观。（3）刚架桥类型广东虎门珠江辅航道桥该桥建于1997年。主跨270m，属于预应力混凝土连续刚构桥。主跨跨径在建成时为世界第一。虎门珠江辅航道桥重庆长江大桥该桥建于1980年，是我国目前最大跨径的预应力混凝土T形刚构桥。正桥全长1073m，宽21m，分跨为86.5＋4×138＋156＋174＋104.5,主跨跨度174m。挂梁跨度35mT形刚构伸臂梁根部高11m墩高70m，矩形空心高墩广西桂林漓江桥该桥是一座建于风景区的预应力混凝土V形墩刚构桥。主跨和分孔为67.5m＋95m＋67.5m,主孔悬臂长27.5m，挂梁长40m，斜腿倾角45o，长12m。整座桥型线条流畅，轻巧别致，桥景相融。⑵.荷载传递用高强钢材制成的斜索将主梁多点吊起，再由塔柱基础传给地基。斜拉桥是一种桥面体系（加劲主梁）受压，支承体系（斜拉索）受拉的结构。4、斜拉桥云阳斜拉桥，是我国第一座试验性斜拉桥。双塔斜拉桥，全长１５３．１２ｍ。每塔有三对斜拉索，由钢芯缆索组成，呈辐射形布置。于１９７５年２月建成。三峡工程三期156蓄水以来，江水开始漫进云安镇，斜张桥也渐入江中。为了保证蓄水后的航道通行，于2006年10月爆破拆除了此桥。⑴.基本组成及索形辐射形扇形竖琴形“洪山大桥”-竖琴式斜拉桥又称无背索的斜塔斜拉桥，它是凭单边的拉索和桥塔的重量以及适度的倾斜来实现桥的平衡的。兰州银滩黄河大桥，该桥是黄河上游第一座单塔双面扇形斜拉桥⑶.材料斜拉索用高强钢丝束、钢绞线束等制成，并在钢束外包一层高密度的黑色聚乙烯外套加以防护。主梁用钢筋混凝土或预应力混凝土与塔柱固端连接的构件（连续、伸臂）(4.)构造要求一般为三孔，中孔为主孔，边孔跨度通常为中孔的0.25~0.5倍（多在0.4倍左右）。若为两孔，其跨度比值为0.5~1.0，常在0.8~0.9之间。索面根据桥宽和美观要求可为双索或单索面。索面根据桥宽和美观要求可为单索或双索；索塔也可是单塔或双塔。单塔单索面双塔双索面武汉长江二桥主跨400m大桥全长3227.4米，主桥为双塔双索面钢筋混凝土斜拉桥，是世界上第一座主塔敦立在深水区的双塔双索面预应力混凝土斜拉桥。世界斜拉桥建设的里程碑桥主塔高164.8m法国诺曼底桥（主跨为856m的钢和混凝土混合梁)日本多多罗桥20世纪斜拉桥的里程碑是目前世界上主跨最大的斜拉桥。主跨890m，边跨分别为270m和320m，桥宽4车道；主跨采用带正交异性板及空气减阻装置的钢箱梁，梁宽25.3m，高2.5m，边跨采用预应力混凝土箱梁；塔高216.6m，为菱型。悬索桥是特大跨径桥梁的主要型式之一，悬索桥优美的造型和宏伟的规模，人们常将它称为“桥梁皇后”。当跨径大于800米，悬索桥方案具有很大的竞争力。5、悬索桥（1）基本概念悬索桥也称吊桥。主要承重结构由缆索（包括吊杆）、塔和锚碇三者组成的桥梁。（2）基本组成钢缆采用高强钢丝成股编制，充分发挥材料优越的抗拉性能。（2）.荷载传递桥面主梁吊杆主塔地基在力的传递过程中，吊杆和主缆索承受很大的拉力，此拉力由两岸桥台后修筑的巨型锚碇平衡。悬索桥受力示意⑷.优点能充分发挥钢缆材料优越的抗拉性能。因此结构自重轻，可以获得比斜拉桥更大的跨径；成卷钢缆便于运输，也便于无支架悬吊拼装，适合在大江、湖海或跨越深沟、深谷时采用。上个世纪30年代建成的旧金山金门大桥（主跨1280米）。日本于1998年建成了世界最大跨度的明石海峡大桥（主跨1991米），将悬索桥跨径从30年代的1000米，历经70年，跨径达到近2000米我国江阴长江大桥建于1999年，全长2888m，主跨1385m，是我国首座跨径超千米的特大型钢箱梁悬索桥梁，也是20世纪“中国第一、世界第四”大钢箱梁悬索桥联邦德国费马恩海峡桥，刚梁柔拱组合体系公铁两用钢桥，主跨248米，1963年建成。6、组合体系桥兰州·新城黄河桥我国第一座钢筋混凝土预应力系杆拱桥--兰州新城黄河大桥各式桁架梁桥桁架梁桥桥台是桥梁两端桥头的支承结构，是道路与桥梁的连接点。桥墩是多跨桥的中间支承结构，桥台和桥墩都是由台(墩)帽、台(墩)身和基础组成。桥墩、桥台即下部结构是桥梁的支承结构第四节桥墩与桥台V形桥墩八字形翼墙式桥台桥墩的类型重力式桥墩构架式桥墩X形桥墩Y形桥墩V形桥墩桩式桥墩双柱式桥墩单柱式桥墩桥台的类型桥台是桥梁两端桥头的支承结构，是道路与桥梁的连接点。当前，我国公路桥梁的桥台主要有实体式桥台和埋置式桥台等形式。第五节桥梁基础是桥墩、桥台的埋