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7桥梁工程概述7.1引言•桥梁(Bridge)——是指供铁路、道路、管道、渠道等交通运输线路跨越水体或山谷的工程构筑物。•桥梁工程——修建这些桥梁构筑物以及修建、使用过程中所应用的各项技术的总称。桥梁的主要组成部分：•（1）桥跨结构（桥孔结构、上部结构）：桥面板、梁。•（2）桥墩、桥台（下部结构）：两端桥台，中间桥墩。•（3）桥梁基础：桥墩、桥台埋入土中扩大部分。桥长跨径桥台基础桥墩桥台基础基础跨径上部结构下部结构｛•桥跨结构（桥孔结构、上部结构）作用：承受车辆、行人荷载。•桥墩、桥台（下部结构）作用：支撑桥跨。桥台与路堤衔接，防止路堤滑塌；•桥梁基础作用：使桥上全部荷载传至地基。•跨度l：两支座中心间距。•桥梁全长L：两端岸边桥台侧墙，八字墙后端点间距离。•桥下净空高度H：保证排洪安全、大于通航高度。•桥梁、涵洞按跨度l、桥梁全长L区分为：–涵洞：L＜8m，l＜5m–小桥：8m≤L≤30m，5m≤l≤20m–中桥：30m＜L＜100m，20m≤l＜40m–大桥：100m≤L＜500m，40m≤l＜100m–特殊大桥：L≥500m，l＞100m桥梁工程中的荷载、材料、地基与建筑工程的区别（3点）：•（1）活载：主要受车辆的移动荷载•（2）作用效应：还要承受来自车辆的冲击力、离心力、横向摇摆力、制动力、牵引力等。•（3）地基上的墩、台和基础：基础、桥墩工程埋置较深，工程施工较复杂，工程量大、工期长、造价高。桥梁的分类•按用途分类：–铁路桥、公路桥、城市道路桥•按结构材料分类：–钢筋混凝土桥、预应力混凝土桥、钢桥•按桥跨结构形式分类：–梁式桥、桁架桥、拱式桥、刚构桥、斜拉桥、悬索桥•桥梁工程的内容见上上图7.27.2桥梁类别和著名桥梁掠影•(1)梁式桥•梁式桥是一种最简单常用的桥梁上部结构形式，用于中小跨径桥梁。主梁常用断面形式有I型、T型、箱型和板式桥等。•特点：结构简单、跨越能力有限。跨度5-25M，预应力跨度10-50M。梁式桥的形式(a)简支梁(b)多跨连续梁(c)多跨静定梁梁式桥主梁常用断面形式工字形断面(钢及钢筋混凝土梁）(a)(b)T形断面(钢筋混凝土梁)(c)箱形断面（钢及钢筋混凝土梁）（d)板梁（钢筋混凝土梁）福建古桥------安平桥洛阳桥（2）拱桥在拱桥中，主要承重结构为拱圈，内力以压力为主。对下部结构和基础要求较高。赵州桥（安济桥）北京17孔桥•拱桥的三种承重方式：•①上承式拱桥•②中承式拱桥•③下承式拱桥上承式拱桥中承式拱桥万县长江大桥—此桥全长856.12m，主跨为420m的劲性骨架钢筋混凝土拱桥，目前居同类桥梁之冠。万县长江大桥矢跨比为1/5，拱上结构为14孔30m预应力简支梁，引桥为13孔30m预应力简支T型梁（南5孔，北8孔）。桥面连续，宽24m，设2×7.5m行车道和2×3.0m人行道。最大跨度的钢筋混凝土拱桥乔治河大峡谷桥悉尼海港桥最大跨度的钢拱桥——重庆朝天门大桥卢浦大桥凤凰大桥（3）刚架桥•梁和柱整体组合的桥梁结构。•特点：能尽量降低公路线路的标高，增加桥下净空。•类型（图7-12）–①T形刚架桥：跨度大–②连续刚架桥：较好的抗震性–③斜腿刚架桥：造型轻巧美观六库怒江桥虎门珠江辅航道桥黄石长江公路大桥—全桥总长约2580.08m，其中主桥长1060m，五跨预应力混凝土连续刚构桥。采用钢围堰加大直径钻孔灌注桩基础。桥面净宽19.5m，其中分向行驶的四个车道宽15m，两侧各设2.25m宽的非机动车道斜拉桥主要由塔、主梁和斜拉钢索组成。斜拉桥一般为双塔，有时也可采用单塔；绝大多数桥塔是竖向的，极少数为斜立。斜拉索可平行布置，也可以为扇形布置。钢索一般分设在桥两边，但有时也可在中间设单面索，如主跨为175m的广州海印大桥，塔就设在桥宽的中间。斜拉桥的跨度一般介于悬索桥和桁架桥之间，通常为钢梁或钢筋混凝土梁。（4）斜拉桥斜拉桥斜拉桥的索型(a)辐射式(b)竖琴形(c)扇形南京长江二桥南汊桥主桥法国米月高架桥法国诺曼底大桥日本多多罗大桥南浦大桥杨浦大桥世界最大跨径斜拉桥——苏通大桥(1088米跨)（5）悬索（吊）桥•悬索桥是在桥的两端设置索锚，借助于架设在桥塔的拉索，通过分布设置的吊杆将桥上的荷载传至悬索上。•一般认为在所有桥式中，悬索桥的可能跨度最大。目前主跨超过1000m的桥梁均为悬索桥。悬索桥悬索吊杆塔架锚固锚固大渡河铁索桥安澜竹索桥广东虎门大桥—是我国第一座大型悬索桥，被誉为“世界第一跨”。虎门大桥由东引桥、主航道桥、中引桥、辅航道桥及西引桥五部分组成（图6.10、图6.11）。大桥全长4588m，桥宽32m。辅航道桥为主跨270m的连续刚构桥，是目前世界上跨度最大的连续刚构桥；主航道为单跨简支钢加劲梁悬索桥，跨径888m。主缆跨径为302m+888m+348.5米，其主跨居我国前列。江阴长江大桥—是我国首座千米以上的特大跨径公路桥梁，该桥采用336.5m+1385m+309.4m，的单孔简支钢悬索桥结构。南引桥为43m+3×40m，北引桥为（50+75+50）m+19×50m+8×30m组成，桥梁总长3km，全桥总宽度36.9m，桥面六车道净宽度29.5m（包括中间分割带）江阴长江大桥国内跨度最大的钢桁梁悬索桥（主跨1088米）——贵州坝陵河特大桥•西堠门大桥是舟山大陆连岛工程5座大桥中的第4座大桥，主桥为两跨连续钢箱梁悬索桥，主跨1650米，是中国第一、世界第二，其中钢箱梁全长2221米，为目前世界第一长钢箱梁。西堠门大桥旧金山金门大桥日本明石海峡大桥日本明石海峡大桥悬索桥主跨1991m1998年建、跨度世界第一香港青马大桥(6)组合体系桥•同时采用集中桥型的组合形式，充分利用各种形式桥的受力特性，发挥其优越性。•如：梁式桥与拱桥的组合斜拉桥与悬索桥的组合等组合体系桥布鲁克林桥(brooklyn)布鲁克林桥(brooklyn)布鲁克林桥(brooklyn)（7）桁架桥•荷载由各杆件的轴力承担。这种桥式一般适用于钢桥、木桥，极少用于混凝土桥。桁架桥高一般大于梁式桥，可用于较大跨度的桥梁。桁架桥根据其支撑条件也可分为简支桥和连续梁桥等。桁架桥(a)(b)(c)华伦桁架竖杆上弦杆下弦杆桁架桥1969年我国建成了举世瞩目的南京长江大桥这是我国自行设计、制造、施工，并使用国产高强钢材的现代化大型桥梁。正桥除北岸第一孔为128m简支钢桁梁外，其余为9孔3联，每联为3×160m的连续钢桁梁。上层为公路桥面，下层为双线铁路。包括引桥在内，铁路桥部分全长6772m公路桥部分为4589m。南京长江大桥的建成，显示出我国建桥事业已达到了世界先进水平，也是我国桥梁史上又一个重要标志南京长江大桥武汉长江大桥钱塘江大桥1937年被迫炸毁的钱塘江大桥7.3桥墩、桥台、桥梁基础•桥台：桥两端的支撑结构。•桥墩：多跨桥梁中间的支撑结构。•桥墩、桥台都是由台（墩）帽、台（墩）身和基础组成。7.3.1桥墩•桥墩承受上部结构传来的竖向力和水平力还要承受水流，风力和船只的撞击力。•要求：足够的强度和稳定性满足能航通车的要求•类型：①实体重力式：靠自身重力稳定②构架式：对撞击不利③桩或柱式：桩基向上延伸，柱式有单、双柱式。•根据其结构形式可分为：•1、实体式(重力式)桥墩•2、空心式桥墩•3、桩(柱)式桥墩7.3.2桥台•桥台承受上部结构传来的竖向力和水平力还要承受挡土护岸等土的压力。•类型（图7-20）–①实体式：以U字、八字较常见。–②埋置式：台身大部分埋入锥体护坡中。7.3.3基础•基础承受上部结构、桥墩的重力和桥上的可变荷载。•类型（图7-21）•刚性扩展基础–①桩基础–②管（柱）基础–③沉井基础–④沉箱基础•桩基础南京长江二桥北汊大桥混凝土现浇施工场面