桥梁及桥梁材料

桥梁及桥梁材料基础知识桥梁定义与分类●桥梁定义：供铁路、道路、渠道、管线等跨越河流、山谷或其他交通线使用的建筑物●跨越对象分类:自然地形：河流、湖泊、海湾、山谷、不良地质。●人工构筑物：道路、铁路、其它桥梁●大量的桥梁用于调整坡度。●使用对象分类：通过铁路、公路、城市道路、河流（渡槽）、行人、飞机（滑行桥）、管线（水、汽、化工品）、电缆（桥架）、灯架（铁路）●桥型分类：单一结构：板、梁、拱、桁架、刚架●组合结构：(梁、桁架）+斜拉索、（梁、桁架）+拱+系杆、（梁、桁架）+悬索+系杆●承载力分类:公路1级、公路2级、人行350kg/m2其他各有标准，铁路按照客运、货运、运行速度等划分。桥梁分类●尺寸分类：特大桥：多跨总长大于1000米，或单跨大于150米●大桥：多跨总长100米~1000米，或单跨40~150米●中桥：多跨总长30米~100米，或单跨20~40米●小桥：多跨总长8米~30米，或单跨5米~20米●涵洞、通道●结构材料分类：木、石、混凝土、钢筋混凝土、预应力钢筋混凝土、钢、各种混合结构。●结构形式分类:梁：简支梁（板）、连续梁、先简支后连续梁。T型刚构●拱：上承式、中承式、下承式（吊杆）●桁架：简支桁架、连续桁架、桁架拱。●其他：拱+吊杆+梁、斜拉索+梁、悬索+系杆+梁桥梁分类●施工方法分类：●制作：现场制作、预制安装、预制拼装、●架设方法：支架现浇（砌）、预制吊装、顶推安装、悬臂浇筑、悬臂拼装、转体（水平、垂直）●架设设备：起重机吊装、架桥机吊装、缆索吊装、悬臂吊机。●桥梁的部位名词●基础：天然地基扩大基础、复合地基扩大基础、桩基础、沉井基础、复合基础●下部结构：桥台、桥墩、承台、系梁、支座●上部结构：梁、板、桁架、拱、拉索、缆索、吊杆、防水层、磨耗层、道路划线●附属结构：桥头引道、桥头搭板、锥坡、护栏、照明桥梁材料●石材：毛石、片石、块石、条石、方整石●毛石●尺寸：毛石：毛石是不成形的石料，处于开采以后的自然状态。它是岩石经爆破后所得形状不规则的石块，形状不规则的称为乱毛石，有两个大致平行面的称为平毛石。●乱毛石：乱毛石形状不规则,一般要求石块中部厚度不小于150mm,长度为300～400mm,质量约为20～30kg,其强度不宜小于10MPa,软化系数不应小于0.75。●平毛石：平毛石由乱毛石略经加工而成，形状较乱毛石整齐，其形状基本上有六个面，但表面粗糙，中部厚度不小于200mm。●毛石常用于砌筑基础、勒脚、墙身、堤坝、挡土墙等,也可配制片石混凝土等。●在本工程用途：生态框狗头石石料●片石：指的是经开采筛选后得到形状不规则且边长不小于15厘米的石块。●工程用片石：指的是符合工程要求的岩石，经开采选择所得的形状不规则的、边长一般不小于15厘米的石块。●干砌片石[1]区别与浆砌片上，其主要特点是：●1、砌筑时选用大片石，并应错缝相挤紧密，不松动。●2、砌石边缘应直顺，圆滑、牢固，主要靠石块与●石块之间的嵌挤力。通俗的说干砌片石就是干码。●浆砌施工很难控制砂浆饱满，有经验的砌工用心●干砌，稳定性不比浆砌工程差多少。水泥●水泥品种：●1、硅酸盐水泥：硅酸盐水泥是以硅酸钙为主的硅酸盐水泥熟料，5%以下的石灰石或粒化高炉矿渣，适量石膏磨细制成的水硬性胶凝材料，统称为硅酸盐水泥，国际上统称为波特兰水泥。硅酸盐水泥分两种类型，不掺加混合材料的称为Ⅰ型硅酸盐水泥，代号P·Ⅰ，掺加不超过水泥质量5%的石灰石或粒化高炉矿渣混合材料的称为Ⅱ型硅酸盐水泥，代号P·Ⅱ。●2、普通硅酸盐水泥：普通硅酸盐水泥，由硅酸盐水泥熟料、5%-20%的混合材料及适量石膏磨细制成的水硬性胶凝材料。具有强度高、水化热大，抗冻性好、干缩小，耐磨性较好、抗碳化性较好、耐腐蚀性差、不耐高温的特性。代号P·O●3、矿渣水泥:凡由硅酸盐水泥熟料和粒化高炉矿渣、适量石膏磨细制成的水硬性胶凝材料称为矿渣硅酸盐水泥（简称矿渣水泥），代号P·S。水泥中粒化高炉矿渣掺加量按重量百分比计为20%-70%。允许用石灰石、窑灰、粉煤灰和火山灰质混合材料中的一种材料代替矿渣，代替数量不得超过水泥重量的8%，替代后水泥中粒化高炉矿渣不得少于20%。水泥●4、火山灰质水泥:凡由硅酸盐水泥熟料和火山灰质混合材料、适量石膏磨细制成的水硬性胶凝材料称为火山灰质硅酸盐水泥（简称火山灰水泥），代号P·P。水泥中火山灰质混合材料掺加量按重量百分比计为20%-50%。●5、粉煤灰硅酸盐水泥：凡由硅酸盐水泥熟料和粉煤灰、适量石膏磨细制成的水硬性胶凝材料称为粉煤灰硅酸盐水泥（简称粉煤灰水泥），代号P·F。水泥中粉煤灰掺加量按重量百分比计为20%-40%。●水泥包装形式●袋装水泥：50kg/袋●散装：水泥罐车运输、水泥罐储存。特种水泥●特种水泥：●1.快硬水泥：也称早强水泥，通常以水泥的1天或3天抗压强度值确定标号。●2、低热和中热水泥。这类水泥水化热较低，适用于大坝和其他大体积建筑。●3、抗硫酸盐水泥。对硫酸盐腐蚀具有较高抵抗能力的水泥。●4、油井水泥。专用于油井、气井固井工程的水泥，也称堵塞水泥。●5、膨胀水泥。硬化过程中体积膨胀的水泥。●6、耐火水泥。耐火度不低于1580°C的水泥。●7、白色水泥。白色硅酸盐水泥是白色水泥中最主要的品种。●8、彩色水泥。通常由白色水泥熟料、石膏和颜料共同磨细而成。●9、防辐射水泥。对X射线、γ射线、快中子和热中子能起较好屏蔽作用的水泥。●10、抗菌水泥。在磨制硅酸盐水泥时，掺入适量的抗菌剂(如五氯酚、DDT等)而成。●11、自密实水泥（灌浆料）。水泥成分与技术指标●水泥主要成分：●硅酸三钙、硅酸二钙、铝酸三钙、铁铝酸四钙●水泥主要技术指标●（1）比重与容重：标准水泥比重为3.1，容重通常采用1300公斤/立方米。●（2）细度：指水泥颗粒的粗细程度。颗粒越细，硬化得越快，早期强度也越高。●（3）凝结时间：水泥加水搅拌到开始凝结所需的时间称初凝时间。从加水搅拌到凝结完成所需的时间称终凝时间。硅酸盐水泥、普通硅酸盐水泥初凝时间不早于45分钟，终凝时间不迟于6.5小时；火山灰水泥、粉煤灰水泥、复合硅酸盐水泥终凝时间不迟于10小时。实际上初凝时间在1~3h，而终凝为4~6小时。水泥凝结时间的测定由专门凝结时间测定仪进行●（4）强度：水泥强度应符合国家标准。●（5）体积安定性：指水泥在硬化过程中体积变化的均匀性能。水泥中含杂质较多，会产生不均匀变形。●（6）水化热：水泥与水作用会产生放热反应，在水泥硬化过程中，不断放出的热量称为水化热。●（7）标准稠度：指水泥净浆对标准试杆的沉入具有一定阻力时的稠度。混凝土●骨料●粗骨料：碎石、卵石、卵石破碎石料●颗粒分级、级配、破碎加工方法、针片状含量、压碎值●颚式破碎机、锤式破碎机、反击式破碎机、钟式破碎机●碎石生产：颚式破碎机+锤式破碎机+振动筛+皮带机+除尘系统。混凝土配合比●细骨料：中粗砂、人工砂、特细砂●级配曲线、细度模数、石粉含量●掺合料（胶凝材料）：粉煤灰、等级●外加剂：减水剂、早强剂、防冻剂羧酸减水剂、萘系列减水剂●水：饮用水●最小水泥用量：设计与规范均有要求，现商品混凝土国标为胶凝材料●最小胶凝材料用量●水灰比：水与水泥的比例●砂率：砂占骨料的比例混凝土配合比●骨料粒径：与浇筑构件的形状、钢筋配置、强度要求有关，梁上部钢筋密度限制混凝土的最大粒径●碱含量：碱在混凝土中含量高会使混凝土本身受到损害，发生碱骨料反应，碱存在于石料、砂、水泥、粉煤灰、外加剂（早强剂、抗冻剂）中，检测方法复杂，一般分别检测，按照配合比计算，超过标准时调换主要含碱材料。●坍落度：适合浇筑不同构件的数值；适合运输的数值。●检测方法：坍落度桶●合适的坍落度：道路、机场跑道，干硬性混凝土10—20mm●大体积混凝土低塑性混凝土30—40mm●混凝土梁柱50--60mm●配筋密集的混凝土70—80mm●水下混凝土200—220mm●泵送混凝土180—200mm●搅拌车运输的混凝土160—180mm.钢材●钢筋：GB1499分为三个部分：---第1部分：热轧光圆钢筋---第2部分：热轧带肋钢筋第3部分：钢筋焊接网。●热轧光圆HPB235、HPB300热轧带肋钢筋●国家强制标准GB1499.2-2007《钢筋混凝土用热轧带肋钢筋》从2008年3月1日起开始实施。钢筋等级是国家根据社会生产需要而制订出的材料标准。热轧带肋钢筋II钢筋接头●绑扎接头：常用于12mm及以下钢筋钢筋锚固长度与搭接长度●钢筋搭接考虑位置，混凝土强度，钢筋受力情况，需要时查16G101-1\2\3搭接长度搭接焊、帮条焊、电渣压力焊●搭接焊单面焊接10d,双面焊接5d,粗钢筋焊电渣压力焊操作复杂，一般用在竖向接长●接要求轴线连接，钢筋头要弯折一个角度●帮条焊两根帮条面积之和大于等于直条，焊缝按照帮条计算闪光对焊剥肋直螺纹连接●套筒最小14mm.有异径套筒要定制●螺纹加工前要用砂轮锯切平端头●加工螺纹时用检测工具检验螺纹●连接时拧入长度相等●拧紧时使用定矩扳手剥肋套丝机机械接头II机械接头施工●机械接头常用的有锥形螺纹、剥肋直螺纹、冷挤压接头。●机械接头等级：●房屋建筑工程一般设计●I级接头不限位置●II级接头限制位置，限制比例50%用于筏板时下筋在跨中，上筋在支座●一般不设计3级接头●剥肋直螺纹连接使用定矩扳手●冷压接头使用不方便，可以用于桩钢筋接头预应力钢材桥梁常用钢绞线钢绞线预应力混凝土预应力应用●预应力应用范围●1高边坡锚索●2预制桩、电杆、房屋的梁板●桥梁的上部结构●先张法与后张法：先张法要适用张拉台系统，桥梁先张法台座投入大。无需预应力管道和锚具。●后张在混凝土浇筑成型后以达到承力能力的构件上进行张拉，需要管道与锚具，张拉后要压浆封锚。预应力锚具名称、代号锚具锚具与管道张拉机械其他预应力钢材●精轧螺纹钢筋其他钢材●螺旋焊接钢管、H型钢、组焊H型钢支座●板式橡胶支座由多层天然橡胶与薄钢板镶嵌、粘合、硫化而成一种桥梁支座产品。该种类型的橡胶支座有足够的竖向刚度以承受垂直荷载，且能将上部构造的压力可靠地传递给墩台；有良好的弹性以适应梁端的转动；有较大的剪切变形以满足上部构造的水平位移；板式支座按形状划分：矩形板式、圆形、球冠圆板式、圆板坡形、等几种产品。●盆式支座是钢构件与橡胶组合而成的新型桥梁支座，与同类的其它型号盆式支座和铸钢辊轴支座相比，具有承载能力大、水平位移量大、转动灵活等特点，且重量轻，结构紧凑，构造简单，建筑高度低，加工制造方便，节省钢材，降低造价等优点，是适宜于大垮桥梁使用的较理想的支座。伸缩缝●钢板伸缩缝、模数式伸缩缝