桥梁工程教学概述PPT.ppt

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1、什么是桥？什么是桥？桥梁的定义桥梁的定义：“桥是跨越障碍的通道桥是跨越障碍的通道”。美国美国韦氏大词典韦氏大词典桥梁桥梁(Bridge)是指供铁路、道路、管道、渠道等交通运输线路跨越是指供铁路、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。水体或山谷的工程构筑物。桥梁工程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。技术的总称。n 桥梁的起源桥梁的起源“你走你的阳关道，我过我你走你的阳关道，我过我的独木桥。的独木桥。”n 1.1 桥梁工程的地位和作用桥梁工程的地位和作用 土木工程学科的一个分支，道桥方向最主要

2、的专业课。土木工程学科的一个分支，道桥方向最主要的专业课。桥梁是交通工程的咽喉，各种道路工程的关键节点桥梁是交通工程的咽喉，各种道路工程的关键节点（里程短、难度（里程短、难度大、造价高、工期长）大、造价高、工期长）城市立体交通的主要构成城市立体交通的主要构成(立体交叉、高架道路立体交叉、高架道路)国民经济发展需要国民经济发展需要 国防需要国防需要 人民生活需要人民生活需要 景观景观n 1.2 桥梁的基本组成与分类桥梁的基本组成与分类hL1、基本组成、基本组成桥台路堤设计水位通航水位低水位上部结构l 0l b桥墩锥形护坡基础梁式桥概貌上部结构：上部结构：即桥跨结构是跨越障碍的主要承重结构即桥跨结

3、构是跨越障碍的主要承重结构支支 座：座：在桥跨结构与墩台的支撑处设置的传力装置，并且要保证上部结构在桥跨结构与墩台的支撑处设置的传力装置，并且要保证上部结构 按设计要求能产生一定的变位。按设计要求能产生一定的变位。下部结构：下部结构：桥墩：桥墩：支承上部结构、并传递荷载至基础支承上部结构、并传递荷载至基础桥台：桥台：支承上部结构、传递荷载至基础，并与路堤相衔接，支承上部结构、传递荷载至基础，并与路堤相衔接，抵御路堤土压力抵御路堤土压力基础：基础：奠基部分，承担了从桥墩和桥台传来的全部荷载奠基部分，承担了从桥墩和桥台传来的全部荷载附属设施：附属设施：桥面系、伸缩缝、桥面系、伸缩缝、桥头搭板和锥形

4、护坡等桥头搭板和锥形护坡等全桥结构h2、常用术语、常用术语L桥台桥台路堤路堤设计水位设计水位通航水位通航水位低水位低水位上部结构上部结构l0l b桥墩桥墩锥形护坡锥形护坡基础基础梁式桥概貌梁式桥概貌(1)水位：水位：低水位、高水位、设计水位、通航水位低水位、高水位、设计水位、通航水位低水位：低水位：指枯水季节的最低水位。指枯水季节的最低水位。高水位高水位：指洪峰季节河流中的最高水位。：指洪峰季节河流中的最高水位。设计水位：设计水位：指对应于设计洪水频率的洪峰流量水位。指对应于设计洪水频率的洪峰流量水位。通航水位：通航水位：指在各级航道中，能保持船舶正常航行时的水位。指在各级航道中，能保持船舶正

5、常航行时的水位。（2)跨径：跨径：净跨径净跨径l0、总跨径、总跨径l0、计算跨径、计算跨径l、标准跨径、标准跨径Lk、桥梁全长、桥梁全长L净跨径：净跨径：对于对于梁式桥梁式桥是指设计洪水位上相邻两个桥墩（或桥台）之间的水是指设计洪水位上相邻两个桥墩（或桥台）之间的水 平净距，通常用平净距，通常用l l0 0表示；表示；对于对于拱式桥拱式桥是指每孔拱跨两个拱脚截面最低点之间的水平距离。是指每孔拱跨两个拱脚截面最低点之间的水平距离。总跨径总跨径：是指各孔净跨径的总和，也称桥梁孔径（：是指各孔净跨径的总和，也称桥梁孔径（l l0 0）它反映了排泄洪）它反映了排泄洪 水的能力。水的能力。计算跨径：计算

6、跨径：对于对于具有支座的桥梁具有支座的桥梁，是指桥跨结构相邻两个支座中心之间的，是指桥跨结构相邻两个支座中心之间的 距离，通常用距离，通常用l l表示；表示；对于对于拱式桥拱式桥，是两相邻拱脚截面形心点之间的水平距离。，是两相邻拱脚截面形心点之间的水平距离。桥梁全长：桥梁全长：指桥梁两端两个桥台的侧墙或八字墙后端点之间的距指桥梁两端两个桥台的侧墙或八字墙后端点之间的距 离（无桥台为行车道长），以离（无桥台为行车道长），以L L表示。表示。标准跨径：标准跨径：公路桥涵设计通用规范规定公路桥涵设计通用规范规定对标准设计或新建桥涵跨径在对标准设计或新建桥涵跨径在 50m以下时，一般均应采用标准跨径，

7、对于以下时，一般均应采用标准跨径，对于梁式桥梁式桥指两相邻桥指两相邻桥 墩中线之间的距离，或墩中线至桥台台背前缘之间的距离。墩中线之间的距离，或墩中线至桥台台背前缘之间的距离。对于对于拱式桥拱式桥指净跨径。指净跨径。(3)高度：高度：桥梁高度、桥梁高度、桥下净空、桥梁建筑高度桥下净空、桥梁建筑高度桥梁高度：桥梁高度：指桥面与低水位之间的高差。指桥面与低水位之间的高差。桥下净空高度：桥下净空高度：是指设计洪水位或计算通航水位至桥跨结构最下缘之间是指设计洪水位或计算通航水位至桥跨结构最下缘之间 的距离，用的距离，用H H表示。表示。建筑高度：建筑高度：指桥上行车路面（或轨顶）标高至桥跨结构最指桥上

8、行车路面（或轨顶）标高至桥跨结构最下缘之间的距下缘之间的距 离离。允许建筑高度：允许建筑高度：指公路定线中所确定的桥面高程对通航净空顶部高程之差。指公路定线中所确定的桥面高程对通航净空顶部高程之差。f 0fl31l 02456810拱桥的高度：拱桥的高度：净矢高净矢高 f0、矢高、矢高 f、矢跨比、矢跨比(f/l)791拱圈；拱圈；2拱顶；拱顶；3拱脚；拱脚；4拱轴线；拱轴线；5拱腹；拱腹；6拱拱背；背；7变形缝；变形缝；8桥台；桥台；9基础；基础；10锥坡；锥坡；11拱上结构拱上结构拱桥概貌拱桥概貌拱桥的高度：拱桥的高度：净矢高净矢高 f0、矢高、矢高 f、矢跨比、矢跨比(f/l)净矢高：净

9、矢高：是指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是指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。直距离。计算矢高计算矢高：是指从拱顶截面形心至相邻两拱脚截面形心之连线的垂直距：是指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。离。矢跨比：矢跨比：是拱桥中拱圈（或拱肋）的计算矢高与计算跨径之比。是拱桥中拱圈（或拱肋）的计算矢高与计算跨径之比。受力特点：受力特点：在竖向荷载作用下，桥墩和桥台处无水平反力，梁以受弯为在竖向荷载作用下，桥墩和桥台处无水平反力，梁以受弯为主。主。用材：用材：抗弯、抗拉能力强的材料（钢、配筋混凝土、钢一混凝土组合结抗弯、抗拉能力强的材料

10、（钢、配筋混凝土、钢一混凝土组合结构等）构等）1、桥梁按受力体系分类、桥梁按受力体系分类：梁、拱、吊梁、拱、吊三大基本体系三大基本体系（1 1）梁式桥）梁式桥 组成：组成：主梁主梁桥墩（台）桥墩（台）桥墩（台）桥墩（台）n 1.2 桥梁的基本组成与分类桥梁的基本组成与分类 简支梁桥简支梁桥连续梁桥连续梁桥悬臂梁桥悬臂梁桥钢桥和钢钢桥和钢混凝土组合梁混凝土组合梁桥桥(a)简支简支梁桥梁桥(d)变截面连续梁桥变截面连续梁桥公路路面标高公路路面标高铁路路面标高铁路路面标高飞云江桥飞云江桥多跨简支梁，全长多跨简支梁，全长1721m，分跨为，分跨为18x51+5x62+14x35(m)，桥面宽，桥面宽1

11、3m（2）拱桥）拱桥 组成：组成：主拱圈主拱圈吊吊杆杆纵梁（系杆）纵梁（系杆）桥墩（台）桥墩（台）桥墩（台）桥墩（台）受力特点：受力特点：在竖向荷载作用下，桥墩和桥台将承受水平推力，承重在竖向荷载作用下，桥墩和桥台将承受水平推力，承重结构（拱圈或拱肋）以受压为主。结构（拱圈或拱肋）以受压为主。用材：用材：抗压能力强的圬工材料（如砖、石、混凝土）和钢筋混抗压能力强的圬工材料（如砖、石、混凝土）和钢筋混凝土、钢等来建造。凝土、钢等来建造。(d)H图图1.4(e)H 型式：型式：双曲拱双曲拱a、中承式钢管拱中承式钢管拱c、系杆拱桥、系杆拱桥d、“飞雁式飞雁式”三跨自三跨自锚式微小推力拱桥锚式微小推力

12、拱桥e(a)(c)丫髻沙大桥（飞雁式拱桥，7636076m，桥梁全长1084m，2000年建成）（3）刚构桥刚构桥 组成：组成：梁（或板）与立柱（或竖梁（或板）与立柱（或竖墙）整体结合在一起的刚架结墙）整体结合在一起的刚架结构，梁和柱的连结处具有很大构，梁和柱的连结处具有很大的刚性，以承担负弯矩的作用。的刚性，以承担负弯矩的作用。受力特点：受力特点：在竖向荷载作用下，柱脚处具有水平反力，梁部主要受弯，但在竖向荷载作用下，柱脚处具有水平反力，梁部主要受弯，但弯矩水平值较同跨径的简支梁小，梁内还有轴压力弯矩水平值较同跨径的简支梁小，梁内还有轴压力H，因而其受力，因而其受力状态介于梁桥与拱桥之间。状

13、态介于梁桥与拱桥之间。用材：用材：钢筋混凝土、预应力混凝土、钢等钢筋混凝土、预应力混凝土、钢等VV(b)VHVHVMH(a)MVH 型式：型式：门式刚架桥门式刚架桥(c)(d)(e)(f)T型刚构桥型刚构桥 c连续刚构桥连续刚构桥 d刚刚构构连续组合体系连续组合体系 e斜腿式刚构桥斜腿式刚构桥 f刚构桥刚构桥T型刚构桥：型刚构桥：重庆长江大桥重庆长江大桥85.64X138156174104.5m，分离双箱。挂梁，分离双箱。挂梁（T梁）长梁）长30m。1980年建年建成。成。连续刚构：连续刚构：广东洛溪桥广东洛溪桥我国第一座大跨径连续刚构我国第一座大跨径连续刚构桥，跨径为桥，跨径为65+1251

14、80110m，h支支=10m，h中中=3.0 m，双肢薄壁墩双肢薄壁墩,1988年建成通车。年建成通车。(4)斜拉桥斜拉桥主梁主梁塔塔塔塔 组成：组成：斜拉索斜拉索 受力特点：受力特点：竖向荷载作用下，受拉的斜索将主梁多点吊起，并将主梁的恒竖向荷载作用下，受拉的斜索将主梁多点吊起，并将主梁的恒载和车辆等其它荷载传至塔柱，再通过塔柱基础传至地基。塔柱基载和车辆等其它荷载传至塔柱，再通过塔柱基础传至地基。塔柱基本上以受压为主。跨度较大的主梁就象一条多点弹性支承（吊起）本上以受压为主。跨度较大的主梁就象一条多点弹性支承（吊起）的连续梁一样工作，从而使主梁内的弯矩大大减小。主梁截面的基的连续梁一样工作

15、，从而使主梁内的弯矩大大减小。主梁截面的基本受力特征为偏心受压构件。高次超静定结构。本受力特征为偏心受压构件。高次超静定结构。用材：用材：高强平行钢丝或钢绞线等制成斜拉索，主梁用材有预应力混凝高强平行钢丝或钢绞线等制成斜拉索，主梁用材有预应力混凝土、钢、钢混凝土组合（结合、叠合）、钢混凝土混合等土、钢、钢混凝土组合（结合、叠合）、钢混凝土混合等 型式：型式：纵向：纵向：三跨双塔式结构、独塔双跨式（稀索桥三跨双塔式结构、独塔双跨式（稀索桥a，不等跨斜拉，不等跨斜拉b，斜塔斜塔c，斜塔无背索式，斜塔无背索式d）横向：横向：双索面布置，也有单索面结构。双索面布置，也有单索面结构。独塔式斜拉桥独塔式斜

16、拉桥755459.3759.37(a)3 0 3(c)195320200(b)(d)洪山庙大桥日本多多罗桥(5)悬索桥悬索桥跨越能力最大，受力简单明了，成卷的钢缆易于运输，在将跨越能力最大，受力简单明了，成卷的钢缆易于运输，在将缆索架设完成后，便形成了一个强大稳定的结构支承系统，施缆索架设完成后，便形成了一个强大稳定的结构支承系统，施工过程中的风险相对较小。工过程中的风险相对较小。组成：组成：塔塔柱柱锚锚锭锭锚锚锭锭塔塔柱柱缆索缆索吊杆吊杆加劲梁加劲梁 受力特点：受力特点：竖向荷载作用竖向荷载作用下，通过吊杆使缆索承受很大的拉力，缆索锚下，通过吊杆使缆索承受很大的拉力，缆索锚于悬索桥两端的锚碇结构中。缆索传至锚碇的拉力可分解为垂直于悬索桥两端的锚碇结构中。缆索传至锚碇的拉力可分解为垂直和水平两个分力，因而悬索桥也是具有水平反力（拉力）的结构。和水平两个分力，因而悬索桥也是具有水平反力（拉力）的结构。用材：用材：采用高强度的钢丝成股编制形成钢缆采用高强度的钢丝成股编制形成钢缆 型式：型式：单跨式悬索桥单跨式悬索桥a，三跨式悬索桥，三跨式悬索桥b缆缆索索(a)(b)锚碇锚碇桥塔桥塔吊杆吊杆