桥梁工程课件

1、 总论总论 钢筋混凝土简支梁桥钢筋混凝土简支梁桥 桥梁支座桥梁支座 预应力混凝土连续梁桥预应力混凝土连续梁桥 圬工和钢筋混凝土拱桥圬工和钢筋混凝土拱桥 斜拉桥斜拉桥 悬索桥悬索桥 钢桥的制造和架设钢桥的制造和架设 1 一、桥梁的基本组成部分 三、桥梁的其他分类简述 四、桥梁造型与美学 二、桥梁的主要类型 1 桥梁的组成和分类 2 车辆和行人跨越障碍的建筑工程物；是线路跨越障碍的的 延伸部分或连接部分。 桥桥 梁梁 3 一、桥梁组成一、桥梁组成: : 上部结构上部结构（superstructure），包括），包括 桥跨结构，也叫承重结构桥跨结构，也叫承重结构 桥面构造桥面构造（deck） 下部结

2、构下部结构（substructure），也叫支承结构，包括），也叫支承结构，包括 桥墩与桥台桥墩与桥台（abutment and pier） 墩台基础墩台基础（foundation） 支座支座（bearing） 附属结构物附属结构物 4 1.跨度或跨径（span）表征桥梁技术水平的 重要指标。 净跨径l0 ： 梁式桥的净跨径是设计洪水位上两相邻桥墩 （或桥台）之间的净距。 常用技术术语常用技术术语 5 拱桥的净跨径的是每孔拱跨两个拱脚界面最低 点之间的水平距离。 常用技术术语常用技术术语 6 总跨径l0 ：多孔桥梁中各孔净跨径的总和， 也称桥梁孔径，反应了桥下宣泄洪水的能力。 计算跨径l ：

3、梁式桥的计算跨径指两相邻支座中心的距离。 常用技术术语常用技术术语 7 拱桥的计算跨径指每孔拱跨两个拱脚界面型心点 之间的水平距离。 常用技术术语常用技术术语 8 2.桥长L1：两桥台胸墙之间的距离，桥梁规模的 划分指标。 桥全长L：两桥台台尾之间的距离。 常用技术术语常用技术术语 9 3.桥梁高度：桥面与低水位（或桥下路面）之间 的距离。 建筑高度h ：行车路面（或轨顶）至桥跨结构最 下缘之间的距离。 桥下净空高度H ：桥跨结构最下缘至设计洪水位 （或计算通航水位）之间的距离。 常用技术术语常用技术术语 10 公 路 桥铁 路 桥公 铁 两 用 桥人 行 桥农 桥渡 槽管 线 桥 用 途 用

4、途材料结构体系 桥面位置 工程规模 跨越对象其他 桥梁分类 钢 桥钢 筋 混 凝 土 桥预 应 力 混 凝 土 桥结 合 桥圬 工 桥 材 料 11 梁式桥拱桥悬索桥组合体系 结构体系 上承式桥中承式桥下承式桥 桥面位置 跨线桥立交桥开启桥浮桥漫水桥 其他 12 结构体系分结构体系分 类类 a悬臂梁桥 b连续梁桥 c拱桥 d悬索桥 e刚架桥 fT型刚构 g斜腿刚构 h连续刚构 i斜拉桥 j系杆拱 13 梁桥梁桥 简支梁桥 悬臂梁桥 等截面连 续梁桥 变截面连 续梁桥 连续刚构 梁为承重结构，主要以其抗弯能力来承受荷载；在竖向荷载作用下， 其支承反力也是竖直的；简支的梁部结构只受弯受剪，不承受轴

5、向力 增加中间支承，可减少跨中弯矩，更合理地分配内力，加大跨越能力 梁式体系分实腹式和空腹式，前者的梁截面为T形、工字形和箱形等， 后者指桁架结构；梁的高度可等高或变高 14 刚构（架）桥刚构（架）桥 墩梁共同受弯剪 T形刚构的优缺点 墩柱的变化形式 门式刚架 T形刚构 斜腿刚构 V形刚构 15 拱桥拱桥 三铰拱 两铰拱 无铰拱 系杆拱 结构特征结构特征：主要承重结 构具有曲线外形 受力特点受力特点：在竖向荷载 作用下，拱主要承受轴 向压力，但也受弯受剪。 支承反力不仅有竖向反 力，也承受较大的水平 推力 静力学分类静力学分类：单铰拱、 双铰拱、三铰拱和无铰 拱 常用材料常用材料：石材、钢筋

6、混凝土、钢材 施工方法施工方法：有支架和无 支架施工 系杆 吊杆 主拱圈 立柱 行车道系 16 悬索桥悬索桥 组成：主要由索（又称缆）、塔、锚碇、加劲梁等组成 受力：在竖向荷载作用下，索受拉，塔受压，锚碇受拉拔反力 材料：索通常用高强度钢丝制成圆形大缆，加劲梁多采用钢桁架或 扁平箱梁，桥塔可采用钢筋混凝土或钢 跨度：因悬索的抗拉性能得以充分发挥且大缆尺寸基本上不受限制， 故悬索桥的跨越能力一直在各种桥型中名列前茅 缆 塔 锚锭 加劲梁 17 斜拉桥斜拉桥 形式形式：由梁、塔和斜索组成的组合体系，结构型式多样，造型优美 壮观 受力受力：在竖向荷载作用下，梁以受弯为主，塔以受压为主，斜索则 承受拉

7、力 材料材料：斜索采用高强钢丝制成，塔多采用钢筋混凝土，梁采用预应 力混凝土梁或钢箱梁 斜拉索 索塔 主梁 18 2 2 国内外桥梁的发展概况国内外桥梁的发展概况 一、我国桥梁建筑成就 三、桥梁工程展望 二、国外桥梁建筑的发展 19 桥梁按年代分类桥梁按年代分类 古代桥梁古代桥梁大致指19世纪之前的桥梁。 现代桥梁现代桥梁19世纪20年代，世界上出现铁路。 现代桥主要是为适应铁路建设的需要，在19世 纪后期逐步发展起来的，并在铁路上使用至今。 当代桥梁当代桥梁是本世纪50年代左右发展起来的， 主要为公路和城市道路服务的。 20 我国桥梁建筑的成就我国桥梁建筑的成就 21 赵赵 州州 桥桥 在隋

8、大业元年（公元605年左右），李春在河北赵县修建了赵 州石拱桥（又称安济桥）。 该桥净跨37.02m，宽9m，构思巧妙，造型美观，工艺精致， 历1400年而无恙，举世闻名，被誉为“国际土木工程里程碑建 筑”。 22 灞灞 陵陵 桥桥 位于在渭源县南城门外的清源河上，是一座古典纯木结构卧式 悬壁拱桥，俗称“卧桥”，结构独特，工艺精巧，已成为渭水 一大景观 始建于明洪武初年（1368年），1919年重建，跨度29.5m， 高15.4m，宽4.8m；桥底部以十根粗壮圆木并列十一组，从 两岸桥墩逐次递级，飞挑凌空，形成半圆状桥体，桥面有台阶 通道三条，并配有扶手栏杆，桥顶为飞檐挑阁式廊房，共13间 6

9、4柱 23 宋宋 代代 虹虹 桥桥 虹桥（10321033年），见宋代画家张泽端的名画清明上河图 构造奇特，采用两套木拱并配以横木，形成稳定的超静定结构 。 24 灞（河）桥灞（河）桥 位于陕西省西安市城 东，跨灞水，始建于 秦汉 常遭水患等各种灾害， 屡毁屡修，清道光十 三年（1833年）重修， 为67孔简支木梁桥， 长近400米，历时 120多年未毁 1955年灞河桥改建为 钢筋混凝土桥，桥墩 仍利用旧桥石墩，并 用钢筋混凝土加高 25 卢沟桥卢沟桥 位于北京西南，1192年建成，共11孔，跨度 11.413.5m 桥栏上配有栩栩如生的大小石狮485个，世所罕见 26 福建泉州万安桥福建泉

10、州万安桥 世界上尚保存的最长、 工程最艰巨的石墩石梁 桥 建于宋朝 （10531059年） ， 又称洛阳桥。此桥现长 834m，共47孔，大约 3.7m宽 施工方法特殊（放养牡 蛎，靠蛎壳与块石相胶 结形成的整体基础来抵 抗风浪） 27 江东桥（虎渡桥）江东桥（虎渡桥） 距福建漳州17公里，始建于南宋绍熙年间（公元119094 年），初为浮桥，嘉定七年（公元1214年）改建为石梁桥， 梁石最重近200吨，“虎渡桥”名的来历 古石桥几经兴废，1928年改建为简易的钢筋混凝土公路桥。 抗日战争时期，国民党政府把该桥炸毁，以阻日军进犯，建 国后立即修复，1972年又改建，但当年 “虎渡桥”遗迹尚 存

11、，正在维修 28 广济桥（湘子桥）广济桥（湘子桥） 中国古代名桥之一，建于宋（1173）至明（1513）之间，位 于广东潮安县，横跨韩江 21跨，518m长，上部结构有 石拱、木梁、石梁等多种型式， 还有用18条木船组成的长达 97.30m的开合式浮桥 29 苏州宝带桥苏州宝带桥 连续石拱桥，35孔，长317m，中间三孔跨度 较大，用于通航 建于816819年 ，江苏苏州 30 灌灌 县县 安安 澜澜 竹竹 索索 桥桥 始建于宋朝（990年），明朝末年毁于战 火 清嘉庆八年（1803年）仿旧制重建，名 安（渡狂）澜桥，桥长340m，分为8孔， 最大跨度61m 1974年因兴建外江水闸，将桥下移

12、100 余米，改用钢索 31 玉带桥玉带桥 十七孔桥十七孔桥 北京颐和园内的十七孔 桥建于清乾隆年间 （1736 1795年） 拱洞从桥中间向两端逐 渐收小 玉带桥建于清乾隆 十五年（1750年） 两端有反弯曲线的 玉石拱 32 湖州三桥湖州三桥 位于江苏湖州双林镇，主拱跨12.6m，宽3.5m 居中的拱桥大约建于800年前 中国南方地区拱桥特点 33 大大 渡渡 河河 铁铁 索索 桥桥 建于1706年，长约103m，宽约2.8m，由13条锚固 于两岸的铁链组成 作为革命文物保存，现正在维修 34 我国大跨径铁路钢梁桥的特点我国大跨径铁路钢梁桥的特点 结构形式结构形式以以桁架梁桁架梁形式为主形

13、式为主 材料材料主要采用主要采用低合金钢低合金钢（1616锰桥钢）锰桥钢） 结构连接结构连接从早期的从早期的铆接铆接过渡到栓焊连接（指杆件过渡到栓焊连接（指杆件 或构件在工厂或构件在工厂焊接焊接制造，在工地采用制造，在工地采用高强度螺栓高强度螺栓拼拼 接）接） 施工施工采用采用悬臂拼装悬臂拼装等方法等方法 在在2020世纪世纪8080年代，开始研制年代，开始研制钢箱梁钢箱梁和和正交异性桥面正交异性桥面 板板结构结构 在在2020世纪世纪9090年代，钢箱梁在公路大跨度悬索桥、斜年代，钢箱梁在公路大跨度悬索桥、斜 拉桥中得到较多应用拉桥中得到较多应用 35 钱塘江桥钱塘江桥 主跨1665.84m

14、，公铁两用，由我国桥梁先驱茅以升 先生主持修建 1937年9月通车，同年12月侵华日军攻陷杭州，我国 军队西撤后将桥炸毁，1947年3月修复 36 武汉长江大桥武汉长江大桥 中国第一座跨越长江的大桥，1957年完成 钢桁架连续梁桥，主跨128m，双层桥面，公铁两用 悬臂拼装法施工 37 南京长江大桥南京长江大桥 1968年完成，其材料、设计、施工全部自己承担 钢桁架连续梁桥，主跨160m，双层桥面，公铁两用 悬臂拼装法施工，深水基础施工 38 九江长江大桥九江长江大桥 1992年完成，位 于江苏九江 连续钢桁架带加 劲拱梁桥，主跨 216m，双层桥面， 公铁两用 悬臂拼装法施工 39 芜湖长江

15、大桥芜湖长江大桥 2000年完成，位于安徽芜湖 低塔加劲连续钢桁架梁桥，主跨312m，双层桥面，公铁两 用 悬臂拼装法施工 40 安康专线铁路斜腿刚构桥安康专线铁路斜腿刚构桥 钢斜腿刚构，箱形截面，单线铁路桥 主跨176m，世界同类桥梁第一 41 预预 应应 力力 混混 凝凝 土土 梁梁 式式 桥桥 2020世纪世纪5050年代，开始对预应力混凝土桥进行研究和试验年代，开始对预应力混凝土桥进行研究和试验 60607070年代，我国采用悬臂施工方法，开始建造预应力混凝土年代，我国采用悬臂施工方法，开始建造预应力混凝土T T形刚构桥形刚构桥 8080年代，采用悬臂法施工的大跨度预应力混凝土连续梁桥

16、得到较快发展年代，采用悬臂法施工的大跨度预应力混凝土连续梁桥得到较快发展 9090年代，普遍应用大跨度预应力混凝土连续梁桥以及连续刚构桥年代，普遍应用大跨度预应力混凝土连续梁桥以及连续刚构桥 42 五陵卫河桥五陵卫河桥 位于河南省汤阴县，在汤阴至濮阳原窄轨铁路线上 为中国采用了平衡悬臂拼装法建成的第一座预应力 混凝土T型刚构桥，1965年4月建成通车 桥全长105，分跨为255025，桥面宽4.5 43 旧庄河一号桥旧庄河一号桥 位于云南省禄丰县境内的成昆铁路线上，是中国铁 路上首次采用悬臂拼装法施工的预应力混凝土桥 全长106m，主跨为24+48+24m，1966年完成 44 福建乌龙江桥福

17、建乌龙江桥 预应力混凝土T型刚构桥（带挂孔） 主跨144m，1971年完成 45 重庆长江公路大桥重庆长江公路大桥 预应力混凝土T型刚构桥（带挂孔） 主跨174m，1980年完成 46 云南六库怒江大桥云南六库怒江大桥 三跨预应力混凝土连续梁 主跨154m，1990年完成 47 茅岭江桥茅岭江桥 位于广西防城，1986年竣工 一对平行并列、上下部结构分离、跨度相同 的铁路桥和公路桥，分跨488048m 48 广东洛溪大桥广东洛溪大桥 双薄壁墩预应力混凝土连续刚构桥 主跨180m，1988年完成 49 黄石长江大桥黄石长江大桥 公路预应力混凝土连续刚构桥 主跨245m，湖北黄石，1995年建成

18、50 虎门大桥西航道桥虎门大桥西航道桥 双薄壁墩预应力混凝土连续刚构桥 主跨270m，世界排名第三，1997年完成 51 南昆线清水河桥南昆线清水河桥 铁路预应力混凝土连续刚构桥 主跨128m，墩高100m，1996年完成 52 南昆线板其二号桥南昆线板其二号桥 采用曲线连续刚构体系，曲线半径R = 450m 我国铁路上的第一座弯梁桥 主跨布置为447244m 53 攀钢金沙江单线铁路桥攀钢金沙江单线铁路桥 该桥全长630.69米，主桥为三跨PC刚构， 双薄壁空心墩，主跨100m+168m+100m， 在同类桥梁中跨度居国内第一，1999？年完工 54 浊漳河桥浊漳河桥 预应力混凝土斜腿刚构桥

19、 主跨82m，1981年建成，支架法施 工 55 厦门高集海峡大桥厦门高集海峡大桥 多跨预应力混凝土箱梁桥（8458451245 1045845m），总长2 070m 在中国首次采用移动式模架逐孔现浇施工 1991年竣工，跨越高崎集美海峡 56 钱塘江二桥钱塘江二桥 公路、铁路并行分离的公路铁路两用桥，铁路桥双线，1991年 竣工 公路、铁路正桥均为18孔一联预应力混凝土箱型连续梁，分跨 为456514806545m，连续长度达1340m，为目前 国内之冠 57 大跨预应力混凝土梁桥的基本特点大跨预应力混凝土梁桥的基本特点 在纵向采用三跨或多跨对称布置的变高度梁在纵向采用三跨或多跨对称布置的变

20、高度梁 在横向采用单箱（或多箱）单室（或多室）的在横向采用单箱（或多箱）单室（或多室）的 箱形截面箱形截面 纵横向预应力采用钢铰线大吨位预应力体系纵横向预应力采用钢铰线大吨位预应力体系 （包括相应锚具和张拉设备），竖向预应力采（包括相应锚具和张拉设备），竖向预应力采 用高强度粗钢筋，形成三向预应力用高强度粗钢筋，形成三向预应力 施工方法为悬臂拼装或灌筑施工方法为悬臂拼装或灌筑 58 石拱桥和钢筋混凝土拱桥石拱桥和钢筋混凝土拱桥 石拱桥历史悠久。石拱桥历史悠久。 创造和推广了不少新颖的混凝土和钢筋混凝创造和推广了不少新颖的混凝土和钢筋混凝 土拱桥结构。双曲拱桥，桁架拱、刚架拱、土拱桥结构。双曲拱

21、桥，桁架拱、刚架拱、 扁壳拱等。扁壳拱等。 无支架施工方法。缆索吊装法、悬臂扣挂或无支架施工方法。缆索吊装法、悬臂扣挂或 桁架法、劲性骨架法和转体法等。桁架法、劲性骨架法和转体法等。 钢管混凝土拱桥钢管混凝土拱桥。 59 成昆铁路一线天桥成昆铁路一线天桥 铁路石拱桥，跨度54m 有支架（钢拱架）施工，1966年建成 60 九溪沟大桥九溪沟大桥 位于四川省丰都县九溪沟，跨径为116m 有支架施工，1972年建成，时为世界上跨径最大的石拱 桥，保持纪录18年之久 61 公路石拱桥，1990年建成，跨度120m，当 时为世界跨度第一 有支架施工 乌巢河桥乌巢河桥 62 双双 曲曲 拱拱 河南前河大桥

22、 中国最大的公路双 曲拱桥，跨度 150m， 1970年 建成 有支架施工 63 刚架拱刚架拱 主腿 次腿 主梁次梁 64 四川宜宾金沙江小南门大桥四川宜宾金沙江小南门大桥 中承式混凝土提篮拱桥，跨 度240m， 1990年建成， 时称“亚洲第一大中承 式钢混拱桥” 劲性骨架法施工 2001年11月7日4：30分左 右桥面突然垮塌 65 四川宜宾金沙江小南门大桥四川宜宾金沙江小南门大桥 66 重庆綦江新虹桥重庆綦江新虹桥 原虹桥为钢管混凝土系杆拱，因质量事故于1999年1月4日整体 垮塌，死40人，伤14人，震惊全国 新虹桥系X型钢筋混凝土人行拱桥，全长160米，净跨130米， 宽7.5米，1

23、999年9月28日开工，2000年12月峻工并投入使用， 立碑纪念 四川省交通厅设计院设计，大桥局施工，“全国最老最大的建桥 队正建造一座该队建桥史上最小但影响最大的桥” 67 北京永定河北京永定河7 7号桥号桥 铁路钢筋混凝土中承式拱桥，跨度150m 1972年建成，拱架法施工（铁路最大跨度） 68 四川涪陵乌江大桥四川涪陵乌江大桥 跨度200m，1988年建成 转体法施工 69 四川旺苍东河大桥四川旺苍东河大桥 我国第一座钢管混凝土系杆拱桥 跨度115m，1990年建成 70 三峡工程专用公路黄柏河三峡工程专用公路黄柏河 桥桥 上承式钢管砼拱，桥长276.71m，跨度160m 转体施工，1

24、996年竣工 71 桁架拱：贵州剑河桥桁架拱：贵州剑河桥 主跨150m，1985年建成 72 组合桁架拱：江界河桥组合桁架拱：江界河桥 位于贵州瓮安 跨度330m， 世界上跨度最 大的桁架拱桥 悬臂拼装施工 1995年建成 73 四川万州长江大桥：全景四川万州长江大桥：全景 世界上跨度最大的钢筋混凝土拱桥，主跨420m 采用劲性骨架（含钢管混凝土）和缆索吊装方法施 工 1997年建成 74 四川万州长江大桥：全桥模型试验四川万州长江大桥：全桥模型试验 75 斜拉桥斜拉桥 自自2020世纪世纪5050年代公路斜拉桥问世以来，这种结年代公路斜拉桥问世以来，这种结 构合理、跨越能力大、外形美观的桥型

25、就如异构合理、跨越能力大、外形美观的桥型就如异 军突起，发展迅猛。军突起，发展迅猛。 在在7070年代，我国开始探索和实践斜拉桥，修建年代，我国开始探索和实践斜拉桥，修建 了四川云阳汤溪河桥（主跨了四川云阳汤溪河桥（主跨76m76m）和上海松江）和上海松江 县新五桥（主跨县新五桥（主跨54m54m）。）。 至今，已修建各种类型的斜拉桥至今，已修建各种类型的斜拉桥5050座左右，成座左右，成 为目前世界上建造斜拉桥座数最多的国家之一为目前世界上建造斜拉桥座数最多的国家之一。 76 四川云阳汤溪河桥四川云阳汤溪河桥 我国第一座试验性斜拉桥，孔跨布置为 34.91+75.84+34.91m，全长15

26、3.12m 每塔有三对斜拉索，由钢芯缆索组成，呈辐 射形布置。主梁为单箱，塔墩固结 1975年建成 77 济南黄河大桥济南黄河大桥 78 上海南浦大桥上海南浦大桥 79 上海杨浦大桥上海杨浦大桥 80 上海徐浦大上海徐浦大 桥桥 81 武汉长江二桥武汉长江二桥 82 武汉长江三桥（白沙洲大桥）武汉长江三桥（白沙洲大桥） 83 武汉军山大桥武汉军山大桥 84 铜陵长江大桥铜陵长江大桥 85 香港汲水门大桥香港汲水门大桥 主跨430m，1997年建成 86 福建青州闽江大桥福建青州闽江大桥 结合梁斜拉桥，主跨605m，2000年建成 87 宜昌夷陵长江大桥宜昌夷陵长江大桥 三塔单索面预应力混凝土斜

27、拉桥 主跨348m，梁段预制拼装，2001年完工 88 岳阳洞庭湖大桥岳阳洞庭湖大桥 三塔预应力混凝土斜拉桥，双索 面 主跨310m，2001年2月开通 89 南京长江二桥南京长江二桥 90 广西来宾红水河桥广西来宾红水河桥 91 斜拉桥特点斜拉桥特点 结构形式结构形式常采用的是双塔双（密）索面常采用的是双塔双（密）索面 （半）漂浮结构体系（半）漂浮结构体系 主塔材料主塔材料采用钢筋混凝土采用钢筋混凝土 主梁材料主梁材料为预应力混凝土或钢或两者的组为预应力混凝土或钢或两者的组 合合 主梁截面主梁截面为双（或多）主梁式、箱形等为双（或多）主梁式、箱形等 悬臂方法悬臂方法施工施工 技术研究课题技术

28、研究课题结构抗风、抗震设计以及斜结构抗风、抗震设计以及斜 索的使用寿命问题索的使用寿命问题 由于刚度的原因，由于刚度的原因，铁路斜拉桥铁路斜拉桥的实例极少的实例极少 92 汕头海湾大桥汕头海湾大桥 93 西陵长江大桥西陵长江大桥 94 广东虎门大桥广东虎门大桥 95 宜昌长江大桥宜昌长江大桥 96 海沧大桥海沧大桥 97 香港青马大桥香港青马大桥 98 江阴长江大桥江阴长江大桥 99 桥桥 梁梁 工工 程程 展展 望望 100 桥跨结构继续向大跨发展桥跨结构继续向大跨发展 预应力混凝土桥逐步成为发展主体（中小预应力混凝土桥逐步成为发展主体（中小 跨度）跨度） 结构型式和构造呈多样化发展结构型式

29、和构造呈多样化发展 桥梁设计理论更趋完善和合理桥梁设计理论更趋完善和合理 桥梁桥梁CADCAD技术应用更趋广泛技术应用更趋广泛 建桥材料向高强、新功能、轻质方向发展建桥材料向高强、新功能、轻质方向发展 101 3 3 桥梁的规划原则和设计要点桥梁的规划原则和设计要点 一、桥梁总体规划原则和基本设计资料 二、桥梁纵 横断面设计和平面布置 102 一一、桥梁设计原则和基本设计资料桥梁设计原则和基本设计资料 (一)基本原则 适用要求；安全要求；经济要求； 施工要求；美观要求。 103 能保证行车的通畅、舒适和安全；桥能保证行车的通畅、舒适和安全；桥 梁运量既能满足当前需要，也可适当照顾今梁运量既能满

30、足当前需要，也可适当照顾今 后发展；对跨越线路或河流的桥梁，要求不后发展；对跨越线路或河流的桥梁，要求不 妨碍桥下交通或通航；靠近城市、村镇等的妨碍桥下交通或通航；靠近城市、村镇等的 桥梁，还当综合考虑桥头和引桥地区的环境桥梁，还当综合考虑桥头和引桥地区的环境 和发展；在使用年限内，桥梁一般只需常规和发展；在使用年限内，桥梁一般只需常规 养护维修就可保证日常使用。养护维修就可保证日常使用。 104 桥梁的安全既包括桥上车辆、行人的安桥梁的安全既包括桥上车辆、行人的安 全，也包括桥梁本身的安全。结构在使用年全，也包括桥梁本身的安全。结构在使用年 限以内，在各种自然情况和荷载作用下，能限以内，在各

31、种自然情况和荷载作用下，能 具有足够的承载能力，能保持适当的安全度，具有足够的承载能力，能保持适当的安全度， 是对每一座桥梁的基本要求。是对每一座桥梁的基本要求。 105 在适用、安全的前提下，经济是衡量在适用、安全的前提下，经济是衡量 技术水平和作出方案选择的主要因素。桥梁技术水平和作出方案选择的主要因素。桥梁 设计应体现出经济特性。对于重大的桥梁工设计应体现出经济特性。对于重大的桥梁工 程，必须进行多方案的比较，详细研究技术程，必须进行多方案的比较，详细研究技术 上的可行性和先进性以及经济上的合理性。上的可行性和先进性以及经济上的合理性。 这样，才能对桥梁的建造消耗、施工、技术这样，才能对

32、桥梁的建造消耗、施工、技术 发展和今后使用等因素进行统筹考虑，得出发展和今后使用等因素进行统筹考虑，得出 合理的经济结论合理的经济结论 。 106 在适用、安全和经济的前提下，尽可能使桥在适用、安全和经济的前提下，尽可能使桥 梁具有优美的外形，并与周围的环境相协调，这梁具有优美的外形，并与周围的环境相协调，这 就是对桥梁美观的基本要求。合理的轮廓造型和就是对桥梁美观的基本要求。合理的轮廓造型和 布局、正确表达力的传递、以及结构风格和色彩布局、正确表达力的传递、以及结构风格和色彩 与周围环境的和谐一致，是体现美观的主要因素。与周围环境的和谐一致，是体现美观的主要因素。 在城市和游览地区，可适当考

33、虑桥梁建筑的艺术在城市和游览地区，可适当考虑桥梁建筑的艺术 处理，但不应当追求浮华和繁琐的细部装饰。处理，但不应当追求浮华和繁琐的细部装饰。 107 1. 调查桥梁的使用任务；调查桥梁的使用任务； 2. 桥位附近的地形资料桥位附近的地形资料 ； 3. 桥位附近的地质资料桥位附近的地质资料 ； 4. 桥位附近的水文资料桥位附近的水文资料 ； 5. 地方材料来源；地方材料来源； 6. 施工单位的施工能力；施工单位的施工能力； 7. 气象资料；气象资料； 8. 上、下游老桥调查资料。上、下游老桥调查资料。 ( (二二) )基本设计资料基本设计资料 108 ( (三三) ) 桥梁设计程序桥梁设计程序

34、109 二、桥梁立面、断面和平面布置二、桥梁立面、断面和平面布置 立面布置立面布置 桥梁总长桥梁总长 桥梁孔径布置桥梁孔径布置 桥面标高与桥下净空桥面标高与桥下净空 桥上及桥头的纵坡布置桥上及桥头的纵坡布置 110 桥梁立面、断面和平面布置（续）桥梁立面、断面和平面布置（续） 断面布置断面布置 桥面净空桥面净空 桥面宽度桥面宽度 行车道宽度行车道宽度 机 动 车 道 布机 动 车 道 布 置置 人行道人行道 自 行 车 道 布自 行 车 道 布 置置 横坡布置横坡布置 111 铁路桥梁建筑限界铁路桥梁建筑限界 112 桥梁立面、断面和平面布置（续）桥梁立面、断面和平面布置（续） 平面布置平面布

35、置 一般，大、中桥梁的平面一般，大、中桥梁的平面 线型为直线。当地形限制线型为直线。当地形限制 时，可把桥梁设置在曲线时，可把桥梁设置在曲线 上（直梁布置成折线状）上（直梁布置成折线状） 或直接建造或直接建造曲线桥曲线桥（结构（结构 本身呈曲线状）。桥上宜本身呈曲线状）。桥上宜 避免采用反向曲线。避免采用反向曲线。 在某些情况下（如对城市在某些情况下（如对城市 桥梁）也允许修建公路桥梁）也允许修建公路斜斜 桥桥，其斜度一般不大于，其斜度一般不大于4545 ， 在通航河流上不宜大于在通航河流上不宜大于5 5 。 113 4 4 桥桥 梁梁 设设 计计 荷荷 载载 114 荷载的种类、型式、大小荷

36、载的种类、型式、大小的确定是否得当， 既关系到桥梁建设的投资，也关系到桥梁的 安全 特点特点 荷载标准并不是一成不变的 作用于桥梁结构上的荷载（及其组合）可能会越 来越复杂 对结构行为和材料行为的认识在逐步加深 本节内容本节内容：介绍各类荷载的基本概念和计算 方法，实际设计时荷载取值按铁路桥涵设铁路桥涵设 计规范计规范 （以下简称铁桥规）和公路桥涵公路桥涵 设计通用规范设计通用规范计算 115 一、一、 荷载分类与组合荷载分类与组合 永久荷载（恒载） 基本可变荷载其他可变荷载 可变荷载偶然荷载 （公路）桥梁荷载 恒载活载 主力附加力特殊荷载 （铁路）桥梁荷载 (一) 荷载分类： 116 ( (

37、二二) ) 荷载组合荷载组合 荷载组合各种荷载的取舍以及它们同时作用的可能 性 组合原则以桥梁在施工和运营时可能处于最不利的 受力状态为原则 基本组合方式： 组合I：恒载（的一种或几种）与基本可变活载 （的一种或几种）相组合，即仅考虑主力； 组合II：组合I与其它可变荷载（的一种或几种） 相组合，即主力与附加力同时作用； 组合III：组合I与偶然荷载（的一种或几种）相组 合，即主力与特殊荷载同时作用。 117 其他可变荷载不同时组合表（公路）其他可变荷载不同时组合表（公路） 编号编号荷载名称荷载名称不与该荷载同时参与组合的荷载号不与该荷载同时参与组合的荷载号 14风力 15汽车制动力16，17

38、，18 16流水压力15，17 17冰压力15，16 18温度影响力 19支座摩阻力15 118 二、二、 永久荷载（恒载）永久荷载（恒载） 作用于桥梁上部结构的恒载结构的重力和附属设备等外加 重力； 作用在桥梁下部结构的恒载由支座传递的上部结构的重力、 墩台本身的重力、土压力和水压（浮）力等。 结构重力结构体积与材料容重的乘积 土压力计算涉及结构型式、填料性质、墩台位移和地基变形， 也与气象、水文和外加荷载等因素有关 水浮力指由地表水或地下水通过地基土壤的孔隙而传递给建 筑物基础底面的（由下而上的）水压力；对位于碎石类土、 砂类土、粘砂土等透水性地基上的墩台，需在设计中考虑水 浮力。 对于预

39、应力混凝土桥梁，在检算结构的使用性能（如混凝土 应力）时 预加应力当视为恒载；在检算结构的承载能力（如抗弯强度） 时，预加应力不作为恒载，但把预应力钢筋视为结构抗力的 一部分。 在外部超静定的混凝土桥梁结构中，混凝土收缩、徐变影响 力是长期存在并起作用的。基础变位一旦发生，其对结构的 影响也是长期的。 119 三、三、 可变荷载可变荷载 （一）（一） 基本可变活载（活载）基本可变活载（活载） 1.1.车辆活载车辆活载 车辆荷载指桥梁承受的机动交通活载。 对铁路桥，指列车活载；对公路桥，指汽车、 挂车、履带车等。车辆荷载的种类繁多，因 此，需要对车辆荷载进行调查分析和综合概 括，并按照安全、适用

40、和经济的原则，确定 出设计采用的标准活载。 对于不包括冲击效应冲击效应（后述）的车辆活 载，可称之为静活载静活载。 120 中活载中活载 我国铁路活载标准的情况是：20年代开始自行制订铁 路建筑标准，1938年公布中华活载标准，1951年制 订了中Z活载标准，1975年对中Z活载标准进行 修订，形成目前所用的中活载标准。 121 公路车辆活载公路车辆活载 公路车辆荷载标准化活载 4个等级： 汽车 10级、汽车 15级、 汽车 20级和汽车 超20级 重车与主车 考虑冲击力 计算荷载把经常地、大量出现的汽车排列形成的 车队，对一般桥梁设计起控制作用 验算荷载偶然地、个别出现的平板挂车或履带车，

41、只对较小跨径的桥梁或局部构件起控制作用 500kN履带车（简称履带 50），可多辆，间距50m 挂 80、挂 100和挂 120，按一辆计算 不计冲击力 122 汽汽 车车 车车 队队 纵纵 向向 排排 列列 123 汽车的平面尺寸和横向布置汽车的平面尺寸和横向布置 124 平板挂车和履带车荷载平板挂车和履带车荷载 125 标准活载的加载标准活载的加载 总的车道活载的折减总的车道活载的折减。 对铁路桥梁铁路桥梁的主要构件，双线活载取双线标准活载 之和的90%，三线及三线以上者取各线标准活载之 和的80%；对仅承受局部活载的构件则不考虑折减。 对公路桥梁公路桥梁，在按两行车队布载时，汽车活载不予

42、 折减；按三行车队布载时，汽车活载可在一定条件 下折减20%；按四行车队布载时，汽车活载可折减 30%，但折减后不得小于用两行车队布载的计算结 果。 加载加载就是按最不利原则布置标准活载，通过结构分 析计算桥梁活载效应（内力、应力和变形等）的最 不利值。 等代荷载等代荷载（或称换算均布荷载） 126 标准活载的等级选定标准活载的等级选定 根据桥梁所在线路的等级、使用任务、性质和 将来的发展等具体情况确定 公路公路 等级等级 汽车专用公路汽车专用公路一般公路一般公路 高速公路高速公路一一二二二二三三四四 计算计算 荷载荷载 汽超汽超20 汽超汽超20 汽汽20 汽汽20汽汽20汽汽20 汽汽10

43、 验算验算 荷载荷载 挂挂120 挂挂120 挂挂100 挂挂 100 挂挂 100 挂挂 100 履带履带 50 127 2.2. 车辆活载以一定的速度在桥上行驶时，会使桥梁发 生振动，产生动力作用。这种动力作用会使桥梁的 内力和变形较静活载作用时大。这种现象就称之为 冲击作用冲击作用。 冲击作用的大小采用冲击力冲击力来加以衡量。 冲击力受线路状态、车辆类型以及桥梁结构的型式 和跨度等因素的综合影响，目前还难以精确考虑， 只能在桥梁动载试验的基础上提出近似计算公式近似计算公式。 在设计中，引入冲击系数（冲击系数（1+1+ ）。当竖向活载包括 冲击力时，系指将静活载乘以冲击系数。冲击系数 的一

44、般形式是： Lb a 11 128 3.3. 铁路桥梁明桥面4kN/m2。 铁路桥梁道碴桥面，距离梁中心2.45米以内的人行 道，取10 kN/m2；距离梁中心2.45米以外的人行 道，取4 kN/m2。 公路桥梁的人群荷载一般取3kN/m2，城市郊区行 人密集地区一般取3.5kN/m2；人群荷载应与汽车 荷载同时考虑，但不与验算荷载同时计算。 人行道（钢筋混凝土）板还应以1.2 kN（公）或 1.5 kN（铁）的集中荷载进行检算，人群作用于栏 杆上的水平推力按0.75kN/m考虑，作用于立柱和 扶手的竖向力按1.0kN考虑。 129 4.4. 离心力是指车辆行驶在曲线线路上时，因速率方向 变

45、化而引起的横向水平力。离心力的大小等于车辆活 载（不计冲击力）乘以离心力系数C，C值按下式计算 式中 V设计行车速度（km/h）； R曲线半径（m）。 离心力的着力点在桥面以上1.2m处（公路桥）或轨 顶面上2m处（铁路桥）。 C V R 2 127 130 （二）其他可变活载（活载）（二）其他可变活载（活载） 1.1.风力风力 方向：纵向水平力、横向水平力。方向：纵向水平力、横向水平力。 作用点：受风面积的形心。作用点：受风面积的形心。 大小：大小： AWP W A 受风面积 W 风荷载强度。 131 W0 基本风压值（Pa） K1 风载体型系数 K2 风压高度变化系数 K3 地形、地理条件

46、系 数 说明： 桥上有车时， 标准设计时， 1400 21K KW 无 0321 WKKKW pa1250800 21 KKW有 pa12508 . 0 0321 WKKKW有 132 关于受风面积关于受风面积A的计算的计算： 列车受风面积按列车受风面积按3 3m高长方带计算，作用点在轨高长方带计算，作用点在轨 顶以上顶以上2 2m 。 只计算列车横向风力，不计列车纵向只计算列车横向风力，不计列车纵向 风力。风力。 钢筋混凝土梁的受风面积为梁底至轨顶的高度钢筋混凝土梁的受风面积为梁底至轨顶的高度 与左右两桥孔中线围成的面积。与左右两桥孔中线围成的面积。 桥跨结构的受风面积桥跨结构的受风面积 =

47、 = 外轮廓线面积外轮廓线面积折减系折减系 数。数。 实体桥墩的受风面积按纵向、横向的轮廓面积实体桥墩的受风面积按纵向、横向的轮廓面积 计算。计算。 桥台纵向、横向风力不予计算。桥台纵向、横向风力不予计算。 133 2.2.车辆制动力或（列车）牵引力车辆制动力或（列车）牵引力 车辆制动力（或牵引力）是指车辆在刹车时（或 启动时）为克服车辆的惯性力而在路面或轨道与 车轮之间发生的滑动摩擦力。 制动力或牵引力是墩台设计的重要荷载，是作用 在桥上的纵向水平力，但两者的作用方向恰好相 反。 采用简化办法进行计算。对铁路桥梁，规定列车 制动力或牵引力按竖向静活载的重力的10%计算， 其作用点一般在轨顶以

48、上2m处。公路桥梁中只 考虑制动力。对一或二车道桥梁，规定制动力为 一行汽车车队总重力的10%，但不得小于一辆重 车的30%；对四车道桥梁，制动力为上述规定值 的两倍。制动力作用点一般在桥面以上1.2m处。 134 3.3.温度影响力温度影响力 温度影响力温度影响力指因温度的变化而引起的结构变形和附加力 温度的变化：（年平均）气温变化气温变化和温差温差。 气温变化对静定和超静定结构的影响 温差对静定和超静定结构的影响 气温变化的幅度，可按桥梁所在地区的气温条件（一般 取当地最高和最低月平均气温）确定；气温变化值， 应自结构合龙时的温度算起。 各种材料的线膨胀系数线膨胀系数，可按设计规范采用。

49、钢：0.0000118 混凝土：0.000010 135 4.4.列车横向摇摆力列车横向摇摆力 由于轨道不平等原因，列车在行进中会发生左右摇 摆，产生一种横桥向的水平力。这种横向摇摆力很 难 准 确 计 算 ， 现 规 定 其 作 用 于 轨 顶 面 ， 数 值 为 5.5kN/m。 因横向摇摆力的取值与竖向活载有一比例，故一般 不再检算空车荷载的横向摇摆力。另外，横向摇摆 力应与横向风力进行比较，取其大者参与荷载组合。 136 5.5.流水压力、冰压力和支座摩阻力流水压力、冰压力和支座摩阻力 位于河流中的桥墩会受到流水压力的作用位于河流中的桥墩会受到流水压力的作用 位于冰凌河流或水库的桥梁墩台，应根据当地冰凌位于冰凌河流或水库的桥梁墩台，应根据当地冰凌 的具体条件及墩台的结构形式，考虑冰荷载的作用。的具体条件及墩台的结构形式，考虑冰荷载的作用。 支座上的摩阻力是因上部结构由温度等引起的变位支座上的摩阻力是因上部结构由温度等引起的变位 而产生的，其作用方向与