桥梁工程(2)ppt课件

1、安安 徽徽 建建 筑筑 工工 业业 学学 院院土土 木木 工工 程程 学学 院院 路路 桥桥 教教 研研 室室前 言l桥梁工程课的位置桥梁工程课的位置最主要的专业课最主要的专业课之一之一l主要内容主要内容构造原理、计算实际、计构造原理、计算实际、计算方法、施工概要算方法、施工概要l有关桥梁工程的主要课程有关桥梁工程的主要课程混凝土桥、混凝土桥、钢桥、桥梁施工、桥梁电算、其它专题钢桥、桥梁施工、桥梁电算、其它专题报告报告l本课程的主要内容本课程的主要内容桥梁工程总体概桥梁工程总体概论、分类引见各种桥型论、分类引见各种桥型1.1 概述概述1.1.1 桥梁的位置和开展情况桥梁的位置和开展情况一一.

2、.桥梁的位置桥梁的位置 ： 在学科上，属于土木工程的一个分支；在学科上，属于土木工程的一个分支； 在功能上：在功能上： 1 1是各种道路工程的关键部位是各种道路工程的关键部位 虽然里程不长，但技术难度高、虽然里程不长，但技术难度高、工程造价大、工期长工程造价大、工期长 2 2 城市立体交通的主要组成部分城市立体交通的主要组成部分 立体交叉立体交叉 高架道路高架道路 第第 2 2 章章 混凝土简支体系梁式桥的构造与设计混凝土简支体系梁式桥的构造与设计2.1. 简支板桥的构造简支板桥的构造主要配置纵向抗弯钢筋主要配置纵向抗弯钢筋抗剪不控制抗剪不控制横向设分布钢筋横向设分布钢筋 简支板桥的配筋特点简

3、支板桥的配筋特点2.2 装配式钢筋混凝土简支梁桥装配式钢筋混凝土简支梁桥的构造与设计的构造与设计根本截面类型：根本截面类型：形、形、T形包括带与不带马蹄两种和形包括带与不带马蹄两种和 箱形三种箱形三种.a)b)c)一、装配式简支梁桥的截面方式一、装配式简支梁桥的截面方式块件的划分方式块件的划分方式 纵向竖缝划分、纵向程度缝划分、纵横向纵向竖缝划分、纵向程度缝划分、纵横向竖缝划分竖缝划分二、块件的划分方式二、块件的划分方式划分原那么：划分原那么： 起吊才干起吊才干 接缝在应力最小处接缝在应力最小处 接头少、施工方便接头少、施工方便 便于安装便于安装 规范化规范化搁预制板和浇砼配筋和架设稳定2纵向

4、程度缝划分纵向程度缝划分组合式梁桥组合式梁桥装配式梁桥与组合式梁桥的应力图比较装配式梁桥与组合式梁桥的应力图比较+qpppq+pq装配式钢筋混凝土简支装配式钢筋混凝土简支T梁桥梁桥二横隔梁布置：端横梁二横隔梁布置：端横梁,中横梁布置在跨中及中横梁布置在跨中及4分分点点 1、横隔梁的作用、横隔梁的作用? 2、设置横隔梁带来的不便、设置横隔梁带来的不便? 3、横隔梁的布置、横隔梁的布置?一主梁布置主梁间距一主梁布置主梁间距l间间普通：普通： l间间=1.52.2m规范设计采用规范设计采用1.6m二、截面尺寸二、截面尺寸一主梁梁肋尺寸一主梁梁肋尺寸 1、高度：、高度：h经济经济=1/111/16l跨

5、径大者跨径大者取小值取小值 2、宽度：常用、宽度：常用1518cm。 一、构造布置一、构造布置 常用跨径常用跨径8.0 20m主梁截面尺寸主梁截面尺寸 1、高度：、高度： 中横隔梁：通常为中横隔梁：通常为3/4h，带马蹄者延至马蹄加宽，带马蹄者延至马蹄加宽处；处； 端横隔梁：端横隔梁： 可与可与 同高；或与主梁同高。同高；或与主梁同高。 2、宽度：、宽度： 通常：通常：1216cm，上宽下窄，内宽外窄，上宽下窄，内宽外窄， 可挖空。可挖空。 二横隔梁尺寸二横隔梁尺寸主主梁梁配配筋筋及及构构造造实实例例l 受力钢筋：上缘，受力钢筋：上缘，d10mm， 5根根/ml 分布钢筋：分布钢筋： d6mm

6、， 间距间距25cm， l S单位板宽分布钢筋单位板宽分布钢筋15%S单位板宽主单位板宽主钢筋钢筋2、翼缘板配筋、翼缘板配筋 2螺栓接头螺栓接头3扣环接头扣环接头部分6钢筋网4翼板处的企口铰结合翼板处的企口铰结合装配式预应力混凝土装配式预应力混凝土T形截面梁桥构造形截面梁桥构造行车道板的受力形状图行车道板的受力形状图荷载有效分布宽度图荷载有效分布宽度图 2悬臂板受力形状图悬臂板受力形状图l规范规定la = a1+2ba2+2H+2b a1+2l0 (最不利时)单单向向板板内内力力计计算算图图式式汽车汽车人群人群横向分布系数横向分布系数 m0 = =qqmh h210= =rrmh h04. 计

7、算偏心荷载计算偏心荷载 P 对主梁的荷载分布对主梁的荷载分布 梁的挠曲变形图梁的挠曲变形图4. 计算偏心荷载计算偏心荷载 P 对主梁的荷载分布对主梁的荷载分布 梁的挠曲变形图梁的挠曲变形图思索主梁抗扭的计算图式思索主梁抗扭的计算图式a3铰接板桥受力图式铰接板桥受力图式(5).横向分布系数横向分布系数在横向分布影响线上加载在横向分布影响线上加载 跨中荷载横向影响线跨中荷载横向影响线第第 3 3 章章 悬臂梁桥简介悬臂梁桥简介三、构造特点三、构造特点1、跨径布置、跨径布置 (见见P122页页)各跨跨径比各跨跨径比图图5.2悬臂长与跨径比悬臂长与跨径比 普通为普通为0.30.4需详细思索要素需详细思

8、索要素:资料资料钢筋混凝土钢筋混凝土悬臂较短，减小负弯矩悬臂较短，减小负弯矩预应力混凝土预应力混凝土悬臂可适当加长悬臂可适当加长施工方法施工方法纵向分缝纵向分缝必需思索锚孔的吊装分量必需思索锚孔的吊装分量横向分缝横向分缝可适当加长悬臂长度可适当加长悬臂长度特殊运用要求特殊运用要求城市桥梁能够要求较小的锚孔，但必需保证稳定城市桥梁能够要求较小的锚孔，但必需保证稳定性性2、截面方式、截面方式 底部加强的底部加强的T形截面形截面, 箱形截面箱形截面 底部加强的底部加强的T形截面形截面 中小跨径中小跨径, 50米米箱形截面箱形截面 大跨径大跨径, 50米米3、梁高、梁高普通采用变高度梁普通采用变高度梁

9、支点梁高支点梁高 / 跨中梁高跨中梁高 = 22.5优点：添加支点抗弯才干优点：添加支点抗弯才干 不添加很多的弯矩不添加很多的弯矩底缘曲线：抛物线、正弦曲线、圆弧、折线底缘曲线：抛物线、正弦曲线、圆弧、折线4、箱形截面梁的腹板及顶、底板厚度、箱形截面梁的腹板及顶、底板厚度顶板顶板满足横向抗弯及纵向抗压要求满足横向抗弯及纵向抗压要求普通采用等厚度，主要由横向抗普通采用等厚度，主要由横向抗 弯控制弯控制腹板腹板主要承当剪应力和主拉应力主要承当剪应力和主拉应力普通采用变厚度腹板，接近悬臂普通采用变厚度腹板，接近悬臂 端处受构造要求控制，接端处受构造要求控制，接近支点近支点 处受主拉应力控制，处受主拉

10、应力控制，需加厚。需加厚。第第 4 章章 拱桥拱桥4.1.1 拱桥的根本特点拱桥的根本特点1、受力特点：、受力特点：支座处存在程度推力支座处存在程度推力 拱内产生轴向压力拱内产生轴向压力弯矩减少弯矩减少偏心受压偏心受压应力较均匀应力较均匀4.1 概概 述述2、拱桥的根本特点、拱桥的根本特点优点优点:(1)跨越才干大跨越才干大,抗风稳定性强抗风稳定性强,整体性好整体性好.(2)能就地取材能就地取材.(3)耐久性好耐久性好,维修保养费用少维修保养费用少.(4)外形美观外形美观.缺陷缺陷:(1)自重较大自重较大,对地基条件要求高对地基条件要求高.(2)施工费用大施工费用大,造价高造价高.1、按主拱圈

11、所运用的的建筑资料分：、按主拱圈所运用的的建筑资料分： 圬工拱桥圬工拱桥, 钢筋混凝土拱桥钢筋混凝土拱桥, 钢拱桥钢拱桥, 钢钢混凝土混凝土组合拱桥组合拱桥2、按拱上建筑的型式分：、按拱上建筑的型式分： 实腹式拱桥实腹式拱桥, 空腹式拱桥空腹式拱桥3、按主拱圈线形分：、按主拱圈线形分： 圆弧线圆弧线, 抛物线抛物线, 悬链线悬链线4、按桥面位置分：、按桥面位置分： 上承式上承式, 下承式下承式, 中承式中承式二、二、 拱桥的主要类型拱桥的主要类型 按主拱圈与行车系之间相互作用的性质和影响程度，按主拱圈与行车系之间相互作用的性质和影响程度，分三种类型：简单体系拱桥、组合体系拱桥及拱片桥。分三种类

12、型：简单体系拱桥、组合体系拱桥及拱片桥。(1)、简单体系拱桥、简单体系拱桥三铰拱三铰拱两铰拱两铰拱无铰拱无铰拱5、按有无程度推力分：、按有无程度推力分： 有推力拱桥有推力拱桥, 无推力拱桥无推力拱桥6 、 按构造受力图式分按构造受力图式分:关渡桥关渡桥桥长桥长539m539m，为中承式，为中承式5 5孔延续系杆拱桥，中间孔孔延续系杆拱桥，中间孔跨度为跨度为165m165m，两侧孔跨度为，两侧孔跨度为143m143m及及44m44m。1、沿拱轴线：、沿拱轴线：1等截面等截面 2变截面变截面等截面等截面等宽变高度截面等宽变高度截面 等高变宽度截面等高变宽度截面 7、按主拱圈截面方式分：、按主拱圈截

13、面方式分：板拱的宽度板拱的宽度钢筋混凝土板拱的构造钢筋混凝土板拱的构造板肋拱板肋拱拱圈截面由板和肋组成的拱桥拱圈截面由板和肋组成的拱桥1矩形：构造简单、施工方便矩形：构造简单、施工方便2工字形：工字形： 适用：大、中跨径适用：大、中跨径3箱型：箱型： 适用：跨径大，桥面宽适用：跨径大，桥面宽4管形：管形： 适用：钢管混凝土拱桥适用：钢管混凝土拱桥3、拱肋截面、拱肋截面拱肋截面拱肋截面1作用：主拱圈的重要组成部分，施工中作作用：主拱圈的重要组成部分，施工中作为砌筑拱波和浇筑拱板的支架为砌筑拱波和浇筑拱板的支架2要求：强度、刚度、稳定性要求：强度、刚度、稳定性3截面方式：截面方式：2、拱肋：、拱肋

14、：(4)、普通为钢筋混凝土构件，支架现浇或分段、普通为钢筋混凝土构件，支架现浇或分段预制安装预制安装(5)、分段接头位置如图、分段接头位置如图:1作用：主拱圈的组成部分，拱板混凝土浇筑作用：主拱圈的组成部分，拱板混凝土浇筑时的模板时的模板2普通用混凝土预制成圆弧形不低于普通用混凝土预制成圆弧形不低于C20 3、拱波、拱波1作用：使拱肋变形在横桥向均匀，防止作用：使拱肋变形在横桥向均匀，防止拱波顶纵裂，保证横向稳定拱波顶纵裂，保证横向稳定2方式：横系梁和横隔板方式：横系梁和横隔板3布置：拱顶、腹孔墩下、接头处，间距布置：拱顶、腹孔墩下、接头处，间距35m。5、横向联络构件、横向联络构件箱形拱：主

15、拱圈由多室箱构成的拱，箱形拱通常箱形拱：主拱圈由多室箱构成的拱，箱形拱通常采用预制拼装施工。采用预制拼装施工。拱上立柱与主拱圈、盖梁的衔接拱上立柱与主拱圈、盖梁的衔接拱桥在外因作用下的变形拱桥在外因作用下的变形平铰平铰不完全铰及钢铰不完全铰及钢铰桁架拱桥或拱形桁架桥桁架拱桥或拱形桁架桥 横截面横截面节点构造要点节点构造要点桥面板构造桥面板构造刚架拱桥刚架拱桥2、刚架拱桥的几种布置方式、刚架拱桥的几种布置方式第第5章章 墩台的构造与设计墩台的构造与设计组成：墩台帽、墩台身和根底三部分组成：墩台帽、墩台身和根底三部分一、一、 组成组成 墩台帽、墩台身和根底三部分墩台帽、墩台身和根底三部分二、接受荷

16、载二、接受荷载 上部构造上部构造竖向力竖向力, 程度力程度力, 弯矩弯矩 地震力地震力 风力风力 流水压力等流水压力等第一节、概述第一节、概述三、确定原那么三、确定原那么 需思索交通要求需思索交通要求,平安耐久性平安耐久性,造价及维修造价及维修费用费用,要施工方便要施工方便,工期短工期短,要与周围环境协调美要与周围环境协调美观等观等.四、墩台分类四、墩台分类 梁桥墩台梁桥墩台, 拱桥墩台拱桥墩台 或或 重力式桥墩台重力式桥墩台, 轻型桥墩台轻型桥墩台第二节、梁第二节、梁(拱拱)桥墩台桥墩台一、桥墩的分类一、桥墩的分类 1.按受力分按受力分 刚性墩刚性墩, 柔性墩柔性墩2.按截面方式分按截面方式

17、分 矩形矩形, 圆形圆形, 园端形园端形, 尖端尖端形等形等3.按构造分按构造分 实体实体 (重力式重力式)墩墩, 空心墩空心墩, 柱式柱式墩墩,框架墩等框架墩等各种桥墩截面各种桥墩截面三三. 按墩台构造分为两类：按墩台构造分为两类： 1. 重力式墩台重力式墩台 靠本身分量来平衡外力而坚持稳定靠本身分量来平衡外力而坚持稳定. 分为普通墩和单向推力墩分为普通墩和单向推力墩(拱桥拱桥) 资料：天然石材或片石混凝土资料：天然石材或片石混凝土 适用性：地基良好的大、中型桥梁，流冰、漂浮物较多的河流中，石料方便的适用性：地基良好的大、中型桥梁，流冰、漂浮物较多的河流中，石料方便的小桥。小桥。 2. 轻型

18、墩台轻型墩台 刚度小，受力后允许在一定范围内发生弹性变形刚度小，受力后允许在一定范围内发生弹性变形. 资料：钢筋砼或少筋砼资料：钢筋砼或少筋砼2. 空心墩空心墩 有两种方式：一种为部分有两种方式：一种为部分镂空实体桥墩，另一种为薄壁空心桥镂空实体桥墩，另一种为薄壁空心桥墩。其介于重力式桥墩与轻型桥墩之墩。其介于重力式桥墩与轻型桥墩之间间, 是桥墩向轻型化、机械化方向开展是桥墩向轻型化、机械化方向开展的途径之一的途径之一.特点：充分利用资料强度，节省资料，特点：充分利用资料强度，节省资料，减轻桥墩自重，空心式桥墩可以采用减轻桥墩自重，空心式桥墩可以采用钢滑动模板施工，使施工速度更快，钢滑动模板施

19、工，使施工速度更快，质量更好，节省模板和支架，特别对质量更好，节省模板和支架，特别对于高桥墩，更显示出其优越性。于高桥墩，更显示出其优越性。资料：钢筋混凝土或混凝土。混凝土桥资料：钢筋混凝土或混凝土。混凝土桥墩可在高度小于墩可在高度小于50m的桥墩中运用。的桥墩中运用。空空心心桥桥墩墩3、轻型桥墩、轻型桥墩钢筋混凝土实体薄壁墩钢筋混凝土实体薄壁墩 是一种新型桥墩，截面型式有一字形、是一种新型桥墩，截面型式有一字形、I形、箱形等。形、箱形等。 特点：构造轻巧、圬工体积小，可节省特点：构造轻巧、圬工体积小，可节省圬工约圬工约70左右左右. 适用：同空心墩适用：同空心墩4轻型桥墩轻型桥墩桩柱式桥墩桩

20、柱式桥墩 目前公路桥梁中广泛采用目前公路桥梁中广泛采用. 也为拱也为拱桥桥墩的常用方式桥桥墩的常用方式(钻孔桩根底的桩钻孔桩根底的桩柱式桥墩柱式桥墩).特点：减轻墩身分量，节约圬工资料，特点：减轻墩身分量，节约圬工资料，较美观。刚度较大，适用性广，并较美观。刚度较大，适用性广，并可与桩基配合运用。可与桩基配合运用。缺陷：模板工程较复杂，柱间空间小，缺陷：模板工程较复杂，柱间空间小，易于阻滞漂浮物易于阻滞漂浮物5、轻型桥墩、轻型桥墩柔性排架桩墩柔性排架桩墩 由成排的钢筋混凝土桩顶端连以钢筋混凝土由成排的钢筋混凝土桩顶端连以钢筋混凝土盖梁而成。盖梁而成。特点：在多跨桥的两端设置刚性较大的桥台，中墩

21、特点：在多跨桥的两端设置刚性较大的桥台，中墩均为柔性墩。同时，全桥除在一个中墩上设置活均为柔性墩。同时，全桥除在一个中墩上设置活动支座外，其他墩台均采用固定支座，从而将上动支座外，其他墩台均采用固定支座，从而将上部构造传来的程度力制动力、温度影响力等部构造传来的程度力制动力、温度影响力等传送到全桥的各个柔性墩台或相邻的刚性墩台上传送到全桥的各个柔性墩台或相邻的刚性墩台上按各墩台的刚度分配，以减少单个柔性墩所按各墩台的刚度分配，以减少单个柔性墩所接受的程度力，从而到达减小桩墩截面的目的。接受的程度力，从而到达减小桩墩截面的目的。资料资料:用量省，建筑简单，施工速度快用量省，建筑简单，施工速度快6

22、、轻型桥墩、轻型桥墩框架式桥墩框架式桥墩 框架式桥墩采用钢筋混凝土或预应力混凝土等压挠和挠曲构件组成平面框架替代墩身，支承上部构造，必要时可做成双层或多层的框架.l 航运忙碌的河道，船只往往因突发缘由引起航行失控，或是因能见度低呵斥船舶与桥墩相撞。桥墩在设计中不但要有一定抵抗船舶冲击荷载的才干，还要思索采用缓冲安装和维护系统，预防或改动船只冲击荷载的方向或减少对桥墩的冲击荷载，不使其破坏.墩身平面及破冰棱墩身平面及破冰棱破冰棱破冰棱二梁二梁(拱拱)桥桥台桥桥台 根据桥梁跨径、桥台高度及地形条件的根据桥梁跨径、桥台高度及地形条件的不同，有多种方式，常用的类型有不同，有多种方式，常用的类型有U型桥

23、台、型桥台、埋置式桥台、八字式和一字式桥台、拱型桥埋置式桥台、八字式和一字式桥台、拱型桥台、构架式桥台、组合式桥台、框式桥台等。台、构架式桥台、组合式桥台、框式桥台等。 按其方式分为：重力式桥台、轻型桥台按其方式分为：重力式桥台、轻型桥台1、 重力式桥台实体式桥台重力式桥台实体式桥台主要靠自主要靠自重来平衡台后的土压力重来平衡台后的土压力 资料：台身多采用石砌、片石混凝土或混凝资料：台身多采用石砌、片石混凝土或混凝土等圬工资料土等圬工资料 2、轻型桥台、轻型桥台 支承梁型桥台支承梁型桥台, 薄壁轻型桥薄壁轻型桥台台, 埋置式桥台埋置式桥台, 框架式桥台框架式桥台, 构架式桥台构架式桥台, 组合

24、式桥台组合式桥台 等等 钢筋混凝土轻型桥台，其构造特钢筋混凝土轻型桥台，其构造特点是利用钢筋混凝土构造的抗弯才干点是利用钢筋混凝土构造的抗弯才干来减少圬工体积而使桥台轻型化。来减少圬工体积而使桥台轻型化。1支撑梁型轻型桥台支撑梁型轻型桥台 在条件答应的情况下，单跨或少跨的小跨在条件答应的情况下，单跨或少跨的小跨径桥，可在轻型桥台之间或台与墩之间设置径桥，可在轻型桥台之间或台与墩之间设置35根支撑梁，支撑梁设在冲刷线或河床铺砌根支撑梁，支撑梁设在冲刷线或河床铺砌线以下。梁与桥台设置锚固拴钉，使上部构造线以下。梁与桥台设置锚固拴钉，使上部构造与支撑梁共同支撑桥台以接受台后土压力。此与支撑梁共同支撑桥台以接受台后土压力。此时桥台与支撑梁及上部构造构成四铰框架。时桥台与支撑梁及上部构造构成四铰框架。 轻型桥台适用于小跨径桥梁，桥跨孔数与轻型桥台适用于小跨径桥梁，桥跨孔数与轻型桥墩配合运用时不宜超越