土木工程认识实习——桥梁实习

1、土木建筑工程学院 桥梁工程认知实习报告第一部分 前言桥梁工程是土木工程的一个主要方向，也是当今非常热门的一个专业。桥梁工程指桥梁勘测、设计、施工、养护和检定等的工作过程，以及研究这一过程的科学和工程技术。桥梁工程学的发展主要取决于交通运输对它的需要。古代桥梁以通行人、畜为主，载重不大，桥面纵坡可以较陡，甚至可以铺设台阶。自从有了铁路以后，桥梁所承受的载重逐倍增加，线路的坡度和曲线标准要求又高，且需要建成铁路网以增大经济效益，因此，为要跨越更大更深的江河、峡谷，迫使桥梁向大跨度发展。石材、木材、铸铁、锻铁等桥梁材料，显然不合要求，而钢材的大量生产正好满足这一要求。随着高铁的修建，国家需要大量的桥

2、梁工程的人才来适应发展的需求。桥梁工程是指桥梁勘测、设计、施工、养护和检定等的工作过程，以及研究这一过程的科学和工程技术，它是土木工程的一个分支。桥梁工程学的发展主要取决于交通运输对它的需要。古代桥梁以通行人、畜为主，载重不大，桥面纵坡可以较陡，甚至可以铺设台阶。自从有了铁路以后，桥梁所承受的载重逐倍增加，线路的坡度和曲线标准要求又高，且需要建成铁路网以增大经济效益，因此，为要跨越更大更深的江河、峡谷，迫使桥梁向大跨度发展。这次实习，我们参观学习了以下几座桥梁：卢沟老桥，连续梁桥（微型桥墩），连续梁桥，铁路钢桁梁桥，公路桥，13号线轻轨桥，西直门桥，钻河桥，慈献寺桥。我们了解一座桥，认识一座桥

3、，不仅要从其外观，结构，材料上进行，更要学会挖掘其背后的文化，历史以及前人智慧。从中吸取经验，学习长处，才能够建设出符合新时代要求的桥梁。第二部分 专论桥梁工程专有名词解释:一桥墩在两孔和两孔以上的桥梁中除两端与路堤衔接的桥台外其余的中间支撑结构称为桥墩。桥墩分为实体墩、柱式墩、和排架墩等。按平面形状可分为矩形墩、尖端形墩、圆形墩等。建筑桥墩的材料可用木料、石料、混凝土、钢筋混凝土、钢材等。桥墩可分为两种主要类型：重力式桥墩和微型桥墩。1.重力式桥墩一般为采用混凝土或石砌的实体结构。墩身上设墩帽，下接基础。它的特点是充分利用圬工材料的抗压性能，借自身的较大截面尺寸和重量承受竖直方向和水平方向的

4、外力，具有坚固耐久，施工简易，取材方便，节约钢材等优点。缺点是圬工量大，外形粗大笨重，减少桥下有效孔径，增大地基负荷；当桥墩较高，地基承载力较低时尤为不利。 重力式桥墩多采用简单的流线型截面形状，如圆端墩、尖端墩、圆角形墩等，以便桥下水流顺畅地绕过桥墩，减少阻水及墩旁冲刷。当水流方向变化不定或与桥梁斜交时，宜采用圆形墩。对受流冰影响的桥墩，应在上游端设破冰棱。非城市的旱桥及不受水流影响的桥墩，则宜采用便于施工的矩形截面。 2.轻型桥墩针对重力式桥墩的缺点而出现的桥墩,具有外形轻盈美观，圬工量少，可减轻地基负荷，节省基础工程，便于用拼装结构或用滑升模板施工，有利于加速施工进度，提高劳动生产率等优

5、点，目前正得到迅速发展。实现轻型桥墩的主要途径为：改用强度较高的材料，改变桥墩的结构形式和桥墩受力情况。空心桥墩。外形似重力式桥墩，但它是中空的薄壁墩。可采用钢筋混凝土现浇或为预应力混凝土拼装结构，较适用于高桥墩。中国襄渝线(襄樊重庆)紫阳汉水桥,3号墩高70.5米（基顶以上），壁厚60厘米，是中国目前最高的铁路桥墩。联邦德国修建的奥地利欧罗巴桥墩高146米,壁厚仅3555厘米。构架式桥墩。以桁架、刚架为主体的轻型桥墩。常与明桥面钢梁配合使用,有全桥轻巧，对地基要求低,墩高适应范围大的特点。在城市、公路桥上常采用X形、Y形、V形等刚架式桥墩，外形优美，结构新颖。这类桥墩并有减小上部结构计算跨度

6、的优点；但结构受力较为复杂，在设计中应予以注意。薄壁桥墩。多为采用滑模施工的钢筋混凝土结构。因薄壁墩顺桥方向的尺寸纤细，受纵向水平力时易产生挠曲变形，故又称柔性桥墩。利用桥跨结构将若干个柔性桥墩顶和邻近的刚性桥墩（台）顶以铰或固结相连，形成多跨超静定结构，可使全桥纵向水平力主要由刚性桥墩（台）承担，极大地改善了柔性墩的受力情况，是近年来发展起来的一种墩台新体系。桩柱式桥墩。为桩式、双柱式、单柱式桥墩的统称。多采用就地灌筑钢筋混凝土建造，也有采用预制构件拼装，或将打入桩组成排架式墩的。在桩式或双柱墩中，桩（柱）的长细比较大时，也具有上述薄壁桥墩的特点，是柔性桥墩的另一种结构形式。二破冰棱在水流甚

7、急或有大量漂浮物的河道上(例如冰厚大于0.5m，流冰速度大于1m/s)，为了避免桥墩受到漂浮物的撞击而破坏，通常在桥墩的迎水端用坚硬料石砌筑呈刀刃形状的砌体，即所称的破冰棱。破冰棱三声屏障在声源和接收者之间插入一个设施，使声波传播有一个显著的附加衰减，从而减弱接收者所在的一定区域内的噪声影响，这样的设施就称为声屏障。声屏障阻止直达声的传播，并使统射声有足够的衰减，而透射声的影响可以忽略不计。因此，声屏障的隔声效果一般可采用减噪量表示，它反映了声屏障上述两种屏蔽透声的本领。在声源和接收点之间插入一个声屏障，设屏障无限长，声波只能从屏障上方绕射过去，而在其后形成一个声影区，就象光线被物体遮挡形成一

8、个阴影那样。在这个声影区内，人们可以感到噪声明显地减弱了，这就是声屏障的减噪效果。声屏障主要用于铁路和公路沿线， 目前，声屏障主要用于高速公路、高架复合道路、城市轻轨地铁等交通市政设施中的隔声降噪、控制交通噪声对附近城市区域的影响，也可用于工厂和其它噪声源的隔声降噪。 在道路隔声屏障方面，汉克斯积累了丰富的设计与施工经验。汉克斯设计的声屏障分为纯隔声的反射型声屏障，和吸声与隔声相结合的复合型声屏障，后者是更为有效的隔声做法。目前，大多数的声屏障都选用吸声和隔声混合型的产品，该型产品的特点是对道路噪声的产生和传递特征有针对性地控制。如汽车与道路摩擦声或机车与轨道摩擦声在道路下部，声音有通过屏体上

9、部绕射的特征，所以在设计上采用上下吸声，中间隔声的结构，这样可以有效地减弱噪声的绕射；声屏障的中间使用透明的反射型隔声板，能有效地中断声波的传播途径；同时也为司机和居民提供一个开阔的视野环境。建筑声学领域，通过声学治理，控制混响时间及室内声环境，满足专业场馆要求。四桥梁支座桥梁支座是连接桥梁上部结构和下部结构的重要结构部件。他能将桥梁上部结构的反力和变形（位移和转角）可靠的传递给桥梁下部结构，从而使结构的实际受力情况与计算的理论图式相符合。传统的常用桥梁支座有：垫层支座、平板支座、弧形支座、摇轴支座、铰式固定支座以及铰式辊轴支座等。垫层支座。用油毛毡或石棉板做成垫层支承上部结构,用于跨度小于6

10、米（铁路桥）或10米（公路桥）的简支板式桥和梁式桥。平板支座。由上、下两块平面铸钢板（座板）构成,用于跨度小于8米或12米的梁式桥。座板之间如加设销钉，即可构成固定支座。弧形支座。其活动支座系由平板支座中的下座板改为圆弧面板而成，可提高其滑移和转动性能，用于跨度小于20米的公、铁路桥。在座板间加销钉即成固定支座。摇轴支座。用铸钢摇轴与上、下座板组成的活动支座，用于中等跨度梁式桥。铰式固定支座。由铸钢上、下摆组成,两摆之间嵌以摆卡,以控制横向滑动。是用于大跨度梁式桥的固定支座。 铰式辊轴支座。 在铰式固定支座的下摆下面加设锻钢辊轴和铸钢座板而成，辊轴的数量及尺寸根据支承反力的大小来确定。常用于大

11、跨度梁式桥的活动支座。双向活动支座。系由两层互相叠置，而在正交的两个方向均能滚动的铰式辊轴支座构成，用于宽度大的梁式桥。其中，我们这次实习中最经常见到的就是盆式橡胶支座。这是桥梁支座的一种主要形式，应用广泛，不仅施工方便，而且工程性能好，经济成本低。实习所见桥梁：一卢沟老桥卢沟桥（Lugou Bridge）亦作芦沟桥，在北京市西南约15千米处丰台区永定河上。因横跨卢沟河（即永定河）而得名，是北京市现存最古老的石造联拱桥。卢沟桥全长266.5米，宽7.5米，最宽处可达9.3米。卢沟桥有桥墩十座，共11个桥孔，整个桥身都是石体结构，关键部位均有银锭铁榫连接，为华北最长的古代石桥。始建于金大定二十九

12、年（1189年），明正统九年（1444年）重修。清康熙1697年时毁于洪水，康熙三十七年（1698年）重建，如今永定河上已经没有水了，但因2008年奥运会又重新贮满了水。卢沟老桥历史悠久，代表着中国人民的智慧，更代表着中国的历史，文化，具有多层面的意义。卢沟老桥卢沟老桥是连拱结构桥梁，主要由砖石建造而成。拱桥只承受压力。每一个单栱，两端受推力，会挤压两岸基石。而连拱结构则可以将这种推力抵消。拱这种结构，距今发现最早的是汉代的墓中，拱门。所以，这种结构有着其独特且良好的性质。拱桥以承受轴向压力为主的拱圈或拱肋作为主要承重构件的桥梁,拱结构由拱圈(拱肋)及其支座组成。拱桥可用砖、石、混凝土等抗压性

13、能良好的材料建造;大跨度拱桥则用钢筋混凝土或钢材建造,以承受发生的力矩。按拱圈的静力体系分为无铰拱、双铰拱、三铰拱。前二者为超静定结构,后者为静定结构。无铰拱的拱圈两端固结于桥台,结构最为刚劲,变形小,比有铰拱经济，结构简单,施工方便,是普遍采用的形式，但修建无铰拱桥要求有坚实的地基基础。双铰拱是在拱圈两端设置可转动的铰支承,结构虽不如无铰拱刚劲,但可减弱桥台位移等因素的不利影响,在地基条件较差和不宜修建无铰拱的地方,可采用双铰拱桥。三铰拱则是在双铰拱的拱顶再增设一铰,结构的刚度更差些,拱顶铰的构造和维护也较复杂,一般不宜作主拱圈。拱桥按结构形式可分为板拱、肋拱、双曲拱、箱形拱、桁架拱。拱桥为

14、桥梁基本体系之一,一直是大跨径桥梁的主要形式。拱桥建筑历史悠久,20世纪得到迅速发展,50年代以前达到全盛时期。古今中外名桥(如赵州桥、卢沟桥、悉尼港桥、克尔克桥等)遍布各地,在桥梁建筑中占有重要地位,适用于大、中、小跨径的公路桥和铁路桥,更因其造型优美,常用于城市及风景区的桥梁建筑。除了这些，拱桥还有一个特点就是跨度大，像上海的卢浦大桥。所以，在工程之中，如果要跨度大，通常使用拱桥而不是梁桥。二连续梁桥下图就是连续梁桥，由于天气原因，我们并没有能够走近它。连续梁桥的梁以受弯，受剪为主，与拱桥大不相同。而这个性质，也决定了它无法满足大跨度的要求。 连续梁桥连续梁桥是中等跨径桥梁中常用的一种桥梁

15、结构，预应力混凝土连续梁桥是其主要结构形式，它具有接缝少、刚度好、行车平顺舒适等优点，在30-120m跨度内常是桥型方案比选的优胜者。而横张预应力混凝土技术在T型梁、箱型梁、空心板桥三座常规跨径简支梁桥中的应用，取得了明显的技术经济效益。为拓宽横张预应力技术的应用范围，将其应用到更大跨度的连续梁桥中就显得尤为必要了。 主梁是连续支承在几个桥墩上。在荷载作用时，主梁的不同截面上有的有正弯矩，有的有负弯矩，而弯矩的绝对值均较同跨径桥的简支梁小。这样，可节省主梁材料用量。连续梁桥通常是将35孔做成一联，在一联内没有桥面接缝，行车较为顺适。连续梁桥施工时，可以先将主梁逐孔架设成简支梁然后互相连接成为连

16、续梁。或者从墩台上逐段悬伸加长最后连接成为连续梁。近一、二十年，在架设预应力混凝土连续梁时，成功地采用了顶推法施工，即在桥梁一端（或两端）路堤上逐段连续制作梁体逐段顶向桥孔，使施工较为方便。连续梁桥主梁内有正弯矩和负弯矩，构造比较复杂。此外，连续梁桥的主梁是超静定结构，墩台的不均匀沉降会引起梁体各孔内力发生变化。因此，连续梁一般用于地基条件较好、跨径较大的桥梁上。三铁路钢桁梁桥这是一种下层式的桁梁桥。主要受力特点就是轴向受力。该桥的两片主桁是用来承担荷载的。这座铁路钢桁梁桥两个有代表性的受力构件时上悬杆和下悬杆。其中，上悬杆主要受到压力的作用。而下悬杆主要受到拉力的作用。该桥采用了空腹梁结构，

17、这一结构，可以很好地减轻自重，提高桥梁的工程性质。该桥的支座主要有两种类型：固定铰支座和活动铰支座。而每个支座的材料中都有一部的橡胶。这样，可以起到缓冲的作用，延长桥梁的使用寿命。总体来看，这座桥的受力是以一下这种方式传导的：荷载作用在纵梁，然后力由纵梁传给横梁。横梁受力之后，再将力传给节点板，最终作用在主桁之上。铁路钢桁梁桥 铁路钢桁梁桥的左右两侧桥墩并不相同，主要是因为水流方向的问题。在该桥的一侧桥墩，实行了加固，这样可以减轻水流对支座的冲刷，从而保护支座，延长寿命。起到的也是类是与破冰棱的作用。桥墩四公路桥公路桥的桥墩很有特点。一个桥墩，但是分成了两个独立的桥墩体系。而造成桥墩不同的原因

18、是因为两侧桥梁的结构不同。一边的桥梁结构，是连拱多跨结构，而另一边，则是变高度连续梁。这两种不同的结构，说明该桥后期进行过加固以满足新的需求。 公路桥五13号线轻轨桥该轻轨桥，是3跨的连续梁桥（下图）。本桥采用的是整体道床。道床整体化就是用某些胶合材料（如沥青砂浆、快硬水泥砂浆、某些粘性的聚合物等）和碎石道碴浇灌在一起，形成整体化道床，可以提高承载能力，使道床的下沉量比普通道床减小约90%，而且可使线路的纵向、横向阻力增加约0.74倍，排水性能也大大得到改善，具有防脏、防冻、不长草的特点，颇受国内外铁路工程界的青睐。观察可以看见，这座轻轨桥共有三轨。其中，第三轨是通电，另外两轨是其承载作用的。

19、而这座桥还采取了变截面的跨度，原因是因为此处跨度较大，采用变截面，可以减轻自重。这座轻轨桥是采用的是钢、混凝土结合梁。这种结构，施工速度快。这里交通十分繁忙，而且人流大，所以需要很快地完成工程，这正是这里采用钢、混凝土结合梁的原因。钢、混凝土结合梁下方为钢箱梁，上方为混凝土。这种结构的一个不足之处就是钢桥面板的噪音大，但是因为附近没有住宅区，所以没有太大的影响。如果靠近住宅区的话，可以采用声屏障，这种构件前文已经提到，这里不再重复了。13号线轻轨桥13号线轻轨桥是由简支梁组合而成。简支梁就是说梁的两端搭在两个支撑物上，两端铰接，现实看是只有两端支撑在柱子上的梁，主要承受弯矩的单跨结构.一般为静

20、定结构 ，受力简单，跨中只有正弯矩，体系温变、混凝土收缩徐变、张拉预应力都不会在梁中产生附加内力。简支梁为力学简化模型。每个简支梁主要部分就是箱梁。箱梁的侧面有小孔，是起到排气作用。简支梁与连续梁相比，有许多好处。不仅施工简单，而且寿命比较长，维护的费用也比较少。我国20世纪初期，大多的桥梁都是连续梁，后来实践证明，简支梁比较有优势，而且施工快，后期维护少，受到外部影响也小。六西直门桥 西直门桥式连续梁结构。连续梁桥式指两跨或两跨以上连续的梁桥，属于超静定体系。连续梁在恒活载作用下，产生的支点负弯矩对跨中正弯矩有卸载的作用，使内力状态比较均匀合理，因而梁高可以减小，由此可以增大桥下净空，节省材

21、料，且刚度大，整体性好，超载能力大，安全度大，桥面伸缩缝少，并且因为跨中截面的弯矩减小，使得桥跨可以增大。 西直门桥连续梁结构复杂，而且不可以有沉降的出现，所以施工难度大，后期维护麻烦，费用高。而简支梁除了上文所说的有点，还可以允许有少量的沉降。所以，现在一般都是采用简支梁结构。在西直门桥，可以观察到声屏障。声屏障的相关内容前文已经叙述了，这里不再重复。这里采用声屏障的原因就是就是因为这附近有居民区。在柱的上方，有抗震螺栓。抗震螺栓的主要功能就是减轻突发地震对桥墩的危害，起到抗剪的作用。下图为减震支座。目的就是为了减轻列车通过时的震动，从而保护桥墩。七钻河桥这座桥位于钻河之上，是近几年开挖出来

22、的河流。这条河流的出现，不仅是周围环境变好，也是得这里更适合居住。钻河桥是钢筋混凝土桥。钢筋混凝土桥与钢、混凝土桥不同。前者施工周期比较长，而后者适用于施工周期短的工程。13号线轻轨建造的地方由于人口多，而且比较繁华，所以需求工期短。而这里人口比较少，各种商业活动也少，所以可以采用钢筋混凝土桥。这是一座预应力桥。在工程结构构件承受外荷载之前,对受拉模块中的钢筋，施加预压应力,提高构件的刚度,推迟裂缝出现的时间,增加构件的耐久性。对于机械结构来看，其含义为预先使其产生应力，其好处是可以提高构造本身刚性，减少振动和弹性变形这样做可以明显改善受拉模块的弹性强度，使原本的抗性更强。 在结构承受外荷载之

23、前，预先对其在外荷载作用下的受拉区施加压应力，以改善结构使用的性能的结构型式称之为预应力结构。注意观察，可以发现这里的柱采用了变截面的桥墩。也是出于节省材料，减轻自重的原因。钻河桥八慈献寺桥慈献寺桥慈献寺桥是3跨连续梁桥。采用的是钢、混凝土结合梁。原因也是因为这是一个路口，车流量大，所以，采用这种结构来缩短工期。慈献寺桥采用的是圆柱墩。圆柱墩轻柔，而且比较美观。慈献寺桥所处的位置是在路口。路口需求通透性墙，所以采用了圆柱墩。但是，为了防止意外事故对桥墩的伤害，所以用了防撞钢板来保护桥墩。第三部分 结论及建议通过实习，我们了解了很多关于桥梁的知识。我们不仅要学好这些，更要有一种长远的意识，我们要

24、了解我国桥梁工程未来的发展方向。21世纪，随着高强度钢、玻璃钢、铝合金、碳纤维等太空轻质材料的大量启用，桥梁建筑的主要材料将不断更新，桥梁结构的形式将呈现出多样化发展格局。目前，计算机技术的发展为桥梁结构的优化设计创造了条件，使桥梁设计人员可以对即将兴建的桥梁进行仿真分析，使不同材料的性能发挥到极致；结构动力学理论的发展与完善使设计者采用非常轻质的梁型时，不致出现像著名的塔可马吊桥那样有被风吹塌的危险；依靠科技进步可使设计人员打破常规，采取特殊的结构措施，用最少的钱造出轻质、美观而实用的桥梁来。桥梁的抗震、抗灾的研究也是很重要的一方面。目前，我国桥梁设计已基本达到桥梁在正常适用条件下的功能和要求，在低度震压下，桥梁一般不会遭到重大损失，但是如果遇到特大地震的话，桥梁就无法承受住震压。因此，未来的研究中就有如何使桥梁在重大地震