cA桥梁工程ppt课件

1、土木工程概论土木工程概论第六章第六章桥梁工程桥梁工程本章内容本章内容6.1 6.1 桥梁的分类桥梁的分类6.2 6.2 桥梁工程的总体规划和设计要点桥梁工程的总体规划和设计要点6.3 6.3 桥梁的构造方式桥梁的构造方式6.4 6.4 桥墩与桥台桥墩与桥台6.5 6.5 桥梁根底桥梁根底6.6 6.6 桥梁技术的开展方向桥梁技术的开展方向简述简述桥梁工程是土木工程中属于构造工程的一个分支学科，桥梁工程是土木工程中属于构造工程的一个分支学科，是用砖石、木、混凝土、钢筋混凝土和各种金属资料建造的是用砖石、木、混凝土、钢筋混凝土和各种金属资料建造的构造工程。构造工程。中国赵州桥 澳门大桥 青马大桥视

2、频青马大桥视频英国英国 Fourth Rail Fourth Rail 桥视频桥视频6.1 6.1 桥梁的分类桥梁的分类按运用性分为公路桥、公铁两用桥、人行桥、机耕按运用性分为公路桥、公铁两用桥、人行桥、机耕桥、过水桥等。桥、过水桥等。 按跨径大小和多跨总长分为小桥、中桥、大桥、特按跨径大小和多跨总长分为小桥、中桥、大桥、特大桥。大桥。 按行车道位置分为上承式桥、中承式桥、下承式桥。按行车道位置分为上承式桥、中承式桥、下承式桥。 按承重构件受力情况可分为梁桥、板桥、拱桥、钢按承重构件受力情况可分为梁桥、板桥、拱桥、钢构造桥、吊桥、组合体系桥斜拉桥、悬索桥。构造桥、吊桥、组合体系桥斜拉桥、悬索桥

3、。6.1 6.1 桥梁的分类桥梁的分类按运用年限可分为永久性桥、半永久性桥、暂时桥。按运用年限可分为永久性桥、半永久性桥、暂时桥。按资料类型分为木桥、圬工桥、钢筋砼桥、预应力按资料类型分为木桥、圬工桥、钢筋砼桥、预应力桥、钢桥。桥、钢桥。混凝土桥 钢架桥6.1 桥梁的分类桥梁的分类桥梁分类桥梁分类多孔跨径总长多孔跨径总长L/m单孔跨径单孔跨径 L0/m特大桥特大桥L500L0100大桥大桥L100L040中桥中桥30L10020 L0 40小桥小桥8 L 305 L0 20涵洞涵洞L8L0 5 一、桥梁总体规划的根本内容一、桥梁总体规划的根本内容 桥位选定；桥梁总跨径及分孔方案确定；选定桥桥位

4、选定；桥梁总跨径及分孔方案确定；选定桥型；决议桥梁纵、横断面布置等。型；决议桥梁纵、横断面布置等。 二、桥梁总体规划的原那么二、桥梁总体规划的原那么 平安、经济、适用、美观。平安、经济、适用、美观。 6.2 桥梁工程的总体规划和设计重点6.2.1 6.2.1 桥梁总体规划的义务和重点和重点桥梁总体规划的义务和重点和重点n运用上的要求：行车道和人行道保证车辆和行人运用上的要求：行车道和人行道保证车辆和行人平安畅通；桥跨、桥型和桥下净空满足泄洪、平平安畅通；桥跨、桥型和桥下净空满足泄洪、平安通航。安通航。n经济上的要求：桥梁方案因地制宜、就地取材、经济上的要求：桥梁方案因地制宜、就地取材、施工程度

5、，总造价、工期问题。施工程度，总造价、工期问题。n构造上的要求：制造、运输、安装和运用过程中构造上的要求：制造、运输、安装和运用过程中具有足够的强度、刚度、稳定性和耐久性。具有足够的强度、刚度、稳定性和耐久性。n美观和环保的要求：美观的外形，与环境和风光美观和环保的要求：美观的外形，与环境和风光协调，不能对周围环境和生态构成不利影响。协调，不能对周围环境和生态构成不利影响。6.2 桥梁工程的总体规划和设计重点6.2.1 6.2.1 桥梁总体规划的义务和重点和重点桥梁总体规划的义务和重点和重点6.2.2 6.2.2 桥梁工程设计要点桥梁工程设计要点1选择桥位选择桥位 ：选在河道顺直、河床稳定、水

6、：选在河道顺直、河床稳定、水面较窄、水流稳定的河段。面较窄、水流稳定的河段。2确定桥梁总跨径与分孔数：总跨径主要思确定桥梁总跨径与分孔数：总跨径主要思索保证桥下有足够的过水断面，可以顺利地索保证桥下有足够的过水断面，可以顺利地宣洪泄洪，经过流冰；分孔数目和跨径大小宣洪泄洪，经过流冰；分孔数目和跨径大小要思索通航需求、工程地质条件和工程总造要思索通航需求、工程地质条件和工程总造价。价。3桥梁的纵横断面布置：纵断面布置思索路桥梁的纵横断面布置：纵断面布置思索路与桥的衔接线形与衔接的纵向坡度，为了桥与桥的衔接线形与衔接的纵向坡度，为了桥面排水，普通面排水，普通3%-5%；横断面布置包括桥；横断面布置

7、包括桥面宽度、横向坡度、桥跨构造的横断面布置。面宽度、横向坡度、桥跨构造的横断面布置。4公路桥型的选择公路桥型的选择 ：普通应从平清闲用与经：普通应从平清闲用与经济合理等方面思索，选出最优的桥型方案济合理等方面思索，选出最优的桥型方案6.3 6.3 桥梁的构造方式桥梁的构造方式6.3.1 6.3.1 梁式桥梁式桥 梁式桥受力表示梁式桥受力表示 梁式桥的组成梁式桥的组成 6.3.1 6.3.1 梁式桥梁式桥四川三堆子金沙江桥 日本滨名大桥主跨240 m，1976年 6.3.1 6.3.1 梁式桥梁式桥六库怒江桥六库怒江桥目前我国最大跨度的预应目前我国最大跨度的预应力混凝土延续梁桥力混凝土延续梁桥

8、飞云江桥飞云江桥1998全长全长1718m，最大跨径，最大跨径62m，主梁高主梁高2.85m。我国目前最大跨度预应力混凝土简支梁桥我国目前最大跨度预应力混凝土简支梁桥6.3.2 6.3.2 拱式桥拱式桥 拱式桥受力表示拱式桥受力表示 L拱桥跨度拱桥跨度 f拱桥矢高拱桥矢高a桥跨给两侧桥台的反力竖向力和程度推力桥跨给两侧桥台的反力竖向力和程度推力b挪动荷载作用下的计算简图挪动荷载作用下的计算简图拱桥接受的是压力而不是弯矩，由拱圈或拱肋主要承载，竖向拱桥接受的是压力而不是弯矩，由拱圈或拱肋主要承载，竖向荷载作用下，桥墩或桥台将接受程度推力，因此对下部构造和荷载作用下，桥墩或桥台将接受程度推力，因此

9、对下部构造和根底要求较高，施工也较困难。根底要求较高，施工也较困难。6.3.2 6.3.2 拱式桥拱式桥拱式桥的组成拱式桥的组成 6.3.2 6.3.2 拱式桥拱式桥 广州丫譬沙珠江大桥广州丫譬沙珠江大桥-360m 世界最大的钢管混凝土拱桥世界最大的钢管混凝土拱桥卢浦大桥卢浦大桥-550m世界第一钢拱桥世界第一钢拱桥世界超越世界超越240m混凝土拱桥混凝土拱桥15座，座，4座在中国；座在中国；超越超越300m混凝土拱桥混凝土拱桥5座，座，3座在中国。座在中国。6.3.3 6.3.3 刚架桥刚架桥a a受力表示受力表示b b计算简图计算简图c c T T形钢架桥形钢架桥d d延续钢架桥延续钢架桥

10、e e斜腿钢架桥斜腿钢架桥刚架桥受力表示及其类型刚架桥受力表示及其类型跨中正弯矩较小跨中正弯矩较小因此中间截面高因此中间截面高度可以做得很小。度可以做得很小。6.3.3 6.3.3 刚架桥刚架桥 黄石长江大桥黄石长江大桥245mPC延续钢构桥延续钢构桥 挪威挪威StolmaStolma桥桥301m301m 世界第一世界第一6.3.4 6.3.4 斜拉桥斜拉桥将梁用假设个根斜拉索拉在塔上将梁用假设个根斜拉索拉在塔上-斜拉桥，一根斜拉索就是斜拉桥，一根斜拉索就是 替代一个桥墩的支点，从而增大桥梁的跨度；替代一个桥墩的支点，从而增大桥梁的跨度；开展阶段：很早就有，难以计算制约其开展开展阶段：很早就有

11、，难以计算制约其开展计算机开展计算机开展 近近50年内开展最快；年内开展最快；组成：主梁、塔柱、斜索组成：主梁、塔柱、斜索 桥面荷载桥面荷载主梁受压主梁受压斜索受拉斜索受拉塔柱塔柱根底根底塔方式：单塔、双塔、多塔塔方式：单塔、双塔、多塔 斜拉索方式：辐射、竖琴、扇形斜拉索方式：辐射、竖琴、扇形经济性：斜拉桥作为拉索体系，比梁式桥有更大的跨越才干经济性：斜拉桥作为拉索体系，比梁式桥有更大的跨越才干 拉索的自锚特性不需求悬索桥那样的宏大锚碇，斜拉桥有良拉索的自锚特性不需求悬索桥那样的宏大锚碇，斜拉桥有良 好的力学性能和经济目的，成为最主要的桥型，好的力学性能和经济目的，成为最主要的桥型，200-8

12、00m 占据优势，在占据优势，在800-1100m扮演重要角色。扮演重要角色。6.3.4 6.3.4 斜拉桥斜拉桥斜拉桥的索型斜拉桥的索型a a辐射式辐射式 b b竖琴形竖琴形 c c扇形扇形6.3.4 6.3.4 斜拉桥斜拉桥法国诺曼底斜拉桥，法国诺曼底斜拉桥，主跨主跨856m856m，19951995年建成年建成日本多多罗大桥日本多多罗大桥世界上最大的斜拉桥世界上最大的斜拉桥主跨主跨890m890m19991999年建成年建成6.3.4 6.3.4 斜拉桥斜拉桥南京长江二桥钢箱梁斜拉桥南京长江二桥钢箱梁斜拉桥主跨主跨628 m628 m，20012001年建成年建成世界第三世界第三 福建青

13、州闽江结合梁斜拉桥福建青州闽江结合梁斜拉桥主跨主跨605 m605 m，20012001年建成年建成 世界第五世界第五6.3.4 6.3.4 斜拉桥斜拉桥我国情况：我国情况：多年来我国在斜拉桥设计、施工技术、施工控制、斜拉索多年来我国在斜拉桥设计、施工技术、施工控制、斜拉索 抗风、雨振方面积累了丰富的阅历；抗风、雨振方面积累了丰富的阅历；我国已成为拥有斜拉桥最多的国家，我国已成为拥有斜拉桥最多的国家，2020年，世界十大著年，世界十大著 名斜拉桥中国有名斜拉桥中国有6座，跨度座，跨度600以上世界以上世界6座，中国座，中国4座。座。中国斜拉桥风格：中国斜拉桥风格：1混凝土塔；混凝土塔；2方式多

14、种多样，方式多种多样，A型、型、 倒倒Y型、型、H型、独柱；型、独柱；3构造方式多种构造方式多种 钢箱梁钢箱梁4、混合式、混合式5 结合梁结合梁4、混凝土梁、混凝土梁7；4索采用平行钢丝索采用平行钢丝15座；钢绞线座；钢绞线3江苏苏通大桥：主跨江苏苏通大桥：主跨1088m 最深的根底、最高的桥塔、最长的拉索、最大主跨最深的根底、最高的桥塔、最长的拉索、最大主跨 代表世界建桥技术的最高程度！代表世界建桥技术的最高程度！6.3.5 6.3.5 悬索桥悬索桥定义：桥面支承在悬索上的桥称为悬索桥，定义：桥面支承在悬索上的桥称为悬索桥，“悬挂的悬挂的 桥梁。桥梁。和拱桥不同，承重构造的拱肋是刚性的，承重

15、构造的和拱桥不同，承重构造的拱肋是刚性的，承重构造的 悬索是柔性的。悬索是柔性的。传力途径：桥面荷载传力途径：桥面荷载刚性梁加劲梁、主梁刚性梁加劲梁、主梁 吊杆吊杆主缆索主缆索主塔主塔根底根底巨型锚碇或自锚式悬索桥巨型锚碇或自锚式悬索桥悬索桥是特大跨径桥梁的主要方式之一，悬索桥是特大跨径桥梁的主要方式之一，“桥梁皇后桥梁皇后 充沛利用资料、用料省、自重轻、跨越才干最大。充沛利用资料、用料省、自重轻、跨越才干最大。 在在800m以上，悬索桥具有很大的竞争才干。以上，悬索桥具有很大的竞争才干。悬索桥由主缆、塔架、加劲梁、锚碇组成悬索桥由主缆、塔架、加劲梁、锚碇组成6.3.5 6.3.5 悬索桥悬索

16、桥悬索桥受力表示图悬索桥受力表示图6.3.5 6.3.5 悬索桥悬索桥世界最大跨悬索桥世界最大跨悬索桥-日本明石海峡大桥，日本明石海峡大桥，19981998年建成年建成主跨主跨1991m1991m6.3.5 6.3.5 悬索桥悬索桥江阴长江大桥江阴长江大桥主跨主跨1 385 m1 385 m，19991999年建成年建成世界第四世界第四 香港青马大桥香港青马大桥主跨主跨1 377 m1 377 m，19971997年建成年建成 世界第五，公铁两用世界第一世界第五，公铁两用世界第一6.3.6 6.3.6 综合体系桥综合体系桥在工程实际中，还采用几种桥型的组合构造，在工程实际中，还采用几种桥型的组

17、合构造，如梁和拱的组合体系，斜拉索与悬索组合体系等。如梁和拱的组合体系，斜拉索与悬索组合体系等。一切这些组成，目的在于充沛利用各种方式一切这些组成，目的在于充沛利用各种方式桥的受力特点，发扬其优越性，建造出符合要求，桥的受力特点，发扬其优越性，建造出符合要求，外观美丽的桥梁来。外观美丽的桥梁来。6.4 6.4 桥墩与桥台桥墩与桥台 6.4.1 桥墩的类型桥墩的类型 根据其构造方式可根据其构造方式可分为：分为： 1、实体式重力式、实体式重力式桥墩桥墩 2、空心式桥墩、空心式桥墩 3、桩柱式桥墩、桩柱式桥墩桥墩例如6.4.1 6.4.1 桥墩桥墩n桥墩的作用：桥墩的作用：n支承在它左右两跨的上部构

18、造经过支座传来的竖向力和支承在它左右两跨的上部构造经过支座传来的竖向力和n程度力，还接受流水压力、水面以上的风力和能够呈现程度力，还接受流水压力、水面以上的风力和能够呈现n冰压力、船只的撞击力等。冰压力、船只的撞击力等。n我国公路桥梁的桥台方式有：我国公路桥梁的桥台方式有：n实体式桥台实体式桥台n埋置式桥台埋置式桥台6.4.1 6.4.1 桥墩桥墩n实体式桥墩实体式桥墩n依托自重来平衡外力而坚持稳定，适用于荷载较大的大中依托自重来平衡外力而坚持稳定，适用于荷载较大的大中n型桥梁，或流冰、漂浮物较多的江河之中。型桥梁，或流冰、漂浮物较多的江河之中。n缺陷：圬工体积大，自严重、阻水面积大。缺陷：圬

19、工体积大，自严重、阻水面积大。n空心时桥墩空心时桥墩n抑制上述资料强度不能充沛利用的缺陷，做成空心薄壁构抑制上述资料强度不能充沛利用的缺陷，做成空心薄壁构造方式，可以节省圬工资料，减轻自重。造方式，可以节省圬工资料，减轻自重。n缺陷：经不起漂浮物撞击缺陷：经不起漂浮物撞击n桩和柱式桥墩桩和柱式桥墩n将桩基不时延伸到桥跨构造上面，桩顶浇筑墩帽，桩作为将桩基不时延伸到桥跨构造上面，桩顶浇筑墩帽，桩作为墩身的一部分。普通适用于跨度不大于墩身的一部分。普通适用于跨度不大于30m，墩身不高于，墩身不高于10m的情况。的情况。6.4.2 6.4.2 桥台的类型桥台的类型n 作用作用n两端桥头的支承构造物，

20、衔接两岸道路的路桥衔接构筑物。两端桥头的支承构造物，衔接两岸道路的路桥衔接构筑物。n1承当支座传送竖向和程度力；承当支座传送竖向和程度力；n2挡土护岸，接受土的侧压力。挡土护岸，接受土的侧压力。n要求要求n强度，不能产生过大的程度位移、转动和沉降。强度，不能产生过大的程度位移、转动和沉降。n分类分类n1实体式桥台实体式桥台n2埋置式桥台埋置式桥台6.5 6.5 桥梁根底桥梁根底桥梁根底普通比房屋根桥梁根底普通比房屋根底的规模大，需求思索的问题底的规模大，需求思索的问题多，施工条件也困难。多，施工条件也困难。桥梁根底的类型有刚性桥梁根底的类型有刚性扩展根底、桩根底和沉井根底扩展根底、桩根底和沉井

21、根底等。在特殊情况下也用气压沉等。在特殊情况下也用气压沉箱根底。箱根底。桥的桩根底桥的桩根底 6.6 6.6 桥梁技术的开展方向桥梁技术的开展方向1 1、大跨度桥梁向更长、更大、更柔的方向、大跨度桥梁向更长、更大、更柔的方向开展；开展；大跨度桥梁在气动、地震和行车动力作用下，大跨度桥梁在气动、地震和行车动力作用下，构造的平安和稳定性。将截面做成顺应气构造的平安和稳定性。将截面做成顺应气动要求的各种流线型加劲梁，增大特大跨动要求的各种流线型加劲梁，增大特大跨度桥梁的刚度；度桥梁的刚度；采用以斜缆为主的空间网状承重体系；采用以斜缆为主的空间网状承重体系；采用悬索加斜拉的混合体系；采用悬索加斜拉的混合体系；采用轻型而刚度大的复合资料加劲梁，采用采用轻型而刚度大的复合资料加劲梁，采用自重轻、强度高的碳纤维资料做为主缆自重轻、强度高的碳纤维资料做为