桥梁工程-概论(2,3,4)课件

1、 第二章 桥梁的基本组成和分类n第一节 桥梁的基本组成 n桥跨结构桥跨结构（上部结构） ：n 跨越障碍，n 承担荷载n墩台基础墩台基础（下部结构） ：n 承接上部结构荷载，n 传至地基n支座：支座：上、下部结构传力装置n（以上称五大件）n桥道系桥道系（五小件）：n 桥面铺装、伸缩装置、排水、栏杆、灯柱。基本术语：基本术语：净跨径净跨径： 相邻墩台间净距 l。总跨径：总跨径： 各净跨的总和 l。计算跨径：计算跨径：相邻支座中心距 l桥梁总长桥梁总长：桥台后端点距离 L桥梁高度：桥梁高度：桥下路面（低水位） 与桥面的高差，H1建筑高度：建筑高度：桥上行车路面与桥跨结构下缘的距离 h桥下净空：桥下净

2、空：通航水位（设计洪水位）或桥下路面与结构下缘的距离 H净矢高：净矢高： 拱顶下缘至拱脚内缘低点的高差 f。计算矢高计算矢高：拱顶与拱脚形心的高差 f矢跨比：矢跨比： 计算矢高与计算跨径之比 f/ln第一节 桥梁的主要类型 n一桥梁的基本体系一桥梁的基本体系 梁式桥、拱式桥、刚架桥、斜拉桥、悬索桥n梁式桥梁式桥受弯为主n拱式桥 受压为主 推力 结构刚架桥刚架桥弯曲为主 梁墩固结 提高刚度n斜拉桥 增大跨越能力n悬索桥 跨越能力最强n二桥梁的其他分类二桥梁的其他分类n 1.按用途按用途：公路桥、铁路桥、公铁两用桥、人行桥、渡槽等；n 2.按材料按材料：圬工桥、钢筋砼桥、预应力砼桥、钢桥、木桥；n

3、 3.按跨越障碍按跨越障碍：跨河桥、跨线桥（立交）、高架桥、栈桥；n 4.按车道位置：按车道位置：上承式、下承式、中承式；n 5.按跨径规模按跨径规模：特大桥、大桥、中桥、小桥、涵洞；n桥涵分类 多孔总长L(m) 单孔跨径Lk(m)n特大桥 L1000 Lk150n大 桥 100L1000 40Lk150n中 桥 30L100 20Lk40n小 桥 8L30 5Lk20n涵 洞 Lk5n n 6.其他其他：开合桥（启闭桥）、浮桥、漫水桥。第三章 桥梁的总体规划和设计要点n第一节第一节 桥梁的总体规划原则和基本设计要求桥梁的总体规划原则和基本设计要求n一：设计原则一：设计原则 技术先进、安全可靠

4、、适用耐久、经济合理、造型美观、有利环保。n二：设计要求：设计要求 就地取材、因地制宜、工艺可行、维护方便； 积极采用新结构、新材料、新设备、新工艺、新技术； 学习外国先进经验与自主创新相结合； 设计基准期：100年。n四：设计程序四：设计程序n n 1.设计前期工作：设计前期工作：项目建议书（立项） 可研报告：预可必要性，工可可行性n 2.设计阶段：设计阶段：初步设计，技术设计（扩初），施工图设计。n第二节第二节 桥梁纵、横断面设计和平面布置桥梁纵、横断面设计和平面布置n 一：桥梁纵断面设计一：桥梁纵断面设计n 1.桥梁总跨径的确定桥梁总跨径的确定 保证排洪，减少冲刷 50m内宜采用标准跨径

5、： 0.75、1、1.25、1.5、2、3、4、5、6、8、10、13、16、20、25、 30、35、40、45、50m.n 2.桥梁分孔桥梁分孔 1）合理跨径：跨径与墩台数量的关系，经济合理 2）地质地形，水文条件，河道变迁； 3）通航行洪要求； 4）结构特征；3.桥道高程桥道高程 1）排洪：梁底高出洪水位50cm，流冰75cm; 支座高出洪水位25cm，流冰50cm; 拱顶高出洪水位100cm， （无铰拱）起拱线高出流冰25cm，水淹深度不超过23f。; 2）通航净空：按航道等级要求确定 3）其他通行要求：公路、铁路、人行等； 4）纵坡：为减少路堤或引道可设纵坡， 中桥：i4% 大桥、城

6、市桥：i3%二：桥梁横断面设计1.桥面宽度：桥面宽度： 1）车道数量和宽度：3.75m （V80Km/h） 33.5m (20mV60m) n1m (自行车道) 2）人行道 0.75m（1m）+n0.5m 2.道路净空：（道路净空：（桥通规3.3.1）3.人车隔离带人车隔离带：0.25m0.35m 4.结构布置结构布置 5.桥面铺装及横坡桥面铺装及横坡：车道： 12% 人行道：1%三：平面布置三：平面布置n1.接线平顺；n2.直线，尽量避免曲线（符合路线要求）n3.正交，尽量避免斜交（斜交角不大于45）n四：四： 桥梁设计的方案比较桥梁设计的方案比较n1.拟定图式24个n2.编制方案，拟定技术

7、经济指标n3.方案比选，择优或综合形成实施方案。n 总规模、工艺技术、使用效果、造价及三材用量。第四章 桥梁的设计荷载（作用）n第一节第一节 设计荷载（作用）设计荷载（作用）n一一.永久作用永久作用n 作用位置、大小、方向不随时间变化，或变化幅度与其均值相比可忽略的作用。n 自重、土压、基础变位、水压（浮）力、预加力、砼收缩和徐变等；n二二.可变作用可变作用n 作用位置、大小、方向随时间变化，变化幅度与其均值相比不可忽略的作用。n 汽车（含相应的冲击、制动、离心力等）n 人群n 其他：温变、风、流水压力、流冰压力等。n 1.汽车荷载汽车荷载n老规范：n汽-10级（挂-80）n汽-20级（挂-1

8、00）n超-20级（挂-120）n n新规范:车道荷载和车道荷载n 公路级n 公路级n （桥通规JTG D60-2004）n 城市A级n 城市B级n （城市桥梁荷载设计标准）n 1）车道荷载：用于结构整体n 计算的等代荷载n iiyPKmax a.公路级（高速公路、一级公路、二级专用） 均布标准荷载：qk=10.5KN/m 集中荷载标准值：Pk=180KN (l5m) Pk=360KN (l50m) 直线内查 （ 5ml50m) 计算剪力效应乘1.2 b. 公路级(二、三、四级公路）: 0.75 四级重车少:级0.8（车道） 级0.7（车辆） c.均布荷载按最不利同号影响线 满布；集中荷载作用

9、于峰值处 （一个） n2)车辆荷载：用于结构局部、n 桥台、档墙计算，n 不得与车道荷载叠加；n 公路、级相同n n3）横向折减系数n 车道数 2 3 4 5 6 7 8n 折减系数 1.0 0.78 0.67 0.60 0.55 0.52 0.5n4）纵向折减系数n 150ml400m 0.97n 400ml600m 0.96n 600ml800m 0.95n 800ml1000m 0.94n1000ml 0.93n城市桥梁荷载设计标准n城市城市A级级n2ml20m =22.5KN/m =37.5KN/m P=140KNn20ml150m =10.0KN/m =15.0KN/m P=300K

10、Nn城市城市B级级n2ml20m =19.0KN/m =25.0KN/m P=130KNn20ml150m =9.5KN/m =11.0KN/m P=160KNmqmqmqmqmqmqQqQqQqQqn2. 汽车荷载冲击力汽车荷载冲击力n当计算桥梁上部结构、支座、墩台时（填土h0.5m的拱桥、涵洞、重力式桥台除外），按结构基准频率计冲击系数 ：nf1.5Hz时 =0.05n1.5Hzf14Hz =0.1767lnf-0.0157nf14Hz =0.45n简支梁：n连续梁： （计算正弯矩和剪力）n （计算负弯矩）n拱桥：n n式中： （频率系数， f 为矢跨比）nT型、箱型梁悬臂板局部加载： =

11、0.30ccmEIlf22ccmEIlf212616.13ccmEIlf212ccmEIlf222651.234221186733445.16504 . 5105fffn 3. 汽车荷载离心力汽车荷载离心力n 1）当弯桥曲线半径R250m时,车辆荷载标准值乘离心力系数C：n n 2）多车道作用乘横向折减系数：n 3）着力点桥面以上1.2m(为方便可至桥面)RvC1272RvC1272RvC1272n 4. 汽车荷载引起的土压力汽车荷载引起的土压力n 将车辆荷载换算成等代均布土层厚度n n式中： 填土重度n GBl0范围内车辆荷载（多车道折减）， 外轮路边距0.5m;n l0破坏棱体计算长度n

12、B桥台全宽或计算长度（分段计算）n B=13+Htan30n分段长度小于13m时取分段长度，n式中：H为档墙高度，墙上有填土时加2倍土厚 2h0BlGh 5.人群荷载人群荷载 1）人群荷载标准值：qk=3.0 (l50m) qk=2.5 (l150m) 直线内查 50ml150m) 2)城郊人群密集区增大1.15倍；专用人行桥：3.5 3）一块板为单元计算：4.0 4）栏杆：水平推力0.75KN/m ，竖向力1.0KN/m. 6. 汽车荷载制动力汽车荷载制动力 车道荷载标准值10%， 但不小于：165KN（公路级） 90KN（公路级）2/ mKN2/ mKN2/ mKN2/ mKN 纵、横向折

13、减系数同车道荷载，着力点同离心力。支座传递至刚性墩台的动力按墩台及支座类型计算（表1-4-6），活动支座不大于其摩阻力。n三三.偶然作用偶然作用 偶然作用有地震力、船舶和漂流物撞击作用。n 1. 地震力地震力：动峰值加速度0.10g0.30g应进行抗震设计， 大于0.40g应进行专门的抗震研究与设计。n 2.汽车撞击力汽车撞击力：行驶方向1000 KN，垂直方向500 KN作用高度1.2m.n第二节第二节 荷载组合荷载组合n一.承载力极限状态n n1.基本组合n式中: 结构重要性系数，按结构设计安全等级（一、 二、三）采用1.1、1.0、0.9)(211100QjknjQjckQQGikmiG

14、iudSSSS00)(210100QjdnjcdQGidmiudSSSS0 效应组合设计值 第i个永久作用效应分项系数(桥通规4.1.6） 第i个永久作用效应的标准值和设计值 第j个可变作用效应分项系数：1.4（风1.1） 第j个可变作用效应的标准值和设计值 汽车荷载外的其他可变作用效应的组合系数 恒+汽+人（或其他一种） 0.8 恒+汽+（其他二种） 0.7 恒+汽+（其他三种） 0.6 恒+汽+（其他四种） 0.5 设计弯桥时，离心力与制动力同时参与组合时制动力按70%取用。udSGiGidGikSS,QjGjdGjkSS,c 2. 偶然组合偶然组合 永久作用与可变作用某种代表值、一种偶然作用标准值效应组合，偶然作用效应组合系数取1.0.二.正常使用极限状态n1. 作用短期效应组合作用短期效应组合n式中： 作用短期效应组合设计值n 第j个可变作用效应的频遇值系数，汽车荷载（不计冲击力）0.7，人群荷载1.0，风荷载0.75，温差0.8，其他1.0n 第j个可变作用效应的频遇值。Qjkn