道桥工程概论

1、道路与桥梁工程概论概概述 道桥的发展简史道桥的发展简史道路：道路：是设置在是设置在地表面地表面上上供人、马、车行走的一供人、马、车行走的一种线状建筑物。种线状建筑物。桥梁：桥梁：是供铁路、道路、是供铁路、道路、渠道、管线、车辆、行渠道、管线、车辆、行人等跨越河流、山谷、人等跨越河流、山谷、湖泊、低地或其它交通湖泊、低地或其它交通线路时使用的线路时使用的架空架空建筑建筑结构。结构。最早的人工桥梁可能源自最早的人工桥梁可能源自于倾于河上的雷击树木于倾于河上的雷击树木 道桥的发展简史道桥的发展简史 新石器时代晚期新石器时代晚期，中国，中国已有供牛马通行的驮运道。已有供牛马通行的驮运道。 商朝时商朝时

2、，中国人已懂得，中国人已懂得夯土筑路，并利用石灰稳定夯土筑路，并利用石灰稳定土壤，殷墟中便有砾石与碎土壤，殷墟中便有砾石与碎陶片铺筑的路面。陶片铺筑的路面。 秦始皇秦始皇兴修起以咸阳为中心的道路网。这些名兴修起以咸阳为中心的道路网。这些名为为“驰道驰道”的路有着统一的质量标准。并在公元前的路有着统一的质量标准。并在公元前212212年为防御匈奴而建的专用军事交通线年为防御匈奴而建的专用军事交通线秦直秦直道道堪称世界上第一条高速路。堪称世界上第一条高速路。 汉唐时汉唐时的的丝绸之路丝绸之路和和茶叶之路茶叶之路。 桥梁：桥梁： 既是功能性结构物，又是立体的造型艺术工程既是功能性结构物，又是立体的造

3、型艺术工程 各种道路工程的关键节点各种道路工程的关键节点 里程不长、难度高、造价大、工期长里程不长、难度高、造价大、工期长道路现状评价道路现状评价存在如下几方面的问题：存在如下几方面的问题：1 1数量少数量少 （1 1）公路通车总里程：）公路通车总里程： 目前通车里程虽己达目前通车里程虽己达176.5176.5万公里，但与发达国家相比，万公里，但与发达国家相比，仍然相差较大。如美国为仍然相差较大。如美国为637.8637.8万公里，日本万公里，日本140140万公里，万公里，印度印度160160万公里。万公里。 （2 2）公路密度：）公路密度： 我国公路基础设施密度偏低。美国公路密度每百平方公

4、里我国公路基础设施密度偏低。美国公路密度每百平方公里为为6767公里，英国为公里，英国为160160公里，法国为公里，法国为147147公里，日本为公里，日本为303303公里，印度为公里，印度为6161公里，而我国只有公里，而我国只有17.517.5公里。公里。 ，美国为，美国为242242公里，英国为公里，英国为6363公里，公里，法国为法国为140140公里，日本为公里，日本为91.591.5公里，印度为公里，印度为2222公里，而我公里，而我国只有国只有1111公里。公里。 2 2公路网等级低、高等级公路少、路面质量差、标准低。公路网等级低、高等级公路少、路面质量差、标准低。 高级、次

5、高级路面里程占公路总里程的高级、次高级路面里程占公路总里程的40.9%40.9%。无路面里。无路面里程程15.415.4万公里万公里, ,占占9 9 。3 3发展不平衡。发展不平衡。 东西部差距较大，平原区与山区差别大。到东西部差距较大，平原区与山区差别大。到20002000年底全年底全国仍有国仍有353353个乡（个乡（0.8%0.8%），），6.96.9万个村（万个村（9.2%9.2%）不通公路）不通公路, ,公路密度各省市差距大。公路密度各省市差距大。4 4通行能力低。通行能力低。 通行能力大、运营效益高的公路主骨架未形成。通行能力大、运营效益高的公路主骨架未形成。5 5服务水平低。服务

6、水平低。 公路运输服务不满足要求。公路运输服务不满足要求。按使用性分类：按使用性分类：公路桥、公铁两用桥、人行桥、机耕公路桥、公铁两用桥、人行桥、机耕桥、过水桥等桥、过水桥等按结构形式分类：按结构形式分类：梁桥、板桥梁桥、板桥 、拱桥、拱桥 、刚构桥、刚构桥 、斜、斜拉桥、悬索桥拉桥、悬索桥按跨径大小和多跨总长分类：按跨径大小和多跨总长分类：小桥、中桥、大桥、小桥、中桥、大桥、特大桥等特大桥等按行车道位置分类：按行车道位置分类：上承式桥、中上承式桥、中承式承式桥桥 、下承式下承式桥桥 按使用年限分类：按使用年限分类：永久性桥、半永久性桥永久性桥、半永久性桥 、临时临时桥桥 按材料分类：按材料分

7、类：木桥、圬工桥木桥、圬工桥 、钢钢筋混凝土筋混凝土桥、钢桥桥、钢桥桥梁由四个基本部分组成，即桥梁由四个基本部分组成，即上部结构上部结构、下部结构下部结构、支座支座和和附属设施附属设施。上部结构上部结构：是在线路中断时跨越障碍的主要承：是在线路中断时跨越障碍的主要承重结构，是桥梁支座以上重结构，是桥梁支座以上( (无铰拱起拱线或刚架主无铰拱起拱线或刚架主梁底线以上梁底线以上) )跨越桥孔的总称跨越桥孔的总称下部结构下部结构：包括桥墩、桥台和基础。：包括桥墩、桥台和基础。 llL桥 台路 堤设 计 水 位通 航 水 位低 水 位h上 部 结 构b0桥 墩锥 形 护 坡基 础连续连续桁架梁桁架梁桥

8、桥。支承在三支承在三个个支点支点以上的以上的桥桥梁。梁。简简支梁支梁桥桥伸臂梁伸臂梁桥桥19571957年建成年建成, ,是中是中国国在万里在万里长长江上江上修建的第一座修建的第一座铁铁路、公路路、公路两两用用桥桥梁。梁。全全桥总长桥总长1670米，其中正米，其中正桥桥1156米，米，北岸引北岸引桥桥303米，南岸引米，南岸引桥桥211米。米。桥桥身身为为三三联连续联连续梁梁桥桥，每，每联联3孔，共孔，共8墩墩9孔。每孔跨度孔。每孔跨度为为128米。米。 拱式结构在竖向荷载拱式结构在竖向荷载作用下，两端支承除作用下，两端支承除了有竖向反力外，还了有竖向反力外，还将产生将产生水平推力水平推力。因

9、。因此，可以充分利用主此，可以充分利用主拱截面材料强度，使拱截面材料强度，使跨越能力增大。跨越能力增大。拱和梁的应拱和梁的应力分布力分布 拱拱桥桥-截面应力(b)(a)-截面应力PPNPPHVHVVVMQMQ赵赵州州桥桥座落在河北省南部座落在河北省南部的的洨洨河上，河上，洨洨河流河流经赵县经赵县。由著名匠由著名匠师师李春李春设计设计和建和建造，距今已有造，距今已有1400年的年的历历史，是史，是当当今世界上今世界上现现存最存最早、保存最完善的古代石早、保存最完善的古代石拱拱桥桥。拱拱桥桥的承重方式的承重方式：桥桥面布置在主要承重面布置在主要承重构构件之上。（首件之上。（首选选）特点：特点：构构

10、造造简单简单，施工方便，施工方便，视视野野开阔开阔，舒适性好；，舒适性好；但不足之但不足之处处是建筑高度是建筑高度较较大。大。 ：桥桥面在面在桥桥跨跨结构结构的高度中的高度中间间武武汉汉晴川大晴川大桥桥位于位于汉汉江江与长与长江的交江的交汇处汇处，连连接接汉汉口的中口的中山大道和山大道和汉阳铁门关汉阳铁门关，主，主桥桥为为下承式下承式钢钢管无管无铰铰拱拱桥桥，工，工程全程全长长2147.5米米,净净跨跨280米。米。 ：桥桥面布置在承重面布置在承重结构结构之下。之下。 刚刚架架桥桥概概念：是梁和柱（或念：是梁和柱（或竖墙竖墙）整体）整体结结合的合的桥桥梁梁结构结构。桥桥墩墩与桥与桥跨跨刚刚性性

11、连连接接斜拉桥主要由斜拉桥主要由塔柱塔柱、主梁主梁和和斜拉钢索斜拉钢索组成。斜拉组成。斜拉桥一般为双塔，有时也可采用单塔；绝大多数桥塔桥一般为双塔，有时也可采用单塔；绝大多数桥塔是竖向的，极少数为斜立。斜拉桥的跨度一般介于是竖向的，极少数为斜立。斜拉桥的跨度一般介于悬索桥和桁架桥之间，通常为钢梁或钢筋混凝土梁。悬索桥和桁架桥之间，通常为钢梁或钢筋混凝土梁。 斜拉斜拉桥桥辐辐射形射形竖竖琴形琴形扇形扇形来宾红来宾红水河，位于广西水河，位于广西红红水河，是我水河，是我国国修建的第一座修建的第一座预应预应力混凝土力混凝土铁铁路斜拉路斜拉桥桥。全全长长398398，主跨，主跨4848969648(48

12、(），索型采用），索型采用双双塔塔竖竖琴型。琴型。三台涪江三台涪江桥桥位于四川省三台位于四川省三台县县跨越涪江。全跨越涪江。全桥桥共孔，全共孔，全长长。该桥该桥主主桥为双桥为双塔混凝土斜拉塔混凝土斜拉桥桥，其孔跨，其孔跨为为( (）。，）。，桥桥面面总宽总宽( (车车行道及行道及两侧两侧人行道各人行道各）。斜拉索）。斜拉索为为扇形扇形双双索面体系。索面体系。 悬索桥是在桥的悬索桥是在桥的，借，借助于架设在桥塔的助于架设在桥塔的拉索，通过分布设拉索，通过分布设置的吊杆将桥上的置的吊杆将桥上的荷载传至悬索上。荷载传至悬索上。一般认为在所有桥一般认为在所有桥式中，悬索桥的可式中，悬索桥的可能跨度最大

13、。目前能跨度最大。目前主跨超过主跨超过1000m1000m的桥的桥梁主要为悬索桥。梁主要为悬索桥。 悬悬索索桥桥悬悬索索桥桥是一是一种种古老古老桥桥型。型。早期制索材料早期制索材料为为藤藤条条、竹子、皮革、竹子、皮革、铁链铁链等等。至今我至今我国国四川灌四川灌县县安安澜澜竹索竹索桥桥仍保持着原始的仍保持着原始的风风貌。貌。建于公元建于公元17051705年的四年的四川大渡河的川大渡河的泸泸定定铁铁索索桥桥，主跨主跨达达103m103m，很可能，很可能是是当时当时世界跨度最大的世界跨度最大的悬悬索索桥桥。明石海峡大桥明石海峡大桥 目前世界上跨度最大的悬索桥是日本目前世界上跨度最大的悬索桥是日本的明石海峡公铁两用桥，跨径的明石海峡公铁两用桥，跨径1991 m1991 m( (设计跨径为设计跨径为1990m1990m，后因阪神地震，后因阪神地震，地壳移位，才变成目前的跨径地壳移位，才变成目前的跨径) )。 悬悬索索桥桥示意示意图图 悬索吊杆塔架锚固锚固1 1）重视）重视高新技术高新技术的开发和应用：的开发和应用：包括规划、