桥梁知识与结构特点1

1、桥梁基础知识1主讲：周建宾 1 桥梁基础知识桥梁基础知识1.1 桥梁结构的基本概念桥梁结构的基本概念 1什么是桥梁桥梁？ 定义：道路中连接线路、跨越障碍物的人工构造物，称为桥梁桥梁。2. 桥梁分类桥梁分类 按桥梁建筑规模（总桥长）或技术难度分为: 特大桥、大桥、中桥、小桥涵洞。 按上部结构的行车道位置分为: 上承式桥、下承式桥和中承式桥。 按桥梁的结构体系分（梁-拱-索） ： 梁式桥；拱式桥 ；刚架桥 ；组合体系；悬索桥 按主要承重结构所用材料划分： 圬工桥（包括石、混凝土拱桥），钢筋混凝土桥，预应力混凝土桥，钢桥 ，钢-混凝土组合桥。按桥梁用途来划分 公路桥、 铁路桥、公路铁路两用桥、农桥、

2、人行桥、 运水桥(渡槽)。 其它专用桥梁(如通过管路、电缆等)按跨越方式固定式的桥梁开启桥浮桥漫水桥按施工方法整体施工桥梁上部结构一次浇筑而成节段施工桥梁上部结构分节段组拼而成从传递荷载功能划分：（1）桥跨结构（上部结构）：主梁以上部分称为上部结构（拱桥以拱脚截面以上） 直接承担使用荷载 （2）桥墩、桥台、支座（下部结构）：支座以下部分称为下部结构；主梁和墩台之间的传力装置称为支座。 将上部结构的荷载传递到基础中去 挡住路堤的土 保证桥梁的温差伸缩（3）基础 将桥梁结构的反力传递到地基（4）附属结构3桥梁的组成桥梁的组成1.2 桥梁各部分名称桥梁各部分名称正确的描述桥梁结构各部分的名称是桥梁施

3、工正确的描述桥梁结构各部分的名称是桥梁施工检测的基础，记录整理归档的必要条件检测的基础，记录整理归档的必要条件 1 桥跨结构桥跨结构1）净跨径）净跨径对于梁式桥是设计洪水位上相邻两个桥墩(或桥台)之间的净间距，用 表示； 对于拱式桥是每孔拱跨两个拱脚截面最低点之间的水平距离。 2）总跨径总跨径是多孔桥梁中各孔净路径的总和，也称桥梁孔径，它反映了桥下宣泄洪沥水的能力。0l3）计算跨径）计算跨径对于具有支座的桥梁，是指桥梁 结构相邻两个支座中心之间的距离，用 表示。 对于拱式桥，是两相邻拱脚截面形心点之间的水平距离。因为拱圈(或拱肋)各截面形心点的连线称为拱轴线，故也就是拱轴线两端点之间的水平距离

4、。桥跨结构的力学计算是以为基准的。 4）桥梁全长）桥梁全长简称桥长，是桥梁两端两个桥台的侧墙或八字墙后结点之间的距离L以表示。对于无桥台的桥梁为桥面系行车道的全长。l5）桥梁高度）桥梁高度简称桥高，是指桥面与低水位之间的高差，或为桥面与桥下线路路面之间的距离。用H表示。6）桥下净空高度）桥下净空高度是设计洪水位或计算通航水位至桥跨结构最下缘之间的距离，以h表示，它应保证能安全排洪，并不得小于对该河道通航所规定的净空高度。7）建筑高度）建筑高度是桥上行车路面(或轨顶)标高至桥跨结构最下缘之间的距离，它不仅与桥梁结构的体系和跨径的大小有关，而且还随行车部分在桥上布置的高度位置而异。公路(或铁路)定

5、线中所确定的桥面(或轨顶)标高对通航净空顶部标高。8）容许建筑高度）容许建筑高度又称为容许建筑高度。显然，桥梁的建筑高度不得大于其容许建筑高度，否则就不能保证桥下的通航要求。9）净矢高）净矢高是从拱顶截面下缘至相邻两拱脚截面下缘最低点之连线的垂直距离，以 表示。10）计算矢高）计算矢高是从拱顶截面形心至相邻两拱脚截面形心之连线的垂直距离，以 表示。 11）矢跨比）矢跨比是拱桥中拱圈(或拱肋)的计算矢高与计算路径之比( )，也称拱矢度，它是反映拱桥受力特性的一个重要指标。lf /0ff桥梁涵洞分类 桥 梁 分 类 多孔桥全长（m） 单孔跨径（m） 特 殊 大 桥 L1000 Lk150 大 桥

6、100L1000 40 Lk 150 中 桥 30L100 20Lk 40 小 桥 8L30 5Lk 20 涵 洞 - Lk 5 注：1.多孔桥总长是指梁式桥、板式桥为多孔标准跨径总和； 拱桥为两岸桥台起拱线之间的距离；其他形式桥梁为桥面系行车道长度。 2.管涵、箱涵不论跨径或孔数均为涵洞。国际特大桥梁分类标准 1.3 桥梁的结构体系的特点桥梁的结构体系的特点梁式桥梁式桥 拱式桥拱式桥刚架体系刚架体系组合体系组合体系悬索体系悬索体系1.梁桥 梁式桥是一种在竖向荷载作用下无水平反力的结构。由于外力(恒载和活载)的作用方向与承重结构的轴线接近垂直，与同样跨径的其它结构体系的桥梁相比，梁内产生的弯矩

7、最大。 公路桥梁中应用最广的是装配式的混凝土梁（钢筋混凝土、预应力混凝土）桥。 梁桥的结构简单，施工方便，对地基承载能力的要求不高，但其常用跨径在25m以下。 梁桥又分为简支板（梁）桥、简支（肋）梁桥、连续梁桥、连续刚构。（各自的特点）梁桥结构简图跨中截面弯矩最大、支点截面剪力最大适用的材料：受压区以抗压性能好是混凝土为主、受拉区以抗拉性能好是钢筋或预应力钢筋为主施工方式：预制安装或整体浇筑梁桥的分类 简支梁桥 连续梁桥 悬臂梁桥和T型刚构桥 2.拱桥 拱式桥的主要承重结构是拱圈或拱肋。 拱桥在竖向荷载作用下，桥墩或桥台将同时承受垂直力和水平推力。水平推力将显著抵消荷载所引起在主拱圈(或拱肋)

8、内的弯矩。与同跨径的梁桥相比，拱的弯矩和变形要小得多。 鉴于拱桥的承重结构以受压为主，通常可用抗压能力强的圬工材料(如石、混凝土)或钢筋混凝土等来建造。但是对地基的变形和承载力要求较高。 拱桥的跨越能力很大，外形也较美观，在条件许可的情况下，修建拱桥往往是经济合理的。拱桥的分类1、按主拱圈使用的材料可以分为圬工拱桥、钢筋混凝土拱桥等；2、按照拱上结构的形式可以分为实腹式拱桥与空腹式拱桥；3、按照主拱圈所采用的各种拱轴线的型式可将拱桥分别称为圆弧拱桥、抛物线拱桥和悬链线拱桥等。4、按结构受力图式分类三铰拱、两铰拱或无铰拱。5、按主拱圈截面形式分类板拱桥、肋拱桥、双曲拱桥、箱形拱桥。 3.刚架桥

9、刚架桥的主要承重结构是梁或板和立柱或竖墙整体结合在一起的刚架结构。 梁和柱的连结处具有很大的刚性, 在竖向荷载作用下，梁主要受弯，而在柱脚处也具有水平反力，其受力状态介于梁桥与拱桥之间。对于同样的跨径，在相同的荷载作用下，刚架桥的跨中正弯矩要比一般梁桥的小。 根据这一特点，刚架桥跨中的建筑高度就可以做得较小。在城市中当遇到线路立体交叉或需要跨越通航河道时，采用这种桥型能尽量降低线路标高以改善纵坡并能减少路堤土方量。如地道桥。4. 组合体系1）梁、拱组合 梁和拱都是主要承重结构，两者相互配合共同受力。 吊杆将梁向上吊住，就显著减小了梁中弯矩；同时拱和梁连接在一起，拱的水平推力传给梁承受，梁除了受

10、弯矩以外尚且受拉。这种组合体系桥能跨越较一般简支梁桥更大的跨度，而墩台没有推力。 对地基的要求就与一般简支梁桥一样。2）斜拉桥（梁索组合） 斜拉桥是典型的悬索结构和梁式结构组合的结构体系。 由主梁、缆索和桥塔组成。充分利用了悬索结构和梁结构的特点。梁结构直接承受桥面外荷载引起的弯矩和剪力，桥塔两侧的斜拉索张紧后为梁结构提供弹性支承，同时承受由荷载引起的拉力，其拉力的竖向分量通过桥塔传至基础和地基；斜拉索中荷载引起拉力的水平分量，使桥结构承受轴向压力，相当于对梁结构施加预应力。 5. 悬索桥 悬索桥又称吊桥。特点是桥梁的主要承重结构由桥塔和悬挂在塔上的高强度柔性缆索及吊索、加劲梁和锚锭结构组成。 桥跨上的荷载由加劲梁承受，并通过吊索将其传至缆索。主缆索是主要承重结构，但其仅受拉力。缆索本身是几何可变体，但可通过桥塔，锚锭结构及作用的荷载相组合，在空间形成有一定几何形状的平衡受力结构体系。主缆索的拉力通过对桥塔的压力和锚锭结构的拉力传至基础和地基。这种桥型充分发挥了高强钢缆的抗拉性能，使其结构自重较轻，能以较小的建筑高度跨越其他任何桥型无法比拟的特大跨度。