土木工程概论第6章桥梁工程

1、u什么是桥梁什么是桥梁是指供铁路、道路、管道、是指供铁路、道路、管道、渠道等交通运输线路跨越水体或山谷的工程渠道等交通运输线路跨越水体或山谷的工程构筑物。构筑物。u桥梁的原始雏形桥梁的原始雏形 独木桥、浮桥和石独木桥、浮桥和石拱。拱。随着科学技术的发展和社会的进步，桥梁的随着科学技术的发展和社会的进步，桥梁的跨越能力越来越强，功能与构造形式也越来跨越能力越来越强，功能与构造形式也越来越多样化。越多样化。 桥梁的组成桥梁的组成u桥梁的组成桥梁的组成：上部结构、下部结构、基础上部结构、下部结构、基础 桥 长跨 径桥 台基 础桥 墩桥 台基 础基 础跨 径上 部 结 构下 部 结 构桥梁设计中一般考

2、虑以下荷载的作用：桥梁设计中一般考虑以下荷载的作用：(1) 恒载：桥自重、高栏、桥面等的重量。 (2) 活载：汽车、列车等交通荷载、人群荷载。 (3) 冲击力：交通工具的冲击。 (4) 风载：作用于桥梁、汽车、列车的风。 (5) 离心力；在曲线桥的情况下，列车的离心力。 (6) 制动作用：列车、汽车紧急刹车的作用。 (7) 温度作用：由于温度变化构件伸缩受到限制产生的内力。 (8) 地震作用：地震引起的惯性作用。 (9) 雪载：在积雪较多的地区予以考虑。 按使用性分类：按使用性分类：公路桥、公铁两用桥、人行桥、机公路桥、公铁两用桥、人行桥、机耕桥、过水桥等耕桥、过水桥等按结构形式分类按结构形式

3、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 6.1 桥梁的分类桥梁的分类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类：木桥、圬工桥木桥、圬工桥 、钢筋混凝土钢筋混凝土桥、钢桥桥、钢桥 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6.2.1 桥梁总体规划的任务和重点桥梁总

4、体规划的任务和重点6.2.2 桥梁工程设计要点桥梁工程设计要点 6.3 桥梁的结构形式桥梁的结构形式 (1) (1) 梁式桥梁式桥 梁式桥是一种最简单常用的桥梁上部结构形梁式桥是一种最简单常用的桥梁上部结构形式，用于中小跨径桥梁。主梁常用断面形式式，用于中小跨径桥梁。主梁常用断面形式有有I I型、型、T T型、箱型和板梁等。型、箱型和板梁等。 概念：在竖向移动式荷载作用下无水平反力的概念：在竖向移动式荷载作用下无水平反力的结构体系。结构体系。受力特点：梁作为受弯构件受力特点：梁作为受弯构件由梁跨两端支座（桥墩或桥由梁跨两端支座（桥墩或桥台）支撑着。台）支撑着。工 字 形 断 面( 钢 及 钢

5、筋 混 凝 土 梁 ）( a )( b )T 形 断 面( 钢 筋 混 凝 土 梁 ) ( c ) 箱 形 断 面（ 钢 及 钢 筋 混 凝 土 梁 ） （ d ) 板 梁（ 钢 筋 混 凝 土 梁 ）主梁断面主梁断面连续桁架梁桥。连续桁架梁桥。支承在三个支点支承在三个支点以上的桥梁。以上的桥梁。简支梁桥简支梁桥伸臂梁桥伸臂梁桥(a)简 支 梁(b)多 跨 连 续 梁(c)多 跨 静 定 梁梁式桥的支撑条件梁式桥的支撑条件1957年建成年建成,是是中国中国在万里在万里长江长江上修建的第一座铁路、上修建的第一座铁路、公路两用桥梁。全桥总长公路两用桥梁。全桥总长1670米，其中正桥米，其中正桥11

6、56米，米，北岸引桥北岸引桥303米，南岸引桥米，南岸引桥211米。从基底至公路桥米。从基底至公路桥面高面高80米，下层为双线铁路桥，宽米，下层为双线铁路桥，宽14.5米，两列火米，两列火车可同时对开。桥身为三联连续桥梁，每联车可同时对开。桥身为三联连续桥梁，每联3孔，孔，共共8墩墩9孔。每孔跨度为孔。每孔跨度为128米。米。 1969年建成年建成,是我国自行设计、制造、施工并是我国自行设计、制造、施工并使用国产高强钢材的现代化大型桥梁，属于使用国产高强钢材的现代化大型桥梁，属于连续钢桁梁双层桥。全长包括引桥在内，铁连续钢桁梁双层桥。全长包括引桥在内，铁路部分为路部分为6772m，公路部分为，

7、公路部分为4589m。该桥铁路部分全长该桥铁路部分全长7675.4m，公路部分公路部分4215.9m，最大跨度，最大跨度为为216m。属于。属于。216m（2 2）拱式桥）拱式桥概念：拱桥的主要承重结构是拱圈，它在桥概念：拱桥的主要承重结构是拱圈，它在桥面竖向移动荷载作用下桥墩或桥台要承受水面竖向移动荷载作用下桥墩或桥台要承受水平推力，同时，这种推力将显著抵消在拱圈平推力，同时，这种推力将显著抵消在拱圈中引起的弯矩，使拱圈承受的主要是压力，中引起的弯矩，使拱圈承受的主要是压力，故通常可采用抗压能力强的圬工材料故通常可采用抗压能力强的圬工材料( (如石、如石、砖、混凝土砖、混凝土) )建造。建造

8、。赵州桥座落在河北省南部的洨河上，洨赵州桥座落在河北省南部的洨河上，洨河流经赵县。由著名匠师李春设计和建河流经赵县。由著名匠师李春设计和建造，距今已有造，距今已有1400年的历史，是当今世年的历史，是当今世界上现存最早、保存最完善的古代敞肩界上现存最早、保存最完善的古代敞肩石拱桥。石拱桥。湖南长沙湘江双曲拱桥。湖南长沙湘江双曲拱桥。主拱圈横截面是由一个或主拱圈横截面是由一个或数个小拱组成的。主拱圈数个小拱组成的。主拱圈在纵向及横向均呈曲线形。在纵向及横向均呈曲线形。拱桥的主要优点拱桥的主要优点材料就地取材，材料就地取材，与钢桥和钢筋混凝与钢桥和钢筋混凝土梁式桥相比，可土梁式桥相比，可节省大量的

9、钢材和节省大量的钢材和水泥。水泥。能耐久，养护、能耐久，养护、维修费用少。维修费用少。外形美观外形美观拱桥的承重方式拱桥的承重方式：桥面布置在主要承重构件之上。：桥面布置在主要承重构件之上。 ：桥面在桥跨结构的高度中间：桥面在桥跨结构的高度中间武汉晴川大桥位于汉江与长江的交汇处，连武汉晴川大桥位于汉江与长江的交汇处，连接汉口的中山大道和汉阳铁门关，主桥为下接汉口的中山大道和汉阳铁门关，主桥为下承式钢管无铰拱桥，工程全长承式钢管无铰拱桥，工程全长2147.5米米,净跨净跨280米。米。 ：桥面布置在承重结构之下。：桥面布置在承重结构之下。桥跨结构与桥墩整结，即刚性连接。(rigid connec

10、tion)桥墩与桥桥墩与桥跨刚性连跨刚性连接接概念：是梁和柱（或竖墙）整体结合的桥梁结构。1、在竖向移动荷载作用下，梁部主要受弯，柱脚处有水平推力。受力特点：2、受力状态介于梁式桥和拱桥之间。Hv 类型T形刚架桥，便于施形刚架桥，便于施加预应力，加挂梁后，加预应力，加挂梁后，跨度很大。跨度很大。连续刚架桥连续刚架桥.有较好有较好的抗震性能。的抗震性能。斜腿刚架桥。造型斜腿刚架桥。造型轻巧美观。轻巧美观。挂梁挂梁建于建于1997年。桥面有年。桥面有6车道，总宽车道，总宽33m，主跨，主跨270m由由上下行两座单桥组成。主航道桥为跨径上下行两座单桥组成。主航道桥为跨径888m 的钢箱的钢箱梁悬索桥

11、。位于广东东莞和番禺市之间跨越珠江的梁悬索桥。位于广东东莞和番禺市之间跨越珠江的公路大桥，全桥长公路大桥，全桥长3618m。该桥建于该桥建于1997年。主跨年。主跨270m，属于连续刚架桥。主跨跨径世界第一。，属于连续刚架桥。主跨跨径世界第一。该桥是一座建于风景区的预应力混凝土该桥是一座建于风景区的预应力混凝土V形墩刚架桥。主跨和分孔为形墩刚架桥。主跨和分孔为67.5m95m67.5m,主孔悬臂长主孔悬臂长27.5m，挂梁长，挂梁长40m，斜腿倾角，斜腿倾角45o，长，长12m。整座桥型线条流畅，。整座桥型线条流畅，轻巧别致，桥景相融。轻巧别致，桥景相融。（4 4）斜拉桥）斜拉桥斜拉桥主要由塔

12、、主梁和斜拉钢索组成。斜拉桥斜拉桥主要由塔、主梁和斜拉钢索组成。斜拉桥一般为双塔，有时也可采用单塔；绝大多数桥塔是一般为双塔，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悬竖向的，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。索桥和桁架桥之间，通常为钢梁或钢筋混凝土梁。 辐射形竖琴形扇形来宾红水河，位于广西红水河，是我国修建的第一座预应力混凝土铁路斜拉桥。来宾红水河，位于广西红水河，是我国修建的第一座预应力混凝土铁路斜拉桥。全长全长398，主跨，主跨489648(），索型采用双塔竖琴型。），索型采用双塔竖琴型。三台涪江桥位于四川省

13、三台县跨越涪江。全桥共孔，全长。该三台涪江桥位于四川省三台县跨越涪江。全桥共孔，全长。该桥主桥为双塔混凝土斜拉桥，其孔跨为桥主桥为双塔混凝土斜拉桥，其孔跨为(）。，桥面总宽）。，桥面总宽(车行道及两侧人行道各）。斜拉索为扇形双索面体车行道及两侧人行道各）。斜拉索为扇形双索面体系。系。构造要求构造要求一般为三孔，中孔为主孔，边孔跨度通常为中孔的0.250.5倍（多在0.4倍左右）。若为两孔，其跨度比值为0.51.0，常在0.8 0.9之间。索面根据桥宽和美观要求可为双索或单索面。重庆石门桥位于重庆市沙坪坝，跨越嘉陵江，全长重庆石门桥位于重庆市沙坪坝，跨越嘉陵江，全长716。主桥为。主桥为2002

14、30(）单索面独塔预应力混凝土斜拉桥，桥面全宽单索面独塔预应力混凝土斜拉桥，桥面全宽25.5，设车道。墩高约，设车道。墩高约50，塔柱自桥面以上高塔柱自桥面以上高113，塔总高约，塔总高约163。拉索采用平行索布置。拉索采用平行索布置。济南黄河公路桥位于山东省济南市北郊，济南黄河公路桥位于山东省济南市北郊，大桥全长大桥全长2033.44，其中主桥长，其中主桥长488，为孔为孔40942209420(）连续的）连续的预应力混凝土双塔斜拉桥。该桥总宽预应力混凝土双塔斜拉桥。该桥总宽19.5，其中车行道，其中车行道15，两侧人行道各，两侧人行道各。桥塔为型门式立体结构，塔高。桥塔为型门式立体结构，塔

15、高68.4，索面采用扇形布置，索距，索面采用扇形布置，索距，每塔共每塔共11对索。大桥于对索。大桥于1982年建成。年建成。辐射型拉索辐射型拉索云阳汤溪河桥位于四川省云阳县，是我国第一座试验性斜拉桥，建于云阳汤溪河桥位于四川省云阳县，是我国第一座试验性斜拉桥，建于1975年。双年。双塔斜拉桥的孔跨布置为塔斜拉桥的孔跨布置为34.9175.8434.91(），全长），全长153.12。每塔有三对斜。每塔有三对斜拉索，由钢芯缆索组成，呈辐射形布置。拉索，由钢芯缆索组成，呈辐射形布置。上海南浦大桥，全长上海南浦大桥，全长8346m， 1991年建成。主桥跨径年建成。主桥跨径171+423+171m，

16、为双塔双索，为双塔双索面钢与混凝土叠和斜拉桥，扇形拉索，主塔高面钢与混凝土叠和斜拉桥，扇形拉索，主塔高150m，H形折线形塔身。形折线形塔身。上海杨浦大桥，上海杨浦大桥， 1993年建成。跨径年建成。跨径602m，双塔双索面，主塔高，双塔双索面，主塔高144m，钻石形塔身，为当，钻石形塔身，为当时世界最大跨径的斜拉桥。时世界最大跨径的斜拉桥。当年在建设的杨当年在建设的杨浦大桥浦大桥重庆长江二桥位于重庆重庆长江二桥位于重庆市西郊九龙坡地区，大市西郊九龙坡地区，大桥南岸为李家沱工业区，桥南岸为李家沱工业区，主孔全长主孔全长1288米。该桥米。该桥为双塔双索预应力混凝为双塔双索预应力混凝土斜拉桥，主

17、塔高土斜拉桥，主塔高141米，米，1995年底建成。年底建成。武汉白沙洲大桥位于武汉长武汉白沙洲大桥位于武汉长江大桥上游江大桥上游8.6公里处，全长公里处，全长3586米，正桥长米，正桥长2458米，主米，主跨跨618米，是双塔双索面斜米，是双塔双索面斜拉桥。大桥北岸引桥与汉阳拉桥。大桥北岸引桥与汉阳鹦鹉大道形成三层立交，南鹦鹉大道形成三层立交，南岸跨武昌武金临江大道，桥岸跨武昌武金临江大道，桥面净宽面净宽26.5米，车道，设米，车道，设计时速为公里，设计日计时速为公里，设计日通车能力万辆次。通车能力万辆次。2000.9.8建成通车。建成通车。（4 4）悬索桥）悬索桥 悬索桥是在桥的悬索桥是在

18、桥的两端设置索锚，借两端设置索锚，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。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。 概念是一种古老桥型。早期制索材料为藤条、竹子、皮革、铁链等。至今我国四川灌县安澜竹索桥仍保持着原始的风貌。建于公元1705年的四川大渡河的泸定铁索桥，主跨达103m，很可能是当时世界跨度最大的悬索桥。钢缆采用高强钢丝成股钢缆采用高强钢丝成股编制，充分发挥材料优编制，充分发挥材料优越的抗拉性能。越的抗拉性能。基本组成荷载传递主缆、塔架、加劲梁、锚碇桥面主