桥梁工程构造形式及设计计算要点解读216页（图文并茂）

1、110.1.1桥梁工程的地位和作用10.1.2 桥梁发展史10.1.4 桥梁工程展望 第10章 桥梁工程10.1概述2一、概念 桥梁是供车辆（汽车、列车）和行人等跨越障碍（河流、山谷、海湾或其他线路等）的工程建筑物。 一、地位（一桥飞架南北，天堑变通途）各种道路工程的关键节点里程不长、难度高、造价大、工期长城市立体交通的主要构成；立体交叉 、高架道路二、作用在学科上，属于土木工程的一个分支；在功能上：（1）公路建设上，道路工程的关键部位，跨越各种障碍（2）环境美学上，标志性建筑（3）国防上，交通运输的咽喉，综合国力的体现10.1.1 桥梁工程的地位和作用3跨越峡谷4跨越江河5北京三元立交桥6跨

2、越其它线路710.1.2 桥梁发展史一、古代桥梁距今约三千年周文王时代，我国已在渭河上架设浮桥； 1.石桥 石拱桥：石桥的主要形式之一。 东汉中期出现拱桥。河北赵县赵州桥，公元595-605年建造，空腹式圆弧形石拱桥，净跨37.02米，宽9米，矢高7.23米;欧洲比中国晚了1200年。玉带桥罗马时代，欧洲建造拱桥较多 ； 多为半圆拱，跨径小于25米， 墩很宽，约为拱跨的三分之一。 桥梁发展可分为古代、近代和现代三个时期。罗马时代建造的列米尼桥示意图。 8 在欧洲古罗马时代，修建了不少渡槽，其中最著名的是法国加德（Gard）水道桥，见图 1.20。该桥建于公元前167-158年， 呈三层半 圆拱

3、结构，最大跨度24m；建成后约400年，桥两端被战争破坏，1670年重建。9石梁桥：石桥的又一形式。 福建漳州虎渡桥，1240年建造，梁式石桥，桥长335米，石梁长达23.7米，重达200吨,利用潮水涨落浮运架设的。宋代建成的泉州安平桥，长达5华里。2.木桥 梁桥多跨梁式桥 、悬臂梁桥、八字撑木桥如公元405418年在甘肃临夏附近河宽达40丈处建悬臂木桥，桥高达50丈。 拱桥-中国在河南开封修建的虹桥净跨约为20米。 木悬臂桥示 八字撑木桥 10二、近代桥梁木桥 -木桁架（结构形式如图）1785年在佛蒙特州贝洛兹福尔斯的康涅狄格河建造的第一座木桁架桥，桥共二跨，各长55米 ；1812年在费城斯

4、库尔基尔河建造的拱和桁架组合木桥,跨径达104米。桁架桥省掉拱和斜撑构。铁桥 铸铁桥和锻铁桥 18451850年英国建造布列坦尼亚双线铁路桥，为箱型锻铁梁桥。1855年,美国建成尼亚加拉瀑布公路铁路两用桥这座桥是采用锻铁索和加劲梁的吊桥,跨径为250米 1705年中国修建了四川大渡河泸定铁链吊桥。 11钢桥建成于1917年，跨径305米；纽约贝永桥,建成于1931年,跨径504米 澳大利亚悉尼港桥是公路、铁路两用桥,建成于1932年，跨径503米。钢筋混凝土桥 1890年，德国不莱梅工业展览会上展出了一座跨径40米的人行钢筋混凝土拱桥。 1898年，修建了沙泰尔罗钢筋混凝土拱桥。这座桥是三铰拱

5、，跨径52米。1905年，瑞士建成塔瓦纳萨桥,跨径51米,是一座箱形三铰拱桥，矢高5.5米。 12三、现代桥梁 预应力钢筋混凝土桥 -简支梁桥、连续梁桥、悬臂梁桥、拱桥、桁架桥、刚架桥、斜拉桥。 1982年建成的美国休斯敦船槽桥，是一座中跨229米的预应力混凝土连续梁高架桥,用平衡悬臂法施工。 1980年完工的重庆长江大桥,主跨174米是公路预应力混凝土 T型刚构桥。 1960年建成的联邦德国芒法尔河谷桥，跨径为 90+108+90米，是世界上第一座预应力混凝土桁架桥。 1963年建成的比利时根特的梅勒尔贝克桥和玛丽亚凯克桥，主跨径分别为 56米和100米，就是预应力钢筋混凝土吊桥 1962年

6、建成委内瑞拉的马拉开波湖桥 ，斜拉桥。1982年建成的山东济南黄河桥，主跨为220米，是连续预应力混凝土斜拉桥，于1982年建成通车。 13钢筋混凝土桥1、双曲拱桥：桥由拱肋和拱波组成,纵向和横向均有曲度,横向也用拱波形式。 1972年建成湖南长沙湘江大桥，是一座16孔双曲拱桥，大孔跨径为60米，小孔跨径为50米，总长1250米。2、桁架拱桥：拱和桁架组合而成的结构，其用料少,重量轻,施工简易。 钢桥 1、箱形梁 1951年联邦德国建成的杜塞尔多夫至诺伊斯桥，是一座正交异性板桥面箱形梁,跨径206米。 1957年南斯拉夫建成的贝尔格莱德的萨瓦河桥，是一座钢板梁桥，跨径为75+261+75米,为

7、倒U形梁。 2、斜腿钢桥 双曲拱结构示意图桁架拱桥示意图 14 1973年法国建成的马蒂格斜腿刚架桥,主跨为300米。1972年意大利建成的斯法拉沙桥，跨径达376米，是目前世界上跨径最大的钢斜腿刚架桥。 3、连续钢桁架桥 1968年中国建成的南京长江大桥,是一座公路铁路两用的连续钢桁架桥,正桥为128+9160+128米，全桥长6公里，是中国目前规模最大的桥梁。 15特点 注重美学响应、环境协调、细部设计当代桥梁的拓展方向 1.挑战跨度极限:超大跨径桥梁结构体系的研究（防风成为重要的海上建桥的主要问题）;大型深水基础工程的设计和施工 2.发展新型材料科学：建桥材料向高强、轻质、多功能方向发展

8、 3.注重荷载环境评定:桥梁美学及环保 4.信息技术在桥梁工程中的应用更趋广泛：桥梁的健康监测和养护管理系统研究10.1.4 桥梁工程展望16主要内容：一、桥梁的组成二、桥梁专用术语一、桥梁的分类第10.2 桥梁组成、相关术语及分类 二、桥梁基本体系1 桥梁的基本组成2 桥梁的主要类型17一、桥梁的组成 桥梁的四个主要组成部分是：上部结构，支座系统、下部结构和附属结构。 1.上部结构 又称桥跨结构。 直接承受车辆和其他荷载，并跨越各种障碍物的主要承重结构 。2.支座系统：承上启下的传力和连接装置。 作用是把上部结构的各种荷载传递到墩台上，并适应活载、温度变化、混凝土收缩和徐变等因素所产生的位移

9、，使桥梁的实际受力情况符合结构计算图示。一般分为固定支座和活动支座。 常用支座类型：简易支座、钢支座、钢筋混凝土支座、橡胶支座（板式橡胶支座和盆式橡胶支座）以及特种支座（如减震支座、拉力支座等）。 3. 下部结构 桥墩、桥台、墩台基础 -将上部结构的荷载传递到基础中去抵御路堤土压力，防止路堤填土的滑坡和塌落 基础-使全部荷载传至地基的底部奠基部分。18斜拉桥194.附属结构 桥面铺装(或称行车道铺装)。桥面铺装的平整、耐磨、不翘曲、不渗水是保证行车舒适的关键，特别在钢箱梁上铺设沥青路面的技术要求甚严。排水防水系统:应能迅速排除桥面积水，并使渗水的可能性降至最小限度。此外、城市桥梁排水系统应保证

10、桥下无滴水和结构上无漏水现象。栏杆(或防撞栏杆):它既是保证安全的构造措施，又是利于观赏的最佳装饰件。伸缩缝:位于桥跨上部结构之间或桥跨上部结构与桥台端部之间，以保证结构在各种因素作用下的变位。灯光照明:在现代城市中，大跨径桥梁通常是一个城市的标志性建筑，大都装置了灯光照明系统，构成了城市夜景的重要组成部分。20二、桥梁专业术语1.跨度2.计算跨径3.净跨径4.总跨径5.标准跨径6.桥 长 7.桥下净空8.桥梁建筑高度 9. 桥梁高度10.水位11.计算矢高12.净矢高13.矢跨比211.净跨径 对于梁式桥净跨径是指设计洪水位上相邻两个桥墩(或桥台)之间的水平净距，用l0 表示，而拱式桥是指每

11、孔拱跨拱脚截面最低点之间的水平距离。222.计算跨径 桥跨结构的力学计算常常使用计算跨径。桥跨结构相邻两个支座中心之间的距离称为计算跨径。通常用l表示。 对于梁式桥是指桥跨两端相邻支座中心之间的距离。 对于拱式桥是相邻拱脚截面形心点之间的水平距离， 也指拱轴线两端点之间的距离。234.总跨径 各孔净跨径之和称为l0总跨径。 桥梁的净跨径l0和总跨径l0：反映桥梁宣泄洪水的能力。246.桥梁全长 桥长是衡量桥梁大小的最简单的技术指标：一般把桥梁两端桥台的侧墙或八字墙后端点之间的距离称为桥梁全长，简称桥长，用L表示。 无桥台时，桥梁全长为桥跨结构的行车道板全长距离。桥梁规范中根据桥梁跨径总长L和单

12、孔跨径Lo划分桥梁的规模大小。257.桥下净空高度 桥下净空高度是指设计洪水位或设计通航水位至桥跨结构下边缘之间的距离，以H表示。该距离应满足安全排洪及通航的要求。H1268.桥梁建筑高度 桥梁建筑高度是指桥上行车路面(或轨顶)与桥跨上部结构下边缘之间的高差。H127 桥梁高度是指桥面与低水位之间的高差。对于跨线桥是指桥面与桥下线路路面的高差。 桥高的不同对桥梁施工的要求也不同，其施工的方法和难度会有很大差异。 9. 桥梁高度H128 低水位：指枯水季节的最低水位。 高水位：指洪峰季节河流中的最高水位。 设计洪水位：指桥梁设计中按规定的设计洪水频率计算所得的高水位。 10.水位H129 受力特

13、点 目前在公路上应用最广的是标准跨径的钢筋混凝土简支梁桥，施工方法有预制装配和现浇两种，这种梁桥的结构简单施工方便，简支梁对地基承载力的要求也不高，其常用跨径在25m以下，当跨径较大时，需采用预应力混凝土简支梁桥，但跨度一般不超过50m。为了改善受力条件和使用性能，地质条件较好时，中、小跨径梁桥均可修建连续梁桥，对于很大跨径的大桥和特大桥，可采用预应力混凝土梁桥、钢桥和钢混凝土叠合梁桥。 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，因而与同样跨径的其它结构体系相比，梁桥产生的弯矩最大通常需用抗弯、抗拉能力强的材料(钢、配筋混凝土、钢混

14、凝土叠合结构等)来建造。1.梁式桥 三、桥梁的结构体系3031(2) 分类简支梁 （simply-supported beam）悬臂梁 (cantilever beam)连续梁 (continuous beam)（3）简支梁实例32临海桥33开封黄河大桥34飞鸟式三跨无推力拱：在拱桥边跨的两端施加强大的预加力，传至拱脚，以抵消主跨拱脚巨大的恒载水平推力35飞鸟式无推力拱桥36朱雀门桥 永安桥泰山大桥弋江大桥黄山揽胜桥东岗镇黄河桥永定河七号桥拱桥实例37朱雀门桥38 永安桥39泰山大桥40东岗镇黄河桥41弋江大桥42黄山揽胜桥431)组成主要由梁与立柱或墩柱刚性连接的桥梁。 3刚架桥 （comb

15、ined bridges）2)受力特点 在竖向荷载作用下，主梁与立柱的连接处会产生负弯矩：主梁、立柱受弯矩和轴力；柱底约束处既有竖直反力也有水平反力；受力介于梁桥与拱桥之间，跨中正弯距小，降低建筑高度；受温度、沉降等不利影响。刚架桥的形式多半是立柱直立的、单跨或多跨的门形框架，柱底约束可以是铰接或固接。 44刚架桥45（a）T形刚构（T-shaped rigid frame bridges)（b）斜腿刚构（rigid frame bridges with inclined legs)（c）连续刚构（continuous rigid frame bridges)3）分类46东明黄河大桥石嘴山黄河

16、桥4)刚架桥实例 47东明黄河大桥48石嘴山黄河桥49 随着预应力技术和对称悬臂施工方法的发展，出现了具有刚架形式和特点的结构。 T形刚构桥特点T形刚构桥实例50 桥墩刚度较大与梁部固接，采用跨中设铰或简支挂孔来连接两T构。 融合了悬臂梁和刚架桥的部分特点，属于静定结构，能减少次内力、简化主梁配筋。 有利于对称悬臂施工，但粗大的桥墩因受较大弯矩而废料，桥面线形不连续而影响行车。 T形刚构桥特点（a）T形刚构（T-shaped rigid frame bridges)5152前扶松花江桥广西柳州桥虎门大桥朱家河桥T形刚构桥实例53前扶松花江桥54广西柳州桥55虎门大桥56朱家河桥57斜腿刚构桥特

17、点斜腿刚构桥实例58 墩柱斜置并与梁部刚性连接，受力特点介于梁和拱。 在竖向荷载作用下，斜腿以承压为主，斜腿之间的梁也受到较大的轴向力。斜腿底部可采用铰接或固接，并受较大水平推力。 墩柱在立面上呈V形并与梁部固接的桥梁，称为V形刚构。其受力上具有连续梁与斜腿刚构的特点。可增大跨度、减小梁高，外形也较美。斜腿刚构桥特点（b）斜腿刚构（rigid frame bridges with inclined legs)59安康汉江桥斜腿刚构桥实例 60浊漳河桥61（c）连续刚构（continuous rigid frame bridges)连续刚构桥特点连续刚构桥实例62 预应力混凝土连续刚构桥是连续梁

18、桥与T型刚构桥的组合体系，也称墩梁固结的连续梁桥、如图513所示。 连续刚构桥常用于大跨、高墩的结构中，桥墩纵向刚度较小，在竖向荷载作用下基本上属于一种无推力的结构，而上部纳构具有连续梁的一般特点，具有较好的技术经济性。连续刚构桥特点（c）连续刚构（continuous rigid frame bridges)63忠孝桥 我国跨径最大、距地最高的山区高速公路连续刚构桥连续刚构桥实例预应力混凝土连续刚构桥桥孔布置64我国跨径最大、距地最高的山区高速公路连续刚构桥65忠孝桥 66(1)组成(2)受力特点（3)悬索桥实例67(1)组成索（cable)塔（pylon）锚碇(anchorage)加劲梁(

19、stiffening girder)等组成。 4.悬索桥6869(2)受力特点 在竖向荷载作用下，荷载通过吊杆使缆索产生拉力，并传递到岸上巨大的锚碇上，悬索受拉，锚碇受竖向力和水平力。 吊桥有水平反力，跨越能力大，对动荷载要求较高 吊桥的另一特点是，受力简单明了，成卷的钢缆易于运输，在将缆索架设完成后，便形成了一个强大稳定的结构支承系统，施工过程中的风险相对较小。7071淘金桥泸定铁索桥汕头海湾大桥江阴长江公路大桥泸定大渡河桥朝阳桥明石海峡大桥香港青马大桥（3）悬索桥实例72淘金桥73泸定铁索桥74汕头海湾大桥75江阴长江公路大桥76泸定大渡河桥77朝阳桥78汕头海湾大桥79香港青马大桥80明

20、石海峡大桥815 斜拉桥 （cabled-stayed bridges）斜拉桥受力特点斜拉桥组成斜拉桥实例82主要由梁、塔、和斜索组成的组合体系桥梁。 斜拉桥组成 斜拉桥受力特点 在竖向荷载作用下，主梁以受弯为主，塔以受压为主，斜索承受拉力。 梁体被斜索多点扣住，表现出弹性支撑连续梁的特点，因此，梁体荷载弯矩减小，梁体高度降低，减轻了结构自重节省了材料。 塔和索的材料性能也能得到较充分的发挥。 5 斜拉桥 （cabled-stayed bridges）838485斜拉桥实例杨浦大桥湘江北桥南海九江桥郧阳汉江桥武汉长江公路桥永和桥86杨浦大桥87南海九江桥88郧阳汉江桥89永和桥906.组合体系

21、 定义指承重结构采用两种基本结构体系或一种基本体系与某些构件 （塔、柱、斜索）组合在一起的桥梁 。在两种体系中，梁经常是其中的一种，与梁组合的是拱、揽塔、斜索。91分类方式 桥涵类型1.按工程规模分特大桥、大桥、中桥、小桥等2.按桥梁使用的目的划分 铁路桥、公路桥、修建于城市供汽车与行人通行的为城市桥、公铁两用桥、人行及自行车桥、农桥、运水桥(渡槽)3.按上部结构的使用材料钢桥、钢筋混凝土桥、预应力混凝土桥、结合桥、圬工桥、木桥、竹索桥、藤桥、溜索桥、其他金属桥（如碳纤维桥）等4.按结构体系分梁桥、拱桥、刚构桥、悬索桥、斜拉桥、组合体系5.按桥跨结构与桥面的相对位置上承式、下承式、中承式6.按

22、跨越方式固定式的桥梁、开启桥、浮桥、漫水桥7.跨越障碍的性质跨河桥、跨线桥、立交桥、高架桥、栈桥、谷架桥 四、桥梁的分类92桥涵分类 公路桥涵铁路桥涵多孔跨径总长L（m）单孔跨径 Lk（m)桥长L(m)特大桥L1000Lk150L500大桥1000 L100Lk 40100 L 500中桥30 L10020 Lk 4020L100小桥8 L 305 Lk 20L20涵洞 Lk5L6m且顶上有填土者表1-2 桥梁涵洞按跨径分类93军都山渡槽桥，是我国第一座跨度超过百米的大型斜输水建筑物截面采用圆弧形的半封闭薄壳结构。9495 煤溪谷桥(英国)少见的铸铁拱桥96979899伴随着城市交通的发展，也

23、需要修建高架桥(viaduct)或高架路。其主要目的是让线路高出于地面，从而保持线路畅通或增加其通行能力。在山区修建高架桥，主要目的则是为了保护森林植被，减少对自然环境的破坏。高架桥也指跨越深谷或宽谷的高桥。在码头上用于沟通河岸与轮船，以装卸货物或上下旅客的通道，称为栈桥。栈桥采用桩和梁作为承重结构，因其与古代栈道相似而得名。在桥梁施工中，为在河岸与水中桥墩之间建立通道，往往也搭建临时性栈桥。100赵州桥 安济桥。位于河北赵县，建于隋代（公元595-605年），为李春父子所建。是世界历史上首创的单孔敞肩式圆弧拱桥，净跨37.02米、矢高7.23米，上狭下宽总宽9米，在主拱圈两侧各有两个净跨为3

24、.8米和2.85米的小拱，以渲泄洪水、减轻自重，桥面成弧形，拦槛望柱、雕刻着龙兽、神采飞扬。101102103泉州万安桥主跨：17米；全长：1106米；建成时间：公元1059年简介：泉州万安桥，俗称洛阳桥，石墩、石梁共有孔，建于洛阳江入海口，桥总长约米，每孔约米，桥宽米。桥始建于宋皇佑五年(公元年)，完成于宋 嘉裕四年(公元年) 。 河床以磐石铺底，利用牡蛎胶固而成整体筏型基础，可谓匠心独具，开筏型基础之先河。 104泉州安平桥简支梁桥，全长2223米，建成时间公元1151年简介：石墩、石梁，有孔，桥长里()，故又名五里桥(现桥长) ，保持了余年的桥长记录。桥始建于宋绍兴八年(公元年)，成于绍

25、兴二十一年(公元年)，历时年。 105主跨(Main Span)：11.38米桥梁类型(Type of the Bridge)：古代桥梁、拱桥、圬工拱桥所在地(Location)：北京、颐和园、昆明湖、景区建成时间(completed year)：公元1795年 位于北京颐和园昆明湖长堤上，建于清乾隆年间(公元年）。该桥单孔净跨米，矢高约米，全部用玉石琢成，桥面是双反向曲线，组成波形线桥型，配有精制白石栏板，显得格外富丽堂皇。蛋尖形桥拱，特别高耸，好似玉带。此桥旧名“穹桥”俗称驼峰桥，均以形象命名。玉带桥的造型具有我国长江三角洲地区石拱桥的风格，以纤秀挺拔，轻巧为其之特色。玉带桥106南京长江

26、大桥 公、铁路双层钢连续桁梁桥，上层为4车道公路桥车行道15米，两侧人行道各宽2.25米；下层为双线铁路桥，正桥长1576米，连同两端引桥总长：铁路桥6772米，公路桥4588米，正桥10孔由1孔128米简支钢桁梁、3联9孔跨度各160米连续钢桁梁组成，于1968年12月建成。为当时国内最长的公路、铁路两用桥。107重庆长江大桥 上世纪80年代国内跨度最大的预应力混凝土T型刚构桥，正桥全长1120米、墩跨为：6.5+4138+156+174+104.5米，最大跨度174米，悬臂端梁高3.2米，根部高11.0米，吊梁跨度35米、桥宽21米，于1980年7月1日建成。108济南黄河桥 该桥位于山东

27、省济南市北郊，大桥全长2033.44米，其中主桥长488米、为5孔40+90+220+94+20米连续的预应力混凝土双塔斜拉桥，引桥长1535.44米，采用51孔30米先张法预应力组合槽形梁，桥宽19.5米，车行道15米人行道各2米，于1982年建成。109 悉尼海港桥位于澳大利业悉尼港，主桥为单跨503m的中承式钢桁架两铰拱公铁两用桥。自身较笨重，但由于紧挨着别致的悉尼歌剧院，无论在质感还是在颜色和造型上都达到相得益彰的效果。悉尼港桥110悬索桥是能够充分发挥钢材性能、跨越能力最大的一种桥型。从1883年美国建成布鲁克林桥至今，世界上已建成跨度超过300m的悬索桥近80座。1940年，美国塔

28、科马海峡桥(悬索桥) （Tacoma Narrows，主跨853.4m）建成，但同年内，该桥在速度为19ms的风的持续袭击下破坏，这就是著名的塔科马桥事故。事后分析认为：具有钝边的加劲梁(高跨比为1350，宽跨比为177)刚度(抗扭刚度及抗弯刚度)太小且密不漏风是造成这次风毁事故的主要原因。塔科马桥事故令世界桥梁界为之震惊因风振致毁。这促使人们对悬索桥结构的空气动力稳定问题进行研究。英国通过对塞文桥(Sevem，主跨 987.55m) 的动力分析和风洞试验，提出以梭形扁平钢箱梁来代替传统的钢桁架（加劲）梁。这种结构不仅具有良好的抗风性能，而且节省大量钢材，外形也显得纤细流畅。111正桥与引桥：

29、对规模较大的桥梁工程，通常包含正桥(bridge proper)与引桥(approach)两部分。正桥指桥梁跨越主要障碍物（如通航河道）的结构部分。一般，它采用跨越能力较大的结构体系，需要深基础，是整个桥梁工程中的重点。引桥指连接正桥和路的桥梁区段，其跨度一般较小，基础一般较浅。在正桥和引桥的分界处，有时还会设置桥头建筑（桥头堡）。112一、 桥梁设计的基本要求二、 设计资料调查三、 设计程序 10.3 桥梁的总体规划和设计要点113 一、设计的基本要求 按技术先进，安全可靠、适用耐久、经济合理，并考虑美观和有利环保的原则总体规划和设计，并综合考虑其他因素；1、使用上的要求安全畅通，使用年限、

30、耐久性、保养；2、经济上的要求总造价、材料最少，综合考虑养护、维修、施工期等；3、设计上的要求 桥梁结构在制造、运输、安装、使用过程具有足够的刚度、强度、稳定性、耐久性；4、施工上的要求施工设备、安全、技术；5、美观上的要求桥梁美学，与周围环境协调，尤其城市桥梁，挺拔、宏伟等。6环境保护和可持续发展 合理的结构布局和轮廓造型是桥梁美观的主要因素。114 二、设计调查资料选择合理的桥位国家、地方社会经济发展规划决定1、桥梁的使用任务交通量、荷载等级、战备情况 2、测量桥位附近的地形地形图；3、探测桥位的地质情况地质分层、力学性能、地质构造；是设计、施工必备资料与依据；4、调查和测量河流的水文情况

31、；河床断面、通航水位、通航净空、历史洪水资料、冲刷、淤积情况、河道性质（河床变迁）、河床的比降等；5、建筑材料的来源6、施工单位技术水平，施工设备；7、气象资料，年平均温差、年最高温差、桥位处设计风速、台风、雨量 情况；8、调查新建桥位上、下游有无老桥，桥型布置和使用情况115、桥梁的设计程序初步设计 编制设计文件 -主要是选择桥位，拟定桥梁结构形式和初步尺寸，进行方案比较，编制最佳方案的材料用量利造价。施工图设计 主要是根据已批准的初步设计中所规定的修建原则、技术方案、总投资额等，进一步进行具体的技术设计。绘制施工详图，结构计算，编制工程预算。11610.3.4 桥梁纵,横断面设计和平面布置

32、一、 桥梁纵断面设计二、 桥梁横断面设计三、 平面布置117一、纵断面设计1.总跨径2.桥梁分孔3.桥道的高程4.桥下净空满足通航要求及洪水位5.桥上和桥头引道的纵坡公路工程技术标准有规定118总跨径一般桥梁：水文计算，依据具体情况确定。要求：排洪面积足够，冲刷小，缩短总长度浅基础：总跨大，路堤不压河床深基础：允许较大冲刷，总跨小119120桥梁分孔跨径越大，孔数越少，上部结构造价高，墩台造价低。最经济的分孔，使上下部结构的总造价最低。通航河流：满足通航要求平原区：主槽布置跨径大的通航孔山区深谷：加大跨径，可采用特大单孔跨越，减少中间桥墩不利地质段：移桥基，加跨径121多孔跨径的比例：钢筋砼三

33、跨连续梁： 中跨/边跨 = 1.00 / 0.80 五跨连续梁: 1.00 / 0.90 / 0.65悬臂施工的多孔桥梁：奇数跨（结构对称）基础工程：在大桥施工中起控制作用，应减少基础数量，加大跨径。美观要求：整体规划桥梁分孔时应考虑122桥道高程的确定根据设计洪水位、桥下通航（通车）净空等需要，结合桥型、跨径等确定。 梁桥 梁底高出设计洪水位（包括壅水和浪高）不小于50 cm，高出最高流冰水位75cm, 支座底面高出设计洪水位不小于25cm，高出最高流冰水位50cm. 无铰拱桥 拱脚淹没深度不超过拱圈矢高的2/3，拱顶底面高出设计洪水位1.0m，拱脚的起拱线应高出最高流冰水位不小于25cm。

34、在通航及通行木筏的河流必须设置保证桥下安全通航的通航孔。通航净空：在桥孔中垂直于流水方向所规定的空间界限（多边形图），任何结构构件或航运设施均不得深入其内。立体交叉 车辆净空高度（桥梁横断面设计）123124125纵坡公路工程技术标准有规定126127桥面宽度-桥面宽度决定于行车和行人的交通需要.公路桥宽需要考虑行车道宽度、路缘带宽度、分隔带宽度、路肩（或紧急停车带）宽度、非机动车道宽度等。-弯道上的桥梁，应按线路要求加宽弯道内侧并于外侧设置超高车道宽度-桥面行车道净宽与车速有关： 车速80km/h时3.75m,车速为60km/h20km/h为3.53.0m-公路桥行车道宽度等于车道宽度与车道

35、数的乘积。人行道-一般公路桥梁人行道宽度0.75或1.0m，大于1.0m时按0.5m级差递增注：高速公路桥梁不宜设人行道，应设检修道二、横断面设计 桥梁横断面的设计，主要是决定桥面的宽度和桥跨结构横截面的布置。桥面宽度决定于行车和行人的交通需要。128人行道、安全带：与路基同宽的小桥和涵洞可仅设缘石或栏杆。漫水桥不设人行道，但可设置护栏。与车道平设的人行道，两者间应有安全隔离设施，应高出行车道25cm35cm. 桥面排水：设横坡 1.5%3%129桥梁宽度根据上述公路工程技术标准中规定的各级公路行车道宽度、中间带宽度、路肩宽度桥面净空满足公路工程技术标准中的建筑界限规定 建筑限界：路面（轨面）

36、以上的一定宽度和高度范 围内，不允许有任何设施及障碍物侵入 的规定最小净空尺寸130131三、桥梁平面布置 确定路、桥、水流的关系原则:平顺、车辆平稳通过平面布置一般，大、中桥梁的平面线型为直线，当地形限值时，可把桥梁设置在曲线上（直梁布置成折线状）或直接建造曲线桥（结构本身成曲线状），桥上宜避免采用反向曲线。某些情况下（如城市桥梁）也允许修建斜桥，其斜度一般不大于45，通航河流不宜大于5要求：1.线形与桥头引道衔接平顺，符合规范规定；2.曲线桥梁应符合路线规定132133134一、 概念二、 分类和取值 1、永久作用 2、可变作用 3、偶然作用第10.4章 桥梁的设计荷载135作用的含义：是

37、指施加在结构上的一组集中力或分布力（直接）或引起结构外在变形或约束变形的原因（间接）作用效应的含义：结构对所受作用的反应，如弯矩、扭矩、变形等一、 概念荷载 荷载与作用的区别？作用包含直接作用和间接作用136作用的代表值 结构或结构构件设计时，针对不同设计目的所采用各种作用规定值(包括标准值、频遇值和准永久值等)。 1、作用标准值 作用的基本代表值，其值可根据作用在设计基准期最大值概率分布的某一分位值确定。2、作用频遇值 按正常使用极限状态短期效应组合设计时，采用的一种可变作用代表值，其值可根据足够长观测期内作用任意时点概率分布的0. 95分位值确定。1373、作用准永久值 按正常使用极限状态

38、长期效应组合设计时，多采用的一种可变作用代表值，其值可根据足够长观测期内作用任意时点概率分布的0. 5(或略高于0. 5分位值确定）。注:对不同的作用，应采取不同的代表值。可变作用 承载能力极限状态设计及按弹性阶段计算结构强度时，采用标准值 正常使用极限状态按短期效应(频遇)组合设计时，采用频遇值(标准值乘以频遇系数); 138 按长期效应(准永久)组合设计时，应采用准永久值(标准值乘以准永久系数)。偶然作用采用标准值。139根据作用出现的概率划分： 主要作用、次要作用及特殊作用我国目前的公路设计规范按照作用随时间的变异特点划分： 永久作用、可变作用、偶然作用二、 作用的分类和取值140编 号

39、作 用 分 类作 用名 称1永久作用（恒载）结构重力（包括结构附加重力）2预加力3土的重力4土侧压力5混凝土收缩及徐变作用6水的浮力7基础变位作用8可变作用汽车作用（或荷载）9汽车冲击力10离心力11汽车引起的土侧压力12人群13汽车制动力14风荷载15流水压力16冰压力17温度（均匀温度和梯度温度）作用18支座摩阻力19偶然作用地震作用20船舶或漂流物撞击作用21汽车撞击作用141永久作用的含义： 桥梁在设计使用期内，位置、大小、方向不随时间变化或其变化与平均值相比可忽略不计的作用。主要类型：结构自重、桥上附加恒载（桥面、人行道及附属设备）、作用于结构上的土重及土侧压力、基础变位影响力、水浮

40、力、混凝土收缩和徐变的影响力等。1、 永久作用142实际体积材料的容重结构重力的计算方法注意：采用标准值为代表值143对于预应力结构 按正常使用极限状态设计时：预加应力属永久荷载为永久作用，但不计偏心距增大的附加效应； 按承载能力极限状态设计时：预加应力不作为荷载，而将预应力筋作为结构抗力的一部分。 但在超静定结构中，由预加力引起的次内力应属永久荷载。规范未作明确说明。 各种永久荷载的取值与计算，详见规范条文。144可变作用的含义：桥梁在设计使用期内，位置、大小、方向随时间变化且其变化与平均值相比不能忽略不计的作用。主要内容：基本可变荷载汽车荷载人群荷载汽车冲击力汽车离心力土侧压力2、可变作用

41、1451）汽车荷载 公路I级和公路II级两个等级。 （1）荷载标准值 汽车荷载由车道荷载和车辆荷载组成。 车道荷载:均布荷载和集中荷载组成。 桥梁结构的整体计算采用车道荷载； qkPk公路工程技术标准（JTG D60-2004）146公路-I级车道荷载=10.5kN/m；桥涵计算跨径小于或等于5m时, 180kN； 桥涵计算跨径等于或大于50m时,360kN； 桥涵计算跨径大于5m 、小于50m时,采用直线内插求得。计算剪力效应时,上述荷载标准值应乘以1.2 的系数。 为公路-I级车道荷载的0.75 倍。按以下规定选取：公路II级车道荷载147车道荷载的均布荷载标准值应满布于使结构产生最不利效

42、应的同号影响线上；集中荷载标准值只作用于相应影响线中一个影响线峰值处。 注意： 公路一级和公路一II级汽车荷载采相同的车辆荷载标准值荷载的布置原则148 一辆五轴重车（550kN） 桥梁结构的局部加载、涵洞、桥台和挡土墙土压力等的计算采用。 车辆荷载车辆荷载与车道荷载的作用不得叠加。149车辆荷载的立面及平面尺寸150151汽车荷载的选用及布载规定 按公路的等级公路等级高速公路一级公路二公路三级公路四级公路汽车荷载等级公路I级公路I级公路II级公路II级公路II级152横向分布系数计算汽车153车辆的布置-按桥梁宽度确定车道数154 车道荷载横向分布系数应按设计车道数布置车辆荷载进行计算。 桥

43、涵设计车道数应符合规定。多车道桥梁上的汽车荷载应考虑多车道折减。当桥涵设计车道数等于或大于2时，由汽车荷载产生的效应应按规定的多车道折减系数折减，但折减后的效应不得小于两设计车道的荷载效应。(4)汽车荷载的折减 横向折减的含义是：在多车道(或多线)桥梁上行驶的车辆活载使桥梁结构产生某种最大作用效应时，不同车道上的车辆活载同时处于最不利位置的可能性大小。显然，车道数越多，可能性(即同时出现最不利加载的几率)越小。155 当桥梁计算跨径大于150m时，应按规定的纵向折减系数进行折减。当为多跨连续结构时，整个结构应按最大的计算跨径考虑汽车荷载效应的纵向折减。大跨径公路桥梁上的车道荷载，还应考虑纵向折

44、减。 这是因为：在制订车道荷载标准时，采用了自然堵塞的车间间距；在确定荷载大小时，采用了重车居多的调查资料。但对大跨径桥梁，随着跨径的增加，实际通行车辆出现上述情况就会逐步缓解。因此，需对汽车荷载(或其效应)按跨度进行折减。156 车辆以一定速度过桥时，由于动力影响，桥梁实际产生的活载应力和变形大于按活载静重计算所得的结果，这种动力效应常称为冲击作用。 桥梁设计中以活载静重乘上冲击系数来反映 这种影响。 公路桥冲击系数 与结构自振频率有关式中：f 为结构基频（Hz）汽车荷载冲击力157158计算冲击力引起的连续梁正弯矩效应和剪力效应时，采用f1；计算负弯矩效应时，采用f2 。159 汽车荷载冲

45、击力应按下列规定计算:钢桥、钢筋混凝土及预应力混凝土桥、坛工拱桥等上部构造和钢支座、板式橡胶支座、盆式橡胶支座及钢筋混凝土柱式墩台，应计算汽车的冲击作用。填料厚度(包括路面厚度)等于或大于0.5m的拱桥、涵洞以及重力式墩台不计冲击力。支座的冲击力。按相应的桥梁取用。汽车荷载的冲击力标准值为汽车荷载标准值乘以冲击系数。汽车荷载的局部加载及在T梁、箱梁悬臂板上的冲击系数采用1.30160公路只考虑制动力 汽车荷载制动力按同向行驶的汽车荷载(不计冲击力)计算，并考虑纵向折减，以使桥梁墩台产生最不利纵向力的方式进行加载. 一个车道上的制动力标准值按加载长度范围内车道荷载总重力的10计算，但公路一I级汽

46、车荷载的制动力标准值不得小于165kN；公路一级者不得小于90kN。 当车道增多时，也需要采用类似于横向折减的办法，对制动力进行折减。 对同向行驶双车道桥(包括双向4车道桥)，制动力标准值为按一个设计车道计算结果的两倍；同向行驶三车道者为一个设计车道的2.34倍；同向行驶四车道者为一个设计车道的2.68倍。161关于制动力在支座或墩台间的传递与分配，规范制订出若干具体规定 设有板式橡胶支座的简支梁、连续桥面简支梁或连续梁排架式柔性墩台，应根据支座与墩台的抗推刚度的刚度集成情况分配和传递制动力。 设有板式橡胶支座的简支梁刚性墩台，按单跨两端的板式橡胶支座的抗推刚度分配制动力。 设有固定支座、活动

47、支座(滚动或摆动支座、聚四氟乙烯板支座)的刚性墩台传递的制动力，按表1-4-6的规定采用。每个活动支座传递的制动力，其值不应大于其摩阻力，当大于摩阻力时，按摩阻力计算。162 公路桥梁跨径50m 3.0kN/m2跨径150m 2.5kN/m250跨径150m 直线内插城镇郊区行人密集区取上述的1.15倍专用人行桥梁 取3.5kN/m2人行道板以4kN/m2均布荷载作用在一块板上进行验算计算栏杆水平推力0.75kN/m，作用在栏杆柱顶，竖向力1kNm，作用在上部扶手。 人群荷载在横向应布置在人行道的净宽度内.在纵向施加于使结构产生最不利荷载效应的区段内。人群荷载163(1)地震作用(2)船只或漂

48、流物撞击作用(3)汽车撞击作用4、 偶然作用 偶然荷载:在结构设计基准期内不一定出现，而一旦出现量值很大且持续时间较短的作用。164(一) 地震力 地震时，强烈的地面运动引起的结构自身的惯性力(地面水平运动加速度与结构质量的乘积)。 位于地震动峰值加速度为0.1g、0.15g、0.2g和0.3g地区的桥涵工程，应进行抗震设计； 位于地震动峰值加速度大于或等于0.4g地区的桥涵工程，应进行专门的抗震研究和设计。 地震动峰值加速度0.05g及以下地区，可采用简易设防。165（二） 船只或漂流物撞击力 位于通航河流或有漂流物的河流中的桥梁墩台，应虑该作用。 其标准值应根据实测或与有关部门研究确定，当

49、没有调查资料时，可根据桥规4. 4. 2条采用目前，撞击力通常按静力法计算，假定船筏作用于墩的有效动能转化为撞击力F所做的功。166(三) 汽车撞击作用 公路桥梁的某些结构构件(如防撞护栏，跨线桥的桥墩等)必要时可考虑汽车的撞击作用。 汽车撞击力标准值在车辆行驶方向取1000kN，在车辆行驶垂直方向取500kN，两个方向的撞击力不同时考虑， 撞击力作用于行车道以上1.2m处。 对于设有防撞设施的结构构件，可视防撞设施的防撞能力，对汽车撞击标准值予以折减，但折减后的撞击力不应低于上述规定值的1/6。（二） 船只或漂流物撞击力 位于通航河流或有漂流物的河流中的桥梁墩台，应虑该作用。16710.5

50、桥梁墩台桥墩中间支承结构(承受荷重、流水、风、撞击等）桥台两端支承结构(承受荷重、土侧压、轮载土侧压力等）基础将桥梁的全部重力和作用传递给地基168一、墩（台）组成墩（台）帽墩（台）身基础169 本身具有足够的强度、刚度和稳定性，对地基的承载能力、沉降量、地基与基础之间的摩阻力等也都提出一定的要求。避免在荷载作用下，桥梁墩台产生过大的水平位移、转动和沉降而影响桥梁结构的安全使用。二、要求170171172173三、墩台分类按上部结构类型梁式桥墩拱桥桥墩重力式桥墩轻型式桥墩重力式桥墩桩柱式桥墩桥台实体式埋置式轻型式桩柱式174 一 重力式桥墩力学特点：主要靠自身的重力（包括桥跨结构的重力）来平衡

51、外力，从而保证桥墩的强度和稳定。优点：自身刚度大，具有较强的防撞能力，可用圬工材料，节省钢筋 。缺点：圬工数量大、自重大，要求地基的承载力较高，阻水面积也较大材料：天然石材或片石混凝土，宜配用钢筋混凝土悬臂式墩帽以减小墩身长、宽。截面：矩形墩、圆端形墩、圆形墩等适用范围：作用较大、地基良好的大、中型桥梁，或流冰、漂浮物较多的河流中。在砂石料方便的地区、小桥也往往采用重力式桥墩。10.5.1 桥墩的类型与构造梁式桥桥墩175176构造尺寸要求 厚度对于大跨径的桥一般小于50cm；对于中小跨径不应小于40cm。 坡度 顶面一般做成10的排水坡平面:满足桥跨结构支座布置的需要，并设有510cm的檐口

52、。支座边缘到墩身边缘应满足规范规定的最小距离要求。 1.墩帽桥墩顶部的传力部分，它通过支座直接承托上部结构，并将荷载传到墩身上，应力较集中。177（2）墩身 墩身是桥墩的主体，重力式桥墩墩身的顶宽，对小跨径桥不宜小于80cm；对中等跨径桥不宜小于100cm；对大跨径桥的墩身顶宽，视上部结构类型而定。侧坡一般采用20：130：1，小跨径桥的桥墩也可采用直坡。178 平面尺寸拟定 1.顺桥向的墩帽最小宽度b顺桥向最小宽度：桥规规定，一般情况墩帽纵桥向宽度，对于小跨径桥梁不得小于80cm，中等跨径桥梁不宜小于100cm，大跨径桥的墩身顶宽，视上部构造类型而定。支座垫至墩身边缘的距离表6-1-2179

53、1802.横桥向的墩帽最小宽度B181 3.顺桥向的台帽最小宽度b支座垫至墩身边缘的距离表6-1-2 4.横桥向的台帽最小宽度B 除了考虑支座布置情况外，还应结合桥面宽度及接线路基宽度决定，使车辆与行人交通顺畅和安全方便。182墩身钢筋构造183破冰棱体破冰棱体:流冰对桥墩的危害主要表现在大面积流冰对墩的撞击力和大面积流冰堆积现象以及流冰对桥墩的磨损对此，在中等以上流冰河道(冰厚大于0.5m，流水速大于1m/s)及有大量漂流物的河道，应在迎水方向设置破棱体。184 二 轻型桥墩特点：刚度小，受力后允许在一定范围内 发生弹性变形。材料：以钢筋混凝土、少筋混凝土为主。 石料砌筑（对一些通过验算的轻

54、型墩台）形式：形式多样，都有各自的特点和使用 条件。1851.钢筋混凝土薄壁墩优点：圬工体积小，结构轻巧，比重力式节省圬工量，施工简单，过水良好。缺点：采用现浇混凝土时，需要模板 和支架。适用范围：地基土软弱的地区，高度一般不大于7m。不宜用在流速大并夹有大量泥沙的河流或可能有船舶、冰、漂流物撞击的河流中，一般用于中小跨径桥梁上。壁厚：3050cm或1/101/15h材料：混凝土 C15以上、浆砌块石或钢筋1862.桩（柱）式桥墩组成：由单根、两根或多根立柱与盖梁及承台组成，对于上部结构为大悬臂箱形截面，墩身可以直接与梁相接。优点:具有线条简捷、明快、美观，既节省材料 数量又施工方便的特点。相

55、对刚度较大， 适用性广，并可与桩基理合使用。缺点:柱间空间小，易于阻滞漂浮物（一）结构形式及使用条件桥墩一般可分为独柱、双柱和哑铃式和混合双柱式等形式。187柱式桥墩的类型水流与桥轴线 交角大于15度，或河流急、流向不固定，且桥宽不大时 桩式桥墩一般是既用桩作墩身，又用桩作基础，再在桩上浇盖梁。当采用较大直径的灌注桩时，在水面以上部分的桩径可以缩小，形成变截面柱式桥墩，同时应在桩径变化处设置横系梁。 双柱式桥墩有时在两柱中间加做隔墙，在平面上形成哑铃式，以增强墩柱间坑撞击的刚度及防止漂浮物卡在中间引起桥墩损坏。当桥墩较高时，也可把高水位以下部分做成实体式，以上部分仍为柱式，成为混合式柱墩。18

56、83.柔性排架式桥墩（1）类型及适用条件： 柔性排架桩墩是由成排的沉入桩或钻孔灌注桩顶端联以钢筋混凝土盖梁组成。 原理：可以通过一些构造措施，将上部结构传来的水平力（制动力、温度影响力等）传递到全桥的各个柔性墩台，或相邻的刚性墩台上，以减少单个柔性墩受到的水平力，从而达到减小桩柱截面的目的。189 柔性桩墩的优点：用料省、修建简便，施工速度快。 缺点：钢量大，使用高度和承载能力都受到一定限制。 适用条件：在低浅宽滩河流、通航要求低和流速不大的水网地区河流上修建中、小跨径桥梁时采用。 组合形式 ）墩高在5m以上时，可采用一段式、二阶式或多段式桩墩，每段14孔，段与段之间设温度墩，即为两排互不联系

57、的柱墩； ）墩高在67m时，每段内设置一个由盖梁连成整体的双排墩，以增加刚度，每段长度可适当加长，中间段孔数可多达6孔。 190多跨柔性墩的布置191192 拱桥桥墩一 重力式 拱圈传给桥墩上的力，除了垂直力以外，还有较大的水平推力。普通墩单向推力墩（制动墩）193普通墩： 除了承受相邻两跨结构传来的 垂直反力外，一般不承受恒载水 平推力，或者当相邻孔不相同时 只承受经过互相抵消后消除的不 平衡推力。 194单向推力墩：又称制动墩 在一侧的桥孔因某种原因遭到 毁坏时，能承受住单向的恒载 水平推力，以保证另一侧的拱 桥不致遭到倾坍。 并适用施工阶段承受部分恒载 单向推力。195拱座：无支架吊装的

58、拱桥桥墩则在其顶面的边缘设置呈倾斜面的拱座、直接承受由拱圈传来的压力。故无铰拱的拱座总是设计成与拱轴线呈正交的斜面。装配式的肋拱，以及双曲拱桥的拱座，也可预留供插入拱肋的孔糟 拱桥桥墩特有构造196 拱座的位置： 当桥墩两侧孔径相等时，则拱座均设置在桥墩顶部的起拱线标高上，有时考虑侧面的纵坡，两侧的起拱线标高可以略有不同。当桥墩两侧的孔径不等，恒载水平推力不平衡时，将拱座设置在不同的起拱线标高上。此时，桥墩墩身可在推力小的一侧变坡或增大边坡。拱顶以上的结构对于实腹式石拱桥，其墩顶以上部分通常做成与侧墙平齐的形式。对于空腹式石拱桥或双曲拱桥的普通墩，常采用立墙式、立柱加盖梁式或者采用跨越式。对于

59、单向推力墩常采用立墙式和框架式。当采用立墙式时，为了检修方便，墙中应设置过人孔，当采用立柱加盖梁或框架式时，则应按照钢筋混凝土结构进行设计配筋。197 二 轻型桥墩 一般为配合钻孔灌注桩基础的桩柱式桥墩。 从外形上看，它与梁桥上的桩柱式桥墩非常相似。 主要差别：在梁桥墩帽上设置支座，而在拱桥墩顶部分别设置拱座 。 在采用轻型桥墩的多孔拱桥中，每隔35孔应设单向推力墩。当桥墩较矮或单向推力不大时，可以考虑一些轻型的单向推力墩，其优点是阻水面积小，并可节约圬工体积。1981.带三角杆件的单向推力墩（a）特点：在普通墩的墩柱上，从两侧对称增设钢筋混凝土斜撑和水平拉杆，提高抵抗水平推力的能力。2.悬臂式单向推力墩（b）原理：当该墩一侧桥孔破坏后，可通过另一侧拱座上的竖向分力与悬臂长所构成的稳定力矩平衡水平推力