第三章-市政桥梁工程(3)

1、 2、横隔梁 横隔梁的作用 横隔梁起着联系各主梁、增强全桥整体性的作用，保证作用在桥面上的车辆荷载对主梁有良好的横向分配。 横隔梁一般设在跨中、支点处； 横隔梁一般按奇数设计，截面形式通常做成肋板式截面，肋宽常用0.120.20m。梁式桥的桥面构造通常包括行车道铺装、防水和排水系统、伸缩装置、人行道(或安全带)、栏杆和照明灯柱等。3、桥面布置与构造桥面一般构造桥面构造直接与车辆、行人接触，它对桥梁功能的正常发挥、主要结构的保护、车辆和行人的安全以及桥梁的布局和美观都非常重要。尤其是现代化高速交通体系的迅猛发展，更显示了它的重要性。桥面构造工程量小，但项目繁杂。 桥面的布置 桥面布置根据道路的等

2、级、桥梁的宽度、行车要求等条件确定，混凝土梁式桥有双向车道、分车道和双层桥面布置等形式。 1双向车道布置 是指行车道的上下行交通布置在同一桥面上，上、下行交通由画线分隔，没有明显的界限。桥梁上允许机动车和非机动车同时通过，有的采用画线分隔。由于在桥梁上同时存在上下行机动车和非机动车，因此，车辆在桥梁上只能中速或低速行驶。 2分车道布置 行车道分上下行，桥面上按分隔式布置，设置分隔带或采用分离式主梁，使上下行车道分隔布置，上下行交通分隔、互不干扰，提高了车辆和行人的通行能力，便于交通管理。但是，在桥面布置上要增加一些附属设施，桥面的宽度相应地要加宽些。3双层桥面布置是指桥梁结构在空间上可以提供两

3、个不在同一平面上的桥面构造，一般钢桥采用较多。双层桥面布置，可以使不同的交通严格分道行驶，便于交通管理。同时，在满足同样交通要求时，可以充分利用桥梁净空，减小桥梁宽度，缩短引桥长度，达到较好的经济效益。 桥面铺装也称行车道铺装，是车轮直接作用的部分。桥面铺装的主要作用在于防止车辆轮胎或履带直接磨耗行车道板，保护主梁免受雨水侵蚀，并对车辆轮重的集中荷载起分布作用。 钢筋混凝土和预应力混凝土梁桥的桥面铺装可采用水泥混凝土、沥青混凝土、沥青表面处治。水泥混凝土和沥青混凝土桥面铺装用得较广，能满足各项要求。水泥混凝土铺装的耐磨性能好，适合重载交通，但养生期长，以后修补较麻烦。沥青混凝土桥面铺装维修养护

4、方便，但易老化和变形。桥面铺装防水排水系统为满足行车安全、舒适，防止桥面结构被水浸泡，桥梁应设置防水和排水设施。桥面防水采用桥跨结构顶面设置防水层；桥梁排水采用设置纵坡和桥面横坡及排水设施。 桥面设置纵横坡，以便顺利排除雨水，防止或减少雨水渗入桥面铺装层，从而保护了行车道板，延长了桥梁的使用寿命。在平原地区，可以在满足桥下通航净空要求的前提下，降低墩台标高，减少引桥长度或桥头引道土方量，从而节省工程费用。桥面的纵坡一般都做成双向纵坡，纵坡一般以不超过3-4%为宜。 桥面的横坡，一般采用1.5-3,多采用抛物线形纵横坡桥面排水设施纵坡大于2%，桥长小于50m，不设专门的泄水管道；纵坡大于2%，桥

5、长大于50m，12-15m设置泄水管；纵坡小于2%，6-8m设置泄水管。泄水孔排列方式对称式梅花式或错列内径：一般为100150mm。高速和一级公路，一般为150mm间距在45m泄水管沿行车道边缘布置泄水管布于人行道下跨越公路、铁路、通航河流的桥梁以及城市桥梁，设封闭式的排水系统1泄水漏斗；2泄水管；3钢筋混凝土斜槽；4横梁；5纵向排水管；6支承结构；7悬吊结构；8支柱；9弧形箍；10吊杆泄水管材料：一般采用铸铁、钢材、钢筋混凝土及塑料（聚氯乙烯PVC或聚乙烯PE）等防水层防水混凝土位于非冰冻地区的桥梁需作适当的防水时，可在桥面板上铺筑8-10cm厚的防水混凝土作为铺装层。防水混凝土的标号一般

6、不低于桥面板混凝土的标号，其上一般可不另设面层，但为延长桥面的使用年限，宜在上面铺筑2cm厚的沥青表面处治作为可修补的磨耗层。贴式防水层 设在低标号混凝土排水三角垫层上面，其做法是：先在垫层上用水泥砂浆抹平，待硬化后在其上涂一层热沥青底层，随即贴上一层油毛毡(或麻袋布、玻璃纤维织物等)，上面再涂一层沥青胶砂，贴一层油毛毡，最后再涂一层沥青胶砂。这种所谓“三油二毡”的防水层，其厚度约为1-2cm。为了保护贴式防水层不致因铺筑和翻修路面而受到损坏，在防水层上需用厚约4cm，标号不低于C20的细骨料混凝土作为保护层。等它达到足够强度后、再铺筑沥青混凝土或水泥混凝土铺装层。 这种防水层的造价高，施工也

7、麻烦费时，故应根据建桥地区的气候条件，桥梁的重要性等，在技术和经济上作论证后采用。使用要求1.能够适应桥梁温度变化所引起的伸缩。2.桥面平坦，行驶性良好的构造。3.施工安装方便，且与桥梁结构联为整体。4.具有能够安全排水和防水的构造。5.承担各种车辆荷载的作用。6.养护、修理与更换方便。7.经济价廉。桥梁伸缩装置 目的为了保证桥跨结构在气温变化、活载作用、混凝土收缩与徐变等因素的作用下变形的需要，一般应在两梁端之间以及在梁端与桥台背墙之间设置横向的伸缩缝。伸缩缝处的栏杆和桥面铺装都要断开。 常用的伸缩缝有： 锌铁皮伸缩缝、钢板式伸缩缝、橡胶伸缩缝、数模式伸缩缝等。 设计伸缩量为0-180mm，

8、其结构特点是上部为硫形钢板，下部为异性钢，综合了梳齿板形伸缩装置及模数式伸缩装置的优点，特别适用于旧桥改造及预留槽口深度受到限制的中小桥梁.钢板梳齿型伸缩缝装置，设计容许伸缩量401000mm适用于各种不现梁体结构;有自动清渣功能;具有极好的防水、防尘性能;桥梁SF伸缩装置与路面整体性能好.1、考虑耐久性要求，型钢材质选用耐候钢，在钢中加入合金元素，在耐候钢表面开成保护层，提高了钢材的耐候性能。2、型钢开口朝上，便于防水橡胶条的安装和更换4、防水橡胶条顶面始终与型钢顶面平齐，既满足伸缩性能，又能起到自动排碴作用安全带 对于不设人行道的桥梁，为了保证交通安全，在行车道边缘应设置高出行车道的带状构

9、造物，即安全带。对于一般的公路桥梁，安全带的宽度不少于0.25m，高度为0.25-0.4m。安全带按照施工方法划分为就地浇注式和预制拼装式两种。栏杆和灯柱 桥梁栏杆设置在人行道上，其功能主要是防止行人和非机动车辆掉落桥下。其设计应符合受力要求，并注意美观，高度通常为0.9-1.2m。应注意，在靠近桥面伸缩缝处，所有的栏杆均应断开，使扶手与柱之间能自由变形。 栏杆常用混凝土、钢筋混凝土、金属或金属与混凝土混合材料制作。按栏杆的使用目的可分为人行道栏杆和防撞栏杆(防撞护栏)。栏杆防撞护栏高速公路、一级公路上的桥梁则必须设置护栏。护栏的作用：1）封闭沿线两侧；2）诱导视线；3）吸收碰撞能量、使失控车

10、辆恢复原行驶方向，防止其跌落桥下。 照明灯柱可以设在栏杆扶手的位置上，在较宽的人行道上也可设在靠近缘石处。照明灯一般高出车道8-12m。钢筋混凝土灯柱的柱脚可以就地浇筑并将钢筋锚固于桥面中。铸铁灯柱柱脚可固定在预埋的锚固螺栓上。照明以及其他用途所需的电信线路等，通常都从人行道下的预留孔道内通过。灯柱二、拱桥上部构造 一、概述 1、拱桥与梁桥的区别 （1）外形上的不同； （2）两者受力在原则上不同。 2、拱桥的特点 （1）优点： 跨越能力大 原材料来源广泛 耐久性好，维护费用少 外型美观 二、拱桥上部构造 （2）缺点 自重大，对地基处理要求高 多拱连续桥受力设置复杂 地面平坦地区修建拱桥，对通行

11、不利 施工工期长，耗费人工二、拱桥上部构造 3、有关拱桥的相关名词术语 拱顶、拱脚、拱轴线、拱背、拱腹、起拱线、矢跨比。拱桥的主要类型拱桥建桥材料圬工拱桥，钢筋混凝土拱桥，钢拱桥拱轴线型式圆弧拱桥，抛物线拱桥，悬链线桥桥面位置上承式拱桥，中承式拱桥，下承式拱桥主拱圈截面形式拱上建筑形式实腹式拱桥，空腹式拱桥板拱桥，肋拱桥，双曲拱桥，箱形拱桥拱轴线选择形状直接影响主拱截面内力的分布与大小，选择拱轴线的原则，也就是尽可能降低由于荷载产生的弯矩值。圆弧线悬链线抛物线小跨拱桥实腹拱桥空腹拱桥理想拱轴线仅承受压力，无弯矩和剪力作用。合理拱轴线荷载压力线尽量接近理想拱轴线。拱轴线的选择结构体系分简单体系拱

12、桥：三铰拱，两铰拱，无铰拱三铰拱两铰拱无铰拱按照主拱的截面形式分类(1)板拱桥 如果主拱的横截面是整块的实体矩形截面桥。板供桥是最古老的拱桥形式，由于它构造简单，施工方便，至今仍在使用 由于在截面积相同的条件下，实体矩形截面比其他形式截面的抵抗弯矩小，在有弯矩作用时，材料的强度没有得到充分的利用。如果要获得与其他形式截面相同的截面抵抗矩，板拱就必须增大截面积，这就相应地增加了材料用量和结构自重，故采用板拱是不太经济的。(2)肋拱桥 为了节省材料，减轻结构自重，必须充分利用材料的强度，以较小的截面积获得较大的截面抵抗矩，将整块的矩形实体截面划分成两条(或多条)分离式的肋，以加大拱的高度，这就形成

13、由几条肋形成的拱桥，称为肋拱桥。肋拱桥的拱肋可以是矩形、箱形或工字形截面。肋拱桥材料用量一般比板拱桥经济，但构造比板拱桥复杂。 (3)双曲拱桥 主拱圈的横截面是由数个横向小拱组成，使主拱圈在纵向及横向均呈曲线形，故称之为双曲拱桥。 双曲拱截面的抵抗矩比相同截面积的实体板拱圈要大，因此可节省材料，结构自重力小，特别使它的预制部件分得细，吊装质量轻。双曲拱桥在公路桥梁上获得过较广泛的应用，但由于其截面组成划分过细，整体性较差，建成后出现裂缝较多。 构思独特，充分发挥双曲拱桥构造特点，组合拼装成三叉形的双曲拱桥。1969江苏无锡民主桥(4)箱形拱桥 将实体的板拱截面挖空成空心箱形截面，则称为箱形拱或

14、空心板拱。由于截面挖空，使箱形拱的截面抵抗矩较相同截面积的板拱的截面抵抗矩大很多，从而大大减小弯矩引起的应力，节省材料较多。可以用钢筋混凝土或钢建造的一种形式的拱桥。钢筋混凝土箱形拱截面挖空率可达百分之五十到百分之七十，与板拱相比可大量减少圬工体积，减轻重量，节省上下部结构的造价。箱形截面构造复杂，制作要求高，一般只在跨径在50m以上的拱桥采用箱形截面。A.板拱B.肋拱C.双曲拱D.箱形拱上承式中小跨拱桥上承式中小跨拱桥中、下承式大中跨拱桥上承式大中跨拱桥断面适用范围上承式拱桥的基本组成1、上部结构：（1）主拱圈：主要承重构件（2）拱上建筑：桥面系和传力构件或填充物2、下部结构：桥墩、桥台、基

15、础 常用的上承式拱桥，桥跨结构是由主拱圈(肋、箱)简称主拱及拱上建筑构成。主拱圈(助、箱)是拱桥的主要承重构件，承受桥上的全部作用，并通过它把作用传递给墩台及基础。由于主拱圈是曲线形，一般情况下车辆都无法直接在弧面上行驶，所以在行车道系与主拱圈之间需要有传递压力的构件或填充物，以使车辆能在平顺的桥道上行驶。这些主拱圈以上的行车道系和传力构件或填充物称为拱上建筑。拱上建筑可做成实腹式或空腹式，相应称为实腹式拱桥或空腹式拱桥。 拱桥的下部结构由桥墩、桥台及基础等组成，用以支撑桥跨结构，将桥跨结构的作用传至地基。桥台还起与两岸路堤相连接的作用，使路桥形成一个协调的整体。拱桥的上部构造主拱圈的构造 主

16、拱圈是拱桥的承重结构，由于它主要承受压力，故般采用圬工材料建筑。板拱桥的主拱圈 它的其横截面为实体矩形。这种主拱圈一般采用粗料石、块石或片石砌筑。石料强度等级不得小于MU50，砌筑用的砂浆强度等级，对于大中跨径的拱桥，不得小于M10；对于小跨径拱桥，不得小于M7.5。 当拱厚度不大时，可采用单层拱石砌筑；当拱厚较大时，宜采用2-4层砌筑，并应纵、横错缝，错缝间距不小于10cm.五角石及混凝土拱座、底梁 肋拱桥的主拱圈 将板桥拱纵向划分成两条或多条彼此分离，高度较大的拱肋，肋与肋之间由横系梁连接，这样就形成了肋拱桥的主拱圈。它通常是由混凝土或钢筋混凝土做成，适用于大、中跨拱桥。（1）矩形：构造简

17、单、施工方便（2）工字形： 适用：大、中跨径（3）箱型： 适用：跨径大，桥面宽（4）管形： 适用：钢管混凝土拱桥双曲拱桥主拱圈 在上述相邻拱肋之间，除设横向联系外，还放置拱波，并在拱肋与拱波之上现浇使二者结为一体的混凝土拱板，这样就形成了双曲拱桥的主拱圈。这种主拱圈在纵、横桥向均呈曲线形。 拱肋多为钢筋混凝土结构，中小型双曲拱桥也有采用石砌拱肋的。拱波一般为圆弧形，用混凝土预制而成。拱板就是拱波上的现浇混凝土层。横向联系有拉杆、横系梁和横隔板等。双曲拱拱肋截面形式拱肋一般为预制的钢筋混凝土构件，分段数目和长度取决于桥梁跨径大小、运输设备和吊装能力。接头不宜布置于拱顶，布置于拱肋自重作用下弯矩最

18、小的地方，一般在跨径的0.3倍附近。一般分为三段。当跨径超过80m，可分为5段。拱上建筑的构造拱上建筑通常采用实腹式和空腹式两种做法。实腹式拱上建筑的构造 实腹式拱上建筑由拱背填料、侧墙、护拱以及变形缝、防水层、泄水管和桥面系等组成。 拱背填料有填充式和砌筑式两种。填充式拱上建筑的材料尽量就地取材，透水性要好，土压力要小，一般采用砾石、碎石、粗砂或砂卵石等料，分层填实。若上述材料不易取得或地质条件较差时，则可用砌筑式，即用干砌圬工或浇筑素混凝土作为拱背填料。 拱背两侧侧墙主要起围护拱腹上的散粒填料，设置在拱圈两侧，一般用浆砌块、片石，若从美观考虑，可用粗料石镶面。对混凝土或钢筋混凝土板拱，也可

19、用钢筋混凝土护壁式侧墙。这种侧墙可以与主拱浇筑为一体，其内配置的坚向受力钢筋应伸入拱圈内一定长度。侧墙一般承受填料的土侧压力和车辆作用下的土侧压力，故按挡土墙进行设计。对于浆砌圬工侧墙，一般顶面为50-70cm，向下逐渐增厚，墙脚厚度取用墙高的0.4倍。侧墙与墩、台间必须设伸缩缝分开。 护拱设于拱脚段，以便加强拱脚段的拱圈，同时，便于在多孔拱桥上设置防水层和泄水管，通常采用浆砌片、块石结构。空腹式拱上建筑 大、中跨径的拱桥，特别是当矢高较大时，实腹式拱上建筑的填料用量多，重量大，因而以采用空腹式拱上建筑为宜。空腹式拱上建筑一般做成横向腹孔的型式。 空腹式拱上建筑除具有实腹式拱上建筑相同的构造外，还具有腹孔和支承腹孔的墩柱。空腹式拱上建筑的腹孔通常对称布置在主拱圈两侧，腹拱跨径选用2.5-5.5m,矢跨比1/2-1/6，不宜大于主拱圈跨径的1/8-1/15；孔数以