桥梁基本构造与分类二

桥梁基本构造与分类

编写：荆棘杭州湾大桥道路路线遇到江河湖泊、山谷深沟以及其他线路（铁路或公路）等障碍物时，为了保持道路的连续性，充分发挥其正常的运输能力，就需要建造专门的人工构造物——桥梁来跨越障碍。桥梁一方面要保证桥上的交通运行，另一方面也要保证桥下水流的宣泄、船只的通航或车辆的通行。1桥梁的基本组成上部结构：

1、桥跨结构（承重结构）

2、桥面构造下部结构：

1、桥墩、桥台

2、墩台基础支座梁桥的基本组成桥台桥墩1.1上部结构1.桥跨结构桥跨结构是在线路中断时跨越障碍的主要承载结构，当需要跨越的幅度比较大，并且除恒载外要求安全的承受很大的车辆荷载的情况下，桥跨的构造就比较复杂，施工也相当困难2.桥面构造（1）桥面铺装作用－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、对车辆轮重的集中荷载起扩散作用。要求－有一定的强度，防止开裂，并保证耐磨主要形式－钢筋砼沥青砼（2）桥面防水位置－设置在桥梁行车道板的顶面，三角垫层之上作用－将透过桥面铺装层渗下的雨水汇集到排水设备（泄水管）排出材料要求－不透水，有一定的强度、弹性和韧性，耐蚀性和耐老化性较好主要形式－防水涂层、防水卷材、防水砼等（3）桥面排水作用－为防止雨水积滞于桥面并渗入梁体，除在桥面铺装内设置防水层外，还应使桥上的雨水迅速引导排出桥外，为此在桥梁设计时要有一个完整的排水系统。设计－当桥面纵坡大于2%，但桥长超过50m时，需要设置泄水管，每隔12~15m长度设置一个。如桥面纵坡小于2%则宜每隔6~8m设置一个,跨线桥桥面排水宜通过设在桥梁墩台处的竖向排水管排入地面排水设施中。常用类型－金属（铸铁）泄水管,钢筋混凝土泄水管，封闭式排水系统（城市桥梁）在人行道下设置泄水管（4）伸缩缝原因和作用－桥跨结构在气温变化、活载作用、混凝土收缩徐变等影响下将会发生伸缩变形。为满足桥面按照设计的计算图式自由变形，同时又保证车辆能平顺通过，就要在相邻两梁端之间以及在梁端与桥台或桥梁的铰接位置上预留断缝，并在桥面设置伸缩装置。在设置伸缩装置处，栏杆和桥面均需断开。伸缩装置——为使车辆平稳通通过桥面并满足足桥面变形的需需要，在桥面伸伸缩接缝处设置置的各种装置的的总称。（5）栏杆、灯柱作用：安全、美美观安全护栏主要用用于公路或城市市郊区桥梁1.2下部结构1.桥墩在桥的中间，支支承桥的左右两两跨通过支座传传来的竖直力和和水平力。类型型分重力式桥墩墩和轻型桥墩重力式单柱式（轻型））双柱式Y型2.桥台两端桥头的支承承结构物，它是是连接两岸道路路的路桥衔接构构造物。承受支座传递来来的竖直力和水水平力，台后填填土及填土上荷荷载产生的侧向向土压力。防止路堤填土的的滑坡和坍落。。类型分重力式桥桥台和轻型桥台台3.基础1.3支座1.支座作用（1）传递上部结构构的支承反力；；（2）保障结构在活活载、温度变化化、混凝土收缩缩和徐变等因素素作用下的自由由变形，以使使上、下部结构构的实际受力情情况符合结构的的静力图示。2、支座分类按受力特性分固固定支座，活动动支座武汉理工大学交交通学院简易垫层支座适用于标准跨径径小于10m的简支板、梁桥桥采用若干层油毛毛毡或石棉做成成，压缩后的的厚度不小于1cm。该种支座变形性性能较差，容易易引起附加的内内力`≥1cm板、梁桥上部结结构bat2、板式橡胶支座常用的板式橡胶胶支座采用薄钢钢板或钢丝网作作为加劲层以提提高高支座的竖竖向承载能力。。变形机理：（1）不均匀弹性压压缩实现转动；；（2）剪切变形实现现水平位移；（（3）无固定和活动动支座之分。适用范围：支座座反力为70－3600kN的公路、城市桥桥梁。4、桥梁盆式橡胶支支座盆式橡胶支座是是钢构件与橡胶胶组合而成的新新型桥梁支座。。具有承载能力力大、水平位移移量大、转动灵灵活等特点，适适用于支座承载载力为1000KN以上的大跨径桥桥梁。盆式橡胶支座分分固定支座与活活动支座。活动动盆式橡胶支座座由上支座板、、聚四氟乙烯板板、承压橡胶块块、橡胶密封圈圈、中间支座板板、钢紧箍圈、、下支座板以及及上下支座连接接板组成。组合合上、中支座板板构造或利用上上下支座连接板板即可形成固定定支座。2桥梁的类型1、按桥梁长度2、按结构体系3、其它分类（材材料、用途、桥桥面位置等）2.1桥梁涵洞按长分分类（通规JTGD60-2004）桥涵分类多孔跨径总长L（m）单孔跨径l(m)特大桥L>1000L>150大桥100≤L≤100040≤l≤150中桥30<L<10020≤l≤40小桥8≤L≤305≤l<20涵洞L<5注：管涵及箱涵涵不论管径或跨跨径大小、孔数数多少，均称为为涵洞2.2按结构体系分类类梁式、拱式、悬悬吊式结构工程上的受受力构件，总离离不开拉、压、、剪、弯、扭等等基本受力方式式。由基本构件所组组成的各种结构构物，在力学上上也可归结为：：梁式、拱式、、悬吊式三种基基本体系以及它它们之间的各种种组合，现代的的桥梁结构也一一样。桥梁各种种体系的特点，，决定其受力特特点、建桥材料料、适用跨度、、施工条件等。。，不过其内容更更丰富，形式更更多样，材料更更坚固，技术更更进步。桥梁各种体系的的特点，决定其其受力特点、建建桥材料、适用用跨度、施工条条件等。拱桥拱式桥拱式桥的主要乘乘重结构是拱圈圈或拱肋.这种结构在竖向向荷载作用下,桥墩或桥台都将将承受水平推力力和竖向反力.同时这种水平推推力将显著抵消消荷载所引起的的在拱圈(或拱肋)内的弯矩作用.因此,与同跨径的梁相相比,拱的弯矩和变形形要小得多.鉴于拱桥的承重重结构以受压为为主,通常就可以用抗抗压能力强的坞坞工材料(如砖、石、混凝凝土）和钢筋混混凝土等来建造造。拱桥的跨越能力力很大，外形也也比较美观，在在条件许可的情情况下，修建坞坞工拱桥往往经经济合理的。拱拱式桥对下部构构造和基础要求求较高,要求下部结构（（桥墩、桥台））和基础能够提提供足够大的水水平推力，而且且具有足够的稳稳定性和耐久性性。拱式桥的施工难难度一般情况下下会比梁式桥困困难些。梁桥（黄浦江路路）梁式桥是一种在在竖向荷载作用用下无水平推力力的结构。由于于外力（恒载与与活载）的作用用方向与承重结结构的轴线接近近垂直，故与同同样跨径的其他他结构体系相比比，梁内产生的的弯矩最大。通通常需用抗弯能能力强的材料（（钢、木、钢筋筋混凝土）来建建造。目前公路城市桥桥梁中广泛应用用“预制装配式式的钢筋混凝土土简支梁”。简支梁桥结构简简单，施工方便便，对地基承载载力要求不高，，跨径25m内多用。多跨梁式桥也使使用“连续梁””。为了节省材材料，充分利用用钢材抗拉强度度的优势，通常常做成“钢筋混混凝土预应力梁梁”。大跨径的的桥梁，可建造造钢桥或预应力力箱梁桥。刚架桥刚架桥的主要承承重结构是梁或或板和立柱或竖竖墙整体结合在在一起的刚性构构架的结构体系系，也称为刚构构体系。梁和柱柱的连接处具有有很大的刚性，，连接可靠。在在竖向荷载作用用下，梁部主要要受弯，而在柱柱脚处也具有水水平反力，其受受力状态介于梁梁桥与拱桥之间间。对于同样的跨径径，在相同的荷荷载作用下，刚刚架桥的跨中正正弯矩比一般梁梁桥的小。根据据这一特点，刚刚够桥跨中的建建筑高度就可以以做得较小。在在城市道路网中中，遇到线路立立体交叉或需要要跨越通航河段段时，采用这种种桥型能尽量降降低线路标高以以改善纵坡并能能减少路堤土方方量。从通航要求看，，刚架桥也有有有利的一面。当当桥面标高已确确定时，能增加加桥下净空。刚架桥的主要缺缺点是：悬臂根根部的负弯矩很很大，用普通钢钢筋混凝土修建建时不仅钢材用用量大，而且控控制混凝土裂缝缝的开展成为关关键，因此，跨跨径就不能做得得太大，通常只只有40~50m。预应力混凝土的的发展，使得T形刚构桥得到了了很大的推广。。特别是由于采采用了悬臂安装装或浇筑的分段段施工方法，不不但加速了修建建大跨度桥梁的的施工速度，而而且也克服了要要在江河或深谷谷中搭设支架的的困难。吊桥（悬索桥））桂林木龙湖吊桥桥传统的吊桥均用用悬挂在两边塔塔架上的强大缆缆索作为主要承承重结构。如图图：吊桥在竖向荷载载作用下，通过过吊杆使缆索承承受很大的拉力力，通常就需要要在两岸桥台的的后方修筑非常常巨大的锚碇结结构。吊桥也是是具有水平反力力（拉力）的结结构。现代吊桥广泛采采用高强度钢丝丝编制的钢缆，，以充分发挥其其优异的抗拉性性能，因此结构构自重较小，就就能以较小的建建筑高度跨越其其他任何桥型无无以伦比的特大大跨度。吊桥的特点是：：成卷的钢缆容容易运输，结构构的组成构件较较轻，便于无支支架悬吊拼装。。相对于其他体系系的桥梁而言，，吊桥的自重小小，结构刚度差差，在车辆动载载和风载作用下下有较大的变形形和振动。组合体系桥组合体系桥根据结构的受力力特点，由几个个不同体系的结结构组合而成的的桥梁称为组合合体系桥。如图图是一种梁拱组组合体系。同丰路桥系杆拱桥中梁和和拱都是主要承承重结构，两者者相互配合共同同受力。由于吊吊杆将梁向上（（与荷载作用的的挠度方向相反反）吊住，这样样就显著减少了了梁中的弯矩；；同时由于拱与与梁连接在一起起，拱的水平推推力就传给梁来来承受，这样梁梁除了受弯受剪剪以外尚受拉。。拱梁组合体系系能跨越较一般般简支梁更大的的跨度。而对桥桥墩没有推力作作用，因此对地地基要求就像一一般简支梁桥一一样。斜拉桥桥也是是一种种主梁梁与斜斜梁相相结合合的组组合体体系，，如下下图。。悬挂在在塔柱柱上的的被张张紧的的的斜斜缆将将主梁梁吊住住，使使主梁梁像多多点弹弹性支支承的的连续续梁一一样工工作。。组合体体系的的种类类很多多，但但究其其实质质不外外乎利利用梁梁、拱拱、吊吊三者者的不不同组组合，，上吊吊下撑撑以形形成新新的结结构。。这样既既发挥挥了高高强度度材料料的作作用，，又显显著减减少了了主梁梁的截截面积积，使使结构构自重重减少少而能能跨越越很大大的跨跨径。。桥梁的的其他他分类类一、按按用途途分：：公路桥桥铁路桥桥公路铁铁路两两用桥桥农桥人行桥桥运水桥桥（渡渡槽））及其其他专专用桥桥二、按按主要要承重重结构构所用用材料料分：：圬工桥桥钢筋混混凝土土桥预应力力