很详细的桥梁工程教学

桥梁工程教学内容

总论第一节桥梁组成与基本类型第二节桥梁发展概况第三节桥梁设计概述第四节混凝土梁桥面构造第一节

桥梁的组成与基本类型一、桥梁的作用及其组成1桥梁定义:是供铁路、公路、渠道、管线等跨越河、山谷或其他障碍具有承载能力的架空建筑物。跨谷桥：高架桥：跨线桥(立交桥)旱桥或栈桥2桥梁的主要组成部分：桥跨、桥墩、桥台及桥头锥体等也可简单分为：上部结构、下部结构3桥渡:桥梁、桥头引线、以及导流堤、丁坝、护岸等导治防护工程的总称。4、常用术语：

低水位：指枯水季节的最低水位。高水位：指出现洪峰时的最高水位。设计水位：设计水位是指设计桥梁的洪水水位。净跨径：设计洪水位相邻两桥墩(或桥台)之间的净距。

桥梁孔径：多孔桥梁中各孔净跨径之和。计算跨径：对有支座的桥梁指桥跨结构相邻两个支座中心之间的距离，公路桥的跨径为两相邻墩中心之间的距离。桥长：公路、铁路规范不统一。对于梁桥，铁路桥长系指桥台挡碴前墙之间的长度，公路桥长系指两桥台侧墙或八字墙尾端间的距离。建筑高度：桥上行车路面（或轨底）至桥跨结构最下缘之间的距离。桥高：低水位或山谷底到桥梁缘的距离。二、桥梁的基本类型

1按受力情况分：

梁桥、拱桥、刚架桥、悬索桥、组合体系桥。

（1）梁桥梁桥在竖向荷载作用下，只产生竖向反力简支梁连续梁（连续刚构）

简支梁图式连续梁图式

（2）拱桥

拱桥在竖向荷载作用下有竖向反力和拱脚推力，

无铰拱还有支承弯距

刚架拱（苏州金鸡桥）横隔板湿接头收缩裂缝刚架桥的显著著特点是桥跨跨和墩台刚性性连接成整体体，在竖向荷荷载作用下和和拱一样，有有竖向反力和和水平反力，，无铰刚架还还有支承弯距距（3）刚架桥（4）悬索桥悬索桥以缆索索跨过索塔顶顶锚固在河岸岸上作桥的承承重结构，在在缆索上悬挂挂吊杆，吊着着桥面系供行行车行人，缆缆索受拉；（5）组合体系桥桥组合体系桥是是由不同体系系组合而成的的桥梁。梁拱组合梁梁索索组合(斜拉桥)此外还有活动桥和浮桥桥2按材料划分：木桥、石桥、、钢桥、混凝凝土桥、钢筋混凝土桥桥、预应力混混凝土桥、玻玻璃钢桥等3按用途划分：：铁路桥、公路路桥、城市桥桥、公园桥、、水闸桥、管道道桥等4按桥长分类：：特大桥桥桥全长大大于500米大桥桥桥全长大大于100米中桥桥桥全长大大于20米小桥桥桥全长小小于20米第二节桥梁梁发展概况一、我国桥梁梁发展概况1、中国古代三三大名桥：河北赵县赵州州桥（拱）605年隋李李春空腹腹圆弧石拱净跨37.02m，矢高7.23m，宽9m福建泉州万安安桥（洛阳桥桥）1053-59年800多米，47孔，石梁、牡牡蛎胶固基础础广东潮州湘子子桥（广济桥桥）始建1169年517.95Mm，19孔，石梁、木木梁石拱多种种形式，18条浮船组成的的97.3m的开合式浮桥桥为世界之最最。2、钢桥我国钢桥发展展的四个里程程碑1957年武汉长江公公铁两用桥1969年南京长江江公铁两用桥桥1993年九江长江公公铁两用桥2000年芜湖长江公公铁两用桥目前武武汉汉天兴洲大桥桥武汉长江大桥桥正桥全长1156m，三联3×128m铆接连续钢桁桁梁。进口碳钢，铆铆接，手工操操作，引进了了前苏联的机机器样板钻孔孔，使钢梁制制造做到了工工厂化、标准准化。1969年胜利建成了了举世瞩目的的南京长江大大桥，这是我国自行行设计、制造造、施工,使用国产高强强钢材的现代代大型桥梁，，正桥除北岸第第一孔为128m简支钢桁梁外外，其余为9孔3联，每联为3xl60m的连续钢桁粱粱。上层是公路桥桥面，下层为为双线铁路，，包括引桥在在内，铁路部分全长长6772m，公路部分为为4589m桥址处水深流流急，河床地地质极为复杂杂，桥墩基础础的施工非常常困难。南京长江大桥桥的建成显示示出我国的建建桥事业已达达到了世界先先进水平，也是我国桥梁梁史又一个重重要标志。南京大桥于1958年底开始筹备备施工,1960年1月正桥主体工工程正式开工。正桥钢梁全长长1806m，主跨216m的连续刚性桁桁梁柔性拱。。该桥创新点为为：钢材为我我国自己研制制15MnVN60级桥梁用钢，，可焊性好、、韧性好、屈屈服点高，施施工悬拼、吊吊杆制振等都都有创造。九江长江大桥桥芜湖长江公铁铁两用大桥主跨为312m的钢桁梁斜拉拉桥，钢材为为14锰钒铌，为性性研制的高性性能钢。3、混凝土桥预应力混凝土土梁桥在本世世纪50年代中国即已已开始研制，，1956年初首先在陇陇海线新沂河河铁路桥上建建成了跨度23.9m的简支梁。。跨度20m的京周公路路桥也于同同期建成。。这种桥型型的最大跨跨度为浙江江省瑞安飞飞云江桥（（跨度为62m，1988年）；1989年建成的开开封黄河大大桥总长4475.09m，其中有77孔50m简支梁采用用连续长度度达450m，并按部分分预应力混混凝土结构构设计。预应力混凝凝土T型刚构桥以其最适宜宜采用平衡衡悬臂拼装装或浇筑法法施工。悬悬臂拼装T型刚构桥以以河南五陵陵卫河桥（（1964年）为首创创；悬臂浇浇筑T型刚构桥则则以广西柳柳州柳江大大桥（1967年）为先导导。重庆长长江大桥（（1980年）这种体体系目前的的最大者，，主跨达174m.发展了跨度度更大、运运营条件更更好的多联联预应力混混凝土连续续梁桥和连续-刚构桥。刚构中的佼佼佼者：广东省广州州洛溪大桥桥（1988年）跨度达达到180m;湖北省黄石石长江大桥桥，跨度已已增至245m。虎门大桥桥副航道270m.连续梁的典典型代表：：铁路预应力力混凝土连连续梁桥中中的杭州钱钱塘江二桥桥（1991年），跨度度联长（主主跨80m，联长18孔），且在在罕有的施施工涌潮高高度1.96m和潮压强度度32kPa下建成。V型墩或Y型墩预应力力混凝土连连续梁桥或或悬臂梁桥桥，可以优化化造型，削削减支点弯弯矩，降低低桥梁建筑筑高度。台台湾忠孝桥桥（1981年）、桂林林雉山漓江江桥（1987年）都是其其中的佼佼佼者。杭州钱塘江江二桥位于于浙江省杭杭州市，为为公路、铁铁路并行分分离的公路路铁路两用用桥。铁路桥双线线，桥宽11.4m，全长2861.4m；公路桥按高高速公路标标准设计，，桥宽20m，4车道，全长长1792.8m。公路、铁路路正桥均为为18孔一联预应应力混凝土土箱型连续续梁，分跨跨为45+65+14x80+65+45(m)，连续长度度达1340m，为目前国国内之冠。。4、拱桥丹河新桥石石拱桥—主跨146m（世界之最最）卢浦大桥是上海市黄黄浦江鲁班班路越江工工程的一座座特大跨径径城市桥梁梁，是目前前世界上第第一大跨拱拱桥，该桥桥已成为上上海市的标标志性建筑筑之一。主主桥为三跨跨连续钢箱箱梁拱桥，，主桥跨径径为100m+550m+100m=750m，采用全钢钢结构的拱拱、梁组合合体系中承承式系杆拱拱桥。5、国内著名名的斜拉桥桥、悬索桥桥斜拉桥：南浦大桥、、杨浦大桥桥、南京长长江二桥、、红水河斜斜拉桥等；；悬索桥：虎门大桥、、青马大桥桥、西陵长长江大桥、、江阴长江江大桥6、桥梁基础础工程管柱基础沉井—混凝土沉井井、钢沉井井、沉井加加管柱钻孔桩挖挖孔桩双壁钢围堰堰钻孔桩7、桥梁设计计与科研1940年11月7日上午11：0刚开通几个个月的塔科科玛大桥（（悬索桥））由于风致致振动而倒塌！！！！1中跨扭转2扭转的严重重程度：右侧人行道道比左侧高高8.5m3该开始破坏坏时，有一块混凝凝土桥面掉掉入水中4第一轮破坏坏后的样子子5中跨破坏后后，边跨的的松弛、下下垂现象6桥刚倒塌后后的照片二、国外外桥梁概况况（一）18世纪以前的的桥梁。世世界各国人人民都用天天然材料，，如石材、、木材、砖砖等造桥。。（二）19世纪的桥梁梁。自从1760年的英国工工业革命造造就了现代代科学技术术，炼出钢钢材，就造造就了19世纪铁路和和钢桥的时时代。1、1850年，英国第第一座主跨跨141m的钢箱梁桥桥梁Britannia桥问世。2、1857年，德国工工程师Gerber建造了第一一座L=131m的钢桁架梁梁桥。3、1883年，美国第第一座L=486m的公路钢悬悬索桥建成成。代表了了当时索桥桥的最高成成就。4、1890年，苏格兰兰位于福恩恩湾的第一一座L=520m的铁路钢悬悬臂桁架桥桥建成问世世。代表了了当时钢桥桥的最高成成就。它标标志着桥梁梁的跨度从从1801年的183m（英泰晤士士河铁拱桥桥），到本本世纪末的的钢桥已突突破500m的跨度。#特别强调：：这一时期期，桥梁事事故的发生生，使桥梁梁稳定理论论得一建立立并取得重重要成果。。例如：1875年俄罗斯克克达夫敞开开式桥的上上弦侧向失失稳；1907年加拿大Quebec钢桁架桥在在悬臂拼装装施工时因因压杆失稳稳导致桥梁梁倒塌等。。（三）20世纪的国外外桥梁1、1905年建成了第第一座RC桥梁；2、1920年后，美欧欧开始大量量兴建高速速公路和城城市交通基基础设施，，修建了许许多中小跨跨径的RC公路和城市市桥梁。3、1931年美国建成成的华盛顿顿大桥，为为悬索桥，，L=1006m，首次突破破千m；1937年美国建成成的金门大大桥，L=1280m。※这一时期的的RC结构设计理理论、钢桁桁梁空间分分析理论、、悬索桥的的挠度理论论，桥梁的的稳定和振振动理论都都相继建立立，使桥梁梁设计有了了理论指导导。4、悬索桥风风毁事故。。1940年美国塔科科玛海桥，，L=853m，被19m/s的风速吹毁毁。由此开开创了大跨跨索桥风振振理论的研研究和风洞洞试验；5、1931年美国Bayonne钢拱桥建成成，L=503.6m；1932年，澳大利利亚悉尼钢钢拱桥建成成，L=503m，代表着拱拱桥的最高高成就。6、1950年后，德国开始建建造PC梁桥，首创挂篮悬悬浇新工艺艺，建成了了L=114.2m的Worms桥梁；7、1956年，德国人Dinhinger建造了第一一座现代斜斜拉桥，在瑞典建建成了L=182.6m的Stromsund桥梁；8、1956年，德国人Leonhardt设计了竖琴琴形斜拉桥桥，L=260m，首创了倒倒退分析法法的施工控控制技术。。9、1960年瑞典Tjom桥，为L=288m的钢管拱桥桥。10、1962年，意大利利人设计的的委内瑞拉拉马拉开波波桥，L=235m的第一座混混凝土斜拉拉桥；11、1966年，英国Severn桥，首创流流线型钢箱箱梁和混凝凝土第一座座英式现代代悬索桥，，L=988m；12、1973年，日本第第一座现代代悬索桥，，L=712m的关关门大桥；；13、1995年，L=856m的混合桥面面斜拉桥，，法国诺曼曼底大桥；；14、1998年，著名的的悬索桥L=1991m，日本明石石海峡大桥桥，为全世世界最大跨跨悬索桥。。美国金门大大桥－主跨跨1280m(最著名的悬悬索桥)三、桥梁工工程发展方方向混凝土材料料向高强轻轻质发展，，预应力筋向向高强度、、耐腐蚀、、强粘结和和便于拼接方向发发展。设计理论为为以数理统统计和可靠靠度理论为为基础的极限状态态设计方法法。1万州长江公路大桥420上承式钢骨RC箱拱中国19972KRK大桥390RC空腹无铰拱克罗地亚19793广州丫髻沙珠江大桥360中承式钢管砼系杆拱中国19974贵州江界河大桥330RC桁式组合供中国19955广西邕宁邕大桥312中承式钢管RC双肋拱中国19986Gladesville桥304.8RC空腹无铰拱澳大利亚19617Amizade桥290RC空腹无铰拱巴西19618Bloukrans桥272RC空腹无铰拱南非19839Arrbide桥270RC空腹无铰拱葡萄牙196310广西三岸邕江桥270中承式钢管RC双肋拱中国1998世界大跨度度拱桥排名名1多多罗大桥890主钢边砼混合梁，双塔双索面日本19992诺曼底大桥856主钢边砼混合梁，双塔双索面法国19953南京长江第二大桥628钢箱，双塔双索面中国2001.34武汉白沙洲长江大桥618主钢边砼混合梁，双塔双索面中国20005福州市青州闽江大桥605钢砼结合梁，双塔双索面中国20006上海杨浦大桥602钢砼结合梁，双塔双索面中国19937上海徐浦大桥590钢砼结合梁，双塔双索面中国19978名港中央大桥590钢箱日本19989森卡路森特桥530砼箱挪威199110518主钢边砼混合梁，双塔双索面中国1999汕头大桥世界大跨径径斜拉桥排排名顺序世界大跨径径悬索桥排名序号桥名主跨(米）结构形式所在国家建成年限1明石海峡大桥1990简支钢桁日本199822大带桥1624连续钢箱丹麦19983亨柏桥1410钢箱英国19814江阴长江公路大桥香1385简支钢箱中国19995港青马大桥1377连续钢箱中国19976费雷泽诺桥1298.5简支钢桁美国19647金门桥1280简支钢桁美国19378海依靠斯特桥1210钢箱瑞典19989梅克金海峡桥1158简支钢桥美国195710南备赞濑户桥1100连续钢桥日本1988悬索桥1998，AkashiKaikyoJapan，6570[12830]日本明石石海峡大桥桥主跨1991米1998，StorebaeltDenmark，5328丹麦大大贝尔特大大桥主主跨1624米1981，HumberEngland，4626[7281]英国亨亨比尔大大桥主主跨1410米1999，JiangyinYangtzeChina，4544中国江江阴长江大大桥主主跨1385米1997，TsingMaChina，4518中国香香港青马大大桥主主跨1377米1964，Verrazano-NarrowsNewYork,NY,USA，4260[6690]1937，GoldenGateSanFrancisco,CA,USA，4200[6450]1997，HogaKustenSweden，39701957，MackinacStraitsSts.ofMackinac,MI,USA，3800[26372]1988，MinamiBisan-SetoJapan，36091988，BosphorusIITurkey，35761973，BosphorusITurkey，35241931，GeorgeWashingtonHudsonR.,NY-NJ,USA，35001999，KurushimaIIIJapan，33791999，KurushimaIIJapan，33461966，TagusRiverPortugal，33231964，ForthRoadScotland，3300第三节节桥桥梁梁设计计概述述一、桥桥梁设设计原原则1适用性性2舒适与与安全全性3经济性性4先进性性5美观二、桥桥梁设设计内内容1选择桥桥位：：进行多多个桥桥位的的对比比分析析，并并结合合线路路；2确定桥桥梁长长度和和桥面面标高高；3选择桥桥式：：进行多多个桥桥型方方案的的比选选；4对桥跨跨、墩墩台、、基础础等进进行结结构设设计：：拟定细细部尺尺寸，，进行计计算，，结合合施工工方案案，并并进行行各项项检验验。使所设设计的的桥梁梁满足足强度度、刚刚度、、稳定定性、、耐久性性等要要求。。三、桥桥梁的的设计计规划划1、规划划设计计阶段段（含含预可可行性性研究究、工工程可可行性性研究究）城市及及公路路桥梁梁根据据交通通流量量及其其增长长率、、所需需要的的车道道数、、车道道宽、、人行行道等等，再再综合合考虑虑社会会效益益、投投资的的经济济效益益等进进行可可行性性研究究。————做投资资估算算；对干线线铁路路、公公路而而言，，是线线路决决定桥桥梁，，还是是桥梁梁决定定线路路？一般原原则：：中小小桥服服从线线路走走向，，可修修弯、、坡、、斜桥桥；而而大桥桥和特特大桥桥，先先选桥桥位，，跨河河桥与与河流流正交交，线线路服服从桥桥梁。。2、初步步设计计—做工程程概算算；3、施工工图设设计—做工程程预算算。桥梁规规划设设计的的主要要工作作（一））野外外勘测测及调调查研研究工工作1调研桥桥梁的的任务务2选择桥桥位3桥位的的详细细勘测测和调调查4调查与与建桥桥相关关的情情况如如当地地的材材料、、水质、、公路路运输输等（二））桥桥梁横横断面面设计计铁路：：单线、、双线线、线线间距距；大大跨桥桥满足足横向向刚度要要求，，B/L〉〉1/20公路：：车道数数、车车道宽宽度、、分隔隔设施施、防防撞栏栏杆等等（三））平面面布置置对大桥桥、特特大桥桥的大大跨度度梁一一般在在直线线上；；当受地地形限限制布布置在在曲线线上时时，曲曲线的的各项项指标标应符合合设计计规范范的要要求。。四、桥桥梁净净空桥梁净净空包包括桥桥面面净空空和桥桥下净净空。。桥面净净空是保证证车辆辆、行行人安安全通通过桥桥梁所所需要要的桥梁净净空界界限，，在净净空界界限范范围内内不得得有桥桥跨结结构的的构件件或其他他建筑筑物侵侵入。。铁路：：“标准准轨距距铁路路限界界国国标GB146-59””；双线铁铁路线线间距距（线线路中中心间间距离离）≥≥4m，高速铁铁路≥≥5m曲线上上受外外轨超超高等等的影影响桥桥上净净空限限界应应加宽宽。2、公路：按《公路桥桥规JTJ021-85》，高速速、汽汽车专专用、、一、、二级级公路路净高高为5米；三三、四四级公公路净净高为为4.5米。桥下净净空包括立立交桥桥下净净空和和跨河河桥下下净空空。指为通通航、、流冰冰、流流木等等所需需的净净跨和和净高高。1跨河桥桥下净净空：：通航、、排筏筏、流流水、、漂流流物等等所需需的的净跨跨和净净高。。(1)对于梁梁式桥桥：梁梁底应应高出出设计计水位位（包包括壅壅水和和浪高高）50cm；高出最最高流流冰水水位75cm；支座座底面面应高高出设设计水水位25cm，高出最最高流流冰水水位50cm。(2)对于拱拱式桥桥：从从拱顶顶底面面到设设计水水位应应有大大于100cm的净空空高度度。第四节节混凝凝土梁梁桥面面构造造混凝土土梁桥桥面包包括：：道床床（或或桥面面铺装装）、、防排水水系统统、人人行道道、栏栏杆、、伸缩缩逢、、防撞撞栏等等。一、铁路桥桥面（一））道床床枕枕木及及周围围的道道碴层层道床作作用:减弱对对桥的的冲击击；缓缓和列列车的的振动动；防止枕枕木移移位；；将车车轮荷荷载分分布到到梁顶顶；调调整轨轨面标标高挡碴墙墙：不参与与主梁梁的受受力；；隔3-4m设断缝缝（包括括其纵纵向钢钢筋））。道道碴槽槽宽不不小于于3.9m，枕木高高于挡挡碴墙墙顶面面道碴槽槽宽单线铁铁路桥桥道碴碴槽宽宽不得得小于于3.9m，枕木木应高高出挡挡碴墙墙顶面面。枕枕木底底下厚厚度一一般不不得小小于25cm，以适适应机机械化化养护护操作作。（二））防排排水系系统包括：：横横向向排水水坡、、防水水层及及泄水水管横向排排水坡坡：1.5%三角形形垫层层或或桥桥面板板做成成倾斜斜面防水层层：弹韧韧性强强、与与圬工工粘结结牢固固热沥青青防水水层和和冷作作防水水层，，多采采用后后者。。保护层层：防水水层之之上铺铺设保保护层层，为为3cm水泥砂砂浆。。秦沈箱箱梁桥桥面防防水防水层层为TQF-I型，基基层涂涂一层层≮1.5mm厚的聚氨脂防水涂涂料，其上铺设氯氯化聚乙烯防水卷卷材。保护层是在在防水卷材上原位位现浇400号玻纤或钢纤混凝凝土，防水层保护护层总厚度为40mm。（三）梁缝处理横向伸缩缝、纵向向构造缝设铁盖板、或钢筋筋混凝土盖板（四）人行道与栏栏杆人行道：养护人员员工作及翻修道床时堆放放道碴枕木钢轨等。预制支架与预埋U形螺栓连接，预制步板铺铺设在支架上。二、公路桥面（一）铺装层铺装层作用:防止行车道板磨耗耗；保护主梁免受受雨水侵蚀；