土木工程概论桥梁工程

土木工程概论桥梁工程第1页，共29页，2023年，2月20日，星期六一古代桥梁一浮桥浮桥，指用船或浮箱代替桥墩，浮在水面的桥梁。军队采用制式器材拼组的军用浮桥，则称舟桥。浮桥的历史记载以中国为早。《诗经·大雅·大明》记载：“亲迎于渭，造舟为梁”，记载周文王姬昌于公元前1184年在渭河架浮桥第2页，共29页，2023年，2月20日，星期六第3页，共29页，2023年，2月20日，星期六二、梁桥以受弯为主的主梁作为承重构件的桥梁。主梁可以是实腹梁或桁架梁。实腹梁构造简单，制造、架设和维修均较方便，广泛用于中、小跨度桥梁，但在材料利用上不够经济。桁架梁的杆件承受轴向力，材料能充分利用，自重较轻，跨越能力大，多用于建造大跨度桥梁。按照主梁的静力体系，分为简支梁桥、连续梁桥和悬臂梁桥。第4页，共29页，2023年，2月20日，星期六三拱桥指的是在竖直平面内以拱作为结构主要承重构件的桥梁。拱桥是向上凸起的曲面，其最大主应力沿拱桥曲面作用，沿拱桥垂直方向的最小主应力为零。第5页，共29页，2023年，2月20日，星期六四索桥也称吊桥、绳桥、悬索桥等，是用竹索或藤索、铁索等为骨干相拼悬吊起的大桥。古书上称为絙桥、笮桥、绳桥。多建于水流急不易做桥墩的陡岸险谷，主要见于西南地区。其做法是在两岸建屋，屋内各设系绳的立柱和绞绳的转柱，然后以粗绳索若干根平铺系紧，再在绳索上横铺木板，有的在两侧还加一至两根绳索作为扶栏。第6页，共29页，2023年，2月20日，星期六五复合型桥潮州广济桥第7页，共29页，2023年，2月20日，星期六第8页，共29页，2023年，2月20日，星期六二、西方的近现代桥梁一、18世纪的进展——沉井与铁桥沉井是井筒状的结构物，它是以井内挖土，依靠自身重力克服井壁摩阻力后下沉到设计标高，然后经过混凝土封底并填塞井孔，使其成为桥梁墩台或其它结构物的基础。一般在施工大型桥墩的基坑，污水泵站，大型设备基础，人防掩蔽所，盾构拼装井，地下车道与车站水工基础施工围护装置时使用第9页，共29页，2023年，2月20日，星期六铁桥第10页，共29页，2023年，2月20日，星期六二、19世纪金属梁桥、拱桥和桥基础的进展材料、形式、工艺的变化气压沉箱第11页，共29页，2023年，2月20日，星期六三、混凝土桥的发明与发展19世纪下半叶，钢桥维修费用惊人。1875-1877莫妮尔人行拱桥16米钢架桥→预应力简支桥→悬灌法施工→分段预制拼装第12页，共29页，2023年，2月20日，星期六四、索桥悬索桥与斜拉桥组成上说起悬索桥：主塔、主揽、吊杆、加劲梁斜拉桥：主塔、拉索、加劲梁、锚锭他们的跨越能力很强，类似倒置的连续支撑的地基上梁，连续支撑点对内力的分布起到很重要的作用，使其内力分布相比简支、悬臂更为均匀合理。区别：梁体自重和荷载，对斜拉桥，由主塔两侧自相平衡，悬索桥，由巨大锚锭承担，锚锭在不在桥上的称为地锚，有自身梁体承担部分荷载的称为自锚，自锚式的主揽末端锚固在边跨梁体上，适用于跨越能力不太大的悬索桥（也可以将主跨混凝土改为钢结构，减轻自重，实现大跨）。第13页，共29页，2023年，2月20日，星期六桥梁架设方法工法桥悬臂法顶推法滑拽法悬索架设吊机架设滑摸O×OOO×混凝土桥OO××OO钢桥第14页，共29页，2023年，2月20日，星期六南京长江二桥北汊大桥混凝土现浇施工场面

第15页，共29页，2023年，2月20日，星期六2.基础施工（1）刚性扩大基础刚性扩大基础是桥梁实体式浅基础的基本形式，此类基础施工简便，可就地取材，稳定性好，也能承受较大的荷载。但是本身自重大，要求地基强度好。

（2）桩基础

桥梁的基础类型主要有刚性扩大基础、桩基础及沉井基础。在特殊情况下，也可用气压沉箱基础。桩基础又分为预制桩和钻孔灌注桩等不同类型。桩上荷载按受力情况分，桩可分为端承桩和摩擦依靠桩尖阻力承受者称为端承桩或柱桩；桩上荷载由柱侧面上的摩擦力和桩尖阻力共同承受者称为摩擦桩。按沉入土中的施工方法可分为钻（挖）孔灌注桩、打入桩、振动下沉桩及管柱基础等类型。第16页，共29页，2023年，2月20日，星期六

刚性扩大基础示意图第17页，共29页，2023年，2月20日，星期六桩基础示意图第18页，共29页，2023年，2月20日，星期六

（3）深井基础

沉井是一种四周有壁、下边无底、上边无盖、侧壁下部有刃脚的筒形结构物，通常用钢筋混凝土制成。沉井的断面常采用圆形、椭圆形和矩形等。它的特点是埋深大、整体性强、稳定性好、能承受较大的竖向和水平作用，施工工艺也不太复杂，在现代桥梁工程中应用广泛。第19页，共29页，2023年，2月20日，星期六沉井基础第20页，共29页，2023年，2月20日，星期六（4）沉箱基础沉箱形状上就象是有顶盖的沉井。在水下修筑大桥，如用沉井有困难时，可以改用气压沉箱施工，并用沉箱作为基础。它的工作原理是：当沉箱在水下就位后，将压缩空气压入沉箱室（也称工作室），排出其中的水，然后人就可以进入箱内进行挖土施工，并通过升降筒和气闸把弃土外运，从而使沉箱在自重和上面压重的作用下逐步下沉至设计标高，最后用混凝土填实沉箱室即可。第21页，共29页，2023年，2月20日，星期六

沉箱基础第22页，共29页，2023年，2月20日，星期六三中国的现代桥梁建设一、梁式桥

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。主梁常用断面形式有I型、T型、箱型和板式桥等。主梁常用断面形式

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梁式桥根据其支撑条件可分为简支梁桥、连续梁桥和多跨静定梁桥等。梁式桥的支撑条件第24页，共29页，2023年，2月20日，星期六二、拱桥在拱桥中，相当于主梁的杆件为曲线形。在荷载作用下，杆件的内力以压力为主。

赵州安济桥第25页，共29页，2023年，2月20日，星期六根据支撑条件，我们可以把单跨拱分为无铰拱、两铰拱和三铰拱

无铰拱、两铰拱和三铰拱第26页，共29页，2023年，2月20日，星期六桁架拱桥和系杆拱桥第27页，共29页，2023年，2月20日，星期六三、悬索（吊）桥悬索桥是在桥的两端设置索锚，借助于架设在桥塔的拉索，通过分布设置的吊杆将桥上的荷载传至悬索上。一般认为在所有桥式中，悬索桥的可能跨度最大。目前主跨超过1000m的桥梁均为悬索桥。悬索（吊）桥第28页，共29页，2023年，2月20日，星期六四、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