桥梁工程概论课件

第1章绪论第1节概述一、桥梁的地位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一、桥梁的地位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、我国桥梁的成就桥梁建设规模基础工程水深50米已经解决100米以上尚待探索设计水平允许应力法极限状态法可靠度理论三、世界桥梁成就我国桥梁建设规模西堠门大桥，主跨1650米，跨径世界第二、国内第一

世界最大悬索桥世界最大斜拉桥排序桥名主跨(m)桥址年份型式1苏通长江大桥1088南通与苏州常熟之间20082多多罗桥(Tatara)890日本本州四国联络线1998H3诺曼第桥(Normandie)856法国1994H4南京二桥628长江,中国(2000)H5武汉三桥618长江,中国(2000)H6青州闽江大桥605福州,中国(2000)C7上海杨浦大桥602上海,中国1993C8中央名港大桥(Meiko-Chuo)590日本1996S上海徐浦大桥590上海,中国1997H9斯卡圣德脱桥(Skarnsundet)530挪威1991P.C10汕头岩石大桥518汕头,中国1999H11鹤见航路桥(TsurumiFairway)510日本1991S世界最大混凝土拱桥世界最大预应力混凝土梁桥

重庆朝天门大桥主桥为全长932米的中承式钢桁连续系杆拱桥，主跨552米。四、世界桥梁发展展望桥梁建设规模新材料的应用预应力技术的应用计算机技术的应用洲际联络工程第2节桥梁的组成与分类一、桥梁的组成从传递荷载功能划分：桥跨结构（上部结构）直接承担使用荷载桥墩、桥台、支座（下部结构）将上部结构的荷载传递到基础中去挡住路堤的土保证桥梁的温差伸缩基础将桥梁结构的反力传递到地基常用名词：计算跨径跨径净跨径建筑高度桥下净空一、桥梁的组成桥梁附属设施：1、桥面铺装(或称行车道铺装)2、排水防水系统3、栏杆(或防撞栏杆)4、伸缩缝5、灯光照明二、桥梁的分类1、按跨径大小分类我国公路工程技术标准桥梁分类

二、桥梁的分类国际特大桥梁分类标准

2、按桥面的位置划分上承式——视野好、建筑高度大下承式——建筑高度小、视野差中承式——兼有两者的特点3、按桥梁用途来划分公路桥、铁路桥、公路铁路两用桥农桥、人行桥、运水桥(渡槽)、其它专用桥梁(如通过管路、电缆等)4、按材料来划分木桥、钢桥、圬工桥(包括砖、石、混凝土桥)、钢筋混凝土桥、预应力钢筋混凝土桥5、按结构体系划分梁式桥——主梁受弯，简支梁桥悬臂梁桥连续梁桥拱桥——主拱受压刚架桥——构件受弯压缆索承重——缆索受拉，悬索桥组合体系——几种受力的组合，斜拉桥，系杆拱桥6、按跨越方式 固定式的桥梁 开启桥 浮桥 漫水桥7、按施工方法 整体施工桥梁——上部结构一次浇筑而成 节段施工桥梁——上部结构分节段组拼而成第2章桥梁的总体规划

与设计要点一、桥梁设计程序

一）前期工作——预可行性研究报告与可行性研究报告的编制1.工程必要性论证2.工程可行性论证——制定桥梁标准、自然条件及周围环境、桥式方案、桥位3.经济可行性论证——造价及回报、资金来源及偿还2.1总体规划原则和基本设计资料二）初步设计1.进一步开展水文、勘测工作2.桥式方案比选3.科研项目立项4.施工组织设计5.概算三）技术设计进一步深化初步设计：充分勘探、确定细部尺寸、截面配筋、确定施工方法、调整概算四）施工设计编制施工图、编制工程预算中小桥可以简化程序国外施工设计由施工承包商进行国内所有设计由设计单位进行二、桥梁的设计资料

野外勘测与调查研究1.桥梁的任务——确定桥梁的规模2.选择桥位——确定路桥的关系等3.测量地形——测绘地形图4.钻探桥位——工程地质报告5.水文调查——确定桥梁跨径和净空6.其它情况——材料、电力、施工道路等三、桥梁设计原则适用、经济、安全和美观（1）结构及构造上的要求（2）使用上的要求（3）经济上的要求（4）施工上的要求（5）景观上的要求2.2桥梁纵、横断面设计和平面布置

一、纵断面设计1.总跨径2.桥梁分孔3.桥面标高4.桥下净空——满足通航要求及洪水位5.纵坡——《公路工程技术标准》有规定（1）Totalspan

桥梁总跨径桥梁的总跨径长度必须保证桥下有足够的排洪面积，由水文计算确定。（2）Singlespan

桥梁分孔根据通航要求、地形和地质情况、水文情况以及技术、经济和美观的条件加以确定。通航通航孔按通航净宽来确定，其余的则选用经济跨径；但对于变迁性河流，则需多设几个通航孔；地形地质为避免过多水下施工和不良地质，可以特别加大跨径；技术施工技术和机械设备有时极大地限制了经济上合理的较大跨径；经济一般说来当上部结构造价与下部结构造价基本一样时，总的造价最低；其它受力的需要美观的需要战备的需要平原干枯河床地带跨河地区山区通航要求设计通航水位≥0.25m设计洪水位设计通航水位bBHhi≤4%i≤5%计算水位（3）ElevationorLevelandSlope桥梁各标高和纵坡跨河桥：有通航要求时，

桥面标高=通航水位+通航净空高度+建筑高度或桥面标高=计算水位+安全高+建筑高度无通航要求时，

桥面标高=计算水位+安全高+建筑高度注：计算水位=设计洪水位+壅水+2/3倍浪高

安全高：梁底高出计算水位50cm或高出流冰水位75cm,同时必须使支座底面高出计算水位25cm或高出流冰水位50cm；跨线桥：

桥面标高=桥下路面标高+安全行驶高+建筑高度注：安全行驶高对于高等级公路H≥5.0m；对于低等级公路H≥4.5m，且h≥4.0m桥下路面标高bBHh二、横断面设计1.桥梁宽度——《公路工程技术标准》中规定各级道路行车道宽度、中间带宽度、路肩宽度2.桥面净空——满足《公路工程技术标准》中的建筑界限规定桥面总宽=桥面行车道净宽+结构物宽+（人行道宽）

+(中央分隔带宽）桥面净宽根据设计速度这一线路基准要求来确定行车道净宽标准确定：横向净空高度桥面横坡1.5~3%三、平面布置确定路、桥、水流的关系7月24日17时20分许，位于栾川县潭头镇汤营村的伊河大桥，由于遭受强降雨袭击，树木阻塞桥孔下泄水面，导致洪水对桥冲击很大，发生整体垮塌，正在桥面上逗留和过往的数十名群众落入水中。河南栾川汤营大桥垮塌事故事故现场

救援措施

事件进展

善后救灾

背景调查

大桥遭遇最大洪水

事故完全可以避免新华视点

断桥，谁修的？

整修大桥，为了好看？

群众看洪水，为何不预警？

交通部门表示，这桥不归他们管河南栾川汤营大桥垮塌事故湖南凤凰大桥成废墟

堤溪沱江大桥，采用传统工艺修建的大型4跨石拱桥，每跨65米，全长260多米，高42米，横跨沱江。计划投资1200万元整座桥梁气势宏伟，古乡古色，十分契合古城整体风貌。凤大公路是一条二级公路，属湖南省、湘西州重点工程，号称“湘西第一路”。公路主线全长29.4公里，设计路基宽12米，路面宽9米，行车速度每小时80公里，通车以后，从凤凰古城至贵州省铜仁市大兴机场只有39公里，半个小时即可到达，按照规划，当地部门准备把这条公路建设成一条“旅游黄金大道”。2、坍塌的堤溪大桥是一座四孔石拱桥。倒塌的桥墩几乎看不到钢筋。设计精确合理，但石拱桥里有钢筋连接就能大大提高抗拉性，否则只要拱部的任一部分坍塌，整个拱部的平衡将会被打破而导致整体性的坍塌。湖南凤凰大桥成废墟1、设计和质量都有问题桥墩曾有下沉？3、垮塌的是一座石孔桥，当时每一桥孔处都有数名工人在拆除桥上的脚手架，桥面上也有工人正在施工，给桥上铺设石板，施工现场超过200人4、12000/（260×9）＝5180一、桥梁体系

梁式桥——主梁受弯

拱桥——主拱受压

刚架桥——构件受弯压

缆索承重——缆索受拉

组合体系——几种受力的组合2.3桥梁设计方案的比较二、桥梁美学原则

1．在满足功能要求的前提下，要选用最佳的结构型式——纯正、清爽、稳定。质量统一于美，美从属质量。2．美，主要表现在结构选型和谐与良好的比例，并具有秩序感和韵律感。过多的重复会导致单调。3．重视与环境协调。材料的选择，表面的质感，特别色彩的运用起着重要作用。模型检试有助于实感判断，审视阴影效果。4．美丽的桥梁应以其个性对人们产生积极的影响。美和伦理本是相通的，美的环境将直接陶冶人们的情操，大自然的美，人为环境的美，对人们身心健康是必需的。与环境协调的桥梁

与环境协调的桥梁

与环境协调的桥梁

与环境协调的桥梁

桥梁对环境的破坏

桥梁对环境的破坏

桥梁对环境的破坏第3章桥梁的设计荷载.ppt

第3章桥梁的设计荷载3.1规范中有关设计荷载的规定根据荷载出现的概率划分主要荷载、次要荷载及特殊荷载我国目前的公路设计规范划分永久荷载、可变荷载、偶然荷载荷载分类表编号荷载分类荷载名称1永久荷载（恒载）结构重力2预加应力3土的重力及土侧压力4混凝土收缩及徐变影响力5基础变位影响力6水的浮力7可变荷载基本可变荷载（活载）汽车8汽车冲击力9离心力10汽车引起的土侧压力11人群12平板挂车或履带车13其他可变荷载平板挂车或履带车引起的土侧压力14风力15汽车制动力16流水压力17冰压力18温度影响力19支座摩阻力20偶然荷载地震力21船只或漂流物撞击力1永久作用结构重力（包括结构附加重力）预加应力土的重力土侧压力混凝土收缩及徐变作用水的浮力基础变位作用2345678可变作用汽车荷载汽车冲击力汽车离心力汽车引起的土侧压力人群荷载风荷载汽车制动力流水压力冰压力温度影响力支座摩阻力910111213141516171819

偶然作用

地震作用船只或飘流物撞击力汽车撞击作用2021

weightofthestructure

结构物重力

prestress

预加应力*

gravityofthesoil

土的重力

lateralforcefromthesoil

土侧压力

shrinkageandcreepofconcrete混凝土收缩及徐变作用

deformationofthefoundation基础变位作用

buoyancy水的浮力永久作用7种：二、可变荷载

可变作用是指在结构设计基准期内其值随时间变化，且其变化与平均值相比不可忽略的作用。桥梁设计中考虑的可变作用有汽车荷载、汽车冲击力和离心力、汽车引起的土侧压力和人群荷载等基本的可变作用（亦称活载），以及汽车制动力、支座摩阻力、温度作用、风荷载、流水压力和冰压力等。

Loadofthemotor汽车荷载*

Impact

汽车的冲击力*

Centrifugalforce

汽车的离心力*

Braking

汽车的制动力*

Lateralforceofthesoilcausedbythemotor汽车引起的土侧压力

Loadofthepedestrian

人群荷载*Wind风荷载

HydraulicPressureofflow流水压力

Pressureofice冰压力

Temperatureeffect温度作用

Frictionofthebearing支座摩阻力Variableaction(liveload)可变作用（活载）11种一）基本可变荷载——桥梁的使用荷载：车辆、人群、由车辆间接引起的荷载（一）汽车荷载——按照各种车辆统计值确定的轴重及轴距桥梁上行驶的车辆种类繁多，每种车辆又有许多不同的型号和载重等级，而且随着我国国民经济和交通事业的不断发展，车辆的载重量也将不断增大，因此需要拟定一种既满足目前车辆情况和将来发展需要，又便于设计中应用的汽车荷载。我国在对实际车辆的轮轴数目、轴间距、轴重力等情况的分析、综合和概括后，制定了适用于公路桥涵设计的汽车荷载标准。«桥规»(JTGD60)对汽车荷载规定如下。⑴汽车荷载等级和组成汽车荷载分为公路-Ⅰ级和公路-Ⅱ级两个等级。公路桥涵设计时，汽车荷载等级的选用与公路等级有关，对于高速公路和一级公路，应按公路-Ⅰ级汽车荷载设计桥涵，对于二级、三级和四级公路，则按公路-Ⅱ级汽车荷载设计桥涵。二级公路作为干线公路且重型车辆多时，其桥涵设计可采用公路-Ⅰ级汽车荷载。四级公路重型车辆少时，其桥涵设计可采用公路-Ⅱ级车道荷载效应的0.8倍，车辆荷载效应可用0.7倍。汽车荷载由车道荷载和车辆荷载组成。车道荷载由均布荷载和集中荷载组成,车辆荷载则为单车荷载。桥梁结构的整体计算采用车道荷载；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。⑵汽车荷载的计算图式及标准值

车道荷载的计算图式见图。车道荷载是个虚拟荷载，它的荷载标准值qk和Pk是由对实际汽车车队（车重和车间距）测定和效应分析得到的。qk和Pk分别按表1和表2中数值取用。车道荷载的均布荷载应满布于使结构产生最不利效应的同号影响线上，集中荷载标准值只作用于相应影响线中一个最大影响线峰值处。

2）计算剪力效应时，表中Pk值应乘以1.2的系数均布荷载标准值：10.5kN/m集中荷载：计算跨径小于等于5m时，180kN

计算跨径大于等于50m时，360kN

计算跨径在5至50m之间时，直线内插。剪力效应应再乘以1.2的系数。公路-Ⅱ

级车道荷载的均布荷载的标准值和集中荷载标准值，为公路-级车道的0.75倍。车道荷载的加载方式

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上峰值处。车辆荷载布置如图,其主要技术指标规定如表3。公路-Ⅰ级和公路-Ⅱ级汽车荷载采用相同的车辆荷载标准值。（立面、平面）

车辆荷载的布置图示与规定：公路－Ⅰ级和公路－Ⅱ级汽车荷载采用同一车辆荷载标准值。1.82.5３.015.01.41.47.0550kN汽车平面尺寸⑶横桥向设计车道布置及汽车荷载横向分布系数

在横向布置车队时,既要考虑使桥梁获得最大荷载效应,还要考虑到车辆实际行驶需要足够的行车道宽度,桥涵设计车道数应符合表4的规定。

车道荷载横向分布系数，应按设计车道数如图布置车辆荷载进行计算。

⑷汽车荷载折减

随着桥梁横向布置车队数的增加,各车道内同时出现最大荷载的概率减小,由汽车荷载产生的效应应进行折减,但折减后的效应不得小于两条设计车道的荷载效应。表5为多车道横向折减系数。

同样，随着桥梁跨度的增加，实际桥梁上通行的车辆达到高密度和重载的概率减小，因此，当桥梁设计跨度大于150m时，汽车荷载应考虑纵向折减。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。纵向折减系数规定见表6。

(二)汽车荷载冲击力

车辆以一定速度过桥时，由于桥面的不平整、车轮不圆以及发动机抖动等原因，会在使桥梁结构引起振动，桥梁结构应力和变形比静荷载引起的大，通常把这种动力效应称为车辆荷载对桥梁结构的冲击力。现行规范用汽车荷载标准值乘以冲击系数μ来考虑汽车荷载的冲击力。冲击系数μ与桥梁结构的基频有关。汽车冲击力目前规范规定与桥型及跨径有关 跨径越大冲击系数越小理论上应与结构自振频率有关（四）离心力曲线桥梁半径小于250米时应计算汽车荷载的离心力（五）汽车引起的土侧压力——计算桥台时使用二）其它可变荷载风力——中小桥按静风压计算，大桥按动力计算汽车制动力——计算支座及桥墩时使用温度影响力——日照及常年温差支座摩阻力、流水压力及冰压力——计算桥墩时使用三、偶然荷载一）地震力二）船只或漂流物撞击力3.2荷载组合六类荷载组合其它可变荷载不同时组合表编

号荷载名称不与该荷载同时参与组合的荷载号14风

力——15汽车制动力16,17,1916流水压力15,1717冰压力15,1618温度影响力——19支座摩阻力153.3荷载的确定与选用桥梁设计基准使用期内结构总体的正常使用对主要承重结构与局部受力构件强度储备的合理性对长、短桥跨的不同影响对于大跨结构必须注意结构实际工作状态中可能遇到的一些复杂而巨大的荷载第4章钢筋混凝土和预应力混凝土梁式桥

4.1概述4.2桥面构造4.3板桥的设计和构造4.4装配式简支梁桥的设计与构造4.5简支梁桥的计算4.6梁式桥的支座4.7其他体系梁桥4.1概述4.1概述一、混凝土梁桥的特点受力特点——以主梁受弯承担使用荷载， 结构不产生水平反力预应力度——钢筋混凝土、部分预应力、 全预应力混凝土梁受力体系——简支梁、悬臂梁、连续梁、 连续刚构混凝土梁桥的优缺点造价低耐久性好可塑性强刚度大噪音小自重大钢筋混凝土梁带裂缝工作预应力混凝土梁桥的优点预应力的作用可以使用高强材料更适合于装配式桥梁施工方法整体式节段式——纵向、横向分缝二、梁桥的主要类型一）按截面类型划分板梁桥施工方便自重大空心板、实心板适合于小跨径桥梁肋板式截面形、I形、T形截面效率指标多用于纵向分缝装配式桥梁适合于中等跨径简支桥梁箱形截面单箱单室、单箱多室分离多箱整体性能好，抗扭惯矩大上下缘均可受压、适合于连续桥梁适合中等以上跨径桥梁施工模板复杂二）按体系划分简支梁施工方便静定体系对地基要求不高弯矩最大适合于小跨径桥梁悬臂梁桥单悬臂、双悬臂卸载弯矩使跨中弯矩大大减小静定体系对地基要求不高跨中有接缝，行车条件不好跨中的牛腿、伸缩缝，易损坏适合于中等以上跨径桥梁施工不方便连续梁桥恒载、活载均有卸载弯矩行车条件好超静定体系对地基要求高适合于中等以上跨径桥梁T形刚构桥卸载弯矩类似于悬臂梁适合于悬臂施工、节省支座静定体系对地基要求不高跨中的牛腿、伸缩缝，易损坏行车条件不好适合于中等以上跨径桥梁连续刚构桥综合连续梁与T构的优点超静定体系对地基要求高适合于中等以上跨径的高墩桥梁4.2桥面构造

混凝土梁桥的桥面构造通常包括桥面铺装（deckpavement）、防水与排水系统、桥面伸缩缝（expansionjoint）、人行道(或安全带)、缘石、栏杆、护栏和照明灯柱等。一、桥面铺装一）桥面铺装作用

桥面铺装也称行车道铺装，或桥面保护层，它是车轮直接作用的部分。作用：在于防止车辆轮胎直接磨耗属于主梁整体部分的行车道板，防止主梁遭受雨水的侵蚀，并对车辆轮重的集中荷载起一定的分布作用。

要求：桥面铺装要求有抗车辙、行车舒适、抗滑耐磨、低温抗裂、不透水、刚度好等性能。桥面铺装部分在桥梁恒载中占有相当的比重，尤其对小跨径桥梁更为显著，故还应尽量减小铺装的重量。如果设计时考虑了铺装层参与桥面板的受力，还应确保二者紧密结合成整体。二）桥面横坡的设置桥面应设置纵横坡，以利雨水迅速排除，防止或减少雨水对铺装层的渗透，从而保护桥面板，延长桥梁使用寿命。桥面的横坡通常设置为双向的(当设置上下行两座独立的桥时，也可设成单向坡),横坡坡度可按路面横坡取用或增加0.5%。对沥青或水泥混凝土铺装，行车道路面一般采用抛物线形横坡，人行道则用直线形。桥面横坡通常有三种设置形式：

(1)对于板桥(矩形板或空心板)或就地浇筑的肋板式梁桥，为节省铺装材料并减小恒载重力，可以将墩台顶部做成倾斜，横坡直接设在墩台顶部，而使桥梁上部构造形成双向倾斜，此时，铺装层在整个桥宽上做成等厚。(2)在装配肋板式梁桥中，为使主梁构造简单、架设与拼装方便，通常横坡不再设在墩台顶部，而直接设在行车道板上。先铺设一层厚度变化的混凝土三角垫层形成双向倾斜，再铺设等厚的铺装层。

(3)在比较宽的桥梁(或城市桥梁)中，用三角垫层设置横坡，将使混凝土用量和恒载重力增加太多。为此，可将行车道板做成倾斜面而形成横坡。它的缺点是主梁构造复杂，制作麻烦。三）桥面铺装的类型

桥面铺装的结构形式应与所在位置的公路路面相协调。常采用：碎（砾）石、沥青表面处治：碎（砾）石和沥青表面处治桥面铺装耐久性较差，仅在中级和低级公路桥梁上使用。水泥混凝土：水泥混凝土桥面铺装能满足各项要求，应用广泛。沥青混凝土：沥青混凝土桥面铺装能满足各项要求，应用广泛，特别是高速公路和一级公路上的特大桥、大桥的桥面铺装宜采用沥青混凝土。二、桥面防水与排水系统泄水管布置于人行道下的图式A—AB—B为防止雨水滞积于桥面并渗入梁体而影响桥梁结构的耐久性，保障桥面行车通畅、安全，应设置完善的桥面防水和排水设施。泄水管布置于行车道边缘的图式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-支撑结构；7-悬吊结构；8-支柱；9-弧形箍；10-吊杆城市桥梁桥面排水设施三、桥梁伸缩缝为保证在气温变化、混凝土收缩与徐变、以及荷载作用等因素影响下，桥跨结构能够按静力图式自由地变形，并保证车辆平稳通过，应在两相邻梁端之间、梁端与桥台背墙之间设置伸缩缝，并在伸缩缝处设置伸缩装置。在伸缩缝附近的栏杆、人行道等结构也应断开，以满足梁体的自由变形。

桥梁伸缩装置直接暴露在大气中，承受车辆、人群荷载的反复作用，很小的缺陷和不足，就会引起跳车等不良现象，从而使其承受很大的冲击，甚至影响到桥梁结构本身和通行者的生命安全，是桥梁结构中最易损坏又较难修缮的部位。在设计与施工过程中，应给予足够的重视。一）对伸缩缝的要求桥梁伸缩缝应满足下列要求：能够满足桥梁自由伸缩的要求，保证有足够的伸缩量；伸缩装置牢固可靠，与桥梁结构连为整体，抗冲击，经久耐用；桥面平坦，行驶性良好，车辆驶过时应平顺，无突跳和噪音；具有能够安全防水和排水的构造，有效防止雨水渗入；能有效防止垃圾渗入阻塞：对于敞露式的伸缩缝要便于检查和清除缝下沟槽的污物；构造简单，施工、安装方便，且养护、修理与更换方便；经济价廉。

二）伸缩缝的类型

目前我国公路和城市桥梁中使用的伸缩缝种类很多，以下介绍几种常用的类型。1、U形锌铁皮式伸缩缝

U形锌铁皮式伸缩缝是一种简易的伸缩装置。一般用于中、小跨径的桥梁，所能适应的变形量在20～40mm以内。

这种伸缩缝以U形锌铁皮作为跨缝材料，锌铁皮分上、下两层，上层的弯曲部分开凿梅花眼，其上设置石棉纤维垫绳，然后用沥青胶填塞。这样，当桥面伸缩时，锌铁皮可随之变形，下层锌铁皮可将渗下的雨水沿桥横向排出桥外。采用相应的措施，该种伸缩缝还可以很好地配合桥面连续。人行道部分的伸缩缝构造，通常用一层U型锌铁皮跨搭，其上再填充沥青膏即可。（尺寸单位：mm）2、TST碎石弹性伸缩缝

TST碎石弹性伸缩缝是近年来开发应用的一种桥梁伸缩缝，适用于伸缩量不超过50mm的中、小跨径桥梁，其构造形式。在现场将特制的弹塑性复合材料TST加热熔融后，灌入经过清洗加热的碎石中，即形成了TST碎石弹性伸缩缝。碎石用以支承车辆荷载，TST弹塑性体在-25oC～+60oC条件下能够满足伸缩量的要求。TST碎石弹性伸缩缝构造简单，施工方便快捷，易于维修和更换，通常施工完成后2～3h即可开放交通。由于TST碎石弹塑性体与前后桥面或路面铺装形成连续体，因而桥面平整无缝隙，行车时不致产生冲击、振动等，舒适性较好，本身的防水性也较好。

TST碎石弹性体可以在各个方向发生变形，因此这种弹性伸缩缝还可以满足弯桥、坡桥和斜桥在纵、横、竖三个方向的伸缩与变形，亦可用于人行道伸缩缝。鉴于以上优点，TST碎石弹性体伸缩缝具有良好的应用前景。但由于是在路面铺装完成后再用切割器切割路面，并在其槽口内注入嵌缝材料而成的构造，故仅适用于较小的接缝部位，适用范围有所限制。TST碎石弹性伸缩缝3、钢板式伸缩缝钢板式伸缩缝是用钢材作为跨缝材料，能直接承受车轮荷载的一种构造。过去，这种伸缩装置多用于钢桥，现也用于混凝土桥梁。钢板式伸缩缝的种类繁多，构造复杂，能够适应较大范围的梁端变形。

下图为最简单的搭板式钢板伸缩缝，它是用一块厚度约为10mm的钢板搭在断缝上，钢板的一侧焊在锚固于铺装层混凝土内的角钢1上，另一侧可沿着对面的角钢2自由滑动。这种伸缩缝所能适应的变形量在40～60mm以上。但由于一侧固死，车辆驶过时，往往由于拍击作用而使结构破坏，大大影响了伸缩缝的使用寿命。为此，可借助螺杆弹簧装置来固定滑动钢板，以消除不利的拍击作用，并减小车辆荷载的冲击影响。搭板式钢板伸缩缝

下图为梳齿形钢板伸缩缝。梳齿形钢板伸缩缝行驶性好，伸缩量大（可达400mm以上），在大、中型桥梁中得到普遍采用。按其支承形式不同分为悬臂式和支承式两种，图为面层板成齿形，从左右伸出桥面板间隙处相互啮合的悬臂式构造；支承式则是左右伸出梳齿，并在齿的前端支承的一种形式。由于支承式在冲击荷载作用下，耐久性较差，故多采用悬臂式。梳齿形钢板伸缩缝的缺点在于造价较高，制造加工困难。防水能力弱，清洁工作复杂。梳齿形钢板伸缩缝（悬臂式）（尺寸单位：mm）4．橡胶伸缩缝橡胶伸缩缝采用各种断面形状的橡胶带（或板）作为嵌缝材料。由于橡胶（一般为氯丁橡胶）既富有弹性，又易于胶帖，并且能满足变形要求和具备防水功能，施工及养护维修也很方便，目前在国内外桥梁工程中得到广泛的应用。图为橡胶带伸缩缝（尺寸单位：mm）橡胶伸缩缝根据橡胶带（或板）传力和变形机理的不同可分为嵌固对接式和剪切式两类。橡胶带伸缩缝（尺寸单位：mm）橡胶带伸缩缝（尺寸单位：mm）

嵌固对接式以橡胶带的拉压变形来吸收梁体的变形。橡胶带的断面有3节型、2孔条型、3孔条型、M型、W型和倒U型等多种形式。通常将梁架好后，在梁端焊上角钢，涂上胶后，再将橡胶嵌条强行嵌入，或用不同形状的钢构件将不同形状的橡胶条嵌牢固定即可。图为2孔橡胶带伸缩缝装置。该类伸缩缝用于伸缩量在80mm及其以下的桥梁工程上。由于橡胶带伸缩缝的橡胶带容易弹跳出来，目前已较少采用。板式橡胶伸缩缝是利用橡胶伸缩体上下凹槽之间的剪切变形来适应梁体结构的相对位移，因此也称为剪切式橡胶伸缩缝。板内埋设承重钢板跨越梁端间隙，承受车辆荷载。橡胶板两侧预埋两块锚固钢板，并设有预留螺栓孔，通过螺栓与梁端连成整体。板式橡胶伸缩缝是一种刚柔结合的装置，具有一定的竖向刚度，跨越间隙的能力大（变形范围可达30～300mm），连接牢固可靠，行车平稳舒适，并具有良好的吸振作用。结合各地的实际情况，我国已生产出各种形式的板式橡胶伸缩装置，并投放到国内桥梁工程中应用。到目前为止，国内生产的具有代表性的产品有BF型、SKJ型、UG型、BSL型和CD型等。5、组合式伸缩装置

组合伸缩缝(或模数式伸缩缝)是采用橡胶与钢板或型钢组合而成的，能够适应更大的变形量。特大桥和大桥应采用这种伸缩缝。组合伸缩缝有多种形式，构造也较复杂。这类伸缩装置，其构造的共同点在于均系由V形截面或其他截面形状的橡胶密封条(带)，嵌接于异形边钢梁和中钢梁内组成可伸缩的密封体。异形钢梁直接承受车辆荷载，其高度应根据计算确定，但不应小于70mm，并应具有强力的锚固系统。根据需要的伸缩量，可随意增加中钢梁和密封橡胶条(带)的数量，加工组装成各种伸缩量的系列产品。图为德国毛勒伸缩装置的一种，其密封橡胶条为鸟型构造，伸缩量为80～1040mm。6、桥面连续桥梁运营的实践经验表明，桥面上的伸缩缝在使用中很容易破坏，因此对于多跨简支梁桥，为了提高行车的舒适性，减轻桥梁的养护工作和延长桥梁的使用寿命，桥面应尽量连续，使得多孔简支梁桥在竖直荷载作用下为简支体系，水平力作用下具有一定连续功能的结构。桥面连续构造的做法较多。

图为一种刚性桥面铺装层相连的构造示意图，它是将两梁端用钢筋搭焊，其上铺设薄钢板，借以承托现浇筑的桥面混凝土，在支点区还加设桥面钢筋网，并在其顶面设一条假缝，内嵌木条。采用桥面连续构造时，连续部分桥面易于开裂。为改善桥梁结构受力状态，可采用简支—连续构造，使多跨简支梁在一期恒载作用下处于简支体系受力，然后将相邻两梁端作完全固结处理，在二期恒载和活载作用下处于连续体系受力，避免了简易桥面连续易开裂的缺点，并使结构更呈现出连续梁桥的特性，适合于地基良好的场合。四、人行道、栏杆、护栏与灯柱一）人行道和安全带

矩形和肋板式安全带（尺寸单位：m）人行道一般构造（尺寸单位：cm）

二）栏杆和灯柱三）护栏

二、三、四级公路上的特大、大、中桥可设置栏杆和安全带，也可采用将栏杆和安全带有机结合的安全护栏。高速公路、一级公路上的桥梁则必须设置护栏。护栏的主要作用在于封闭沿线两侧，不使人畜与非机动车辆闯入公路；诱导视线，起到一些轮廓标的作用，使车辆尽量在路幅之内行驶，并给驾驶员以安全感；同时还具有吸收碰撞能量、迫使失控车辆改变方向并使其恢复到原有行驶方向，防止其越出路外或跌落桥下的作用。钢筋混凝土墙式护栏（尺寸单位：cm）钢筋混凝土梁柱式护栏组合式护栏（尺寸单位：mm）金属制护栏（尺寸单位：cm）第3章桥梁结构主要由哪些部分组成？桥梁主要有哪些类型？桥梁纵断面设计包括哪些内容？桥梁横断面设计主要任务是什么？桥梁建筑造型美的法则有哪些？桥梁结构应按哪两类极限状态进行设计？如何进行作用效应组合？第4章桥面构造包括哪些部分？桥面铺装的作用是什么？有哪些类型？桥面横坡有哪些设置方式？各适用于哪些桥梁？桥面防水层的作用是什么？有哪些类型？泄水管和排水管设置的原则是什么？为什么要设置桥面伸缩缝？有哪些类型？选择的主要依据是什么？人行道和安全带的设置原则是什么？有哪些类型？栏杆和护栏的区别是什么？桥梁照明设置应考虑哪些因素的影响？4.3板桥的设计和构造板桥是小跨径桥梁最常用的桥型之一。由于它在建成之后外形上像一块薄板，故称为板桥。板桥的建筑高度小，适用于桥下净空受限制的桥梁，还可用于降低桥头引道高度，缩短引道的长度。其外形简单，制作方便，既便于现场整体浇筑，又便于工厂化成批生产，因此可以采用整体式结构，也可以采用装配式结构。另外，做成装配式的预制构件时，重量不大，架设方便。#27.4.4装配式简支梁桥的设计与构造4.3板桥的设计和构造一、整体式简支板适用范围——常用在4~8米跨径、不规则桥梁截面形式——实心板、矮肋板、空心板施工方法——整体现浇

整体式板桥截面图

城市高架桥板桥截面图示为标准跨径6.0m的整体式钢筋混凝土简支板桥的构造图，桥面净宽8.5m，两侧各有0.25m的安全带。设计荷载为早期的«公路桥涵设计通用规范JIJ021-89»(以下简称旧«桥规»)中的汽车—15级，挂车—80级。计算跨径为5.69m，板厚32cm，约为跨径的1/18。纵向主筋采用HRB335钢筋，直径为20mm，在中间2/3的板宽内间距12.5cm，其余两侧的间距为l1cm。主筋在跨径两端1/4～1/6的范围内呈30o弯起，分布钢筋按单位板宽上主筋面积的15％配置，采用R235钢筋，直径为lOmm，间距为20cm。钢筋混凝土整体式简支板桥的构造（尺寸单位：cm，钢筋直径：mm）二、装配式简支板适用范围

板桥的跨径不宜过大，当跨径超过一定限值时，自重显著增大，从而造成材料上的浪费。《桥规》(JTGD62)规定：钢筋混凝土简支板桥的标准跨径不宜超过13m，预应力混凝土简支板桥的标准跨径不宜超过25m。除了常见的正交板桥以外，由于公路线形的要求，尤其是在近几年的高速公路上，小跨径斜交板桥也得到广泛的采用。截面形式实心板空心板——单孔、双孔横向连接企口铰——圆形、棱形、漏斗形钢板连接a）b)装配式简支板桥截面形式空心板开孔形式图例为先张法预应力混凝土空心板桥钢筋布置（尺寸单位：cm，钢筋直径：mm）所示为标准跨径13m的装配式预应力混凝土空心板桥的构造。荷载等级为汽车—20级，挂车—100级。计算跨径12.6m，板厚60cm。空心板横截面为腰圆孔形式，采用C40混凝土预制和填塞铰缝。每块板底层配置7根直径20的精轧螺纹钢筋作预应力筋。板顶面除配置3根φ12的架立钢筋外，在支点附近还配置6根φ8的非预应力钢筋来承担由预加应力产生的拉应力。靠近支点截面，箍筋应加密加粗。先张法预应力混凝土空心板桥钢筋布置（尺寸单位：cm，钢筋直径：mm）施工方法先张法——长线预制后张法——扁锚配筋特点主要配置纵向抗弯钢筋抗剪不控制，一般只设箍筋钢筋砼梁可设弯起钢筋预应力筋在底板直线布置梁端顶板设抗拉钢筋三、斜交板桥的受力特点及构造

斜板的主弯矩方向比拟连续梁

时钢筋的配置方向时钢筋的配置方向

（d）上层加强钢筋

（c）下层加强钢筋

装配式板桥的钢筋构造

属窄斜板桥，其主钢筋可与桥纵轴线平行。其他钢筋的配置原则与整体式斜板桥相同。一、构造类型截面形式T形、I形、槽形、箱形块件划分纵向竖缝纵向水平缝横向竖缝纵横向同时分缝4.4装配式简支梁桥的设计与构造划分原则：起吊能力接缝在应力最小处接头少、施工方便便于安装标准化梁端主钢筋的锚固T梁的钢筋布置

焊接钢筋骨架

1、构造布置常用跨径——8.0

20m主梁布置梁距通常在1.5~2.2米之间横梁布置端横梁中横梁布置在跨中及4分点二、装配式钢筋混凝土简支T梁桥装配式T形简支梁桥概貌2、主要尺寸主梁——高1/11

1/18L，宽1518cm横梁——中横梁3/4h，端横梁与主梁同高

宽1216cm，可挖空翼板——1/12h，一般为变厚度3、钢筋构造主钢筋斜筋箍筋翼板横向钢筋横梁钢筋架立钢筋分布钢筋支座下局部加强钢筋4、横向连接钢板连接现浇接缝企口铰扣环式接头焊接钢板式接头（尺寸单位：cm）扣环接头桥面板横向扣环接头(尺寸单位：cm)主梁翼板连接构造（尺寸单位：cm）图示为标准跨径为20m的装配式T梁钢筋构造。荷载等级为汽车—超20级，挂车—120级。主梁全长为19.96m（多跨布置时，相邻梁端之间留有4cm的伸缩缝），梁高1.5m，设有5道横隔梁，支座中心至梁端的距离为0.23m。每根梁内总共配置14根ф32HRB335级纵向受力钢筋（编号：Nl～N6），其中位于梁底的4根N1(占主筋截面积的20％以上)通过梁端支承中心，其余10根则按梁的弯矩图形在不同位置弯起。设于梁顶部的架立钢筋N7（ф22HRB335）在梁端向下弯折并与伸出支承中心的主筋N1相焊接。箍筋N11和N12采用R235钢筋（ф8@14cm），跨中为双肢箍筋(图3.25，截面II-11)。在支座附近，为满足剪切强度需要和支座钢板锚筋的影响，采用四肢箍筋(图3.25，Ⅲ-Ⅲ截面)。腹板两侧设置φ8的防裂分布钢筋N13，间距14cm。靠近下缘部分布置得较密，向上则布置得较稀。附加斜筋N8、N9和N10，采用Φ16钢筋，它们是根据梁内抗剪要求布置的。每片平面钢筋骨架的重量为9.1kN，一片主梁的焊缝(焊缝厚度=4mm)总长度为58.24m，每根中间主梁的安装重量为322.0kN。装配式钢筋混凝土简支梁配筋（尺寸单位：cm；钢筋直径：mm）1、构造布置常用跨径——2050m主梁布置梁距通常在1.5~2.2米之间大跨度尽量增大梁距三、装配式预应力混凝土简支T梁桥三、装配式预应力混凝土简支T梁桥横向分段装配式梁2、主要尺寸主梁——高1/15

1/25L，宽1518cm横梁——中横梁3/4h，端横梁与主梁同高

宽1216cm，可挖空翼板——1/12h，一般为变厚度下马蹄——占截面总面积的10

20％（1）马蹄总宽度约为肋宽的2

4倍，并注意马蹄部分（特别是斜坡区），管道保护层不宜小于60mm。（2）下翼缘高度加1/2斜坡区，高度约为梁高的（0.15

0.20）倍，斜坡宜陡于45

。梁端，梁宽与下马蹄同宽3、钢筋构造主梁受力钢筋为预应力筋箍筋锚下局部加强钢筋翼板横向钢筋架立钢筋分布钢筋一般不设斜筋——剪余剪力图截面特征预应力混凝土简支梁的应力状态预应力混凝土简支梁纵向预应力筋的布置（尺寸单位：m）标准跨径30m的装配式预应力混凝土简支梁桥构造图

根据使其上、下缘容许出现不大于规定拉应力的原则，分别考虑预加应力阶段和运营阶段在作用短期效应组合下，受拉边缘出现允许的最大拉应力确定Ny在各个截面上偏心距的极限值。由此可绘出如图示的两条曲线。只要使预应力钢索的重心位置位于这两条曲线所围成的区域内（即索界内），就能保证梁的任何截面在各个受力阶段上、下缘应力均不超过规定值索界图横截面内钢筋布置梁端的垫板和加强钢筋网预制钢筋混凝土端板和叉形钢筋网（尺寸单位：cm）非预应力纵向受力钢筋（虚线）的布置

先张法施工的小跨度梁，如果采用直线布筋形式，张拉阶段支点附近无法平衡的负弯矩会在梁顶引起过高的拉应力，为了防止因此可能产生的开裂，可适当布置如图a所示的局部受拉钢筋。对于预制部分的自重比恒载与活载小得多的梁，在预加力阶段跨中部分的上缘可能会开裂而破坏，因而也可在跨中部分的顶部加设无预应力的纵向受力钢筋(图b),这种钢筋在运营阶段还能加强混凝土的抗压能力，在破坏阶段则可提高梁的安全度。图c所示在跨中部分下翼缘内设置的钢筋，对全预应力梁可加强混凝土承受预加压力的能力。在下翼缘内通长设置的钢筋，对部分预应力梁可补足承载力的需要(图d)，对于配置不粘结预应力筋的梁能起分布裂缝的作用。组合式梁桥横截面a）、b）I形组合梁桥；c）箱形组合梁桥思考题整体式简支板桥的受力、配筋特点有哪些？简支斜板桥的受力和配筋有何特点？装配式板桥和装配式梁桥的横向连接方式分别有哪些？简支梁桥的上部构造由哪些部分组成？各有什么作用？如何进行装配式钢筋混凝土T形简支梁桥的构造布置和尺寸拟定？为了防止锚具附近混凝土出现裂缝，应采取哪些构造措施？在预应力混凝土简支梁桥中，哪些情况下应将非预应力钢筋与预应力筋协同配置？说明非预应力筋所起的作用。组合式梁桥与装配式梁桥的受力特点有什么不同？同学2~3人一组，试针对一座熟悉的桥梁，写份类似“**桥梁运行情况及改善建议”的报告，就桥梁在线路中的任务、桥梁型式、受力特点纵断面情况、横断面布置、交通状况、运行情况等作详细介绍，并就该桥的规划、建设和使用提出建议和意见。第4章钢筋混凝土和预应力混凝土梁式桥5.ppt4.5混凝土简支梁桥的计算

#120.幻灯片1204.1概述4.2桥面构造4.3板桥的设计和构造4.4装配式简支梁桥的设计与构造4.5简支梁桥的计算4.6梁式桥的支座4.7其他体系梁桥

第4章钢筋混凝土和预应力混凝土梁式桥一、概述桥梁工程计算的内容内力计算——桥梁工程、基础工程课解决截面计算——混凝土结构原理、预应力混凝 土结构课程解决变形计算简支梁桥的计算构件上部结构——主梁、横梁、桥面板支座下部结构——桥墩、桥台计算过程内力计算截面配筋验算开始拟定尺寸是否通过计算结束否是二、行车道板计算一）行车道板的类型行车道板的作用——直接承受车轮荷载、 把荷载传递给主梁分类单向板双向板悬臂板铰接板二）车轮荷载的分布车轮均布荷载——a2b2(纵、横)桥面铺装的分布作用轮压三）有效工作宽度1、计算原理外荷载产生的分布弯矩——mx外荷载产生的总弯矩——分布弯矩的最大值——mxmax设板的有效工作宽度为a假设可得有效工作宽度假设保证了两点：1）总体荷载与外荷载相同2）局部最大弯矩与实际分布相同通过有效工作宽度假设将空间分布弯矩转化为矩形弯矩分布需要解决的问题：mxmax的计算影响mxmax的因素：1）支承条件：双向板、单向板、悬臂板2）荷载长度：单个车轮、多个车轮作用3）荷载到支承边的距离2、两端嵌固单向板1）荷载位于板的中央地带 单个荷载作用 多个荷载作用

2）荷载位于支承边处 3）荷载靠近支承边处

ax=a’+2x3、悬臂板 荷载作用在板边时

mxmin

-0.465P

取a=2l0Mxmin？

规范规定靠近支撑处

a=a1+2b’＝a2+2H+2b’4、履带车不计有效工作宽度四）桥面板内力计算1、多跨连续单向板的内力

1）弯矩计算模式假定

实际受力状态：弹性支承连续梁 简化计算公式： 当t/h<1/4时： 跨中弯矩Mc=+0.5M0

支点弯矩Ms=-0.7M0

当t/h

1/4时： 跨中弯矩Mc=+0.7M0

支点弯矩Ms=-0.7M0M0——按简支梁计算的跨中弯矩2）考虑有效工作宽度后的跨中弯矩 活载弯矩 恒载弯矩3）考虑有效工作宽度后的支点剪力 车轮布置在支承附近2、悬臂板的内力

1）计算模式假定 铰接悬臂板——车轮作用在铰缝上 悬臂板——车轮作用在悬臂端 2）铰接悬臂板 活载

恒载 2）悬臂板 活载

恒载三、主梁内力计算一）恒载内力前期恒载内力SG1

（主要包括主梁自重） 计算与施工方法有密切关系， 分清荷载作用的结构后期恒载内力SG2

（桥面铺装、人行道、栏杆、灯柱〕二）活载内力活载内力计算必须考虑最不利荷载位置 一般采用影响线加载计算计算汽车荷载时必须考虑各项折减系数及冲击系数通用计算公式三）内力组合承载能力极限状态正常使用极限状态四）内力包络图 沿梁轴的各个截面处的控制设计内力值的连线四、主梁内力横向分布计算一）桥面板与主梁分离式桥梁汽车人群横向分布系数——杠杆原理法均布荷载标准值qk汽车荷载等级公路-Ⅰ级公路-Ⅱ级qk（KN/m）10.50.75×10.5=7.875集中荷载标准值Pk（KN）计算跨径（m）Pk

汽车荷载为公路-Ⅰ级时汽车荷载为公路-Ⅱ级时≤5m1800.75×180=135≥50m3600.75×360=270注：1）桥梁计算跨径在5m～50m之间时，Pk值采用直线内插求得；

2）计算剪力效应时，表中Pk值应乘以1.2的系数车辆荷载的主要技术指标项目单位技术指标项目单位技术指标车辆重力标准值KN550轮距m1.8前轴重力标准值KN30前轮着地宽度及长度m0.3×0.2中轴重力标准值KN2×120中、后轮着地宽度及长度m0.6×0.2后轴重力标准值KN2×140车辆外形尺寸（长×宽）m15×2.5轴距m3+1.4+7+1.4例：图示—桥面净空为净—7附2×0.75m人行道的钢筋混凝土T梁桥，共设五根主梁。试求荷载位于支点处时1号梁和2号梁相应于公路—Ⅱ级汽车荷载和人群荷载的横向分布系数。

当荷载位于支点处时，应按杠杆原理法计算荷载横向分布系数。首先绘制1号梁和2号梁的荷载横向图杠杆原理法计算横向分布系数(尺寸单位：cm)影响线，如图b和c所示。

根据«桥规»（JTGD60）规定，在横向影响线上确定荷载沿横向最不利的布置位置。图中Pq、Por相应为汽车荷载轴重和每延米跨长的人群荷载集度；ηq和ηr为对应于汽车车轮和人群荷载集度的影响线竖标。由此可得荷载横向分布系数为：1号梁

汽车荷载人群荷载2号梁汽车荷载人群荷载2号梁人群荷载取

是考虑人行道上不布载为最不利情况，否则人行道荷载引起的负反力，在考虑作用效应组合时反而会减小2号梁的受力。二）横向分布计算原理1.整体桥梁结构必须采用影响面加载计算最不利荷载2.为简化计算，采用近似影响面来加载 近似影响面纵横方向分别相似3.加载过程横向分布系数相当于1#梁分配到的荷载4.近似方法总结——内力横向分布转化为 荷载横向分布轴重轴重与轮重的关系各纵向影响线比例关系5.影响面加载精确方法轴重轴重与轮重的关系各纵向影响线在不同位置的比例关系6.近似方法的近似程度近似的原因——纵向各截面取相同的横向分配比例关系近似程度对于弯矩计算一般取跨中的横向分配比例关系跨中车轮占加载总和的75%以上活载只占总荷载的30%左右荷载横向分布等代内力横向分布的荷载条件 半波正弦荷载可满足上述条件7.常用计算方法梁格法板系法梁系法三）刚性横梁法（偏心受压法）1. 基本假定

将多梁式桥梁简化为由纵梁及横梁组成的梁格，计算各主梁在外荷载作用下分到的荷载 桥梁较窄时(B/L<0.5)横梁基本不变形。2. 变形的分解1）纯竖向位移2）纯转动3. 各主梁位移与内力的关系1）与竖向位移的关系2）与转角的关系1）竖向位移时的平衡2）转动时的平衡4. 内外力平衡5.反力分布图与横向分布影响线反力分布图选定荷载位置，分别计算各主梁的反力横向分布影响线选定主梁，分别计算荷载作用在不同位置时的反力各主梁刚度相等6.横向分布系数在横向分布影响线上用规范规定的车轮横向间距按最不利位置加载7.本方法的精度

边梁偏大，中梁偏小8、考虑主梁抗扭刚度的修正刚性横梁法a3θ竖向反力与扭矩的关系转动时的扭矩平衡计算举例有一座计算跨径l=19.50m的桥梁，横截面如图所示，各主梁截面相同，试求荷载位于跨中时1号边梁的荷载横向分布系数mcq(汽车荷载)和mcr(人群荷载)。

横向分布系数计算图示(尺寸单位：cm)a)桥梁横截面b)1号梁荷载横向分布影响线解：此桥在跨度内设有横隔梁，具有强大的横向连结刚性，且承重结构的跨宽比为：故可按偏心压力法来绘制横向影响线，并计算横向分布系数mc。本桥各根主梁的横截面均相等，梁数n=5，梁间距为1.60m，则：=(2×1.60)2+1.602+0+(-1.60)2+(2×1.60)2=25.60m2可得1号梁横向影响线的竖标值为：

四）铰（刚）接板（梁）法1. 基本假定

将多梁式桥梁简化为数根并列而相互间横向铰接的狭长板（梁） 各主梁接缝间传递剪力、弯矩、水平压力、水平剪力 用半波正弦荷载作用在某一板上，计算各板（梁）间的力分配关系。

2. 铰接板法

假定各主梁接缝间仅传递剪力g，求得传递剪力后，即可计算各板分配到的荷载传递剪力根据板缝间的变形协调计算变位系数计算横向分布影响线

各板块不相同时，必须将半波正弦荷载在不同的板条上移动计算 各板块相同时，根据位移互等定理，荷载作用在某一板条时的内力与该板条的横向分布影响线相同位移互等定理板条相同横向分布系数

在横向分布影响线上加栽列表计算、刚度参数计算

为计算方便，对于不同梁数、不同几何尺寸的铰接板桥的计算结果可以列为表格，供设计时查用

引入刚度参数半波正弦荷载引起的变形3. 铰接梁法

假定各主梁除刚体位移外，还存在截面本身的变形与铰接板法的区别：变位系数中增加桥面板变形项4. 刚接梁法

假定各主梁间除传递剪力外，还传递弯矩与铰接板、梁的区别

未知数增加一倍，力法方程数增加一倍五）比拟正交异性板法1、计算原理将由主梁、连续的桥面板和多横隔梁所组成的梁桥，比拟简化为一块矩形的平板；求解板在半波正弦荷载下的挠度利用挠度比与内力比、荷载比相同的关系计算横向分布影响线2、比拟原理弹性板的挠曲面微分方程内外力平衡应力应变关系应变位移关系均质弹性板的挠曲微分方程应力应变关系应变位移关系正交异性板正交异性板的挠曲微分方程比拟正交异性板挠曲微分方程正交异性板的挠曲微分方程比拟正交异性板的挠曲微分方程比拟原理 任何纵横梁格系结构比拟成的异性板，可以完全仿照真正的材料异性板来求解，只是方程中的刚度常数不同3、横向分布计算根据荷载、挠度、内力的关系根据内、外力的平衡位移互等定理引入Kki是欲计算的板条位置k、荷载位置i、扭弯参数α以及纵、横向截面抗弯刚度之比的函数，已经被制成图表制表人Guyon、Massonnet，本方法称G-M法查表表中只有9点值，必须通过内插计算实际位置值查表值校对4、弯扭参数计算抗弯惯矩计算

必须考虑受压翼板有效工作宽度抗扭惯矩计算

必须区分连续宽板与独立主梁翼板六）横向分布系数沿桥纵向的变化对于弯矩 由于跨中截面车轮加载值占总荷载的决大多数，近似认为其它截面的横向分布系数与跨中相同 在电算中纵桥向可以采用不同的横向分布系数对于剪力

从影响线看跨中与支点均占较大比例

从影响面看近似影响面与实际情况相差较大计算剪力时横向分布沿桥纵向的变化五、横梁内力计算一）横梁的作用与受力特点 作用： 加强结构的横向联系 保证全结构的整体性受力特点： 受力接近与弹性地基梁 影响面的正负纵向位置基本一致 影响面值从跨中向端部逐渐减小1、计算图式二）刚性横梁法计算横梁2、横梁内力影响线3、作用在横梁上的计算荷载按杠杆原理在两根横梁间分布1、横梁内力影响线三）刚接梁法计算横梁

刚接梁法计算出的梁接缝中的弯矩及为横梁弯矩2、作用在横梁上的计算荷载先将实际荷载展开成正弦级数再在两根横梁间积分六、主梁变形计算一）钢筋混凝土梁桥 计算公式——一般简支梁挠度计算公式 刚度取值——0.85EhI0

活载挠度计算时不计冲击系数（静活载）二）预应力混凝土梁桥 刚度取值——0.85EhIh

必须考虑预应力产生的挠度三）挠度验算与预拱度 活载挠度不超过L/600

恒载+活载超过L/1600时应设预拱度计算题

如图，求4#梁相应于公路—Ⅱ级汽车荷载的横向分布系数沿桥跨的变化图。计算举例有一座计算跨径l=19.50m的桥梁，横截面如图所示，各主梁截面相同，试求荷载位于跨中时1号边梁的荷载横向分布系数mcq(汽车荷载)和mcr(人群荷载)。

横向分布系数计算图示(尺寸单位：cm)a)桥梁横截面b)1号梁荷载横向分布影响线解：此桥在跨度内设有横隔梁，具有强大的横向连结刚性，且承重结构的跨宽比为：故可按偏心压力法来绘制横向影响线，并计算横向分布系数mc。本桥各根主梁的横截面均相等，梁数n=5，梁间距为1.60m，则：=(2×1.60)2+1.602+0+(-1.60)2+(2×1.60)2=25.60m2可得1号梁横向影响线的竖标值为：

对于弯矩 由于跨中截面车轮加载值占总荷载的决大多数，近似认为其它截面的横向分布系数与跨中相同 在电算中纵桥向可以采用不同的横向分布系数对于剪力

从影响线看跨中与支点均占较大比例

从影响面看近似影响面与实际情况相差较大计算剪力时横向分布沿桥纵向的变化4.6桥梁的支座4.6.1概述

支座的作用传递上部结构的各种荷载适应温度、收缩徐变等因素产生的位移

按受力特性分为固定支座活动支座：竖向力

支座布置简支梁桥一般一端采用固定支座,一端采用活动支座.连续梁一般每一联中的一个桥墩设固定支座.支座的设置应有利于墩台传递水平力.水平力竖向力4.6.2支座的类型和构造支座通常用钢，橡胶等材料来制造主要类型有：简易支座弧形钢板支座橡胶支座板式橡胶支座盆式橡胶支座

应根据桥梁结构的跨径、支点反力的大小、梁体的变形程度等因素来选取支座类型。中小跨度公路桥一般采用板式橡胶支座大跨度连续梁桥一般采用盆式橡胶支座铁路桥采用钢支座一、简易支座采用几层油毛毡或石棉制成，压实后的厚度不小于1cm，可用于跨径小于10m的板梁桥。二、钢支座1、弧形钢支座适用范围：跨径1020m构造特点：由上下垫板所组成，下垫板顶面切剥成圆柱体。固定支座需在上垫板上做齿槽（或销孔），在下垫板上焊以齿板（或销钉），安装后使齿板嵌入齿槽(或销钉伸入销孔)，以保证上下垫板之间不发生相对水平位移安装要点其它钢支座2、其它钢支座

板式橡胶支座有矩形和圆形。支座的橡胶材料以氯丁橡胶为主，也可采用天然橡胶。氯丁橡胶一般用于最低气温不超过-250C的地区，天然橡胶用于-300C

-400C的地区。根据试验分析，橡胶压缩弹性模量E、容许压应力[

]和容许剪切角[tgr]的数值，均与支座的形状系数S有关。形状系数为橡胶支座的承压面积与自由表面积之比，矩形支座为：式中：a

顺桥方向橡胶支座的长度；

b

横桥方向橡胶支座的宽度；

t

中间橡胶层的厚度。为满足橡胶的容许压应力和使支座能适应梁端转动的要求，支座的长度a与宽度b之比取决于主梁下的有效宽度及所需的剪切角

。一般应充分利用有效宽度b，而尽可能减小a的尺寸，以降低转动阻抗力矩（它与a5成正比）。根据支座稳定的要求，支座的总厚度不得大于平面最小尺寸的30%。三、橡胶支座1、板式橡胶支座bat形状系数构造特点：常用的板式橡胶支座采用薄钢板或钢丝网作为加劲层以提高支座的竖向承载能力。变形机理：（1）不均匀弹性压缩实现转动；（2）剪切变形实现水平位移；（3）无固定和活动支座之分。性能指标：（1）容许应力；（2）弹性模量和剪切模量（3）容许剪切的正切值。适用范围：支座反力为70－3600kN的公路、城市桥梁。局限性：2、四氟滑板式橡胶支座桥梁球冠圆板式橡胶支座3、其它类型板式橡胶支座坡型板式橡胶支座铅芯橡胶支座4、桥梁盆式橡胶支座

盆式橡胶支座是钢构件与橡胶组合而成的新型桥梁支座。具有承载能力大、水平位移量大、转动灵活等特点，适用于支座承载力为1000KN以上的大跨径桥梁。盆式橡胶支座分固定支座与活动支座。活动盆式橡胶支座由上支座板、聚四氟乙烯板、承压橡胶块、橡胶密封圈、中间支座板、钢紧箍圈、下支座板以及上下支座连接板组成。组合上、中支座板构造或利用上下支座连接板即可形成固定支座。盆式橡胶支座构构造要点1.钢盆2.承压橡胶板3.钢衬板4.聚四氟乙烯板5.上支座板6.不锈钢滑板7.钢紧箍圈8.密封胶圈

固定与滑动盆式橡胶支座

多向活动支座（DX）纵向活动支座（ZX）固定支座（GD）5、其它支座

QGZ球型钢支座QGZ球型钢支座

（四）成品盆式橡胶支座的选配１．成品盆式橡胶支座的系列成品盆式橡胶支座的主要系列有：GPZ、TPZ-1等。其中，GPZ表示由我国交通部中交公路规划设计院设计的系列盆式橡胶支座；TPZ-1则表示我国铁道部科学研究院设计的系列盆式橡胶支座。另外，还有其它科研院所设计的类同系列的盆式橡胶支座。这些系列支座，适用于各类桥梁及具类似受力与变形特性的工程结构，并非有明确的公路、铁路或其它工程结构之分。各种系列的盆式橡胶支座吨位一般从1000起至50000，最多分为近40个级；并以DX、SX、GD分别表示单向、双向活动支座及固定支座，而GDZ则为抗震型固定支座的代号。２．成品盆式橡胶支座的地区适用性成品盆式橡胶支座的适用地区应考虑温度和地震两个因素。以确定适配常温型或耐寒型支座和采用何种震型支座或抗震措施。

3．各种类型成品盆式橡胶支座的合理选配盆式橡胶支座能否适用于所设计的桥梁，当然首先考虑的是其容许转角及水平能承受的推力能否满足要求。一般来说，GPZ、TPZ-1等系列的支座对这两个要求均能满足。若转角和水平推力超出容许范围，则需要改变支座的设计。转角特大，可采用球型支座。关于在桥梁设计中支座如何合理选用问题，即究竟选用何种类型的支座，则需根据桥梁结构图式的要求决定。当然，在一般情况下，固定端选用固定支座，活动端选用活动支座。但若横桥向伸缩值不容忽视的时候，结构图式的固定端就不能单一采用GD类型的支座。这是由于现代桥梁的桥面越来越宽，超过20已屡见不鲜，这时由温度等因素引起的横桥向伸、缩量便不可忽略了，有的可达到中等跨径桥梁纵向的伸缩量。为保证梁不发生纵向位移，又能满足多梁式宽桥的横桥向位移，这时可将单方向活动支座转过90°横置梁下(如图2-7-9)，使其顺桥向起固定支座的作用下，而横桥向则起活动支座的作用。4．成品盆式橡胶支座承载能力的合理选择支座承载力大小的选择，应根据桥梁恒载、活载的支点反力之和及墩台上设置的支座数目来计算。合适的支座一般为：最大反力不超过支座容许承载力的5%，最小反力不低于容许承载力的80%。规定最小反力的目的是保证支座具有良好的滑移性能，因为聚四氟乙烯板的磨擦系数与压力成反比，如果低于规定的数值，则磨擦系数将会增大。支座选配时，一般不必过多担心支座的安全储备，比如计算得到一个支座的最大反力为4100，最小反力为3700，那就选用承载力为4000的支座，这是因为4000支座的允许支反力变化范围是3200～4200，不要从更安全的角度考虑加大支座的承载力而选用5000的支座。因为5000支座最低合适的承载力是4000，而最小支反力