桥梁工程概论

第一章桥梁分类一、按结构体系分类按结构体系分类是以桥梁结构的力学特性为基本着眼点，对桥梁进行分类，以利于把握各种桥梁的基本特点，也是桥梁工程学习的重点之一。以重要的受力构件为基本依据，可分为梁式桥、拱式桥、刚架桥、斜拉桥、悬索桥五大类。1、梁式桥主梁为重要承重构件，受力特点为主梁受弯。重要材料为钢筋混凝土、预应力混凝土，多用于中小跨径桥梁。优点：采用钢筋砼建造的梁桥能就地取材、工业化施工、耐久性好、适应性强、整体性好且美观；这种桥型在设计理论及施工技术上都发展得比较成熟。缺陷：结构自身的自重大，约占所有设计荷载的30%至60%，且跨度越大其自重所占的比值更显著增大，大大限制了其跨越能力。2、拱式桥拱肋为重要承重构件，受力特点为拱肋承压、支承处有水平推力。重要材料是圬工、钢筋砼，合用范围视材料而定。优点：跨越能力较大；与钢桥及钢筋砼梁桥相比，可以节省大量钢材和水泥；能耐久，且养护、维修费用少；外型美观；构造较简朴，有助于广泛采用。缺陷：由于它是一种推力结构，对地基规定较高；对多孔连续拱桥，为防止一孔破坏而影响全桥，要采用特殊措施或设立单向推力墩以承受不平衡的推力，增长了工程造价；在平原区修拱桥，由于建筑高度较大，使两头的接线工程和桥面纵坡量增大，对行车极为不利。3、刚架桥是一种桥跨结构和吨台结构整体相连的桥梁，支柱与主梁共同受力，受力特点为支柱与主梁刚性连接，在主梁端部产生负弯矩，减少了跨中截面正弯矩，而支座不仅提供竖向力还承受弯矩。重要材料为钢筋砼，适宜于中小跨度，常用于需要较大的桥下净空和建筑高度受到限制的情况，如立交桥、高架桥等。优点：外形尺寸小，桥下净空大，桥下视野开阔，混凝土用量少。缺陷：基础造价较高，钢筋的用量较大，且为超静定结构，会产生次内力。4、斜拉桥梁、索、塔为重要承重构件，运用索塔上伸出的若干斜拉索在梁跨内增长了弹性支承，减小了梁内弯矩而增大了跨径。受力特点为外荷载从梁传递到索，再到索塔。重要材料为预应力钢索、混凝土、钢材。适宜于中档或大型桥梁。优点：梁体尺寸较小，使桥梁的跨越能力增大；受桥下净空和桥面标高的限制小；抗风稳定性优于悬索桥，且不需要集中锚锭构造；便于无支架施工。缺陷：由于是多次超静定结构，计算复杂；索与梁或塔的连接构造比较复杂；施工中高空作业较多，且技术规定严格。5、悬索桥主缆为重要承重构件，受力特点为外荷载从梁通过系杆传递到主缆，再到两端锚锭。重要材料为预应力钢索、混凝土、钢材，适宜于大型及超大型桥梁。优点：由于主缆采用高强钢材，受力均匀，具有很大的跨越能力。缺陷：整体钢度小，抗风稳定性不佳；需要极大的两端锚锭，费用高，难度大。二、按跨径分类按跨径分类是一种行业管理的手段，并不反映桥梁工程设计和施工的复杂性。以下是我国公路工程技术标准(JTGB01-2023)规定的按跨径划分桥梁的方法。三、按桥面位置分类1、上承式桥桥面布置在桥跨结构上面2、下承式桥桥面布置在桥跨结构下面3、中承式桥桥面布置在桥跨结构中间按重要承重结构所用的材料按重要承重结构所用的材料来划分，有木桥、钢桥、圬工桥（涉及砖、石、混凝土桥）、钢筋混凝土桥和预应力钢筋混凝土桥。1、木桥用木料建造的桥梁。木桥的优点是可就地取材，构造简朴，制造方便，小跨度多做成梁式桥，大跨度可做成行架桥或拱桥。其缺陷是容易腐朽、养护费用大、消耗木材、且易引起火灾。多用于临时性桥梁或林区桥梁。钢桥桥跨结构用钢材建造的桥梁。钢材强度高，性能优越，表观密度与允许应力之比值小，故钢桥跨越能力较大。钢桥的构件制造最合适工业化，运送和安装均较为方便，架设工期较短，破坏后易修复和更换，但钢材易锈蚀，养护困难。3、圬工桥用砖、石或素混凝土建造的桥。这种桥常作成以抗压为主的拱式结构，有砖拱桥、石拱桥和素混凝土拱桥等。由于石料抗压强度高，且可就地取材，故在公路和铁路桥梁中，以石拱桥用的较多。4、钢筋混凝土桥又称普通钢筋混凝土桥。桥跨结构采用钢筋混凝土建造的桥梁。这种桥梁，沙石骨料可以就地取材，维修简便，行车噪音小，使用寿命长，并可采用工业化和机械化施工，与钢桥相比，钢材用量与养护费用均较少，但自重大，对于特大跨度的桥梁，在跨越能力与施工难易度和速度方面，常不及钢桥优越。5、预应力钢筋混凝土桥桥跨结构采用预应力混凝土建造的桥梁。这种桥梁，运用钢筋或钢丝（索）预张力的反力，可使混凝土在受载前预先受压，在运营阶段不出现拉应力（称全预应力混凝土），或有拉应力而未出现裂缝或控制裂缝在允许宽度内（称部分预应力混凝土）。其优点是：能合理运用高强度混凝土和高强度的钢材，从而可节约钢材，减轻结构自重，增大桥梁的跨越能力；改善了结构受拉区的工作状态，提高结构的抗裂性，从而可提高结构的刚度和耐久性；在使用荷载阶段，具有较高的承载能力和疲劳强度；可采用悬臂浇筑法或悬臂拼装法施工，不影响桥下通航或交通；便于装配式混凝土结构的推广。它的局限性之处是施工工艺较复杂、质量规定较高和需要专门的设备。五、按跨越方式分类按跨越方式分类，可分为固定式桥梁、启动桥、浮桥、漫水桥等1、固定式桥梁指一经建成后各部分构件不再拆装或移动位置的桥梁；漫水桥。2、启动桥指上部结构可以移动或转动的桥梁3、浮桥指用浮箱或船只等作为水中的浮动支墩，在其上架设贯通的桥面系统以沟通两岸交通的架空建筑物4、漫水桥又称过水桥，指洪水期间允许桥面漫水的桥梁六、按施工方法分类按施工方法分类，混凝土桥梁可分为整体式施工桥梁的和节段式施工桥梁。1、整体式整体式是在桥位上搭脚手架、立模板、然后现浇成为整体式的结构。2、节段式节段式是在工厂(或工场、桥头)预制成各种构件，然后运送、吊装就位、拼装成整体结构；或在桥位上采用现代先进施工方法逐段现浇而成整体结构。用于大跨径预应力混凝土悬臂梁桥、T型刚构桥、连续梁桥、拱桥以及斜拉桥、悬索桥的施工。七、按汽车荷载等级分类第二章桥梁组成一、桥梁的三个重要组成部分是：上部结构，下部结构和附属结构。1、上部结构由桥跨结构、支座系统组成。1.1桥跨结构或称桥孔结构，是桥梁中跨越桥孔的、支座以上的承重结构部分。按受力图示不同，分为梁式、拱式、刚架和悬索等基本体系，并由这些基本体系构成各种组合体系。它包含重要承重结构、纵横向联结系、拱上建筑、桥面构造和桥面铺装、排水防水系统，变形缝以及安全防护设施等部分。1.2支座系统设立在桥梁上、下结构之间的传力和连接装置。其作用是把上部结构的各种荷载传递到墩台上，并适应活载、温度变化、混凝土收缩和徐变等因素所产生的位移，使桥梁的实际受力情况符合结构计算图示。一般分为固定支座和活动支座。2、下部结构，由桥墩、桥台、墩台基础几部分组成。2.1桥墩、桥台是在河中或岸上支承两侧桥跨上部结构的建筑物。桥台设在两端，桥墩则在两桥台之间，见下图。而桥台除此之外，还要与路堤衔接，并防止其滑塌。为保护桥台和路堤填土，桥台两侧常做一些防护和导流工程。2.2墩台基础保证桥梁墩台安全并将荷载传至地基的结构部分。3、附属构件，重要涉及伸缩缝、灯光照明、桥面铺装、排水防水系统、栏杆(或防撞栏杆)等几部分。3.1伸缩缝在桥跨上部结构之间，或桥跨上部结构与桥台端墙之间，设有缝隙保证结构在各种因素作用下的变位。为使桥面上行驶顺直，无任何颠动，此间要设立伸缩缝构造。特别是大桥或城市桥的伸缩缝，不仅要结构牢固，外观光洁，并且需要经常扫除进一步伸缩缝中的垃圾泥土，以保证它的功能作用。3.2灯光照明现代城市中标志式的大跨桥梁都装置了多变幻的灯光照明，增添了城市中光彩夺目的晚景。3.3桥面铺装或称行车道铺装，铺装的平整、耐磨性、不翘壳、不渗水是保证行车舒适的关键。特别在钢箱梁上铺设沥青路面的技术规定甚严。3.4排水防水系统应迅速排除桥面上积水，并使渗水也许减少至最小限度。此外，城市桥梁排水系统应保证桥下无滴水和结构上的漏水现象。3.5栏杆（或防撞栏杆）它既是保证安全的构造措施，又是有助于欣赏的最佳装饰件。第三章梁桥构造一、简支梁桥：对于中、小跨径的桥梁，钢筋混凝土简支梁和预应力混凝土简支梁是应用最广泛的桥型。目前国内外所采用的钢筋混凝土和预应力混凝土简支梁，绝大部分均采用装配式结构。常用跨径:装配式钢筋混凝土简支梁的常用跨径是8.0-20.0m，高跨比一般在1/11-1/18，随着梁高的减小而取较大的值。跨径超过20m时一般采用预应力混凝土简支梁桥，通常其高跨比为1/15-1/25左右，随着跨径的增大而取较大的值。二、连续梁桥：一般采用预应力混凝土梁桥，其跨径介于简支梁与拱桥和斜拉桥之间。钢筋混凝土连续梁常用跨径为：25-30m以下，预应力混凝土连续梁常用跨径在：40-160m之间，在80-100m左右跨径比较经济，最大跨径可达200m左右。重要布置：分为等跨、不等跨；等截面、变截面。其中，连续梁桥的设计一般采用不等跨设计，若采用等跨设计，则边跨弯矩控制全桥设计，故边跨长度一般为中跨的（0.5-0.8）倍；采用变截面设计是梁底缘曲线一般可采用圆弧形、二次抛物线形、折线形，常用的是二次抛物线形，它和连续梁的弯矩影响线变化规律基本相同，等截面连续梁有造型简朴的特点，比较适合中小跨径的桥梁。由于要在支点处抵抗较大的负弯矩，在截面设计时往往要加强截面底部的混凝土受压区。同时，从桥梁美学的角度看，偶数孔连续梁桥会给人呆板的感觉，而跨度从中孔向两边逐渐减小的布置给人以节奏和韵律感。三、悬臂梁桥：常用的立面布置形式：（1）双悬臂梁桥：常用于跨线桥，中孔跨径由路线的行车净空规定拟定，两端伸出悬臂与路堤连接，省去了两端庞大的桥台。这种桥型的中孔跨径较大，活载作用在该孔时的内力情况与简支梁没有区别，只是由于悬臂的存在而较简支梁小，因此只在恒载占较大比例时才显得比简支梁经济。（2）双悬臂梁桥：常用于跨越城市河道的桥梁，中孔是悬臂孔，可运用两边悬臂加上挂梁加大跨径。（3）多孔悬臂梁；由单双悬臂与挂梁组合而成。一般情况下，挂孔的高度约为其跨径的1/16-1-18，悬臂根部的高度约为跨中梁高的1.8-2.0倍第四章刚构桥构造上下部构件互相连接，在连接处为刚性节点，因此上下部为有共同弹性变形的连续体，一同承受涉及竖向荷载在内的一切作用力。具体分类如下：门型刚构简称门架桥，由水平眉梁与竖直立柱构成重要承重结构的刚构桥。立柱所承受的弯矩，随柱与梁的刚度比率的提高而增大。建筑高度很小，有助于做成跨线桥，多采用钢筋混凝土或预应力混凝土建造。2、T型刚构它是具有悬臂受力特点的梁式桥，最早采用钢筋混凝土结构，从墩上伸出较短的悬臂，跨中用简支挂梁组合而成，而采用预应力混凝土结构可获得更大的跨径。钢筋混凝土T型刚构常用跨径在40~50m左右，预应力T型刚构的常用跨径可在60~200m。3、斜腿刚构由楣梁与两个斜置支杆构成重要承重结构的刚架桥。左右两个斜置支杆与曲线形楣梁形成近似于拱的结构。弯矩较小，外形近似拱桥，但无拱上建筑而显得轻巧、美观、省料。并接近于梯形的通航净空最适宜修建跨线立交桥，有助于通视。斜腿根部与基础可做成固接或铰接的形式，但为了施工中可以调节设计位置，以采用铰接为多。第五章拱桥构造一、按照拱上建筑的形式可以分为：实腹式拱桥及空腹式拱桥、组合体系式拱桥1、实腹式拱桥：是指拱上建筑作成实体结构，拱圈和主梁之间用石料或砌块填充的拱桥形式。优点是刚度比较大，构造简朴，施工方便；缺陷是随着桥梁跨径的增大，拱桥的自重迅速加大，无法作成较大跨径的拱桥。一般用在跨径较小的拱桥中，常用跨径为20-30m。2、空腹式拱桥：是指拱圈和主梁之间用立柱支撑。其优点是较实腹式拱桥轻巧，节省材料，外形美观，尚有助于泄洪；缺陷是施工比较麻烦，受力较复杂。一般用在大跨径的桥梁中。3、组合体系式拱桥：由拱和梁组成重要承重结构的拱桥。通常用钢筋混凝土或钢结构建造。兼有实腹式拱桥和空腹式拱桥的优点，跨越能力较大。一般用在大、中跨度的桥梁中。二、按照拱轴线的型式可分为：圆弧拱桥、抛物线拱桥、悬链线拱桥1、圆弧拱桥：拱圈轴线按部分圆弧线设立的拱桥。优点构造简朴，石料规格最少，备料、放样、施工都很简便；缺陷是受荷时拱内压力线偏离拱轴线较大，受力不均匀。一般合用于跨度小于20m的石拱桥。2、抛物线拱桥：拱圈轴线按抛物线设立的拱桥，是悬链线拱桥的一种特例。优点是弯矩小，材料省，跨越能力较大；缺陷是构造较复杂，假如是石拱桥则料石的规格较多，施工较不方便。3、悬链线拱桥：拱圈轴线按悬链线设立的拱桥。优点是受力均匀，弯矩不大，节省材料。多合用于实腹拱桥，大跨度的空腹拱桥中也经常采用这种线形布置。三、按照桥面的位置可分为：上承式拱桥、下承式拱桥、中承式拱桥1、上承式拱桥：桥面系设立在拱圈之上的拱桥。优点是桥面系构造简朴，拱圈与墩台的宽度较小，桥上视野开阔，施工方便；缺陷是桥梁的建筑高度大，纵坡大和引桥长。一般用在跨度较大的桥梁。如图所示：2、下承式拱桥桥面系设立在拱圈之下的拱桥。优点是桥梁建筑高度很小，纵坡小，可节省引道长度；缺陷是构造复杂，拱肋施工麻烦。一般用于地基差的桥位上。如图所示：3、中承式拱桥：桥面系设立在拱肋中部的拱桥。优点是建筑高度较小，引道较短；缺陷是桥梁宽度大，构造较复杂，施工也较麻烦。如图所示：四、按照有无水平推力可分为：有推力拱桥、无推力拱桥1、无推力拱桥：在竖向荷载作用下拱脚对墩台无水平推力作用的拱桥。其推力由刚性梁或柔性杆件承受，属于内部超静定、外部静定的组合体系拱桥。合用于地质不良的桥位处，墩台与梁式桥基本相似，体积较大，只能做成下承式桥，建筑高度很小，桥面标高可设计的很低，减少纵坡，减小引桥长度，因此可以节约材料。但是，结构的施工比较复杂。2、有推力拱桥：在竖向荷载作用下拱脚对墩台有水平推力作用的拱桥。水平推力可减小跨中弯矩，能建成大跨度的桥梁。造型美观，城市桥梁一般优先选用，可做成上承式、中承式桥。缺陷是，对地质规定很高，为防止墩台移动或转动，墩台须设计很大，施工较麻烦。五、按照建筑材料的不同可分为：石拱桥、混凝土拱桥、钢拱桥1、石拱桥：用石料建造的拱桥，外形美观，养护简便，并可以就地取材，以减低造价。缺陷是自重大，跨越能力有限，石料的开采、加工河砌筑均需要较多的劳动力，且工期较长。一般用于小跨径桥梁。2、混凝土拱桥：用混凝土建造的拱桥，涉及素混凝土和钢筋混凝土两类。其优点是加工和制造较石拱桥方便，工期段；缺陷是由于混凝土抗拉强度很低，故其跨越能力小，且混凝土花费量大。一般用于小跨径桥梁。3、钢拱桥：上部结构用钢材建造的拱桥类型。其优点是跨越能力大，且自重是三种拱桥中最轻的；缺陷是结构复杂，由于三铰拱钢拱桥一般不用，所以对地基规定高，造价高，且维护费用高。合用于大跨度桥梁中。六、按照铰的多少可分为：两铰、三铰、无铰1、三铰拱：在拱冠与拱端处均设铰的拱桥，属于静定结构。优点是对混凝土收缩、徐变、温度变化，以及墩台位移不受影响，合用于地质条件差而规定修建大跨度桥的场合。缺陷是结构复杂，施工麻烦，维护费用高，整体刚度差，由因三处设立铰，故相应的桥面处亦需设立构造缝；拱圈挠曲在铰处急剧变化，因而对行车不利。所以，我国仅在一些较小跨径的桥上采用。2、两铰拱：拱圈中间无铰而两端设铰与墩台铰接的拱桥，属于外部一次超静定结构。其优点是，拱脚处不承受弯矩，较无铰拱桥可减小混凝土收缩、徐变，温度变化，以及墩台位移的影响。缺陷是，构造较复杂，相应的桥面处应设立构造缝，施工亦较麻烦，对地基规定比较高，但较无铰拱对地基规定略低。3、无铰拱：又称固端拱桥。拱圈两端嵌固在桥墩上而中间无铰的拱桥，属于外部三次超静定结构。优点是，较有铰拱桥桥内的弯矩分布合理，材料用量较省，结构刚度大，结构简朴，施工方便，维护费用少，还可以将拱脚设计在洪水位以下，有助于减少桥面的设计标高，具有较好的经济与使用效益。缺陷是，对混凝土收缩、徐变、温度变化，以及墩台位移最敏感，会产生附加应力，应建设在可靠的地基上。如图所示：第六章斜拉桥构造一、概述:斜拉桥的重要特点是运用锚在桥塔上的多根斜缆索作为梁跨的弹性中间支承的缆索成重桥。由于高强度缆索起着主梁的弹性支撑作用，使主梁像多孔小跨弹性支承连续梁同样工作，故内力小，建筑高度低，自重轻，施工方便，并能显著加大跨越能力。总体上由塔、梁、索三部分构成。索面布置:斜缆索沿桥纵向最常用的布置形式有辐射形、竖琴形、扇形和星形。沿桥的横向一般分为单索面、竖向双平行索面、双倾斜索面三种。主梁形式:主梁按结构形式可做成连续梁，带挂孔的单悬臂梁和T型刚构。塔梁连接方式:梁塔墩的联结型式有三种：全固结、塔墩固结、梁塔固结。全固结：桥塔、主梁、桥墩三者固结而成；优点是不需设立支座，缺陷是固结点附近的主梁应力大、梁也变高。塔墩固结：桥塔和桥墩固结，而主梁悬浮，即不与桥墩和桥塔联结或铰接；优点是主梁可采用较小的支座，普遍不设固定支承，缺陷是在在梁的抗风性能和横向刚度有所减少。梁塔联结：是指主梁和桥塔固结，而与桥墩之间为铰接或滑动支座连接。二、类型:按材料可分为：钢斜拉桥、混凝土斜拉桥、钢-混凝土结合梁斜拉桥以及混合型斜拉桥。三、总体布置:斜拉桥有独塔双跨、双塔三跨和多塔三种形式，主跨和边跨的比例关系为：独塔1~2，常用1.5，双塔2~3常用2.0左右。塔高（桥面以上部分）和主跨的比值为0.2-0.25。主梁跨度和桥宽比为15-20左右。桥面宽度与梁高之比最少大于8，最佳大于10。梁高的拟定为h=(1/40~1/70)L，密索h=(1/70~1/200)L。四、塔构造桥塔一般均为空心断面，用钢结构或钢筋混凝土制作，也可以采用预应力混凝土结构。桥塔的结构应根据斜缆索的布置、桥面宽度以及主梁跨度等因素决定。在横桥向可分为单柱型、双柱型、门型或斜腿门型、倒V型或倒Y型。单柱型和双柱型：合用于桥面较宽的桥梁，优点是外形简洁、结构经济。缺陷是规定主梁有较高的抗扭刚度。倒V型或倒Y型：缆索可为单面索或双斜面索。缺陷是需要一个宽度很大的桥墩以支承塔腿。门型或斜腿门型：特别合用于桥面较窄的桥梁。横向刚度较大。斜拉桥塔的构造：五、梁构造斜拉桥的梁分为钢桁梁、钢实腹梁、混凝土梁、结合梁四大类。1、钢桁梁：重要是由钢桁架构成的梁。由于制作工作量的、维修困难、易于腐蚀、作为斜拉桥的主梁在外观上也、缺少吸引力，因此比较少采用，多用于双层桥面或工铁两用桥。2、钢实腹梁：现在广泛应用的是梯形型式的正交异性箱梁。其优点是悬臂伸出到所有路面宽度，并且有很好的空气动力稳定性，抗扭刚度大，特别合用于单索面体系。优点是外观简洁、优美，并且还具有经济意义。3、混凝土梁：一般情况下，对于双索面，为便于双索面的锚固和增长主梁的抗弯抗扭刚度，多采用钢筋混凝土双箱梁，或预应力双箱梁。对于独塔单面索多采用单箱梁。重要支承设立在桥梁中央，对于偏心荷载引起的截面扭转可借助主梁的抗扭刚度来克服。4、结合梁是钢主梁与混凝土或预应力混凝土桥面板结合而成的结构。兼有钢梁和混凝土梁的优点，抗弯刚度较大，并且结构自重可以做的较轻，因此，是近年来出现的斜拉桥主梁形式之一，比较常用。六、索构造斜缆索在构造上可分为刚性索和柔性索两大类。1、刚性索由钢索外包预应力混凝土而形成的刚性构件。拉索数少而集中，提高主梁的刚度，减少高强度钢材的用量是其优点。2、柔性索分为卷制钢铰线索，封闭式卷制钢丝索，平行钢丝索三类。1）、卷制钢铰线索：一般很少用，是由若干圈排成圆形的钢丝所构成，比较柔软和易于架设，但是抗拉强度比较低。2、封闭式卷制钢铰线索：截面中心部分由若干根圆截面的钢丝排列而成，其外有1-2圈梯形截面的钢丝和1-3圈Z形截面的钢丝。抗拉强度比较小。3、平行钢丝索：是用几十根到几百根左右的圆截面钢丝紧密而平行地组成六角形蜂巢状截面。优点是抗拉强度和弹性模量均较大，抗疲劳性能也较好，但其缺陷是由于刚度大而引起的二次应力问题以及架设和防腐解决较复杂。第七章悬索桥构造一、总体布置悬索桥重要由主缆、吊索、梁、塔、索鞍和锚锭组成。以悬索为重要支撑结构，悬索承受拉力。悬索桥为目前跨越能力最大的桥型，在跨度布置上通常做成单主跨并带两边跨的三跨悬索桥，也可做成具有一个以上主跨的多跨悬索桥。悬索桥立面布置图二、主缆概述：主缆一般为一条近似于抛物线的曲线。分类：钢丝绳主缆、平行丝股主缆两大类。其中钢丝绳主缆多用于中小跨径的悬索桥，一般跨径不超过600m；平行丝主缆重要用于大跨径的悬索桥，一般跨径不低于400m。索面布置：大多数悬索桥都采用双面主缆，主缆的外形多按六边形配置，一般有尖顶和平顶两种。主缆一般为高强度钢丝进行加工而成的，可以交错布置也可以平行布置。三、吊索立面布置:吊索的立面布置一般有垂直和斜向两种形式。吊索制作:吊索一般用钢丝绳制作，少数小跨度悬索桥也有用刚性吊杆的。拉力较大时一般采用高强度钢丝绳制成吊索。为了连接把钢丝绳两头散开伸入联结套筒中，交入合金使钢丝绳和套筒之间结为整体。边跨、主跨布索:一般情况下边跨和主跨均应布置吊索，但是有时在跨度较小，或边跨较小的情况下，边跨可以不设立吊索，而采用类似于简支梁的承重类型。四、梁梁的构造。梁的重要形式有：钢板梁、桁架梁、钢箱梁、钢筋混凝土箱梁等钢板梁通常采用工字形截面，沿跨径设立成等高度梁；桁架梁一般也是沿跨径设立成等高度梁，杆件多采用四支角钢和钢板组成的H形截面；对于长细比控制的构件常采用箱形截面，以增长截面的惯矩。钢箱梁抗扭刚度大，比桁架梁构造简朴，易于制造，其形式为流线型扁平钢箱梁。钢筋混凝土箱梁的刚度大，构造简朴，易于制造，并且与其他梁的形式相比，造价最低。由于悬索桥一般跨度比较的，因此相对而言梁就变得很薄，所以受风荷载的影响很大，将梁做成流线形，有助于抵抗风荷载，避免产生共振而使梁受到破坏。五、塔概述：承受悬索传来的竖向分力和水平分力的结构。一般由设立在桥墩顶部的两根立柱和立柱间的横向连接所组成。一般构造：悬索桥桥塔一般设计为柔性结构，其腹杆的组合形式有桁架式、刚构式、组合式三种。分类：从材料上悬索桥桥塔可设计成：石砌圬工塔、摆动式钢塔或下端固定钢塔、混凝土塔。六、索鞍概述：供悬索通过塔顶的支承结构。一般构造：由肋板式的弧形铸铁块件制成，上设有索槽，安装悬索。假如需要水平移动，则一般需要在上座底面设立一排辊轴，下面放置底板，将辊轴传来的集中力分布于塔柱上。分类：按其作用可分为：塔顶主鞍座、支架副鞍座和展束锚固鞍座三种。初期一般是大型铸钢构件，现在鞍座多采用焊接钢结构。七、锚锭概述：承受悬索两端所有拉力的结构,一般由锚块基础、锚块、钢索的锚锭架及固定装置和遮棚等构成。按照边跨的情况，可以与桥台组合设立或单独设立。锚固：自锚式悬索桥的主缆锚于加劲梁上，地锚式悬索桥则锚于重力式混凝土锚块或岩洞中的混凝土锚块上。锚锭最佳设立在靠近地表的坚实的岩层。构成：锚锭多数完全由混凝土构成，也可以运用以有的坚实的岩层或岩洞，部分用混凝土浇筑来形成锚锭。基本规定：锚锭应当与下面的基础形成整体，以提高锚锭的倾覆稳定性与滑动稳定性。所以一般来说，锚锭做的都比较大，这样才干使主缆传来的荷载通过锚锭传给地基。第八章墩台及支座构造一、桥墩重要可以分为以下几类：1、重力式桥墩：是实体的圬工墩，重要靠自身的重量来平衡外力，从而保证桥墩的强度和稳定。重要用c15或c15以上的片石混凝土浇筑，或用浆砌块石和料石，也可以用混凝土预制块砌筑。优点是整体刚度大，抗倾覆性能以及承重性能都很好；缺陷是自重大，不宜做的过大而使桥梁自重加大。2、空心式桥墩：可采用钢筋混凝土或混凝土。优点是节省材料，减轻桥墩的自重，施工速度快，质量好，节省模板支架；缺陷是，抵抗流水冲击和水中夹带的泥砂或冰块冲击力的能力差，所以不宜在有上述情况的河流中采用。3、桩式墩：桩式墩是将钻孔桩基础向上延伸作为桥墩的墩身，在桩顶浇筑盖梁。在墩位上的横向可以是一根或多根桩，设立一排桩时叫排桩墩。优点是材料用量经济，施工简便，适合平原地区建桥使用；缺陷是跨度不宜做的太大，一般小于13m，且在有漂流物和流速过大的河流中不宜采用。4、柱式墩：一般由基础上的承台、柱式墩身和盖梁组成。优点是能减轻墩身自重，节约圬工材料，比较美观，刚度和强度都较大，在有漂流物和流冰的河流中可以使用。5、柔性墩：是在多跨桥的两端设立刚性较大的桥台，中墩均为柔性墩。即墩体的整体刚度很小，在墩顶水平推力的作用下发生较大的水平位移。优点是由于桥墩的水平推力是按各墩的刚度分派的，故分派到每个柔性墩上的水平推力很小。6、薄壁墩重要分为钢筋混凝土薄壁墩和双壁墩以及V形墩三类。其共同特点是在横桥向的长度基本和其他形式的墩相同，但是在纵桥向的长度很小。其优点是，可以节省材料，减轻桥墩的自重，同时双壁墩可以增长桥墩的刚度，减小主梁支点负弯矩，增长桥梁美观；V形墩可以间接的减小主梁的跨度，使跨中弯矩减小，同时又具有拱桥的一些特点，更适合大跨度桥的建造。二、桥台桥台基本上可以分为以下几类：1、重力式桥台也称实体式桥台，重要靠自重来平衡台后的土压力。桥台台身多数由石砌、片石混凝土或混凝土等圬工材料建造，并采用就地建造的方法。重力式桥台的整体性好，刚度大，抗倾覆能力强，但是由于桥台是实体，故自重较大。重力式桥台依据桥梁的跨径、桥台高度及地形条件的不同，有多种形式。常用的有U形桥台、埋置式桥台、八字式荷一字式等。2、轻型桥台钢筋混凝土轻型桥台，是运用钢筋混凝土结构的抗弯能力来减少圬工体积而使桥台轻型化。重要可分为薄壁轻型桥台和支撑梁轻型桥台。其优点是结构自重轻，施工方便。3、框架式桥台是一种在横桥向成框架式结构的桩基础轻型桥台，优点是所受的土压力家小，可用于地基承载力较低、台身较高、跨径较大的梁桥。其构造形式有双柱式、多柱式、墙式、半重力式和双排式、板凳式等。4、组合桥台为使桥台轻型化，桥台自身重要承受桥跨结构传来的竖向力和水平力，台后的土压力由其他结构来承受，从而形成了组合桥台。优点是受力明确，节省材料。缺陷是构造复杂，施工不方便。5、承拉桥台重要在斜弯桥中使用，重要用来承受由于荷载的偏心作用而使支座受到的拉力。三、支座构造（一）垫层支座：由油毡、石棉泥或水泥沙浆垫层做成的简朴的支座，10m以下的跨径简支板、梁桥，可不设专门的支座，而将板或梁直接放在上述垫层上。变形性能较差，固定支座除了设垫层外，还应用锚栓将上下部结构相连。（二）铸钢支座1、弧形钢板支座：又称切线式支座或线支座。上支座为平板，下支座为弧形钢板，两者彼此相切而成线接触的支座。钢板采用约40~50mm的铸钢板或热扎钢板，缺陷是移动时要克服较大的摩阻力，用钢量大，加工麻烦，一般用于中小桥梁中。2、铸钢支座：采用碳素钢或优质钢，通过制模、翻砂、铸造、机械加工和热解决等工艺制成的支座。有尺寸大、耗钢量大，容易锈蚀和养护费用高等缺陷。（三）新型钢支座1、不锈钢或合金钢支座2、滑板钢支座3、球面支座:又称点支座，为适应桥梁多方面转动的规定，将支座上、下两部分的接触面分别做成曲率半径相同的凸、凹的球面支座。（四）钢筋混凝土支座1、摆柱式支座:活动部分由钢筋混凝土摆柱构成的活动支座。外形和活动机理与割边的单辊轴钢支座相同，但在构造上则用矩形截面的钢筋混凝土短柱来代替辊轴的中间部分，辊轴的顶部和底部为弧形钢板，常用于跨径大于20m的钢筋混凝土或预应力混凝土梁桥。2、混凝土铰：通过缩小混凝土截面来减少截面刚度，因此能产生少量转动而能承受足够的轴力的一种简化支座。（五）板式橡胶支座：由几层橡胶片和嵌在其间的各类加劲物构成或仅由一块橡胶板构成的支座。外形有长方形、梯形、圆形等。（六）盆式橡胶支座：橡胶块紧密地放置在钢盆里的大吨位橡胶支座。由于橡胶块受到三向压力作用，因此使支座的极限承载能力有所加强。（七）拉力支座：又称负反力支座，可以同时承受正负反力的支座。分为拉力铰支座和拉力连杆支座两类，前者又分为固定式和活动式。固定式铰支的上摇座锚于梁端，下摇座锚于墩顶或桥台，之间用钢销连接而成；活动式的下摇座锚于墩顶或台顶的防拔块间，并在座下加辊轴，使其即能受拉，又能沿纵向移动。（八）减震支座：附设有减震器而具有减震和抗震功能的支座。减震器分为油压减振器和橡胶减振器，减震器的机理重要是运用液体介质的粘滞性或橡胶的弹性所产生的阻尼力来减小地震力的影响。第九章桥梁施工一、桥梁上部结构施工方法简支梁桥施工方法1、支架浇筑涉及以下几个工序：（1）浇筑前的检查。涉及：1、支架和模板的检查；2、钢筋和钢索位置的检查；3、浇筑混凝土前的准备工作。（2）混凝土浇筑。涉及：1、拟定混凝土的浇筑速度；2、拟定混凝土的浇筑顺序。2、预制安装（1）起重机架设法（2）架桥机架设法一般在长大河道上采用，公路上采用贝雷梁构件拼装成架桥机；铁路上采用800kn，1300kn，1600kn架桥机。（3）支架架梁法（4）简易机具组合法（5）塔架架设法悬臂梁、连续梁、刚架桥施工方法1、运用脚手架施工（1）满堂支架（2）移动支架2、预制架设法（1）梁段整体施工（2）悬臂拼装法3、悬臂法悬臂施工法也称分段施工法，是以桥墩为中心向两岸对称的、逐节悬臂接长的施工方法。分为悬臂浇筑法和悬臂拼装法两种。（1）悬臂拼装法悬臂拼装法是运用移动式悬拼吊机将预制梁段起吊至桥位，然后采用环氧树脂胶及钢丝束预施应力连接成整体。采用逐段拼装，一个节段张拉锚固后，再拼装下一节段。悬臂拼装施工涉及块件的预制、运送、拼装及合拢。（2）悬臂浇筑法悬臂浇筑采用移动式挂篮作为重要施工设备，以桥墩为中心，对称向两岸运用挂篮逐段浇筑梁段混凝土，待混凝土达成规定强度后，张拉预应力束，再移动挂篮，进行下一节段的施工。4、顶推法顶推法施工是沿桥轴方向，在台后开辟预制场地，分节段预制梁身并用纵向预应力筋将各节段连成整体，然后通过水平液压千斤顶施力，借助滑动装置，将梁段向对岸推动。这样分段预制，逐段顶推，待所有顶推就位后，落梁、更换正式支座，完毕桥梁施工。合用于中档跨径、等截面的直线或曲线桥梁。顶推施工依照顶推的施工方法分类有单点顶推和多点顶推。（1）单点顶推顶推的装置集中在主梁预制场地附近的桥台或桥墩上，前方墩各支点上设立滑动支承。（2）多点顶推在每个墩台上设立一对小吨位的水平千斤顶，将集中的顶推力分散到各墩上。由于可运用水平千斤顶传给墩台的反力来平衡梁体滑移时在桥墩上产生的摩阻力，从而使桥墩在顶推过程中承受较小的水平力，因此可以在柔性墩上采用多点顶推法。同时多点顶推所需的顶推设备吨位小，容易获得。5、转体法在河流的两岸或适当位置，运用地形或使用简便的支架先将半桥预制完毕，然后以桥梁结构自身为转动体，使用一些机具设备，分别将两个半桥转动到桥的轴线位置合拢成桥的建桥方法。可以采用平面转体、竖向转体或平竖结合转体。现已应用在拱桥、梁桥、斜拉桥、斜腿钢架桥等不同桥型上部结构的施工。优点是可减少支架费用、把高空作业和水上作业转变为岸边陆上作业，从而保证安全和质量，并且施工中可不影响桥孔下的交通或航行。一般合用于单孔或三孔桥梁施工。拱桥常用施工方法1、有支架施工（1）就地砌筑(满堂支架、拱架)（2）预制安装(简易排架+吊装设备)（3）就地砌筑(满堂支架、劲性骨架法）2、无支架施工（1）悬臂法(悬拼法、悬浇法)（2）缆索吊装法缆索吊装施工，在预制场地预制拱肋（箱）和拱上结构，将预制拱肋和拱上结构通过平车等运送设备移运至揽索吊装位置，将分段预制的拱肋吊运至安装位置，运用扣索对分段拱肋进行临时固定，吊装合拢拱肋，对各段拱肋进行轴线调整，主拱圈合拢，拱上结构安装。在峡谷或水深流急的河段上，或在通航的河流上需要满足船只的顺利通行，缆索吊装由于具有跨越能力大，水平和垂直运送机动灵活，适应性广，施工比较稳妥方便等优点，在拱桥施工中被广泛采用。（3）转体施工法(竖转、平转、竖转和平转的组合)桥梁墩台施工桥梁墩台施工是建造桥梁墩台的各项工作的总称。其重要工作有：墩台定位，放样，基础施工，在基础襟边上立模板和支架，浇筑墩(台)身混凝土或砌石，扎顶帽钢筋，浇顶帽混凝土并预留支座锚栓孔等。桥梁墩台施工方法通常分为两大类：一类是现场就地浇筑与砌筑；一类是拼装预制的混凝土砌块、钢筋混凝土或预应力混凝土构件。前者工序简便，机具较少，技术操作难度较小；但是施工期限较长，需消耗较多的劳力和物力。后者的特点是可保证施工质量、减轻工人劳动的强度，又可加快工程进度，提高经济效益，对施工场地狭窄，特别是缺少砂石地区或干旱缺水地区建造桥墩有着更重要的意义。桥梁墩台按施工方式的不同分为砌筑墩台、装配式墩台、现场浇筑墩台等几种类型。砌筑墩台石砌墩台是用片石、块石及粗料石以水泥砂浆砌筑的，具有就地取材和经久耐用等优点，在石料丰富地区建造墩台时，在施工期间限许的条件下，为节约水泥，应优先考虑石砌墩台方案。砌筑质量应符合以下规定：1、砌体所用各项材料类别、规格及质量符合规定；2、砌缝砂浆或小石子混凝土铺填饱满、强度符合规定；3、砌缝宽度、错缝距离符合规定，勾缝坚固、整齐，深度和形式符合规定；4、砌筑方法对的；5、砌体位置、尺寸不超过允许偏差。装配式墩(柱式墩、后张法预应力墩)装配式墩台施工合用于山谷架桥、跨越平缓无漂流物的河沟、河滩等的桥梁，特别是在工地干扰多、施工场地狭窄，缺水与沙石供应困难地区，其效果更为显著。其优点是：结构形式轻便，建桥速度快，坞工省，预制构件质量有保证等等。装配式墩有柱式墩、后张法预应力墩两种形式：1、装配式柱式墩将桥墩分解成若干轻型部件，在工厂或工地集中预制，再运送到现场装配成桥梁。2、后张法预应力墩分为基础基础、实体墩身和装配墩身三大部分。装配墩身由基本构件、隔板、顶板及顶冒四种不同形状的构件组成，用高强钢丝穿入预留的上下贯通的孔道内，张拉锚固而成。现场浇筑墩台(V形墩等)重要有两个工序：一是制作与安装墩台模板；二是混凝土浇筑。1、模板常用的模板类型有：拼装式模板，整体吊装模板，组合型钢模板，滑动钢模板。模板安装前应对模板尺寸进行检查；安装时要坚实牢固，以免振捣混凝土时引起跑模漏浆；安装位置要符合结构设计规定。2、混凝土浇筑墩台身混凝土施工前，应将基础顶面冲洗干净，凿除表面浮浆，整修连接钢筋。灌注混凝土时，应经常检查模板、钢筋及预埋件的位置和保护层的尺寸，保证位置对的，不发生变形。混凝土施工中，应切实保证混凝土的配合比、水灰比和塌落度等技术性能指标满足规范规定。桥梁基础施工方法桥梁上部承受的各种荷载，通过桥台或桥墩传至基础，再由基础传至地基。基础是桥梁下部结构的重要组成部分，因此，基础工程在桥梁结构物的设计与施工中，占有极为重要的地位，它对结构物的安全使用和工程造价有很大的影响。桥梁基础按施工方法可分为扩大基础、桩及管柱基础、沉井基础、地下连续墙基础和锁口钢管桩基础。扩大基础扩大基础或称明挖基础属直接基础，是将基础底板设在直接承载地基上，来自上部结构的荷载通过基础底板直接传递给承载地基。其施工方法通常是采用明挖的方式进行的，施工中坑壁的稳定性是必须特别注意的问题。明挖扩大基础施工的重要内容涉及基础的定位放样、基坑开挖、基坑排水、基底解决以及砌筑（浇筑）基础结构物等。桩及管柱基础本地基浅层土质较差，持力土层埋藏较深，需要采用深基础才干满足结构物对地基强度、变形和稳定性规定期，可采用桩基础。基桩按材料分类有木桩、钢筋混凝土桩、预应力混凝土桩与钢桩。桥梁基础中用的较多的是中间两种。按制作方法分为预制桩和钻(挖）孔灌注桩；按施工方法分为锤击沉桩、振动沉桩、射水沉桩、静力压桩、就地灌注桩与钻孔埋置桩等，前四种又统称沉入桩。应根据地质条件、设计荷载、施工设备、工期限制及对附近建筑物产生的影响等来选择桩基的施工方法。沉井基础又称开口沉箱基础，由开口的井筒构成的地下承重结构物。一般为深基础，合用于持力层较深或河床冲刷严重等水文地质条件，具有很高的承载力和抗震性能。这种基础系由井筒、封底混凝土和预盖等组成，其平面形状可以是圆形、矩形或圆端形，立面多为垂直边，井孔为单孔或多孔，井壁为钢筋、木筋或竹筋混凝土，甚至由刚壳中填充混凝土等建成。若为陆地基础，它在地表建造，由取土井排土以减少刃脚土的阻力，一般借自重下沉；若为水中基础，可用筑岛法，或浮运法建造。在下沉过程中，如侧摩阻力过大，可采用高压射水法、泥浆套法或井壁后压