桥梁工程读书报告

桥梁读书报告在这学期的桥梁课程上，老师建议我们去读一些与桥梁有关的书籍，报刊。《漫话桥梁》是我找到的第一本书，这本书站在历史与人文的视角，介绍了桥梁的起源与发展，丰富多恣的基本形式，描述了桥梁的重大创新过程和典型桥梁实例，也讲解了许多和桥梁有关的趣闻与小故事，透过一串串桥梁跨越的年代和跨度纪录，展现了桥梁建设的历程和成就，建桥人的艰辛和奋斗，过去的辉煌和失落，当今的努力和进取。这本书算得上是一本非常好的科普书，书中穿插了许多相关的图片，内容很丰富，浅显易懂。除此之外，还阅读了《钢结构设计原理》，另外还经常在网上看一些与桥梁有关的报刊，论文。钢桥指一座桥梁上部结构的主要承重部分用钢材制成。钢桥的主要优点是：能够实现工业化制造和拼装；上、下部结构可以同时施工，加快了施工进度；钢材匀质、构件轻型，利于悬臂施工；高强度利于跨越很大跨度，节省下部结构的施工时间与费用。钢桥的主要缺点是：在大气作用下受侵蚀，易生锈，要经常除锈和油漆，养护费用较混凝土桥大；建桥一次性投资成本高。常见的钢桥结构型式有：梁桥（i型板梁、桁梁、箱梁），拱桥（系杆拱，箱形拱、桁架拱），索桥（悬索桥和斜拉桥）大跨径公路钢桥主要是悬索桥和斜拉桥；铁路钢桥多为桁梁桥和桁架拱桥。一般钢材的防锈蚀，需要经常除锈、油漆，费钱费时。而不需要油漆的耐候钢的表面会形成氧化铁薄膜以抗锈蚀，例如美国的a588号钢和日本的jisg3114等等。用钢材制造钢桥，要经过许多机械加工工艺和焊接工艺。制成的钢桥要承受很大的静、动力荷载与冲击荷载。因此被选作造桥的钢材，既要能适应制造工艺要求，又要满足使用要求。钢桥所用钢的种类有碳素钢、低合金高强度钢和低合金超高强度钢。根据钢材的形状分工字钢、角钢、槽钢、钢板和高强度钢索。现代钢桥用材最多的是钢板。以往钢板和型钢多数采用低合金钢16mn或16mnq。或者铸钢和优质碳素钢（如45号钢）。在20世纪我国已建成了采用可焊性良好的14mnnbq及15mnvnq钢及栓焊整体节点组成的大型桥梁，目前还须进一步开展低含碳量和含其他合金元素，经过微合金化和晶粒细化处理的超高强度的、可焊性优异的钢材的研究和生产。我国常用桥梁钢的强度水平和国外基本一样，均为240mpa~420mpa。更高强度钢在动荷载较大的钢桥中使用受到一定的限制，日本研究较多，我国和英、美、德在钢桥中很少使用。我国桥梁钢的力学性能要求标准和国外是一样的，但实物质量水平尚不及国外。用来造桥的钢的化学成分和力学性能都有严格的规定。钢的合金元素有碳、锰、硅及有害杂质硫、磷。强度较高的钢还有微量元素铅、镍、钒、铝、氮等。欧洲在18世纪下半叶开始修建生铁桥，由于生铁性脆，在梁桥中没有得到推广，主要用于拱桥。其后转为用铸铁造桥，19世纪40年代开始出现熟（锻）铁桥，但这两种桥经常失事。19世纪同时出现了转炉和平炉炼钢。随着冶炼技术的进步，钢材逐渐在桥梁中大量应用。第一座全钢桥出现在1878年，自此以后在世界范围内得到迅速发展。近代钢桥不但在跨径上大大突破原来的记录，而且在刚才方面向高强、耐锈蚀的特种刚发展，在施工工艺上向全焊结构方面发展，使现代化钢桥自重更轻，跨越能力更强，形成更多优美、合理、实用的体系。欧洲在18世纪下半叶开始修建生铁桥，由于生铁性脆，在梁桥中没有得到推广，主要用于拱桥。其后转为用铸铁造桥，19世纪40年代开始出现熟（锻）铁桥，但这两种桥经常失事。19世纪同时出现了转炉和平炉炼钢。随着冶炼技术的进步，钢材逐渐在桥梁中大量应用。第一座全钢桥出现在1878年，自此以后在世界范围内得到迅速发展。近代钢桥不但在跨径上大大突破原来的记录，而且在刚才方面向高强、耐锈蚀的特种刚发展，在施工工艺上向全焊结构方面发展，使现代化钢桥自重更轻，跨越能力更强，形成更多优美、合理、实用的体系。钢桁架是世界上应用广泛最为流行的一种结构。它具有结构简单、运输方便、架设快速、分解容易等特点，同时具备承载能力大、结构刚性强、疲劳寿命长等优点。它能根据可选择的桥梁跨径、组合成各种类型和各种用途的临时桥、应急桥和固定桥。在工程及桥梁施工中利用桁架组装导梁、拱架、塔柱、龙门吊架、架桥机等。而大跨度钢拱桥与同跨度钢简支梁桥相比，省钢可达15％以上；但柔性系杆刚性拱与简支梁桥相比，省钢较少而构造复杂，所以跨越平原桥时，并非最佳方案。现今公路及铁路钢拱桥，多采用双铰（桁架拱）或无铰拱（板拱）。中下承式板拱，经济的矢跨比为1/5；上承式板拱不宜小于1/8～1/10。板拱主拱拱顶合理高度约为1/40跨长；桁架拱约为1/15左右。,钢拱桥实例：虹桥：加拿大与美国边境，主跨290米，公铁两用，1941年建成；悉尼港钢拱桥：主跨503米，公铁两用，1931年建成；3002大桥：中国西南，主跨180米，公路桥，无铰钢板拱。钢斜拉则指主梁结构为钢制作的斜拉桥。分为实腹钢梁和钢桁架梁两种。前者多用于公路，后者多用于铁路。在跨度较大时，前者采用措施来保证抗风稳定性，如将截面做成流线的扁平箱，后者则不用。强度、延伸率、断面收缩率、冲击韧性、冷弯是钢的几个力学性质要求指标。钢的强度表示钢对塑性变形和破坏的抵抗能力。钢的强度有三个指标，第一个指标是弹性极限，第二个指标是屈服强度或称为屈服点，第三个指标是极限强度。桥梁在使用时，不仅要求在荷载作用下不会破坏，而且不允许产生过大的变形。弹性极限及屈服点越高，表示钢对变形的抵抗能力越大，钢在不发生塑性变形的条件下能承受的应力越大。包括伸长率、断面收缩率、冷弯。伸长率和断面收缩率，是钢对结构的安全性指标。因为桥梁结构中在有局部应力集中或有焊接残余应力处，其值可能超过屈服点。伸长率高、断面收缩率高的钢材就可以通过塑性变形使应力重新分布，避免引起结构的局部破坏而导致结构的失败。冷弯是检查钢材承受规定弯曲程度的弯曲变形性能，并能显示钢板中是否有缺陷。冷弯性能好的材料，有利于制造。它是一项工艺指标，也是一项质量指标，但主要还是质量指标，可以考验钢板中有没有夹碴或分层。在选用造桥钢材时除注意强度之外，要特别重视它的韧性。韧性会影响钢桥的抗疲劳性和抗脆断性。钢桥承受的动荷载是随时间变化而重复循环作用的荷载。这种荷载的大小虽低于结构的名义承载能力，但由于结构中有微小的缺陷或应力集中，易产生塑性变形，从而萌生裂纹。随着外力循环次数的增加，微小的裂纹会逐渐扩展，最后导致钢桥的疲劳断裂。在结构上出现可以看得见的裂纹前能承受荷载循环作用的次数，工程上称为结构或材料的疲劳寿命。钢桥构件在静力或加载次数不多的动荷载作用下发生突然断裂，断裂前构件变形很小，裂缝开展速度很快。这种断裂称为脆性断裂.钢材的脆性断裂也与其韧性有密切关系。钢材的韧性是钢材破坏前所吸收的能量。韧性不好的钢材，在低温或快速加载等不利的条件下，容易使钢材发生脆性断裂。因此，常用低温冲击韧性来判断钢材的脆性断裂倾向。钢材随使用年限延长，会发生老化，表现为钢材变脆、韧性下降，为此还要进行时效冲击试验。其要求标准与低温冲击要求标准相同。钢桥所用的钢材，必须可焊性好。可焊性是材料通过一定的工艺条件进行焊接而能形成优质连接接头的性能。优质接头的评定标准是其各项力学性能指标下低于母材。如果这种工艺条件是普通的、简便的、大批量生产容易控制的，就称这种钢材有良好的可焊性。反之，工艺条件是特殊的、复杂的、大批量生产难于控制的，则称这种材料的可焊性差。焊接接头分为两部分：一是焊缝金属；二是在焊缝周围钢材受热影响的区域。影响焊缝金属性能的因素主要包括钢材、焊丝、焊条等填充金属的化学成分，焊条涂料和焊剂的化学成分以及有关的工艺参数，如电流、电压大小、焊接速度等。影响焊缝周边金属热影响区力学性能的因素，主要是钢材的成分和力学性能以及焊后温度冷却的快慢等。目前我国公路钢桥设计使用的是容许应力理论，它不能充分发挥钢结构的潜力，与先进国家相比设计理论滞后。考虑钢桥自适应能更充分地发挥钢结构的潜在承载力，因此，应加强对自应力在桥梁结构中应用的研究，使桥梁结构设计更加合理、轻巧。大跨度钢桥使用的设计理论，有容许应力理论和极限强度理论，铁路大跨度钢桥主要是容许应力理论。自20世纪80年代开始有学者研究应用可靠度理论。用可靠度理论对大跨度钢桥进行设计，在国内外都是一门崭新的学科，根据我国对可靠度理论研究的进度，在近年的各种设计规范将可以把可靠度理论作为基础了。可靠度理论设计采用多系数极限状态方程式，分别对强度极限状态、使用极限状态和疲劳极限状态进行设计。在疲劳可靠度理论设计方面，中国铁道部花了大量的人力、物力进行研究，根据我国的实际情况，制定了铁路疲劳荷载谱和疲劳抗力，有许多规范不仅适用于铁路大跨径钢桥，也可供其他钢结构设计时参考。高性能钢在美国钢桥的应用：桥梁用钢的历史，表现出一条“低碳钢-低合金钢-高强度钢-高性能钢”发展轨迹。一般而言，高强度钢在材料韧性和可焊性等方面往往不尽人意，这在一定程度上限制了其使用范围。高性能钢则是一种综合优化了材料力学性能、便于加工制造、可用于低温和腐蚀环境、具备较高性价比的桥梁结构用钢，它不仅保持了较高的强度，而且在材料的抗腐蚀和耐候性能、可焊性、抗脆断和疲劳性能等方面都比传统钢材有明显的提高和改善。开展高强度钢和高性能钢的研究并在桥梁工程中加以应用，已成为世界性的趋势。早在20世纪50年代，日本就开始采用屈服强度为500mpa和600mpa级的高强度钢，在60年代中期开始采用800mpa级钢，累计建造了数百座桥梁。1974年建成的港大桥，耗费700mpa级钢1073t，800mpa级钢4195t。在位于本四连络线（儿岛-坂出线）的桥梁(包括公铁两用的3座悬索桥、2座斜拉桥和1座桁梁桥)上，大量采用了600mpa、700mpa和800mpa级钢。在明石海峡大桥的加劲桁梁上采用了800mpa级钢，取得了减轻自重的良好效果。目前，日本的高性能钢取得迅速进展，已开发出530～710mpa级的高性能钢，以及300～530mpa级的可用于高腐蚀地区的系列耐候钢。美国较早就开始在桥梁工程中应用高强度钢和耐候钢(如1977年建成的新河谷桥)在高性能钢研发之前，桥梁用钢有4个等级[4]:250、345(345s，345w)、485(485w)、690(690w)，代号中的数字表示最小屈服强度，单位为mpa，w代表该类钢材具备耐候性能。常用者为345(345w)钢，更高强度的485(485w)钢，因焊接工艺和制造精度要求偏高而较少采用。为此，1991美国钢铁协会和土木工程研究基金会建议研发新的桥梁用钢种高性能钢，其强度不低于345mpa，同时材料韧性和可焊性能更好地满足使用和制造要求。新钢种系列的代号分别为高性能钢345w、高性能钢485w和高性能钢690w。高性能钢的高强度性能，为桥梁工程师提供了设计更加轻盈、跨度更大的桥梁的可能;其良好的抗腐蚀和耐候性能(在正常大气环境下无需油漆)，也得到桥梁业主和管理部门的认可。因此，高性能钢在美国桥梁工程界受到青睐，近年来，采用高性能钢建造的桥梁数量呈快速增长趋势(2002年44座，2003年109座，截至2004年9月约有154座)。采用高性能钢修建的桥梁绝大部分是中小跨度的公路简支梁和连续梁桥（大部分梁桥的跨度在20～50m之间，最大跨度达到137m)；主梁截面为工字形或开口箱形，配混凝土桥面板。高性能钢的特点可总结如下：①材料强度高，设计自由度增大;例如可减少主梁片数以减轻自重，可采用更矮的主梁以增加桥下净空，可增加跨度以减少水中墩。②焊接性能得到改善，这在很大程度上消除了氢致开裂;预热温度的降低既减少了制作费用，也改善了焊接质量。③材料的高韧性，大大降低了在低温条件下钢桥发生脆断和突然失效的可能性，而且，高韧性也意味着增大了对裂纹的容忍度，这就争取到更多时间在桥梁出现严重问题之前进行检测和修复。④良好的耐候性，这保证了未油漆的桥梁在大气环境下能正常、长期地发挥功能，并节省整个服役期内的养护维修费用。⑤借助混杂设计，可充分发挥高性能钢的功能，避免其可能存在的不足，同时也达到减轻自重、节省费用的目的。美国的高性能钢是一种值得关注和了解的桥梁新型用钢，它在相当程度上代表着钢桥用材的发展方向。20世纪以前，钢结构采用的材料是抗拉强度很低的铸铁和抗拉强度相对较高的锻铁。利用锻铁对铸铁施加预应力，可以提高承载力，扩大其弹性受力范围。捷克等国在19世纪中期共建造了163座预应力铸铁桁架桥，这种桁架桥上弦杆和斜杆由铸铁制成，下弦杆和竖杆是由锻铁制成。用螺栓对竖杆进行张拉，使斜杆在受荷过程中始终处于受压状态。早期预应力钢桥的实践，由于所用预应力材料的强度不高，设计理论不甚清楚，经过长期徐变所加预应力损失殆尽，因此经济性和使用性大大受限，未能得到更加广泛的应用。随着20世纪50年代现代预应力钢结构在世界范围内的广泛研究，采用高强钢丝的预应力钢桥在国内外大量兴建。前苏联在1948年设计并建造了一座跨径为24.5m，悬臂长为6.5m的双悬臂实腹预应力钢结构立交桥。该桥由10榀间距为3m的预应力刚架组成，利用桥面自重荷载施加的先后顺序不同在拉索产生预应力，在活荷载作用下，拉索中不出现压应力，成为悬臂端的支座。该工程与一般的钢结构工程相比可节约造价25%左右。1953年，布鲁塞尔飞机库大门采用预应力双跨连续钢桁架，两跨跨度均为76.5m，它是预应力技术在大跨度钢结构中成功应用的首例。与不加预应力的设计相比节约造价6%，省钢12%。在同一时期，德国也在公路钢桥中采用了预应力钢结构，如1957年修建的montabour公路桥，省钢达30%。此外，英国、美国等国家也相继建设了一些预应力钢结构桥梁和大跨建筑。我国从20世纪50年代开始进行预应力钢结构的研究，首先在一批工矿企业的运输栈桥和吊车梁上采用了预应力钢结构技术。国内第一个预应力钢结构是山西大同煤矿四老沟矿的输煤栈桥，跨度25m，1958年建成，省钢达51%。此后，国内相继建成了一些跨度从25～50m的预应力钢结构输送栈桥。20世纪80年代以后，预应力钢结构在房屋建筑工程中得到了更加广泛的应用，北京西客站主站房45m大梁即采用预应力钢桁架。但预应力钢桥在国内的应用还是很少。问题。根据桥梁结构动力学、车辆动力学、轮轨相互作用以及结构风振的基本原理,研究风、列车、桥梁构成的动力相互作用系统的振动机理。结合实桥的动力研究,建立风荷载作用下的列车和大跨度桥梁系统动力相互作用分析模型,研究桥梁在脉动风荷载和列车荷载同时作用下的振动特性,以及桥上列车受风荷载作用下运行的安全性和平稳性,从而得出风速、车速、桥型等多种因素对风—车—桥动力系统振动特性等影响的研究结论。主要研究内容如下。1)结合我国现阶段大跨度桥梁的建设,考虑桥梁的抖振以及与脉动风之间的自激振动、列车—桥梁耦合振动、车体横向平均风压形成的移动荷载对桥梁的横向冲击、以及侧向风对车辆的影响等多种因素,建立风荷载作用下的列车和桥梁系统动力相互作用理论分析模型。2)提出建立桥址区的脉动风速场的简化方法。采用谱解法将实际面状的大跨度桥梁的三维相关脉动风速场简化为沿主梁分布的一维脉动风速场,并采用快速fourier逆变换技术加快模拟速度。脉动风场中各风速点的模拟功率谱函数、自相干函数以及互相干函数与目标值吻合良好。从而导出车辆和桥梁静风力、抖振风力和自激风力的时域表达式。3)基于上述分析模型和方法,采用模态综合技术,建立风—车—桥系统动力方程组,并编制风—车—桥动力系统耦合振动分析计算程序。4)以武汉天兴洲公铁两用大跨度桥梁的大跨度悬索桥和斜拉桥两个不同阶段的设计方案为实际工程背景,采用本文建立的风—车—桥耦合振动的分析计算程序,对大跨度桥梁同时在脉动风和运行列车两种荷载工况作用下的动力响应进行动力仿真计算,并对桥梁的振动性能进行分析评价。计算结果表明:脉动风对大跨度桥梁,特别是悬索桥的动力响应影响显著;桥梁的横向、扭转位移响应主要受风力控制,随风速的增大而逐步急速增大;桥梁的竖向位移响应主要受运行列车的影响较大,但随着风速的不断增大,列车的影响逐渐减弱;作用在移动车体上的横向平均风压对桥梁的横向冲击作用十分显著,它是引起桥面横向位移响应的重要因素。5)通过理论推导和分析实例研究车桥系统的共振机理和共振条件。桥梁在移动车辆作用下产生的共振包括:①由车辆重量、离心力、横向平均风荷载等形成移动荷载列对桥梁周期性动力作用引起的共振;②由荷载列对桥梁加载速率引起的共振;③由轨道不平顺、轮对蛇行等周期性加载引起的共振等。车桥系统的共振与桥梁跨度、长度、竖向和横向刚度、列车编组、车辆轴距参数及车辆的自振频率等因素有关。6)根据车辆动力学的基础理论,分析并确定。桥上车辆运行安全性、平稳性的评判准则。采用本文建立的风—车—桥耦合振动的分析方法,模拟列车通过武汉天兴洲公铁两用大跨度悬索桥、斜拉桥方案的全过程,对列车在大跨度桥梁上受风运行时所产生的各项振动指标进行计算分析,包括脱轨系数、轮重减载率、轮轴横向力、倾覆系数、舒适度指标以及横、竖向车体振动加速度。通过多工况对比分析风速、车速、桥型等多种因素对风—车—桥动力系统振动特性的影响,确定桥上列车运行安全的风速阈值。对风荷载作用下列车在大跨度桥梁上运行的安全性和平稳性进行评价。计算结果表明:脉动风引起桥梁和车辆的抖振,它们对桥上列车的运行性能有很大影响;风荷载直接作用于运动着的车体本身,有使列车发生倾覆、脱离轨道的危险;车辆的各项振动指标均随着风速的增大而逐步急速增大,当平均风速超过25m?s-1时,桥上列车的运行安全将受到威胁。的初始角度等因数对大跨度桥梁的静风响应都有不同程度的影响。（2）大跨境桥梁静风失稳时的构形表现为空间弯扭耦合失稳，扭转变形对结构静风响应的影响是明显的。（3）计入材料的非线性，静风临界风速教不计入的结果小，但失稳时结构并不变成机构，即材料非线性降低了结构的切线刚度，但非引起失稳的主要原因。（4）大跨度桥梁的朱亮断面的升力距曲线斜率与其静篇二：桥梁工程读书笔记桥梁工程第一章总论第一节桥梁的基本组成和分类2003年六月开工建设的浙江宁波杭州湾跨海大桥，全长36公里，目前是世界上最长的桥梁。1、桥梁的组成上部结构、下部结构、支座、附属设施附属设施：桥面系、伸缩缝、桥头搭板，锥形护坡2、术语介绍净跨径：对于设置支座的桥梁为相邻两墩、台身顶内缘之间的水平距离，不设支座的桥梁为上、下部结构相交处内缘间的水平距离。总跨径：多孔桥梁中各孔净跨径的总和。计算跨径：对于设置支座的桥梁，为相邻支座中心线的水平距离，对于不设置支座的桥梁，为上、下部结构的相交面之中心间的水平距离。标准跨径：对于梁式桥、板式桥，以两桥墩中心线长度或桥墩中线与桥台台背前缘线之间桥中心线长度为准，拱式桥和涵洞以净跨径为准。桥梁全长：对于有桥台的桥梁为两岸桥台翼墙尾端间的距离，对于无桥台的桥梁为桥面系行车道长度。3、分类3）、按跨越障碍的性质跨河桥、跨海桥、跨线桥、立交桥、高架桥。4）、按用途公路桥、铁路桥等。第二节桥梁发展动态1、各个桥型的世界前5名2、我国桥梁建设成就3、世界最美桥梁塞尔吉那图波桥，美国金门大桥第二节桥梁的总体规划设计第二章混凝土梁桥和钢架桥第一节概述中小跨径的公路桥梁或城市桥梁，大部分是钢筋混凝土梁桥或预应力混凝土梁式桥。预应力简支桥跨径已达到50-70米。连续刚构已达300米。梁式桥分板式、肋式、箱式。又分为简支、连续、悬臂桥。哈还分为预制的、现浇的。第二节混凝土梁桥的构造与设计要点1、板桥简单方便，跨度小，分简支、连续、悬臂三种。跨径一般在8米以下。装配式空心板梁跨径达6-13米。2、肋梁桥应用最广泛，有门形、t形和箱形。钢筋混凝土简支梁跨径8-20米，预应力混凝土简支梁20-50米。3、悬臂体系由于存在负弯矩，与简支桥相比，跨径加大。分有挂梁和无挂梁。普通悬臂跨径80米，预应力悬臂一般100米以下，最大150米。t形刚构悬臂加预应力跨径达120米，最大174米。以上悬臂我国均已少用了。4、连续体系梁桥伸缩缝少，行车舒适，跨越能力进一步加大。等截面预应力混凝土连续桥40-60米，变截面跨径大于70米。预应力连续刚构桥跨径达180米以上。最大330米。第三节刚架桥刚架桥，非钢架桥，它是将行车道与桥梁墩台采用刚性连接的一种桥梁体系。主要特点是，省掉昂贵的支座费用，施工中不用进行体系装转换，属于梁式受力状态。主要包括t形钢构桥、连续钢构桥、刚构连续-组合体系桥、门式刚架桥、斜腿式刚架桥、全无缝式连续刚架桥。第四阶混凝土斜、弯梁简介1、斜梁桥中轴线与水流方向设计成斜交的，称为斜梁桥。受力较为复杂，锐角容易翘起。2弯梁桥平面弯曲的曲线桥梁叫弯梁桥。受耦合作用，外圈受力大于内圈，汽车离心力作用。第三章混凝土拱桥第一节概述1、拱桥的主要特点跨越能力大、受压力为主节约大量钢筋和混凝土、耐久性好维修费用少、外观美丽、构造简单。自重大，水平推力大，地基要求较高、连续多孔时，为了避免一孔破坏影响整个桥梁时，需增加复杂的措施，与梁桥相比建筑高度大。2、拱桥的组成及主要类型1）、上部结构：主拱圈、拱上建筑物下部结构：桥墩、桥台及基础拱圈与墩台连接处称为拱脚。2）、拱桥类型按主拱圈所使用的建筑材料圬工拱桥、钢筋混凝土拱桥、钢拱桥、钢-混凝土拱桥。按拱上建筑的形式实腹式拱桥、空腹式拱桥按主拱圈形式圆弧线拱桥、抛物线拱桥、悬链线拱桥按桥面位置上承式、中承式、下承式拱桥按有无水平推力有推力拱桥、无推力拱桥按结构受力图示三铰拱，两铰拱，无铰拱，按拱圈截面形式板拱桥、板肋拱桥、肋拱桥、双曲拱桥、箱形拱桥、钢管混凝土拱桥、劲性骨架混凝土拱桥。篇三：同济大学桥梁发展趋势读书报告专题讲座报告课程名称:桥梁工程的发展趋势指导老师:_______葛耀军_________姓名:史先飞学号:1232627放眼世界、创新技术、科学理念，做一名出色的桥梁工程师——读葛耀军教授桥梁发展趋势报告2012年9月14日，葛耀军教授在同济大学给我们上了一堂丰富且生动的桥梁发展趋势课，做了《大跨度桥梁的抗风挑战与跨径极限》和《大型桥梁工程可持续发展理念与技术》两篇报告，比较系统全面的向我们讲述了中国大跨度桥梁的发展历程、现代主要大跨度桥梁的关键问题和极限跨径，以及大型桥梁工程可持续发展理念和评价，让我们对整个世界大跨度桥梁的发展现状和趋势有了全面的认识，并深刻感悟到可持续发展在桥梁工程领域的重要作用，为我们将来的发展提供了非常好的基础和方向。下面我就葛教授的报告内容和我个人心得进行详细阐述。一、大跨度桥梁的抗风挑战与跨径极限我国大跨度桥梁的发展我国桥梁具有五千年的文明历史，悬索桥最早完成于公元400年，赵州石拱桥完成于公元605年，是全世界第一座敞肩石拱桥。进入新世纪，随着区域经济的发展和西部大开发的号召,改革开放活跃的长江三角洲与发展潜力巨大的西部崇山峻岭、雪域高原、黄土高坡,同时掀起了路桥建设的高潮。一批堪称“桥梁建筑奇迹”的特大桥应运而生。至2008年6月底，我国主跨400m以上的桥梁已建成54座，在建18座；主跨1000m以上的桥梁建成6座，在建5座。已建的梁桥、拱桥、斜拉桥和悬索桥的最大跨径分别达到了330m、550m、1088m和1490m。公路桥梁正在朝着美观、大跨、轻型的方向发展。过去二十年中，我国的桥梁总长度由3,400km增加到21,000km，总数量由124,000座增加到550,000座，而1991年建成通车的南浦大桥则对中国大跨径桥梁的发展具有里程碑的意义。总的来说，我国桥梁的历史悠久，而现代桥梁虽然起步较晚，但是发展很快，在如火如荼的现代桥梁的建设中，取得了很多成就。大跨度桥梁发展的关键问题然后葛耀军教授详细给我们讲解了大跨度桥梁中悬索桥、斜拉桥和拱式桥的抗风挑战和跨径极限问题。下面分别介绍各类桥型的关键问题：（1）悬索桥葛教授以江苏的润扬长江大桥和舟山西侯门大桥为例，介绍了大跨度悬索桥的颤振及其控制问题。2005年建成的润扬长江大桥是中国第二、世界第四大跨径悬索桥。该桥为典型的三跨简支悬索桥,跨径布置为510m+1490m+510m，如图1所示。加劲梁断面为传统的闭口钢箱梁,高3m,宽36.3m。桥面双向各3车道,每个车道宽3.75m,桥面两侧各留出一道3.5m宽的紧急停车带，如图2所示：图1润扬长江大桥立面图图2润扬长江大桥主梁横断面润扬长江大桥的竖弯和侧弯振动频率基本合理,但是扭转频率比其他两座悬索桥相对偏低，为了提高结构的颤振稳定性,需考虑采取气动控制措施。在进一步的节段模型试验中,在主梁断面上增设了中央稳定板(见图2)。对于中央稳定板的高度选择，又做了实验，最终确定了高0.88m的中央稳定板。舟山西堠门大桥作为浙江舟山连岛工程的主体工程，是跨越西堠门水道、连接金塘岛和册子岛的一座大跨度桥梁。桥址选在册子岛和金塘岛之间水道最窄的地方，约2200m宽，在靠近册子岛处有一个小岛，称为老虎礁，可以布置一个缆索承重桥梁的主塔。如果将三跨悬索桥的一个主塔建在老虎礁上，那么另一个主塔就要落在金塘岛的斜礁上。大跨要求是避免深水基础，并非通航要求。为了确定主塔在金塘岛上的位置，进行了多种跨径方案的比选，为了避免深水基础施工，西堠门大桥设计方案最终确定为两跨连续悬索桥，主跨1650m（见图3）。图3舟山西侯门大桥立面图西堠门大桥地处我国东南沿海台风频发地区，其颤振检验风速更为严格，故对4种比选箱梁断面进行节段模型风洞试验，这4种比选箱梁断面包括：传统的单箱主梁、附加中央稳定板的单箱梁、中央开槽宽6m的双箱梁和中央开槽宽10.6m的双箱梁。结果表明：单箱梁以及单箱梁附加1.2m或1.7m高度中央稳定板的颤振临界风速无法达到颤振检验风速的要求，附加2.2m高稳定板的单箱梁和两种分体双箱梁均能满足颤振稳定性的要求。最终选用了中央开槽宽6m的分体箱梁断面。葛教授以这两个实例，生动地给我们讲解了实际大跨度悬索桥设计的关键问题，从桥位选择到跨径比选择，以及截面的选取和颤振的控制措施，让我们深刻了解了大跨度悬索桥所遇到的实际问题，以及用桥面开槽和组合气动措施等解决办法。我印象最深刻的就是实验的设计，比如箱梁截面的选择，以及中央稳定板高度的选取，所进行的实验要不仅能够从多种可能性里验证最合适的方案，还应该找出规律给设计者足够的选择范围进行设计。所以我觉得一个科学的成功的设计一定有着科学的成功的实验，它能够为设计提供最优的方案，反应出问题的规律。接着葛教授以理论推导的形式向我们阐明了悬索桥的跨径极限，提出了悬索桥的跨径可到5000m的结论。但是我有一个疑问，如果设计跨径大于4000m的悬索桥，由于超长的跨径，则需要非常高的桥塔，整个桥的自重和斜拉索的自重也将大大增加，势必会提高斜拉索中的应力，那么斜拉索能不能提供那么大的拉力，超高桥墩能不能满足抗震和抗风的要求，以及这种设计会比2000m左右的悬索桥经济吗？（2）斜拉桥斜拉桥遇到的最普遍的问题是长拉索在风和雨的环境下的振动，世界跨径排名前十的斜拉桥基本都遇到了拉索振动问题，而且采用了一到两种振动控制措施，包括在拉索表面刻凹坑或加螺旋线，以及在拉索下端部安装机械式阻尼器。在拉索表面缠绕螺旋线和刻制凹坑，是为了防止拉索表面形成水线，因为水线是导致拉索风雨振动的直接原因。斜拉桥的主梁断面选取也很重要，江苏苏通大桥，主梁断面为流线型正交异性钢箱梁；香港昂船洲大桥，钢主梁横断面为双流线型正交异性钢箱；湖北鄂东大桥，通过与传统闭口箱梁在动力特性和气动性能方面的比较，钢主梁的横断面设计为分离双箱梁。斜拉桥的扭转频率对跨径不敏感，以及足够高的颤振临界风速，都支持跨径的增大，也就是说，现在的斜拉桥最大跨径仍没有达到斜拉桥的极限跨径，仍可以进一步增加。（3）拱式桥世界跨度排名前十的拱桥中只有上海卢浦大桥存在风致振动问题，即涡激共振，该桥涡激共振主要是由于拱肋的钝体横断面所造成的。然后葛教授以上海卢浦大桥为例，详细给我们介绍了上海卢浦大桥的设计和怎么解决涡激振动问题。上海卢浦大桥是一座中承式拱桥，跨径100m+550m+100m，是当时世界上跨径最大的拱桥。桥面6车道，两侧各设一条观光人行道。主梁为正交异性钢梁，由拱肋连同吊杆和立柱共同支撑。在端横梁之间的主梁两侧各设有43根水平后张系杆，以平衡中跨拱肋内恒载引起的水平推力。整个钢拱——梁组合结构由拱肋、正交异性主梁、空间吊杆和立柱、拱肋间的横撑、以及水平后张系杆组成。作为卢浦大桥的涡振控制措施，建议采用建筑薄膜结构作为涡振启动控制措施a或b的阻挡气流结构。主要有三方面的原因：一是薄膜材料质量轻、刚度小，不会改变原有结构力学性能；二是彩色建筑膜结构色彩丰富、造型优美．能增添拱粱组合体系的建筑美观：三是薄膜结构具有降低噪音、改善环境的作用。由于拱式桥在建造过程中需要架设临时桥塔，在施工完成后再进行拆除，相当于把一座斜拉桥再改成一座拱桥，因此成品增大，非常不经济。所以较大跨径的拱桥经济性不强，不如其他类型的大跨径桥梁的经济性高。通过近二十年的发展，中国已建成了多座世界排名前列的大型桥梁，丰富了世界桥梁的多样性，提供了宝贵的经验和技术。而现代桥梁技术的发展，我认为有两个因素：一是客观的需要，复杂地形需要不断提高跨径，不断要求新的技术来满足结构安全性、耐久性等需要；二是桥梁设计者的创新精神，勇于突破限制，在实验的基础上，提出新的设计理念。作为中国桥梁的未来力量，我们要敢于承担责任，不仅要设计出质量可靠的桥梁，还应该积极的拼搏，使中国的桥梁技术走在世界的前沿，引领世界桥梁的发展，为人类社会和桥梁的发展做出突出的贡献！二、大型桥梁工程可持续发展理念与技术第二部分，葛教授给我们做了《大型桥梁工程可持续发展理念与技术》的报告，详细的讲述了大型桥梁工程可持续发展理念的原则、目标、指标、要求和阶段，以及可持续评价的内容。可持续发展理念桥梁工程中的可持续理念，遵循可持续原则，其目标为不损害后代和长时期发展，指标为经济可持续、生态可持续、社会可持续，要求包括跨能延展性、功能适用性、构件耐久性、结构安全性，阶段包括规划、设计、施工、运营、移除。结构安全性结构破坏的方式分为部分破坏、整体倒塌破坏。桥梁的破坏原因分为主观失察原因和客观触发原因，其中主观失察原因包括设计、构造、施工、养护、材料等，客观触发原因包括超载、船撞、洪水、强风、爆炸、火灾、滑坡、恐怖袭击等。中国事故桥梁中主观失察和客观触发原因各占一半在主观失察原因中施工和养护是两个最主要的原因；在客观触发原因中超载占了一半以上，船撞和洪水是另外两个主要客观原因。构件耐久性构件耐久性是指构件抵抗自然风化、化学侵袭、机械磨损以及其它性能退化过程的能力。混凝土结构在近年来已成为土木工程中最重要的一种结构形式，因其成本低，基地取材，施工方便等特点广泛地用于各个领域。但混凝土构件的耐久性问题直接影响混凝土构件的质量。虽然中国标准要求耐久寿命为100年，但是混凝土斜拉桥中开裂桥梁的使用寿命从11年到27年，平均寿命19年，远远小于100年使用寿命。而混凝土梁式桥的下挠也使其寿命由3年到28年，平均寿命11年。所以，从桥梁工程可持续理念出发，就要求提高构件的耐久性。这就要求结构具有：可检性、可修性、可换性、可健性、可控性和可持续性。功能适用性葛教授举金塘大桥为实例对桥梁的功能适用性进行了阐述。金塘大桥全长约20km，分为主通航孔桥和混凝土桥两大部分。主通航孔桥为钢箱梁斜拉桥，粱高3m，总宽30.1m。混凝土桥为双幅粱桥，单幅断面宽度篇四：道桥概论读书报告目录摘要2拱桥的构造和特点2拱桥的基本特点及其适用范围2拱桥的组成及主要类型3拱桥分类3拱桥的选择与布置4拱桥的其它细部构造铰的设置其他常用类型拱桥的构造简介桁架拱桥组合桁架拱桥刚架拱桥系杆拱桥总结7777991011道路桥梁概论读书报告-----------了解拱桥摘要拱桥（archbridge）指的是在竖直平面内以拱作为结构主要承重构件的桥梁。arch在容器内的粉料层中如果形成能承受上方粉料的压力而不将此压力传递给下方的面，此面即称为拱桥。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。在重力作用下进行的粉料流出过程中可能反复出现拱桥的形成和崩解过程，此种拱桥称为动拱桥。拱桥是我国最常用的一种桥梁型式，其式样之多，数量之大，为各种桥型之冠，特别是公路桥梁，据不完全统计，我国的公路桥中7%为拱桥。由于我国是一个多山的国家，石料资源丰富，因此拱桥以石料为主。建于公元1990年，跨径120m的湖南乌巢河大桥，是当今世界跨径第一的石拱桥。我国建造的钢筋混凝土拱桥的形式更是繁花似锦，式样之多当属世界之最，其中建造得比较多的是箱形拱、双曲拱、肋拱、桁架拱、刚架拱等，它们大多数是上承式桥梁，桥面宽敞，造价低廉。不同标准分类①按拱圈(肋)结构的材料分：有石拱桥（见石桥）、钢拱桥、混凝土拱桥、钢筋混凝土拱桥。②按拱圈（肋）的静力图式分：有无铰拱、双铰拱、三铰拱（见拱）。前二者属超静定结构，后者为静定结构。一拱桥的构造和特点?1拱桥的基本特点及其适用范围力学特点，将桥面的竖向荷载转化为部分水平推力，使拱的弯距大大减小，拱主要承受压力，充分发挥圬工材料抗压性能；?拱桥的优点：?1、具有较大的跨越能力，充分发挥圬工及其它抗压材料的性能；?2、构造较简单，受力明确简洁；?3、形式多样、外型美观；?拱桥的缺点：?1、有水平推力的拱桥，对地基基础要求较高，多孔连续拱桥互相影响；?2、跨径较大时，自重较大，对施工工艺等要求较高；?3、建筑高度较高，对稳定不利；拱桥的组成及主要类型?一、拱桥的主要组成:?拱圈（拱背、拱腹、拱顶、拱脚）、拱上结构?矢跨比f/l—反映拱桥受力特性的重要指标二、拱桥分类?按材料?圬工拱桥?钢拱桥?钢筋混凝土拱桥?钢管混凝土拱桥?型钢混凝土拱桥?圬工拱桥是使用圬工材料修建的的拱桥，如：石拱桥以及拱圈不配钢筋的混凝土拱桥等拱桥分类?按行车道位置上承式拱桥中承式拱桥下承式拱桥?按拱轴线型式：圆弧拱桥抛物线拱桥选链线拱桥?按拱上结构形式：实腹式拱桥空腹式拱桥按截面板拱桥箱型拱桥肋拱桥双曲拱桥按结构受力图式?简单体系：无铰拱二铰拱三铰拱组合体系（有无推力）：刚架拱桥桁架拱桥桁式组合拱梁拱组合桥系杆拱桥-按拱肋及系杆的尺寸，柔性、刚性：三、拱桥的选择与布置?1、应根据地形、地质条件及施工的方便和可能确定拱桥类型及分孔；?2、多孔拱桥最好选用等跨分孔；采用不等跨分孔应采取措施减少跨间的不平衡，如：不同的矢跨比，不同的拱脚标高及调整拱上建筑重量等；?3、选则合理的矢跨比及拱轴线，一般拱桥失跨比在1/5~1/10；?4、根据环境选择结构的造型及注意全桥的美观；永保桥跨越澜沧江，主孔为下承式80m肋拱桥，东岸2x24m连续梁，西岸1孔18m斜梁。该桥为柔性纵梁的下承式肋拱桥，主拱圈的推力分别传至两岸桥台。高明桥是一跨越西江的大型公路桥，主通航孔采用中承式钢管混凝土拱，引桥系钢筋混凝土肋拱。浑水河桥为3跨连续预应力混凝土桁拱结构。由于邻孔跨径比甚大，采用两组盆式橡胶支座承受正、负反力和伸缩变形。主跨123米.3主拱的构造?1、板拱石板拱混凝土板拱钢筋混凝土板拱?钢筋混凝土板拱的拱顶厚度采用跨径的1/60~1/70；拱脚厚度可按下式：?拱顶厚度dj?dd/cos??拱脚处拱轴线的倾角j2、肋拱--（矩形、工字型、箱型）?矩形截面：肋高为跨径的1/40~1/60，肋宽为肋高的0.5~2.0倍；?工字型及箱型：肋高为跨径的1/25~1/35，肋宽为肋高的0.4~0.5倍；腹板、翼板厚度按构造及抗剪最小尺寸要求0.25~~0.5m;?肋拱间必须设横梁、横撑；3、箱形拱?适合大跨径拱桥；?特点：截面挖空率大，节省材料；形心轴靠中适应主拱正负弯距变化；主拱整体篇五：读书笔记桥梁工程读书笔记桥梁工程一、桥墩桥墩：承受上部结构传来的竖向力和水平力还要承受水流，风力和船只的撞击力。要求：足够的强度和稳定性满足能航通车的要求二、桥台桥台承受上部结构传来的竖向力和水平力还要承受挡土护岸等土的压力。类型②实体式：以u字、八字较常见。②埋置式：台身大部分埋入锥体护坡中三、整体式墩台施工要点混凝土及钢筋混凝土墩、台施工要求混凝土墩台施工要点：（1）墩台施工前应在基础顶面放出墩、台中线和墩、台内、外轮廓线的准确位置。（2）现浇混凝土墩、台钢筋的绑扎应和混凝土的灌注配合进行。（3）注意掌握混凝土的浇筑速度。（4）若墩、台截面积不大时，混凝土应连续一次浇筑完成，以保证其整体性。若墩、台截面积过大，应分段分块浇筑。（5）在混凝土浇筑过程中，应随时观察所设置的预埋螺栓、预埋支座的位置是否移动若发现移位应及时校正。浇筑过程中还应注意模板、支架情况，如有变形或沉陷应立即校对并加固。（6）高大的桥台，若台身后仰，本身自重力偏心较大，为平衡台身偏心，施工时应在填筑台身四周路堤土方的同时砌筑或浇筑台身，防止桥台后倾或向前滑移。（7）v形、y形和x形桥墩，通常划为v形墩结构、锚跨结构和挂孔部分3个施工阶段。四、为防止墩台基础的第一层混凝土中的水分被基底吸收或基底水分渗入混凝土，应满足以下要求：⑴基底为非粘性土或干土时，应将其湿润。⑵如果为湿土时，应在基底设计高程下铺填一层10~15cm厚片石或碎石层。⑶如为岩石时，应将其湿润，铺一层厚2~3cm水泥浆，然后在浆凝结前浇筑混凝土。五、墩台是大体积圬工，为避免水化热过高，导致混凝土因内外温差引起裂缝，可采取如下措施：改善集料级配、降低水灰比；采用水化热低的水泥；减小浇筑层的厚度，加快混凝土散热速度；用料避免太阳曝晒；混凝土内埋置冷却管通水冷却。六、高墩施工目前采用的施工方法主要有滑模、爬模和翻模三种。七、钻孔灌注桩施工八、埋设护筒护筒的作用：固定桩孔位置，保护孔口，防止地面水流入，增加孔内水压力，防止塌孔，成孔时引导钻头的方向。护筒的制作要求：①护筒通常采用钢筋混凝土和钢制两种，视具体情况而定。钢护筒厚4~8mm，钢筋混凝土护筒厚8~10cm。护筒上部设1～2个溢浆孔，②护筒的内径比钻孔桩设计直径稍大。用回转钻机钻孔的宜加大20～30厘m；用冲击钻和冲抓钻钻孔的宜加大30～40厘m。护筒的埋设要求：孔前，在现场放线定位，按桩位挖去桩孔表层土，并埋设护筒。埋设护筒可采用挖埋或锤击、振动、加压等方法。埋置深度一般情况为2—4m，特殊情况应加深。护筒顶端高程应满足孔内水位设置高度的要求；九、泥浆作用：在孔壁形成泥皮稳定孔壁、悬浮钻渣、润滑钻具、正循环排渣。泥浆的组成及要求：①水：水的ph值7～8之间，不含杂质；②粘土（或膨润土）：塑性指数大于25，粒径小于0.005mm颗粒含量多于总量的50%，相对密度为1.1～1.5；③添加剂：无机：纯碱等促使颗粒分散、防止凝聚下沉有机：丹宁液、拷胶液等降低粘度十、全套管冲抓成孔：特点：无噪音，无振动；不使用泥浆；挖掘时可以很直观地判别土壤及岩性特征，对于端承桩，便于现场确定桩长；挖掘速度快，挖掘深度大；成孔垂直度易于掌握；孔壁不会产生坍落现象，成孔质量高。成桩质量高；