《桥梁施工与BIM技术应用》课件 模块一、桥梁的类型及基本概念

桥梁施工与BIM应用

模块一、桥梁的类型及基本概念

任务一、桥梁分类

桥梁可按照受力体系、用途、大小规模和建桥材料等进行分类。因考虑到桥梁生命周期中建设、运营、维护等关键阶段，故桥梁分类中最主要的是按照受力体系分类。

1、按照受力体系分类

桥梁有梁、拱、索三大基本体系，其中梁桥以受弯为主，拱桥以受压为主，悬索桥以受拉为主。另外，由上述三大基本体系的相互组合，派生出在受力上也具组合特征的多种桥型，如刚架桥和斜拉桥等，下面对各种桥梁体系的主要特点进行分别阐述。1）梁式桥

梁式桥是一种在竖向荷载作用下无水平反力的结构，与同样跨径的其他结构体系相比，梁桥内产生的弯矩最大，通常需用抗弯、抗拉能力强的材料(钢、配筋混凝土、钢混凝士组合结构等)来建造。

2）拱式桥

拱式桥的主要承重结构是拱圈或拱助(拱圈截面设计成分离形式时称为拱助)。拱圈在竖向荷载作用下，桥墩和桥台将承受水平推力，如图1.1.5，同时，根据作用力和反作用力原理，墩台向拱圈(或拱肋)提供对水平反力这种水平反力将大大抵消在拱圈(或拱助)内由荷载所引起的弯矩。

3）刚构（架）桥

刚构桥的主要承重结构是梁(或板)与立柱(或竖墙)整体结合在一起的刚架结构，梁和柱的连接处具有很大的刚性,以承担负弯矩的作用。

4）斜拉桥

由塔柱、主梁和拉索组成。它的基本受力特点是:受拉的索将主梁多点吊起，并将主梁的恒载和车辆等其他荷载传至塔柱，再通过塔柱基础传至地基。

5）悬索桥

悬索桥是用悬挂在塔上的缆索作为主要承重结构。在竖向荷载作用下，通过吊杆使缆索承受很大的拉力,缆索锚于悬索桥两端的锚碇中，缆索传至锚碇的拉力可分解为垂直和水平两个分力。

2、桥梁的其他分类简述

除了上述按受力特点分成不同的结构体系外，人们还按桥梁的用途、大小规模和建桥材料等其他方面将桥梁进行分类：

按桥梁全长和跨径的不同，分为特大桥、大桥、中桥、小桥和涵洞。

任务二、桥梁的构造

桥梁的构造通常包括以下几个主要组成部分：1.上部结构（桥跨结构）这是桥梁最直观的部分，负责跨越河流、山谷、道路或其他障碍物。上部结构的设计和形式根据桥梁类型、跨度、荷载需求和环境条件等因素确定，常见的形式有：梁式桥：梁作为主要承重构件，通过其抗弯性能承受荷载，如简支梁桥、连续梁桥、悬臂梁桥等。拱式桥：拱肋（或拱箱）为主要承重结构，利用拱的承压特性将荷载传递到两端的支点，如单铰拱、双铰拱、三铰拱、无铰拱等。刚架桥：结合了梁和拱的特点，上部受弯，下部承压，形成一个整体结构，常见于跨径较小的城市桥梁或立交桥。悬索桥：以主缆为最主要的承重构件，通过吊杆悬挂桥面，适用于大跨度场合，结构轻巧，但抗风稳定性要求较高。。桥梁的构造通常包括以下几个主要组成部分：1.上部结构（桥跨结构）这是桥梁最直观的部分，负责跨越河流、山谷、道路或其他障碍物。上部结构的设计和形式根据桥梁类型、跨度、荷载需求和环境条件等因素确定，常见的形式有：梁式桥：梁作为主要承重构件，通过其抗弯性能承受荷载，如简支梁桥、连续梁桥、悬臂梁桥等。拱式桥：拱肋（或拱箱）为主要承重结构，利用拱的承压特性将荷载传递到两端的支点，如单铰拱、双铰拱、三铰拱、无铰拱等。刚架桥：结合了梁和拱的特点，上部受弯，下部承压，形成一个整体结构，常见于跨径较小的城市桥梁或立交桥。悬索桥：以主缆为最主要的承重构件，通过吊杆悬挂桥面，适用于大跨度场合，结构轻巧，但抗风稳定性要求较高。斜拉桥：桥塔、斜拉索与主梁共同构成受力体系，拉索直接将主梁的荷载传递到桥塔，兼具美观与力学效能。斜拉桥：桥塔、斜拉索与主梁共同构成受力体系，拉索直接将主梁的荷载传递到桥塔，兼具美观与力学效能。2.下部结构包括桥墩、桥台和基础，它们支撑上部结构并将荷载传递到地基。桥墩：垂直或倾斜设置，主要功能是支撑桥跨结构，承受上部结构传来的各种荷载，并将其有效地分散到基础。桥台：位于桥梁两端，与路堤或地基相连，不仅承受上部结构的荷载，还起到连接桥梁与路基、抵御路堤土压力的作用。基础：位于地表之下，是桥梁结构的根基，确保整个桥梁结构的稳定性和耐久性。基础形式多样，如扩大基础、桩基础、沉井基础等，选择取决于地质条件、荷载大小和施工技术等因素。3.支座支座是连接桥梁上部结构与下部结构的关键部件，允许上部结构在荷载作用下产生一定变形（如热胀冷缩、振动等），同时将荷载有效地传递给下部结构。常见的支座类型包括：橡胶支座、钢支座、滚轴支座、球型支座等。4.附属设施这些设施完善桥梁功能，保障通行安全，提升使用性能，包括但不限于：桥面铺装：如沥青混凝土、水泥混凝土等，提供平整、耐磨的行车或步行表面。排水防水系统：包括桥面排水设施、泄水管、防水层等，防止雨水积聚和渗透对结构造成损害。栏杆（或防撞栏杆）：设置在桥两侧，提供行人与车辆的安全防护。伸缩缝：允许桥梁各部分在温度变化或荷载作用下产生相对位移，防止结构因内应力过大而损坏。灯光照明：提供夜间或低光照条件下的视觉引导，提升通行安全性。桥头搭板、锥形护坡、护岸、导流工程等辅助设施，有助于保护桥梁周边环境，确保结构稳定和交通顺畅。

任务三、桥梁的概念

1.梁式桥净跨径是设计洪水位上相邻两个桥墩(或桥台)之间的净距。对于拱式桥是每孔拱跨两个拱脚截面最低点之间的水平距离。2.总跨径是多孔桥梁中各孔净跨径的总和，也称桥梁孔径，它反映了桥下宣泄洪水的能力。3.计算跨径对于具有支座的桥梁，是指桥跨结构相邻两个支座中心之间的距离。对于拱式桥，拱圈(或拱肋)各截面形心点的连线称为拱轴线，计算跨径为拱轴线两端点之间的水平距离。4.桥梁全长简称桥长，是桥梁两端两个桥台的侧墙或八字墙后端点之间的距离。对于无桥台的桥梁为桥面系行车道的全长。5.桥梁高度简称桥高，是指桥面与低水位(或地面)之间的高差，或为桥面与桥下线路路面之间的距离。桥高在某种程度上反映了桥梁施工的难易性。

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模块一、桥梁的类型及基本概念

任务一、桥梁分类

桥梁可按照受力体系、用途、大小规模和建桥材料等进行分类。因考虑到桥梁生命周期中建设、运营、维护等关键阶段，故桥梁分类中最主要的是按照受力体系分类。

1、按照受力体系分类

桥梁有梁、拱、索三大基本体系，其中梁桥以受弯为主，拱桥以受压为主，悬索桥以受拉为主。另外，由上述三大基本体系的相互组合，派生出在受力上也具组合特征的多种桥型，如刚架桥和斜拉桥等，下面对各种桥梁体系的主要特点进行分别阐述。1）梁式桥

梁式桥是一种在竖向荷载作用下无水平反力的结构，与同样跨径的其他结构体系相比，梁桥内产生的弯矩最大，通常需用抗弯、抗拉能力强的材料(钢、配筋混凝土、钢混凝士组合结构等)来建造。

2）拱式桥

拱式桥的主要承重结构是拱圈或拱助(拱圈截面设计成分离形式时称为拱助)。拱圈在竖向荷载作用下，桥墩和桥台将承受水平推力，如图1.1.5，同时，根据作用力和反作用力原理，墩台向拱圈(或拱肋)提供对水平反力这种水平反力将大大抵消在拱圈(或拱助)内由荷载所引起的弯矩。

3）刚构（架）桥

刚构桥的主要承重结构是梁(或板)与立柱(或竖墙)整体结合在一起的刚架结构，梁和柱的连接处具有很大的刚性,以承担负弯矩的作用。

4）斜拉桥

由塔柱、主梁和拉索组成。它的基本受力特点是:受拉的索将主梁多点吊起，并将主梁的恒载和车辆等其他荷载传至塔柱，再通过塔柱基础传至地基。

5）悬索桥

悬索桥是用悬挂在塔上的缆索作为主要承重结构。在竖向荷载作用下，通过吊杆使缆索承受很大的拉力,缆索锚于悬索桥两端的锚碇中，缆索传至锚碇的拉力可分解为垂直和水平两个分力。

2、桥梁的其他分类简述

除了上述按受力特点分成不同的结构体系外，人们还按桥梁的用途、大小规模和建桥材料等其他方面将桥梁进行分类：

按桥梁全长和跨径的不同，分为特大桥、大桥、中桥、小桥和涵洞。

桥梁施工与BIM应用

模块一、桥梁的类型及基本概念

任务二、桥梁的构造

桥梁的构造通常包括以下几个主要组成部分：1.上部结构（桥跨结构）这是桥梁最直观的部分，负责跨越河流、山谷、道路或其他障碍物。上部结构的设计和形式根据桥梁类型、跨度、荷载需求和环境条件等因素确定，常见的形式有：梁式桥：梁作为主要承重构件，通过其抗弯性能承受荷载，如简支梁桥、连续梁桥、悬臂梁桥等。拱式桥：拱肋（或拱箱）为主要承重结构，利用拱的承压特性将荷载传递到两端的支点，如单铰拱、双铰拱、三铰拱、无铰拱等。刚架桥：结合了梁和拱的特点，上部受弯，下部承压，形成一个整体结构，常见于跨径较小的城市桥梁或立交桥。悬索桥：以主缆为最主要的承重构件，通过吊杆悬挂桥面，适用于大跨度场合，结构轻巧，但抗风稳定性要求较高。。桥梁的构造通常包括以下几个主要组成部分：1.上部结构（桥跨结构）这是桥梁最直观的部分，负责跨越河流、山谷、道路或其他障碍物。上部结构的设计和形式根据桥梁类型、跨度、荷载需求和环境条件等因素确定，常见的形式有：梁式桥：梁作为主要承重构件，通过其抗弯性能承受荷载，如简支梁桥、连续梁桥、悬臂梁桥等。拱式桥：拱肋（或拱箱）为主要承重结构，利用拱的承压特性将荷载传递到两端的支点，如单铰拱、双铰拱、三铰拱、无铰拱等。刚架桥：结合了梁和拱的特点，上部受弯，下部承压，形成一个整体结构，常见于跨径较小的城市桥梁或立交桥。悬索桥：以主缆为最主要的承重构件，通过吊杆悬挂桥面，适用于大跨度场合，结构轻巧，但抗风稳定性要求较高。斜拉桥：桥塔、斜拉索与主梁共同构成受力体系，拉索直接将主梁的荷载传递到桥塔，兼具美观与力学效能。斜拉桥：桥塔、斜拉索与主梁共同构成受力体系，拉索直接将主梁的荷载传递到桥塔，兼具美观与力学效能。2.下部结构包括桥墩、桥台和基础，它们支撑上部结构并将荷载传递到地基。桥墩：垂直或倾斜设置，主要功能是支撑桥跨结构，承受上部结构传来的各种荷载，并将其有效地分散到基础。桥台：位于桥梁两端，与路堤或地基相连，不仅承受上部结构的荷载，还起到连接桥梁与路基、抵御路堤土压力的作用。基础：位于地表之下，是桥梁结构的根基，确保整个桥梁结构的稳定性和耐久性。基础形式多样，如扩大基础、桩基础、沉井基础等，选择取决于地质条件、荷载大小和施工技术等因素。3.支座支座是连接桥梁上部结构与下部结构的关键部件，允许上部结构在荷载作用下产生一定变形（如热胀冷缩、振动等），同时将荷载有效地传递给下部结构。常见的支座类型包括：橡胶支座、钢支座、滚轴支座、球型支座等。4.附属设施这些设施完善桥梁功能，保障通行安全，提升使用性能，包括但不限于：桥面铺装：如沥青混凝土、水泥混凝土等，提供平整、耐磨的行车或步行表面。排水防水系统：包括桥面排水设施、泄水管、防水层等，防止雨水积聚和渗透对结构造成损害。栏杆（或防撞栏杆）：设置在桥两侧，提供行人与车辆的安全防护。伸缩缝：允许桥梁各部分在温度变化或荷载作用下产生相对位移，防止结构因内应力过大而损坏。灯光照明：提供夜间或低光照条件下的视觉引导，提升通行安全性。桥头搭板、锥形护坡、护岸、导流工程等辅助设施，有助于保护桥梁周边环境，确保结构稳定和交通顺畅。

桥梁施工与BIM应用

模块一、桥梁的类型及基本概念

任务三、桥梁的概念

1.梁式桥净跨径是设计洪水位上相邻两个桥墩(或桥台)之间的净距。对于拱式桥是每孔拱跨两个拱脚截面最低点之间的