土木工程(专业)概论（第4版）课件：桥梁工程概述

桥梁工程概述1引言

桥梁（Bridge）是人类生活和生产活动中，为克服天然屏障架设通道而建造的建筑物。

桥梁工程（BridgeEngineering）是指桥梁勘测、设计、施工、养护和检定等的工作过程，以及研究这一过程的科学和工程技术。桥梁工程是道路、铁路工程的咽喉，在工程投资规模上占这些工程总造价的10%～20%。桥梁工程的分类、组成和工程内容如图2所示。视频：世界最长跨海大桥——胶州湾大桥.flv1桥梁工程概述图2桥梁工程的分类、组成和工程内容2桥梁工程概述2桥梁的组成与基本体系2.1桥梁的组成概括地说，桥梁由四个基本部分组成（图3），即上部结构、下部结构、支座附属设施。3桥梁工程概述2.2桥梁的基本体系按照受力体系划分，桥梁有梁、拱、索三大基本体系，其中梁式桥以受弯为主，拱式桥以受压为主，悬索桥以受拉为主。由上述三大基本体系相互组合可以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。4桥梁工程概述（1）梁式桥（a）为简支梁桥；（c）、（d）为连续梁桥；（e）为桁架式连续梁桥。5桥梁工程概述（1）梁式桥——简支梁桥浙江飞云江桥跨飞云江，是中国最大跨度的预应力混凝土简支梁桥。桥全长1721m，分跨为18x51+5x62+14x35(m),最大跨度62m，梁高2.85m，高跨比1/21.756桥梁工程概述（1）梁式桥——连续梁桥六库怒江桥预应力混凝土连续梁桥，全长324m，最大跨径154m。三跨变截面箱梁，支点处梁高8.5m，跨中梁高2.8m。7桥梁工程概述（1）梁式桥——桁架式连续梁桥

武汉长江大桥是我国第一座跨越长江的大桥，1957年建成。正桥为铁路、公路两用的双层钢桁架梁桥，由三联（3孔为一联）9孔跨径各为128m的连续桁架梁组成，共长1155.5m，连同公路引桥总长为1670.4m。武汉长江大桥将原京汉、粤汉两条铁路连接成京广铁路。武汉长江大桥8桥梁工程概述（1）梁式桥——桁架式连续梁桥

南京长江大桥正桥10孔，由一孔128m简支桁架梁、三联9孔跨径各为160m的连续桁架梁组成，共长1577m。连同引桥，铁路桥长6772m，公路桥长4589m。依靠自力更生，采用国产材料和国内技术，于1968年建成通车。南京长江大桥9桥梁工程概述（2）拱式桥拱式桥的主要承重结构是拱圈或拱肋（拱圈横截面设计成分离形式时称为拱肋）。拱结构在竖向荷载作用下，桥墩和桥台将承受水平推力，如图6（b）所示。同时，根据作用力和反作用力原理，墩台向拱圈（或拱肋）提供一对水平反力，这种水平反力将大大抵消在拱圈（或拱肋）内由荷载所引起的弯矩。因此，与同跨径的梁相比，拱的弯矩、剪力和变形都要小得多。鉴于拱桥的承重结构以受压为主，通常可用抗压能力强的圬工材料（如砖、石、混凝土）和钢筋混凝土等来建造。10桥梁工程概述（a）上承式拱；（b）拱与曲梁的受力状态的区别；（c）中承式拱；（d）下承式拱；（e）三跨无推力拱11桥梁工程概述（2）拱式桥——上承式万县长江大桥万县长江大桥位于重庆市万州区，是318国道跨长江的大桥，建成于1997年，。该桥为上承式钢管混凝土劲性骨架箱形截面钢筋混凝土拱桥，单跨过江，净跨420m，居同类桥型世界第一。

12桥梁工程概述2.2.3再叙跨越雄姿（2）拱式桥——中承式巫山长江大桥巫山长江公路大桥位于三峡风景区之巫峡入口处，2005年建成，结构形式为中承式钢管混凝土双肋拱桥，全长612.2m，主桥净跨460m，时称同类桥型世界第一。

13桥梁工程概述（2）拱式桥——中承式卢浦大桥，连接上海卢湾和浦东，2003年建成，钢箱拱，全长3900m，主拱跨径550m上海卢浦大桥14桥梁工程概述（2）拱式桥——下承式钢桁架拱桥，2009年建成，全长1741m，主跨552m，称为“世界第一拱桥”。大桥分上下两层，上层双向六车道，行人可经两侧人行道上桥；下层是双向轻轨轨道，并在两侧预留了两个车行道，以适应未来交通的发展。重庆朝天门长江大桥15桥梁工程概述（3）刚构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。门式刚构桥

T型刚构桥连续刚构桥斜腿刚构桥连续组合刚构桥

16桥梁工程概述（3）刚构桥——T型刚构桥建于1980年，为预应力混凝土T形刚构桥，T形刚构的伸臂梁根部高11m，端部高3.2m，由两个单室箱梁组成。该桥共8孔，主跨174m，中间带挂梁35m，桥全长1120m，宽21m，为国内同类公路桥梁之最。

重庆长江大桥

刚构桥一般均需承受正负弯矩的交替作用，横截面宜采用箱形截面。连续刚构桥主梁受力与连续梁相近，横截面形式与尺寸也与连续梁基本相同。17桥梁工程概述（3）刚构桥——连续刚构桥虎门大桥位于广东省东莞市虎门镇威远炮台附近，主桥长4.6km，引桥长11.16km，全长15.78km。主航道桥为跨径888m的悬索桥，辅航道桥为连续刚构桥。辅航道桥跨径布置为150m+270m+150m=570m，主跨270m，是当时世界上最大跨径的连续刚构桥。18桥梁工程概述（3）刚构桥——斜腿刚构桥安康汉江桥，位于陕西省安康水电站的专用线上，襄渝铁路石庙沟车站附近，主跨为176米斜腿刚构，在目前世界上同类型的铁路钢桥中，跨度领先。19桥梁工程概述（4）悬索桥悬索桥（也称吊桥）是用悬挂在两边塔架上的强大缆索作为主要承重结构。在桥面系竖向荷载作用下，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结构中。

20桥梁工程概述表1世界十大悬索桥序号桥名主跨径（m）车道数（条）建成年代国家1明石海峡大桥199161998日本2大伯尔特桥162441997丹麦3润扬长江公路大桥149062005中国4亨伯尔桥141041981英国5江阴长江公路大桥138561999中国6香港青马大桥137761997中国7维拉扎诺桥1298121964美国8金门大桥128061937美国9麦金纳克大桥115841957美国10南备赞濑户桥110061988日本21桥梁工程概述（4）悬索桥整个大桥分南汊悬索桥，北汊斜拉桥以及相连的高架桥和南北引桥，于2005年建成通车。其中南汊悬索桥主跨径为1490m，为目前中国第二，世界第四。润杨长江大桥22桥梁工程概述（4）悬索桥连接舟山本岛与宁波的连岛工程中的五座桥梁之一，2009年建成通车。主桥为钢箱梁悬索桥，主跨径1650m，为目前国内第一，世界第二。西堠门大桥23

美国金门大桥（GoldenGateBridge)桥梁工程概述视频：旧金山金门大桥_高清.flv24桥梁工程概述（5）斜拉桥斜拉桥由主梁、塔柱和拉索三部分组成。基本受力特点是：受拉的斜拉索将主梁多点吊起，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。塔柱基本上以受压为主。跨度较大的主梁就像一条多点弹性支承（吊起）的连续梁一样工作，从而使主梁内的弯矩大大减小。

25桥梁工程概述表2世界十大斜拉桥序号桥名主跨径（m）主塔高（m）建成年代国家1苏通长江大桥1088300.42008中国2香港昂船洲大桥1018290.02009中国3多多罗桥890176.01999日本4诺曼底桥865202.71995法国5南京长江三桥648215.02005中国6南京长江二桥628195.412005中国7白沙洲长江大桥618175.02001中国8青州闽江大桥605175.02001中国9杨浦大桥602144.01993中国10徐浦大桥5902101997中国26桥梁工程概述（5）斜拉桥杭州湾大桥，全长36km，于2008年建成通车，北航道主跨448m钢箱梁斜拉桥，南航道主跨318m钢箱梁斜拉桥。其余引桥采用30~80m不等的预应力混凝土连续箱梁结构。27桥梁工程概述（5）斜拉桥多多罗斜拉桥1999年建成的日本多多罗桥，主跨径达890m28桥梁工程概述（5）斜拉桥东海大桥东海大桥总长32.5km，总宽31.5m，这是我国第一座外海跨海大桥。主通航孔采用跨径为：73m+132m+420m+132m+73m，双塔单索面钢和混凝土组合梁斜拉桥，全长830m，主塔采用倒Y形塔，塔高148m。

29桥梁工程概述（5）斜拉桥苏通大桥全长32.4km，主跨跨径1088m30桥梁工程概述2.2.2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，人们还习惯性地按桥梁的用途、大小规模和建桥材料等方面将桥梁进行分类：（1）按用途来划分，有公路桥、铁路桥、公路铁路两用桥、农用桥（或机耕道桥）、人行桥、水运桥或渡槽、管线桥等。（2）按照主要承重结构所用的材料划分，有圬工桥（包括砖、石、混凝土桥）、钢筋混凝土桥、预应力混凝土桥、钢桥、钢混凝土组合桥和木桥等。木材易腐，且资源有限，一般不用于永久性桥梁。（3）按跨越障碍的性质，可分为跨河桥、立交桥、高架桥和栈桥。高架桥一般指跨越深沟峡谷以替代高路堤的桥梁，以及在城市桥梁中跨越道路的桥梁。（4）按桥跨结构的平面布置，可分为正交桥、斜交桥和弯桥。（5）按上部结构的行车道位置，分为上承式桥、中承式桥和下承式桥。（6）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。《公路桥涵设计通用规范》（JTGD60—2004）中按跨径的分类划分标准如表3所示。31

2.2.3桥墩、桥台和桥梁基础的类型(1)桥墩的类型:①实体式桥墩②空心式桥墩③构架式桥墩④桩（柱）式桥墩桥梁工程概述32桥梁工程概述（a）实体式（b）多层构架（c）X形；（d）Y形；（e）V形；（f）桩式；（g）双柱式；（h）单柱式33桥梁工程概述（2）桥台的类型

①实体式桥台②埋置式桥台

（3）桥梁基础的类型

①刚性扩展基础②桩基础③沉井基础34桥梁工程概述桥台示例（a）八字形翼墙式；（b）U形；（c）埋置式；（d）耳墙式35桥梁工程概述桥梁基础示例36桥梁工程概述典型桥梁赵州桥又名“安济桥”，位于河北省赵县城南洨河之上。它是我国现存的最古老的大石拱桥，文献记载，赵州桥，公元605年由工匠李春创建。桥单孔，全长50.82m，桥面宽约10m，跨径302m。弧形平缓，拱圈由28条并列的石条组成，上设4个小拱在世界桥梁史上，其设计与工艺之新为石拱桥的卓越典范，跨径之大在当时亦属创举。赵州桥37桥梁工程概述典型桥梁洛阳桥又称“万安桥”,位于福建省泉州市东北同惠安县交界的洛阳江万安渡，是我国著名的梁式古石桥。它建于1053-1059年，由泉州知府蔡襄督造，茅以升曾说：“洛阳桥是福建桥梁的状元。”洛阳桥建桥八百余年来，先后修复17次。1993~1996进行保护性维修。现桥长742.29m，宽4.5m，44座船形桥墩，645个扶栏，104只石狮，1座石亭，7座石塔。洛阳桥38桥梁工程概述典型桥梁芦沟桥又称“卢沟桥”，位于北京市南部，跨越卢沟河（今永定河），始建于1189年，成于1192年，清初重修。桥长266.5m，宽5m，最宽处9.3m，由11孔石桥组成，关键部位均有铁榫连接，是北京最古老的石造联拱桥。“卢沟桥事变”就发生在这里。卢沟桥39桥梁工程概述典型桥梁南京长江第二大桥全长21.337公里。其中：南汊大桥为钢箱梁斜拉桥，桥长2938米，主跨为628米，该跨径目前居同类桥型中“国内第一，世界第三”；北汊大桥为钢筋混凝土预应力连续箱梁桥，桥长2172米，主跨为3×165米，该跨径在国内亦居领先。南京长江第二大桥40桥梁工程概述典型桥梁是武汉的第六座长江大桥，第二座公铁两用桥，总投资约110.6亿元人民币。主桥长4657米，主跨504米，超越丹麦海峡大桥成为当今世界公铁两用斜拉桥中跨度最大的桥梁，可以同时承载2万吨的载荷，为世界上载荷量最大的公铁两用桥。武汉天兴洲长江大桥41桥梁工程概述典型桥梁位于江苏省东部的南通市和苏州（常熟）市之间，世界第一跨径（1088米）。主桥主孔通航净空尺度为高62米，宽891米，概算总投资64.5亿。苏通大桥塔为高300.4米的混凝土塔，为世界最高的桥塔。最长拉索为577米，最大重量为59吨，为世界上最长的斜拉索。苏通大桥42桥梁工程概述典型桥梁全长35.66公里，主要由南汊悬索桥和北汊斜拉桥组成，大桥南汊悬索桥主跨1490米，悬索桥主塔高2221米，为国内第一高塔；悬索桥主缆长2600米，为国内第一长缆；大桥钢箱梁总重34000吨，为国内第一重。润扬长江大桥43桥梁工程概述典型桥梁主跨1385米，为钢箱梁悬索桥，是我国第一座跨径超千米的特大型悬索桥。南北塔直冲云霄，塔高近200米，是当时国内最高的桥塔。北锚基础采用平面51米×69米的巨型沉井基础，沉井下沉深度58米，是世界上规模最大的深井基础，江阴长江公路大桥44桥梁工程概述典型桥梁日本明石海峡大桥45桥梁工程概述典型桥梁日本明石海峡大桥，位于本州岛与四国岛之间，主跨1991米（960+1991+960），全长3911米，为三跨二铰加劲桁梁式吊桥，钢桥283米，高出333米桥宽35.5米，双向六车道，加劲梁14米，抗震强度按1/150的频率，承受8.5级强烈地震和抗15