1、桥梁的基本组成和分类,桥梁的基本组成及分类,1-1 桥梁的基本组成部分 一、桥梁的基本组成 上部结构（桥跨结构） 下部结构（桥墩桥台） 支座 附属结构,上部结构通过 支座与墩台连接,桥梁的基本组成,桥梁的基本组成,基本术语,净跨径 ：l0 梁式桥：指设计洪水位上相邻两个桥墩（或桥台）之间的净距。 拱式桥：指每孔拱跨拱脚截面内边缘之间的距离。 总跨径 ：l0 多孔桥梁中各孔净跨径之和，也称桥梁孔径，用以反映桥下宣泄洪水的能力。,l0,l0,l0,基本术语,计算跨径 ：l桥跨结构的一切力学计算均以计算跨径l为基准。 有支座的桥梁：桥跨结构相邻两个支座中心之间的距离 拱式桥：辆相邻拱脚截面形心点之间
2、的水平距离；或：拱轴线两端点之间的距离。拱轴线：拱圈（或拱肋）各截面形心点的连线。,l,基本术语,标准化跨径 梁式桥：指相邻两桥墩中心线的距离，或桥墩中心线与台背前缘间的距离。 拱式、拱涵、箱涵、圆管涵、盖板涵：以净跨径为标准跨径。公路工程技术标准JTG B01-2003 及公路桥涵设计通用规范JTB D60-2004 规定： 当标准设计或新建桥涵跨径在50m及以下时，宜采用标准跨径。桥涵标准化跨径规定如下： 0.75m、1.0m、1.25m、1.5m、2.0m、2.5m、3.0m、4.0m、5.0m、6.0m、8.0m、10.0m、13m、16m、20m、25m、 30m、35m、40m、4
3、5m、50m。,基本术语,桥梁全长 total lengh of bridge：L 有桥台：桥梁两端两个桥台的侧墙或八字墙后端点间的距离。 无桥台：桥面系行车道的全长。桥梁和涵洞的总长反映它们在整段线路建设中的重要性：比重、造价。,L,基本术语,高度 桥梁高度（H1）：简称桥高，是指桥面与低水位之间的高差，或是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。,H1,基本术语,桥梁净空 bridge clearance 桥面净空：指保证车辆行人安全通过桥梁所需要的桥梁净空界限。 桥下净空：指通航、流水、流水等所需的净跨和净高。,基本术语,高度 桥梁建筑高度（h、h）：桥上行
4、车路面（或轨顶）标高至桥跨结构最下缘之间的距离。它不仅与桥梁结构的体系和跨径的大小有关，而且还随行车部分在桥上布置的高度位置而异。 容许建筑高度：公路（或铁路）定线中所确定的桥面（或轨顶）标高，与桥下通航净空顶部标高之差。,h,h,基本术语,拱的术语,基本术语,拱的术语,2 桥梁的基本组成及分类,1-2 桥梁的分类按照不同的划分标准和方法，可以将桥梁进行不同的分类，但桥梁结构工程师更关心的是桥梁的受力特点和构造特点，故着重介绍按照结构体系划分的方法。,桥梁的基本体系,1.梁式桥, 组成：, 受力特点：在竖向荷载作用下，桥墩和桥台处无水平反力，梁以受弯为主。, 用材：抗弯、抗拉能力强的材料（钢、
5、配筋混凝土、钢一混凝土组合结构等）,梁式桥, 分类 简支梁 静定结构。结构简单，施工方便，对地基要求不高，但跨越能力较差，常用于中小跨径，目前多采用预制装配的施工方法。 经济跨径：预应力混凝土梁50m，桁架梁:50-150m 悬臂梁 通常为静定结构。可利用支座处的负弯矩来减小跨中弯矩，使梁跨内的内力分配更为合理，但使用上存在问题，现在较少采用。 连续梁 超静定结构。各跨共同参与受力，跨越能力增大，但多余约束会产生附加内力，对地基条件要求高。 经济跨径：预应力混凝土梁:25-200m，桁架梁:100-400m,梁式桥,梁式桥,飞云江桥 多跨简支梁，全长1721m，分跨为18x51+5x62+14
6、x35(m)，桥面宽13m,拱桥,2.拱桥, 组成：, 受力特点：在竖向荷载作用下，桥墩和桥台将承受水平推力，承重 结构（拱圈或拱肋）以受压为主。, 用材：抗压能力强的圬工材料（如砖、石、混凝土）和钢筋混凝土、钢等来建造。,拱桥, 型式：,a)双曲拱 c)中承式钢管拱 d)系杆拱桥 e)“飞雁式”三跨自锚式微小推力拱桥,拱桥,丫髻沙大桥 （飞雁式拱桥，7636076m，桥梁全长1084m， 2000年建成）,刚架桥,3.刚架桥,刚架桥,刚架桥是由桥跨结构(主梁)与墩台(支柱、板墙)整体相连而形成的结构体系，其梁柱结点为刚结。 在荷载作用下，其结构中梁和柱(支柱、板墙)的截面均作用有弯矩、剪力和
7、轴力。,刚架桥的外形尺寸较小，桥下净空较大，视野开阔，适用于建筑高度受限、需要较大桥下净空的情况。 刚架桥设计必须考虑附加内力。大跨度预应力刚架桥近年来发展迅速。 刚架桥要求桥址有较好的地基条件或采用深基础。,刚架桥,缺点：是一种弯压结构，梁柱刚结处易开裂。,刚架桥,刚架桥,刚架桥,吊桥,4.悬索桥（吊桥）, 组成：, 受力特点：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。缆索传至锚碇的拉力可分解为垂直和水平两个分力，因而悬索桥也是具有水平反力（拉力）的结构。,吊桥,跨越能力最大，受力简单明了，成卷的钢缆易于运输，在将缆索架设完成后，便形成了一个强大稳定的结构
8、支承系统，施工过程中的风险相对较小。,悬索桥在设计计算时，除需考虑其结构的静力特性外，还必须考虑其结构的动力特性，尤其它的抗风稳定性。计算通常采用有限变形理论。,吊桥,吊桥的致命弱点是自重轻，结构的刚度差。在车辆动荷载和风荷载作用下，有较大的变形和振动。可以说，整个吊桥的发展史，就是和变形与振动斗争的历史，亦即争取刚度的历史。目前一般只用于公路桥。 【资料】1940.11，主跨853m的美国塔科马大桥在建成后仅4个月，在19m/s的风速下突然垮塌，引起各国学者的大力研究桥梁的风振问题。,吊桥,明石海峡桥（L=1991m）,组合体系桥,5.组合体系桥,组合体系桥的种类很多，但究其实质不外乎梁、拱
9、、吊三者的不同组合，上吊下撑以形成新的结构。一般来说，这类桥型的施工工艺比较复杂。,（1）刚构梁-刚架的组合体系，随着悬臂施工方法而发展起来的结构体系。 T形刚构（T构）：带铰或带挂梁的T构，目前较少采用。 连续刚构：墩梁固结的连续梁，经济跨径100-300m。,刚构桥,刚构桥,刚构桥,系杆拱桥,（2）梁-拱组合体系桥 系杆拱：梁、拱均是主要承重结构，两者相互配合共同受力。 由于吊杆将梁向上吊住，故可显著减小梁中的弯矩。 由于拱与梁连结在一起，拱的水平推力由梁来承受，梁成为拉弯构件，跨越能力远大于一般的简支梁桥，且对墩台没有推力作用，是典型的梁和拱组合的无推力结构体系，因此对地基没有特殊要求。
10、,系杆拱桥,组合体系桥,6.斜拉桥, 组成：, 受力特点：竖向荷载作用下，受拉的斜索将主梁多点吊起，并将主梁的恒载和车辆等其它荷载传至塔柱，再通过塔柱基础传至地基。塔柱基本上以受压为主。跨度较大的主梁就象一条多点弹性支承（吊起）的连续梁一样工作，从而使主梁内的弯矩大大减小。主梁截面的基本受力特征为偏心受压构件。高次超静定结构。, 用材：高强平行钢丝或钢绞线等制成斜拉索，主梁用材有预应力混凝土、钢、钢混凝土组合（结合、叠合）、钢混凝土混合等,斜拉桥,斜拉桥由主梁、拉索和索塔组成。 这种结构既发挥了高强材料的作用，又显著减小了主梁的截面，使结构减轻，跨越能力增大。 与悬索桥相比，抗风稳定性明显改善，不需要巨大的锚锭结构。与梁式桥相比，主梁结构的内力分布更均匀合理。,斜拉桥,日本多多罗桥,
