1、桥梁工程 第一章 总论-2,1,1.2 桥梁的组成与分类,1.2.1 桥梁的组成 1.2.2 桥梁的分类 1.2.3 桥梁的主要类型,桥梁工程 第一章 总论-2,2,1.2.1 桥梁的组成,桥梁工程 第一章 总论-2,3,桥梁由四个基本部分组成 上部结构 superstructure 下部结构 substructure 支座 bearing 附属设施 accessory,桥梁工程 第一章 总论-2,4,桥跨结构（上部结构） superstructure路线中断时跨越障碍的 主要承载结构 桥墩、桥台（下部结构） substructure支承桥跨结构并将恒载和车辆荷载传至地基的建筑物 基础 fou
2、ndation 桥墩（台）中使全部荷载传至地基的底部奠基部分,桥梁工程 第一章 总论-2,5,桥梁的基本附属设施包括 桥面系 bridge decking 伸缩缝 expansion joint 桥头搭板 transition slab at bridge head 锥形护坡 conical slpoe,桥梁工程 第一章 总论-2,6,支座 bearing 在桥跨结构和桥墩（台）的支承处设置的 传力装置 护坡 conical slpoe 路堤与桥台衔接处，在桥台两侧设置的石 砌锥形体，保证边坡稳定,桥梁工程 第一章 总论-2,7,河流中的水位 低水位 low water level 高水位 h
3、igh water level 设计水位：designed water level 按规定的设计洪水频率计算所得的高水位 通航水位 navigable water level,桥梁工程 第一章 总论-2,8,净跨径 clear span 设计洪水位上相邻两个桥墩（或桥台）之间的净距（梁桥），拱跨两个拱脚截面最低点之间的水平距离（拱桥） 计算跨径 computed span 桥跨结构相邻两个支座中心距离（梁桥）,两相邻拱脚截面形心点之间的水平距离（拱桥）,桥梁工程 第一章 总论-2,9,总跨径 total span 各孔净跨径之和 桥梁全长 total length of bridge 两个桥台
4、的侧墙或八字墙后端点之间的距离 桥下净空 clearance of span 设计洪水位或计算通航至桥跨结构最下缘的距离 桥面净空 clearance above bridge floor 桥梁行车道、人行道上方应保持的空间界限，公路、铁路、城市桥梁有相应的规定 标准跨径 相邻桥墩中线之间的距离（梁桥）,桥梁工程 第一章 总论-2,10,1.2.2 桥梁的分类 Classification,按跨径分类 Span Lengths 特大桥 super major bridge 大桥 major bridge 中桥 medium bridge 小桥 small bridge 涵洞 culvert,桥
5、梁工程 第一章 总论-2,11,按桥面的位置分类 position of deck上承式 deck bridge中承式 half-through bridge下承式 through bridge,桥梁工程 第一章 总论-2,12,按用途分类 usage 公路桥 highway bridge 铁路桥 railway bridge 公铁两用桥 highway and railway brdige 人行桥 foot bridge,桥梁工程 第一章 总论-2,13,按承重结构材料分类 material of constructure 木桥 timber bridge 钢桥 steel bridge 圬
6、工桥 masonry bridge 钢筋混凝土桥 reinforced concrete bridge 预应力混凝土桥 prestressed concrete bridge 钢混凝土组合桥 steel-concrete bridge,桥梁工程 第一章 总论-2,14,按跨越障碍的性质分类 跨河桥 river bridge 立交桥 interchange 高架桥 viaduct 栈桥 trestle bridge,桥梁工程 第一章 总论-2,15,按桥跨结构的平面布置分类 正交桥 right bridge 斜交桥 skew bridge 弯桥 curved bridge,桥梁工程 第一章 总论
7、-2,16,按结构体系分类 structure form 梁式桥 beam bridge 拱桥 arch bridge 刚架桥 rigid bridge 吊桥 suspension bridge 斜拉桥（组合体系桥） cable stayed bridge,桥梁工程 第一章 总论-2,17,梁式桥 beam bridge,桥梁工程 第一章 总论-2,18,拱桥 arch bridge,桥梁工程 第一章 总论-2,19,刚架桥 rigid bridge,桥梁工程 第一章 总论-2,20,吊桥 suspension bridge,桥梁工程 第一章 总论-2,21,组合体系桥梁拱组合,桥梁工程 第一
8、章 总论-2,22,组合体系桥斜拉桥 cable stayed bridge,桥梁工程 第一章 总论-2,23,1.3桥梁的规划与设计基本原则,1.3.1 桥梁的设计程序（大型桥梁） 预可行性研究报告与可行性研究报告 初步设计 技术设计 施工设计 1.3.2 桥梁设计的一般原则 野外勘测与调查研究工作 桥梁纵横断面设计和平面布置,桥梁工程 第一章 总论-2,24,桥梁工程 第一章 总论-2,25,1.3.1 桥梁的设计程序（大型桥梁）,一、预可行性研究报告与可行性研究报告 预可行性研究报告：在工程可行的基础上，着重研究建设上的必要性和经济上的合理性。 可行性研究报告：在预可行性研究报告审批后，
9、在必要性和合理性得到确认的基础上，着重研究工程上和投资上的可行性。,桥梁工程 第一章 总论-2,26,预可行性研究报告与可行性研究报告 的主要内容,工程必要性论证：评估桥梁建设在国民经济中的作用 工程可行性论证： 制定桥梁标准问题 自然条件及周围环境问题 桥式方案问题 桥位问题,桥梁工程 第一章 总论-2,27,桥梁工程 第一章 总论-2,28,经济可行性论证 造价及回报问题 资金来源及偿还问题二、初步设计 进一步的水文、勘测工作 桥式方案比选 施工组织设计 概算,桥梁工程 第一章 总论-2,29,三、技术设计 技术补充勘探 结构总体及细部的技术设计 实施科研项目 结构各部分详细的设计图纸 修
10、正概算 四、施工设计 施工钻探 绘制施工详图 编制工程预算,桥梁工程 第一章 总论-2,30,1.3.2 桥梁设计的一般原则,野外勘测与调查研究工作 调查研究桥梁的具体任务 选择桥位 绘制桥位地形图 桥位地质钻探报告 水文情况 风向、风速及地震资料 其他情况,桥梁工程 第一章 总论-2,31,桥梁纵横断面设计和平面布置 桥梁纵断面设计 确定总跨径 一般桥梁：水文计算 要求：排洪面积足够，冲刷小，缩短总长度 浅基础：总跨大，路堤不压河床 深基础：允许较大冲刷，总跨小,桥梁工程 第一章 总论-2,32,桥梁工程 第一章 总论-2,33,桥梁分孔 跨径越大，孔数越少，上部结构造价高，墩台造价低。最经
11、济的分孔，使上下部结构的总造价最低。 通航河流：满足通航要求 平原区：主槽布置跨径大的通航孔 山区深谷：加大跨径，可采用特大单孔跨越，减少中间桥墩 不利地质段：移桥基，加跨径,桥梁工程 第一章 总论-2,34,多孔跨径的比例： 钢筋砼三跨连续梁：中跨/边跨 = 1.00 / 0.80五跨连续梁: 1.00 / 0.90 / 0.65 多孔桥梁：奇数跨（结构对称） 基础工程：在大桥施工中起控制作用，应减少基础数量，加大跨径。 美观要求：整体规划桥梁分孔时应考虑,桥梁工程 第一章 总论-2,35,桥道标高、桥下净空及纵坡 根据设计洪水位、桥下通航（通车）净空等需要，结合桥型、跨径等确定。梁桥 梁底
12、高出设计洪水位（包括壅水和浪高）不小于50 cm， 支座底面高出设计洪水位不小于25cm 无铰拱桥 拱脚淹没深度不超过拱圈矢高的2/3，拱顶底面高出设计洪水位1.0m,桥梁工程 第一章 总论-2,36,通航孔 通航净空：在桥跨中垂直于流水方向所规定的空间界限（多边形图） 立体交叉 车辆净空高度（桥梁横断面设计）桥梁横断面设计 桥面行车道净宽标准：2*净-7.5，2*净-7.0， 净-7.0， 净-6.0 人行道宽度0.75m，1m，大于 1m 按 0.5m 的倍数增加,桥梁工程 第一章 总论-2,37,人行道、安全带：应高出行车道至少 2025cm 弯道桥梁：按路线要求加宽、设超高 桥面排水：
13、设横坡 1.5%3%平面布置 线形、桥头引道平顺 曲线桥梁应符合路线规定 尽量避免斜交，斜交角度不大于450,桥梁工程 第一章 总论-2,38,桥梁设计基本原则,实用 经济 安全 美观,桥梁工程 第一章 总论-2,39,1.4 桥梁的设计荷载 Loads on Bridges,1.4.1 桥梁设计荷载的分类 1.4.2 规范中有关设计荷载的规定 1.4.3 荷载组合,桥梁工程 第一章 总论-2,40,1.4.1 桥梁设计荷载的分类,永久荷载（恒载）结构物自重，桥面铺装，附属设施，土重，土侧压力，基础变位影响力，水浮力，预加应力，砼收缩徐变影响力。,桥梁工程 第一章 总论-2,41,可变荷载,基
14、本可变荷载（活载）：汽车（含冲击力、离心力），平板挂车，履带车，人群及其土侧压力 其它可变荷载：汽车制动力，支座摩阻力，温度影响力，风力，流水压力，冰压力，铁路桥：列车横向摇摆力，冻胀力,桥梁工程 第一章 总论-2,42,偶然荷载地震力，船只、漂流物的撞击力，施工荷载等,桥梁工程 第一章 总论-2,43,1.4.2 规范中有关设计荷载的规定,永久荷载（恒载） 跨径20150m，自重占全部设计荷载的3060%以上。跨径越大，比例越高。 预应力：正常使用极限状态设计时计入承载能力极限状态设计时作为抗力 收缩徐变：超静定混凝土桥梁,桥梁工程 第一章 总论-2,44,可变荷载,车辆荷载 计算荷载：公路
15、桥涵设计的荷载标准中把大量、经常 出现的汽车荷载排列成车队形式 汽车车队：荷载级别的数字表示一辆主车重量（以吨 计），除了辆数不限的主车之外，每队车队中均规定有一辆重车,桥梁工程 第一章 总论-2,45,计算荷载的汽车车队汽车-10级，汽车-15级，汽车-20级， 汽车-超20级 在设计四车道桥涵时，考虑到四行车队单向并行通过的机率比较小，计算荷载可以折减30%，但不得小于按两行车队计算的结果。,桥梁工程 第一章 总论-2,46,桥梁工程 第一章 总论-2,47,桥梁工程 第一章 总论-2,48,验算荷载：偶然个别出现的平板挂车、履带车 验算荷载的等级：履带-50，挂车-80，挂车-100，挂
16、车-120 履带车顺桥向可多辆行驶，净距不小于50m，平板挂车全桥只通过一辆。同时不考虑冲击力、人群和其他外力。,桥梁工程 第一章 总论-2,49,桥梁工程 第一章 总论-2,50,城市道路车辆荷载,城市汽车荷载等级 城级汽车荷载 城级汽车荷载 汽车荷载： 车辆荷载 车道荷载,桥梁工程 第一章 总论-2,51,横隔梁、行车道板、桥台或挡土墙后土压力的计算应采用车辆荷载。 主梁、主拱和主桁架等的计算应采用车道荷载。 进行桥梁结构计算时不得将车辆荷载和车道荷载的作用叠加。,城级车辆荷载： 标准载重汽车采用五轴式货车加载，总重700kN,城级车辆荷载： 标准载重汽车应采用三轴式货车加载，总重300k
17、N,桥梁工程 第一章 总论-2,54,城级车道荷载和城级车道荷载应按均布荷载加一个集中荷载计算。 均布荷载和集中荷载的标准值应按桥梁的跨径确定。 跨径2-m城级 计算弯矩，车道荷载的均布荷载标准值qM=22.5kN/m； 计算剪力，均布荷载标准值qQ=37.5kN/m 集中荷载P=140kN,桥梁工程 第一章 总论-2,55,城B级 计算弯矩，车道荷载的均布荷载标准值qM=19.0kN/m； 计算剪力，均布荷载标准值qQ=25.0kN/m 集中荷载P=130kN,桥梁工程 第一章 总论-2,56,城级车道荷载城B级车道荷载,桥梁工程 第一章 总论-2,57,跨径m-150m 城级 计算弯矩，q
18、M=10.0kN/m 计算剪力，qQ=15.0kN/m 集中荷载P=300kN 车道数等于或大于4条时，计算弯矩不乘增长系数。计算剪力乘增长系数1.25。,桥梁工程 第一章 总论-2,58,城B级 计算弯矩，qM=9.5kN/m 计算剪力，qQ=11.0kN/m 集中荷载P=160kN 车道数等于或大于4条时，计算弯矩不乘增长系数。计算剪力乘增长系数1.30。,桥梁工程 第一章 总论-2,59,城级车道荷载城B级车道荷载,桥梁工程 第一章 总论-2,60,车道荷载的横向布置： 每车道为3m宽均布 或等效荷载车轮集中力形式布置 横向轮距同公路桥梁 设计车道数目与行车道总宽度，车道数的横向折减：按
19、城市桥梁设计荷载标准（CJJ 7798）的有关规定执行。,桥梁工程 第一章 总论-2,61,车辆荷载的影响力,冲击力冲击作用：车辆以较高速度驶过桥梁时，由于桥面不平整、车轮不圆、发动机抖动等原因， 使桥梁结构引起振动。 冲击系数：1+,桥梁工程 第一章 总论-2,62,制动力 制动力：汽车在桥上刹车时，为克服其惯性力而在车轮与路面之间发生的滑动摩擦力。12车道，按荷载长度内一行汽车车队总重的10%计算。但不小于一辆重车的30%。四车道增加一倍。 履带车、平板挂车不计制动力。,桥梁工程 第一章 总论-2,63,离心力 曲线桥梁， 时，须考虑。土侧压力按换算的等代均布土层厚度计算,桥梁工程 第一章
20、 总论-2,64,铁路列车荷载,铁路列车荷载:中华人民共和国铁道标准活载（简称“中-活载”） 蒸汽机车,桥梁工程 第一章 总论-2,65,中-活载象征性地模拟列车载重的情况 左面的5个集中荷载相当于一台机车的重量 右侧一段30m长的均布荷载大致与两台煤水车及另一台机车相当 最右侧的均布载重表示列车的（货车）车辆载重，其长不限。 对于跨度很短的桥，往往由3个轴重所组成的特种荷载控制设计。,桥梁工程 第一章 总论-2,66,修订的新荷载标准:与国际铁路联盟（UIC）制订的活载标准相一致,桥梁工程 第一章 总论-2,67,人群荷载,设有人行道的桥梁，在以汽车荷载计算内力时，应同时考虑人行道上人群荷载
21、所产生的内力。 一般公路桥梁的人群荷载规定为 城市郊区行人密集地区一般为 可根据实际情况或参照所在地城市桥梁设计的规定予以确定。,桥梁工程 第一章 总论-2,68,偶然荷载,偶然荷载在设计使用期内不一定出现，但一旦出现，其持续时间较短而数值很大。 公路桥梁的抗震设防一般为设计地震烈度8度，连续梁桥、T形刚构桥等为7度。 公路工程抗震设计规范 通航河流、有漂流物的河流：桥梁墩台，应考虑船只或漂流物的撞击力。,桥梁工程 第一章 总论-2,69,1.4.3 荷载组合,组合一（主要设计组合）：基本可变荷载+永久荷载 组合二（附加设计组合）：基本可变荷载+永久荷载+其它可变荷载 组合三（验算组合）：平板
22、挂车、履带车+自重、预应力、土重、土侧压力,桥梁工程 第一章 总论-2,70,组合四（撞击力组合）：基本可变荷载+永久荷载+撞击力 组合五（施工组合）： 施工荷载（自重、脚手架、材料机具、人群、风力、拱的单向推力等） 组合六（地震力组合）： （自重、预应力、土重、土侧压力）+地震力,桥梁工程 第一章 总论-2,71,1.5 桥面布置与构造,1.5.1 桥面构造 1.5.2 桥面铺装 1.5.3 桥梁排水系统 1.5.4 桥梁伸缩缝 1.5.5 人行道、栏杆、护栏、灯柱,桥梁工程 第一章 总论-2,72,1.5.1 桥面构造,行车道铺装、排水防水系统、人行道（或安全带）、缘石、栏杆、护栏、照明灯
23、具、伸缩缝,桥梁工程 第一章 总论-2,73,桥面构造直接与车辆、行人接触，对桥梁的主要结构既能传力又能起保护作用 其构造合理性、施工质量和养护质量，直接影响到桥梁的使用功能。 桥面的布置应在桥梁的总体设计中考虑，根据道路的等级、桥梁的宽度、行车要求等条件确定。,桥梁工程 第一章 总论-2,74,桥面横坡 沥青砼、水泥砼铺装：1.5%-2% 路拱：行车道，抛物线型 人行道，直线型,桥梁工程 第一章 总论-2,75,桥面横坡的形式 横坡设在墩台顶部，等厚铺装层，上部结构双向倾斜 横坡设在墩台顶部，三角垫层，等厚铺装层 双向倾斜行车道板,桥梁工程 第一章 总论-2,76,桥面布置 双向车道布置 分
24、车道布置 双层桥面布置,桥梁工程 第一章 总论-2,77,1.5.2 桥面铺装,保护属于主梁整体部分的行车道板不受车辆轮胎的直接磨耗，防止主梁遭受雨水的侵蚀，并对车辆轮重的集中荷载起一定的分布作用 普通水泥砼铺装 表面粗糙，耐磨好 沥青砼铺装 较轻，养护方便，通车快 非严寒地区，小桥，无防水层，铺装厚58cm,桥梁工程 第一章 总论-2,78,防水砼铺装非冰冻地区需防水时用，厚810cm，上面可铺2cm沥青磨耗层 具有贴式防水层的铺装防水程度高，桥面板位于受拉区时 “三油二毡”厚12cm砼保护层厚4cm,桥梁工程 第一章 总论-2,79,桥面铺装构造,桥梁工程 第一章 总论-2,80,1.5.
25、3 桥梁排水系统,桥面纵坡2%，桥长2%，桥长=50m，设一个泄水管 桥面纵坡2%，每隔68m设一个泄水管 泄水管：要求过水面积不小于23cm2/m2,左右对称或交错排列，距缘石2050cm，可在人行道下设置,桥梁工程 第一章 总论-2,81,泄水管的型式 金属泄水管：具有贴式防水层铺装，内径1015cm，管下端伸出行车道板底面1520cm以上 钢筋砼泄水管：不设防水层，采用防水砼铺装 横向排水孔道：小跨径桥，预留横向孔 封闭式排水系统：跨线桥、城市桥梁：设置完整的落水管道,桥梁工程 第一章 总论-2,82,金属与钢筋混凝土泄水管,桥梁工程 第一章 总论-2,83,1.5.4 桥梁伸缩缝,伸缩
26、缝的作用 保证桥跨结构在气温变化、活载作用、砼收缩徐变等影响下按净力图式自由变形 使车辆平顺通过，防止雨水、垃圾泥土等阻塞 减小车辆通过的噪音,桥梁工程 第一章 总论-2,84,伸缩缝的设计与施工要求,适应桥梁温度变化引起的伸缩 桥面平坦，行驶良好 施工安装方便，与桥梁结构连成整体 安全排水、防水 承担车辆荷载 养护、修理、更换方便 经济价廉,桥梁工程 第一章 总论-2,85,伸缩缝的种类,对接式伸缩缝 钢制支承式伸缩缝 组合剪切式（板式）橡胶伸缩缝 模数支承式伸缩缝 无缝式（暗缝型）伸缩缝,桥梁工程 第一章 总论-2,86,W形伸缩装置,桥梁工程 第一章 总论-2,87,钢板叠合式伸缩装置,桥梁工程 第一章 总论-2,88,板式橡胶伸缩缝装置,桥梁工程 第一章 总论-2,89,SG型（模数式）伸缩缝,桥梁工程 第一章 总论-2,90,SG型（模数式）伸缩缝横断面,桥梁工程 第一章 总论-2,91,GP型桥面连续构造,桥梁工程 第一章 总论-2,92,1.5.5 人行道、栏杆、护栏、灯柱,请自学归纳,
