1、课程代码： 02409 桥 梁 工 程 课 程自 学 辅 导 材 料 配套教材：桥梁工程 主 编：姚玲森 出 版 社：人民交通 版 次：2012 年版 适应层次：本 科内部教学使用目 录第一部分 自学指导 .1第一篇：总论 .1第 1章：概论 .1第 2章：桥梁的基本组成和分类 .1第 3章：桥梁的总体规划与设计要点 .2第 4章：桥梁的设计荷载 .4第二篇：钢筋混凝土和预应力混凝土简支梁桥 .6第 1章：概论 .6第 2章：桥面构造 .9第 3章：板桥的设计与构造 .11第 4章：装配式简支梁桥的设计与构造 .12第 5章：简支梁桥的计算 .15第 6章：梁式桥的支座 .20第 7章：简支梁
2、桥的施工 .22第三篇：悬臂与连续体系梁桥 .24第 1章：基本结构体系 .24第 2章：立面与横断面设计 .26第 3章：配筋与其他构造设计原则 .28第 4章：结构内力计算 .29第 5章：施工方法简介 .32第四篇：混凝土拱桥 .35第 1章：概论 .35第 2章：拱桥的设计与构造 .36第 3章：拱桥的计算 .42第 4章：拱桥的施工 .44第五篇：缆索承重体系桥梁 .46第 1章：概论 .46第 2章：斜拉桥 .47第 3章：悬索桥简介 .49第六篇：桥梁墩台 .49第 1章：桥梁墩台类型和构造 .49第 2章：桥墩的设计与计算 .52第 3章：桥台的设计与计算 .53第 4章：桥梁
3、墩台施工要点 .53第二部分 复习思考题 .55一选择题 .55二填空题 .74三名词解释题 .80四简答题 .83五综合应用题 .85第三部分 参考答案 .88一选择题 .88二填空题 .89三名词解释题 .91四简答题 .96五综合应用题 .1051第一部分 自学指导第一篇：总论第 1 章：概论一主要内容1桥梁工程的地位与作用 经济上 国防上2桥梁的发展 我国桥梁的发展史 国外桥梁的发展史 桥梁的发展趋势二重点1我国近代桥梁的建筑成就2世界各国桥梁的建造现状。三难点1世界各国桥梁的建造现状。第 2 章：桥梁的基本组成和分类一主要内容1桥梁的基本组成 桥跨结构（上部结构） 墩台和基础（下部结
4、构） 附属设施2桥梁的常用名词和术语 高水位、低水位、设计洪水位 净跨径、计算跨径、标准跨径2 总跨径、桥梁全长 建筑高度、容许建筑高度 桥梁高度、桥下净空高度 净矢高、计算矢高、矢跨比 拱轴线、起拱线、拱腹、拱背3桥梁的分类 按结构体系 按用途 按跨越障碍的性质 按上部结构行车道位置 按主要承重结构所用的材料 按桥梁全长和跨径的不同二重点1桥梁的基本组成2桥梁按结构体系分类、各类桥梁的受力特点3桥梁按桥梁全长和跨径的不同进行划分的原则三难点1桥梁与涵洞的区别。2桥梁的组成部分3桥梁的分类、各类桥梁的受力特点4桥梁工程的常用名词和术语第 3 章：桥梁的总体规划与设计要点一主要内容1桥梁设计的基
5、本原则 技术先进 安全可靠 适用耐久 经济合理 造型美观 有利环保 因地制宜 便于施工和养护 就地取材2桥梁设计的基本要求3 使用上的要求 经济上的要求 结构尺寸和构造上的要求 施工上的要求 美观上的要求 结构造型与力学行为相协调3桥梁设计资料的调查 调查桥梁的使用任务。 测量桥位附近的地形，绘制地形图供设计和施工应用。 探侧桥位的地质情况，并将钻探所得资料绘成地质剖面图。 调查和测量河流的水文情况，收集和分析历年的洪水资料，测量河床断面图，调查河槽各部分的形态 调查当地建筑材料（砂、石料等）的来源，水泥、钢材的供应情况以及水陆交通的运输情况。 调查了解施工单位的技术水平、施工机械等装备情况，
6、以及施工单位的动力设备和电力供应情况。 调查和收集有关气象资料，包括气温、雨量及风速（或台风影响）等情况。 调查新建桥位上、下游有无老桥，其桥型布置和使用情况等。4桥梁设计程序 工程预可行性研究 工程可行性研究 初步设计 技术设计 施工图设计5桥梁纵断面设计的主要内容 桥梁的总跨径 桥梁的分孔 桥道的高程 桥上和桥头引道的纵坡 基础的埋置深度6桥梁横断面设计的主要内容 桥面的宽度 桥跨结构横断面的布置7桥梁方案比较的主要步骤 拟定桥梁的图式 编制方案 技术经济比较 最优方案的选定4二重点1桥梁设计的基本原则2桥梁的平面设计、纵断面设计和横断面设计的主要内容3桥梁的设计程序4桥梁方案比较的主要步
7、骤三难点1桥梁设计的基本原则。2桥梁的平面设计、纵断面设计和横断面设计的主要内容。3三阶段设计、两阶段设计和一阶段设计第 4 章：桥梁的设计荷载一主要内容1作用于公路桥梁上的各种荷载和外力归纳为三类： 永久作用 可变作用 偶然作用2永久作用、可变作用、偶然作用： 概念 主要荷载内容3汽车荷载的等级： 公路I 级 公路II 级4汽车荷载的分类： 车辆荷载 车道荷载5车道荷载的组成： 均布荷载 集中荷载6利用汽车荷载进行计算时应采用的原则： 桥梁结构的整体计算采用车道荷载； 桥梁结构的局部加载、涵洞、桥台和挡土墙土压力等的计算采用车辆荷载。5 车辆荷载和车道荷载的作用不得叠加。7车道荷载在影响线上
8、进行最不利加载时的原则： 均布荷载标准值应满布于使结构产生最不利效应的同号影响线上； 集中荷载标准值只作用于相应影响线中的一个最大影响线峰值处。8汽车荷载作用效应的折减 多车道折减（横向折减系数）； 纵向折减（纵向折减系数）。9汽车荷载的冲击力 车辆以较高速度驶过桥梁时，由于桥面的不平整、车轮不圆以及发动机抖动等原因，会使桥梁结构引起振动，这种动力效应通常称为冲击作用。 钢桥、钢筋混凝土及预应力混凝土桥、圬工拱桥等上部结构和钢支座、板式橡胶支座、盆式橡胶支座及钢筋混凝土柱式墩台，应计算汽车的冲击作用。 填料厚度（包括路面厚度）等于或大于 0.5m 的拱桥、涵洞以及重力式墩台不计冲击作用。10桥
9、梁设计体系规定了桥涵结构的两种极限状态 承载能力极限状态 正常使用极限状态11根据桥涵在施工和使用过程中面临的不同情况，桥涵结构设计分为三种设计状况： 持久状况 短暂状况 偶然状况12按承载能力极限状态设计时作用效应的组合： 基本组合 偶然组合13按正常使用极限状态设计时作用效应的组合： 作用短期效应组合 作用长期效应组合二重点1永久作用、可变作用、偶然作用的概念和主要荷载内容2利用汽车荷载进行计算时应采用的原则3车道荷载在影响线上进行最不利加载时的原则64汽车荷载的冲击力及计算原则5作用效应的组合的分类和应用三难点1作用的分类及主要荷载内容2汽车荷载效应的纵向折减和横向折减3汽车荷载的冲击作
10、用4作用效应组合和验算时在计算中的应用第二篇：钢筋混凝土和预应力混凝土简支梁桥第 1 章：概论一主要内容1根据混凝土受预压程度的不同，预应力混凝土结构可分为： 全预应力：在最大使用荷载下混凝土不出现任何拉应力； 部分预应力：容许发生不超过规定的拉应力值或裂缝宽度。2装配式梁桥与整体式梁桥相比，主要优点为： 桥梁构件的形式和尺寸趋于标谁化，有利于大规模工业化制造。 在工厂或预制场内集中管理进行工业化预制生产，可充分采用先进的半自动或自动化、机械化的施工技术，以节省劳动力和降低劳动强度，提高工程质量和劳动生产率，从而显著降低工程造价。 构件的制造不受季节性影响，并且上、下部构造也可同时施工，大大加
11、快桥梁的建造速度，缩短工期。 能节省大量支架模板等的材料消耗。3钢筋混凝土梁桥的一般特点 具有就地取材、工业化施工、耐久性好、适应性强、整体性好以及美观等各种优点。7 钢筋混凝土简支梁桥的不足之处是结构本身的自重大，大大限制了钢筋混凝土简支梁桥的跨越能力。 就地浇筑的钢筋混凝土桥施工工期长，支架和模板要耗损很多钢材和木料。 在寒冷地区以及在雨季建造整体式钢筋混凝土桥梁时，施工比较困难，如采用蒸汽养生以及防雨措施等，则会显著增加造价。4预应力混凝土梁桥的一般特点 具有钢筋混凝土梁桥的所有优点。 能最有效地利用现代的高强度材料(高强混凝土、高强钢材) ，减小构件截面，显者降低自重所占全部设计荷载的
12、比重，增大跨越能力，并扩大混凝土结构的适用范围。 与钢筋混凝土梁桥相比，一般可以节省钢材 30%40%，.跨径愈大，节省愈多。 全预应力混凝土梁在使用荷载下不出现裂缝，即使是部分预应力混凝土梁在常遇荷载下也无裂缝，鉴于能全截面参与工作，梁的刚度就比通常开裂的钢筋混凝土梁要大。因此，预应力混凝土梁可显著减小建筑高度，使大跨径桥梁做得轻柔美观。由于能消除裂缝，这就扩大了对多种桥型的适应性，并更加提高了结构的耐久性。 预应力技术的采用，为现代装配式结构提供了最有效的接头和拼装手段。5钢筋混凝土和预应力混凝土梁桥按承重结构的截面形式分： 板桥 肋板式梁桥 箱形梁桥。6板桥的特点： 承重结构就是矩形截面
13、的钢筋混凝土或预应力混凝土板； 构造简单、施工方便，而且建筑高度较小。 从力学性能上分析，位于受拉区域的混凝土材料不但不能发挥作用，反而增大了结构的自重，当跨度稍大时就显得笨重而不经济。 简支板桥的跨径只在 10 多米以下，预应力混凝土空心板桥的常用跨径为 1620m。7肋板式梁桥的特点： 在横截面内形成明显肋形结构，梁肋（或称腹板）与顶部的钢筋混凝土桥面板结合在一起作为承重结构；8 肋与肋之间处于受拉区域的混凝土得到很大程度的挖空，就显著减轻了结构自重。特别对于仅承受正弯矩作用的简支梁来说，既充分利用了扩展的混凝土桥面板的抗压能力，又有效地发挥了集中布置在梁肋下部的受力钢筋的抗拉作用，从而使
14、结构构造与受力性能达到理想的配合。 与板桥相比，对于梁肋较高的肋梁桥来说，由于混凝土抗压和钢筋受拉所形成的力偶臂较大，因而肋梁桥也具有更大的抵抗荷载弯矩的能力。 中等跨径（2035m 以上）的简支梁桥，通常多采用肋板式梁桥。8箱形梁桥的特点： 横截面呈一个或几个封闭箱形。结构除了梁肋和上部翼缘板外，在底部尚有扩展的底板，因此它提供了能承受正、负弯矩的足够的混凝土受压区。 在一定的截面面积下能获得较大的抗弯惯矩，而且抗扭刚度也特别大，在偏心的活载作用下各梁肋的受力比较均匀。因此箱形截面能适用于较大跨径的悬臂梁桥和连续梁桥，也可用来修建全截面均参与受力的预应力混凝土简支梁桥。 对于普通钢筋混凝土的
15、简支梁桥来说，底板除徒然增加自重外并无其他益处，故不宜采用。 预应力混凝土小箱梁的常用跨径为 2535m。 与 T 形梁桥相比，箱形梁桥的梁高较小，运输、安装比较方便，外形也较美观，但制造稍复杂些。二重点1装配式梁桥与整体式梁桥相比的主要优点2预应力混凝土梁桥的一般特点3肋板式梁桥、箱形梁桥的受力特点三难点1肋板式梁桥的受力特点、适用情况92箱形梁桥的受力特点、适用情况第 2 章：桥面构造一主要内容1钢筋混凝土和预应力混凝土桥的桥面部分通常包括： 桥面铺装 防水和排水设备 伸缩缝 人行道(或安全带) 缘石 栏杆和灯柱2桥面铺装的作用 保护属于主梁整体部分的行车道板不受车辆轮胎(或履带) 的直接
16、磨耗； 防止主梁遭受雨水的侵蚀； 能使车辆轮重的集中荷载起一定的分布作用。3桥面横坡的设置方法 对于板桥或就地浇筑的肋梁桥，将横坡设在墩台顶部而做成倾斜的桥面板，可节省铺装材料并减轻恒载重力； 对于装配式肋梁桥，可采用不等厚的铺装层（包括混凝土的三角垫层和等厚的路面铺装层）以构成桥面横坡； 在较宽的桥梁中，直接将行车道板做成双向倾斜的横坡，可减轻恒载，但主梁构造、制作均较复杂。4桥面铺装的类型 普通水泥混凝土或沥青混凝土铺装 防水混凝土铺装 具有贴式或涂料防水层的水泥混凝土或沥青混凝土铺装5桥面排水设施的相关规定： 当桥面纵坡大于 2而桥长小于 50m 时，桥上可以不设泄水管，此时可在引道两侧
17、设置流水槽，以免雨水冲刷路基； 当桥面纵坡大于 2而桥长大于 50m 时，桥上每隔 12m15m 设置一个泄水管； 当桥面纵坡小于 2时，应每隔 6m8m 设置一个泄水管。10 桥面上泄水管的过水面积按每平方米桥面不少于 23cm2 布置。 梁式桥上的泄水管宜设置在桥面行车道边缘处，距离缘石 1050cm。沿行车道两侧可以对称排列，也可交错排列。6梁式桥上常用的泄水管形式： 钢筋混凝土泄水管 横向排水管道 金属泄水管7桥面伸缩缝： 作用：适应桥梁上部结构在气温变化、活载作用、混凝土收缩徐变等因素的影响下变形的需要，并保证车辆通过桥面时平稳。 类型：U 形锌铁皮伸缩装置、跨搭钢板式伸缩装置、橡胶
18、伸缩装置等。 设置原则：一般设在两梁端之间以及梁端与桥台背墙之间。8人行道按不同的施工方法分： 就地浇筑式 预制装配式 混合式二重点1钢筋混凝土和预应力混凝土桥桥面部分的组成2桥面铺装的作用、类型3横面横坡的设置方法4桥面伸缩缝的作用、类型和设置原则三难点1桥面铺装的作用2桥面伸缩缝的作用、类型和设置原则3桥面排水设施的相关规定11第 3 章：板桥的设计与构造一主要内容1板桥的特点： 建筑高度小，适用于桥下净空受限制的桥梁。 外形简单，制作方便，既便于现场整体浇筑，又便于工厂化成批生产。 装配式板桥构件的重量小，架设方便。 跨径不宜过大。简支板桥的经济合理跨径一般限制在 13m 以下，预应力混
19、凝土板桥一般也不宜超过 30m。2板桥按施工方法分类： 整体式板桥 装配式板桥3装配式板桥按截面形式分类： 矩形实心板桥 矩形空心板桥4装配式板桥的横向连接： 企口混凝土铰连接（圆形、菱形、漏斗形） 钢板连接5斜交角 定义：斜交板桥的桥轴线与支承线的垂线呈某一夹角，习惯上称此角为斜交角。6斜交板桥的受力特点： 荷载有向两支承边之间最短距离方向传递的趋势； 在钝角处产生较大的负弯矩，其方向垂直于钝角的二等分线； 钝角处反力较大，锐角处反力较小； 在均布荷载作用下，当桥轴线方向的跨长相同时，斜板桥的最大跨内弯矩比正桥要小，跨内纵向最大弯矩或最大应力的位置，随着斜交角的变大而自中央向钝角方向移动。
20、在上述同样情况下，斜板桥的跨中横向弯但他比正桥的要大，可以认为横向弯矩增大的量，相当于纵向弯矩减小的量。12二重点1板桥的特点、分类和适用情况2装配式板桥的横向连接3斜板桥的受力特点三难点1斜交角的定义2斜板桥的受力特点第 4 章：装配式简支梁桥的设计与构造一主要内容1装配式简支梁桥按截面形式进行分类 形梁桥 T 形梁桥 箱形梁桥2 形构件的特点 截面形状稳定、横向抗弯刚度大 块件堆放、装卸和安装都方便 当跨径较大时，混凝土和钢的用量较大 横向联系较差，现已很少采用。3箱形截面的特点 抗扭能力大，其抗扭惯矩约为相应 T 梁截面的十几倍或几十倍； 箱梁可做成薄壁结构，又因桥面板的跨径减小而能使板
21、厚减薄并节省钢筋； 横向抗弯刚度大，在预施应力、运输、安装阶段单梁的稳定性要比 T 梁的大。4钢筋混凝土与预应力混凝土梁桥常用的块件划分方式 纵向竖缝划分 纵向水平缝划分 纵横向竖缝划分5装配式钢筋混凝土 T 形梁桥的主梁 主梁间距一般均在 1.52.2m 之间13 对于跨径 10m、13m、16m 和 20m 的标准设计所采用的梁高相应为0.9m、1.0m、1.1m 和 1.3m。 梁肋宽度一般不应小于 14cm。常用的梁肋宽度为 1518cm。6装配式 T 形梁桥中横隔梁 保证各根主梁相互连成整体 当梁横向刚性连接时，横隔梁的间距不应大于 10m。 当 T 梁跨径在 13m 以上时，需在跨
22、径内增设 1 道横隔梁。 跨中的横隔梁通常可做成主梁高度的 3/4 左右。梁肋下部呈马蹄形加宽时，横隔梁延伸至马蹄的加宽处。 端横隔梁可做成与主梁同高，也可和中横隔梁同高，具体可视工地施工情况定。7布置在装配式钢筋混凝土 T 形梁桥中的钢筋种类 纵向主钢筋 架立钢筋 斜钢筋 箍筋 分布钢筋8装配式 T 形梁桥中各类钢筋的作用 纵向主钢筋：抵抗拉力，设置在梁肋的下缘； 架立钢筋：布置在梁肋的上缘，主要起固定箍筋和斜筋，并使梁内全部钢筋形成立体或平面骨架的作用。 斜钢筋：由主钢筋弯起，用来增强梁体的抗剪强度； 箍筋：增强主梁的抗剪强度； 分布钢筋：防止梁肋两侧因混凝土收缩等原因而导致裂缝。9装配式
23、主梁的连接构造 装配式 T 形梁桥中，均借助横隔梁的接头使所有的主梁连接成整体。 接头的形式：扣环接头、螺栓接头10装配式预应力混凝土 T 形梁桥的主梁 主梁梁高与跨径之比可取 1/161/18。 梁肋宽度一般不应小于 14cm。常用的梁肋宽度为 1820cm。14 T 梁的下一般要扩大成马蹄形，马蹄宽度约为肋宽的 24 倍。 马蹄全宽部分高度加 1/2 斜坡区高度约为主梁高度的 0.150.2 倍。11 预应力混凝土 T 形梁桥的梁肋通常设计成马蹄形的原因 在保证抗剪等条件下尽可能减小梁肋（或称腹板）的厚度，以减小构件自重。 便于使预应力筋较集中地布置在梁肋的底部 为了满足预加应力的受压需要
24、。12布置在装配式预应力混凝土 T 形梁桥中的钢筋种类 纵向预应力钢筋 架立钢筋 箍筋 水平分布钢筋 承受局部应力的钢筋 其他构造钢筋13装配式预应力混凝土梁桥的配筋特点 主筋在跨中均靠近梁的下缘布置，以抵抗荷载引起的拉应力； 先张法施工的小跨度梁：全部主筋可直线形布置，但支点附近会在梁顶出现过高的拉应力，甚至遭遇严重开裂。 长度较大的后张法梁：通常曲线布筋，可将全部预应力筋弯至梁端锚固，也可将部分预应力筋弯出梁顶锚固。14后张法预应力混凝土简支梁中的预应力钢筋需向梁端弯起 简支梁中的弯矩向梁端逐渐减小； 弯起后的预应力钢筋可显著减小梁内的荷载剪力； 锚具在梁端的布置应遵循“分散、均匀”的原则
25、。二重点1装配式简支梁桥各种截面形式的特点2装配式钢筋混凝土梁桥、预应力混凝土梁桥截面尺寸的拟定3装配式钢筋混凝土梁桥各种钢筋的布置原则和作用4装配式预应力混凝土梁桥的配筋特点和布置原则15三难点1块件的划分方式2装配式钢筋混凝土梁桥、预应力混凝土梁桥截面尺寸拟定3后张法预应力混凝土简支梁中的预应力钢筋需向梁端弯起的原因第 5 章：简支梁桥的计算一主要内容1上承式简支梁桥设计计算的项目： 主梁 横隔梁 桥面板 支座 墩台2行车道板的类型： 单向板：边长比或长宽比（l a / lb）等于和大于 2 的周边支承板 双向板：边长比或长宽比（l a / lb）小于 2 的周边支承板3对于装配式 T 形
26、梁桥，其桥面板也存在边长比或长宽比 la / lb2 的关系，如果在两主梁的翼板之间： 采用钢板联结单向板时，则桥面板可简化为悬臂板； 采用不承担弯矩的铰接缝联结时，则可简化为铰接悬臂板。4车轮荷载在板上的分布 桥面板的计算跨径相对于轮压的分布宽度来说不是很大，故计算中应将轮压作为分布荷载来处理； 富于弹性的充气车轮与桥面的接触面实际上接近于椭圆，而且荷载又要通过铺装层扩散分布。为计算方便起见，通常可近似将车轮与桥面的接触面看作是矩形。 作用在混凝土或沥青铺装面层上的车轮荷载，可以偏安全地假定呈 45角扩散分布于混凝土板面上。5板的有效工作宽度或荷载有效分布宽度16 板在局部分布荷载作用下，不
27、仅使直接承压部分的板宽参与工作，与其相邻的部分板宽也会分担一部分荷载，共同承受车轮荷载所产生的弯矩。 板的跨中弯矩 mx呈曲线分布，在荷载中心处达到最大值 mxmax，离荷载愈远的板条所承受的弯矩愈小。 假定以 amxmax 的矩形来替代此曲线图形，即 amxmaxM（荷载产生的跨中总弯矩），此 a 即为板的有效工作宽度，即均匀承受车轮荷载产生总弯矩的板条宽度。 板的有效工作宽度与支承条件、荷载性质、荷载位置有关。6单向板的荷载有效分布宽度 荷载在跨径中间：对于单独一个荷载： 但不小于,3231lHall32这里，l 为两梁肋之间板的计算跨径。对于几个靠近的相同荷载，如按上式计算所得各相邻荷载
28、的有效分布宽度发生重叠时，则： ，但不小于 +d3231 ldaldal32式中 为最外两个荷载的中心距离。 荷载在板的支承处： ，式中：t板的厚度。Hat21 荷载靠近板的支承处： xx7悬臂板的荷载有效分布宽度： 221baHa式中： 为承重板上荷载压力面外侧边缘至悬臂根部的距离。b 对于分布荷载靠近板边的最不利情况， 就等于悬臂板的净跨径 l0，于是：b01022lala8荷载横向分布计算 荷载横向分布影响线：单位荷载沿桥面横向作用在不同位置时，某梁所分配的荷载比值变化曲线。17 荷载横向分布系数：某根主梁所承担的最大荷载是各个轴重的倍数（通常小于 1）。 荷载横向分布系数的计算公式：汽
29、车： 人群：2qqmrm式中： q、 r 为对应于汽车和人群荷载集度的荷载横向分布影响线竖标。9荷载横向分布系数的计算方法 杠杆原理法：把横向结构（桥面板和横隔梁）视作在主梁上断开而简支在其上的简支梁。 偏心压力法：把横隔梁视作刚性极大的梁； 铰接板（梁）法：把相邻板（梁）之间视为铰接，只传递剪力； 横向刚接梁法：把相邻主梁之间视为刚性连接，即传递剪力和弯矩； 比拟正交异性板法：将主梁和横隔梁的刚度换算成正交两个方向刚度不同的比拟弹性平板来求解。10杠杆原理法的基本假定和适用条件 基本假定：忽略主梁之间横向结构的联系作用；假设桥面板在主梁梁肋处断开，沿横向支承在主梁上的简支梁或悬臂梁。 适用条
30、件：计算荷载靠近主梁支点时的荷载横向分布系数 m0；双主梁桥或横向联系很弱的无中间横隔梁的桥梁。11偏心压力法的基本假定和适用条件 基本假定：中间横隔梁可近似地看作一根刚度无穷大的刚性梁，横隔梁仅发生刚体位移；忽略主梁的抗扭刚度，即不计主梁扭矩抵抗活载的影响。 适用条件：有可靠的横向联结，即有中横隔梁的简支梁；对于承重结构的宽跨比B/L0.5（窄桥）时跨中截面荷载横向分布系数的计算。12荷载横向分布系数沿桥跨的变化 对于无中间横隔梁或仅有一根中横隔梁的情况，跨中部分须用不变的 mc，从离支点l/4 处起至支点的区段内 mx 呈直线形过渡至 mo。18 对于有多根内横隔梁的情况，m c 从第一根
31、内横隔梁起向支点 mo直线形过渡。13主梁内力计算 对于一般小跨径的简支梁，通常只需计算跨中截面的最大弯矩和支点截面及跨中截面的剪力。 对于较大跨径的简支梁，一般还应计算 l/4 截面的弯矩和剪力。14主梁恒载内力计算 为了简化起见，习惯上往往将沿桥跨分点作用的横隔梁重量、沿桥横向不等分布的铺装层重量以及作用于两侧的人行道和栏杆等重量均匀分布地分摊给各主梁承受。因此，对于等截面梁桥的主梁，其计算恒载是简单的均布荷载。 为了更精确起见，也可根据施工安装的情况，将人行道、栏杆、灯柱和管道等重量象活载计算那样，按荷载横向分布的规律进行分配。15主梁截面内力计算的一般公式可表述如下： yPwqmSkj
32、ki1式中： 所求截面的弯矩或剪力；汽车荷载的冲击系数；多车道桥涵的汽车荷载横向折减系数；对于所计算主梁的横向分布系数；im汽车车道荷载中，每延米均布荷载标准值；kq使结构产生最不利效应的同号影响线面积；jw车道荷载中的集中荷载标准值；kP所加载影响线中一个最大影响线峰值。y16偏压法计算横隔梁内力 将桥梁的中横隔梁近似地视作竖向支承在多根主梁上的多跨弹性支承连续梁； 鉴于桥上荷载的移动性，通常采用绘制横隔梁内力影响线的方法来计算。17桥梁的挠度，按产生的原因可分为：19 恒载挠度 活载挠度18预拱度的定义和设置 预拱度：施工时预设的反向挠度 钢筋混凝土受弯构件：桥梁的预拱度通常按结构自重和
33、1/2 可变荷载频遇值计算的长期挠度值二者之和采用，这就意味着在使用阶段常遇荷载情况下桥面基本上接近设计标高；对于一般小跨径的钢筋混凝土梁桥，当由结构自重和汽车荷载所计算的长期挠度不超过 /1600 时，可以不设预拱度。l 预应力混凝土受弯构件：当预加应力引起的长期反拱值小于按荷载短期效应组合计算的长期挠度时，应设置预拱度，其值应为该项荷载的挠度值与预加应力长期反拱值之差采用；当预加应力引起的长期反拱值大于按荷载短期效应组合计算的长期挠度时，应不设预拱度。二重点1单向板、双向板的概念2板的有效工作宽度的定义和计算方法、行车道板的计算方法3横向分布影响线的定义、横向分布系数的定义和计算方法4杠杆
34、原理法和偏心压力法的基本假定和适用条件5横向分布系数沿桥跨的变化规律6主梁、横隔梁的内力计算方法7预拱度的定义、设置方法三难点1板的有效工作宽度的计算方法2荷载横向分布系数的计算方法3偏压法计算横隔梁内力的方法204预拱度设置的具体规定第 6 章：梁式桥的支座一主要内容1支座的作用： 传递上部结构的支承反力，包括恒载和活载引起的竖向力和水平力； 保证结构在活载、温度变化、混凝土收缩和徐变等因素作用下能自由变形，以使上、下部结构的实际受力情况符合结构的静力图式。2支座按受力特点分类： 固定支座：既要固定主梁在墩台上的位置并传递竖向压力和水平力，又要保证主梁发生挠曲时在支承处能自由转动。 活动支座
35、：只传递竖向压力，但要保证主梁在支承处既能自由转动又能水平移动。3支座的布置原则： 有利于墩台传递纵向水平力； 有利于梁体的自由变形。4支座按制件材料分类： 简易垫层支痤； 橡胶支座 弧形钢板支座 钢筋混凝土摆柱式支座 特殊功能的支座5板式橡胶支座： 板式橡胶支座由几层橡胶和薄钢片迭合而成； 活动机理：利用橡胶的不均匀弹性压缩实现转角 ；利用其剪切变形实现微量水平位移； 一般不分固定支座和活动支座，这样能将水平力均匀地传递给各个支座且便于施工，如有必要设置固定支座可采用不同厚度的橡胶支座来实现。6盆式橡胶支座： 由不锈钢滑板、聚四氟乙烯板、盆环、氯丁橡胶块、钢密封圈、钢盆塞及橡胶防水圈等组成。
36、21 利用设置在钢盆中的橡胶板达到对上部结构具有承压和转动的功能，利用聚四氟乙烯板和不锈钢板之间的平面滑动来适应桥梁的水平位移要求。 按其工作特征可以分为固定支座，多向活动支座和单向活动支座三种。7弧形钢板支座： 弧形钢板支座全部由钢材制成，其特点是活动性能好，无日久老化的缺点，特别适合于严寒地区的桥梁。 由两块厚度约为 45cm 铸钢制成的上、下垫板所组成。上垫板是平的矩形钢板，下垫板是顶面切削成圆柱面的弧形钢板。 上垫板沿着下垫板弧形接触面的相对滑动和转动实现了活动支座的功能要求。 固定支座，尚需在上垫板上做成齿槽(或销孔) ，在下垫板上焊以齿板 (或焊销钉)，安装后使齿板嵌入齿检(或销钉
37、伸入销孔 )，以保证上、下垫板的位置固定，并且通过齿板 或销钉) 的杭剪来承受水平力作用。 用于标准跨径在 1020m，支承反力不超过 600kN 的简支梁桥。8钢筋混凝土摆柱式支座： 活动的机理：上下用弧形钢板加强、两侧截平的圆形单辊轴支座，因此摆柱的高度就等于弧形钢板弧面半径的 2 倍。从外形上看，平的上、下垫板与辊轴的弧形加强钢板形成上、下两个弧形支座，借以传递很大的集中压力。 摆柱式活动支座的高度显著大于弧形铜板固定支座的高度，因此当两者布置在桥墩上时，可以用支承垫石将固定支座垫高以调整其高差； 在支座底面的标高受设计洪水位控制的情况下，为了避免显著地提高桥梁高度，较高的摆柱式支座设置
38、在墩顶的预留井洞内，可以将摆柱与井壁之间的缝隙应用弹性嵌填料填塞，以免污物掉入而影响摆柱的活动。 用于标准跨径大于或等于 20m，支承反力不超过 6000kN 的梁式桥。9板式橡胶支座的计算步骤： 确定支座的平面尺寸 确定支座的厚度 验算支座的偏转情况 验算加劲钢板的厚度22 验算支座的抗滑稳定性二重点1支座的作用、布置原则、支座的分类2板式橡胶支座、盆式橡胶支座的工作原理3橡胶支座的计算方法三难点1支座的布置原则、具体的布置方式2板式橡胶支座、盆式橡胶支座的工作原理3橡胶支座的计算第 7 章：简支梁桥的施工一主要内容1钢筋混凝土和预应力混凝土桥的施工可分为： 就地灌筑（或称现浇） 预制安装2
39、就地灌筑法： 通过直接在桥跨下面搭设支架，作为工作平台，然后在其上面立模浇筑梁体结构。 适用于两岸桥墩不太高的引桥和城市高架桥，或靠岸边水不太深且无通航要求的中小跨径桥梁。 优点：不需要大型的吊装设备和开辟专门的预制场地，梁体结构中横桥向的主筋不用中断，故其结构的整体性能好。 缺点：支架需要多次转移，使工期加长，如全桥多跨一次性立架，则投入的支架费用又将大大增高。3预制安装法：23 当同类桥梁跨数较多、桥墩又较高、河水又较深且有通航要求时，通常便将桥跨结构用纵向竖缝划分成若干个独立的构件，放在桥位附近专门的预制场地或者工厂进行成批制作，然后将这些构件适时地运到桥孔处进行安装就位。 优点：桥梁的
40、上、下部结构可以平行施工，使工期大大缩短；无需在高空进行构件制作，质量容易控制，可以集中在一处成批生产，从而降低工程成本。 缺点：需要大型的起吊运输设备，此项费用较高。由于在构件与构件之间存在拼接纵缝，例如简支 T 形梁之间的横隔板接头，施工时需搭设吊架才能操作，故比较麻烦；显然，拼接构件的整体工作性能就不如就地浇筑法。4按制件材料分类，模板可分为： 木模板 钢模板 钢木组合模板5在桥梁施工中采用较多的支架： 木支架 钢管支架6钢筋的工作： 钢筋整直 切断 除锈 弯制 焊接或绑扎成型7混凝土的工作： 拌制 运输 浇筑 振捣 养护 拆模8先张法简支梁的制造工艺： 在浇筑混凝土之前先进行预应力筋的
41、张拉，并将其临时固定在张拉台座上； 立模，浇筑混凝土； 待混凝土达到规定强度（不得低于设计强度等级标号的 75%）时，逐渐将预应力筋松弛，利用力筋回缩和与混凝土之间的粘结作用，使构件获得预应力。9后张法简支梁的制造工艺： 先制作留有预应力筋孔道的梁体； 待其混凝土达到规定强度后，再在孔内穿入预应力筋进行张拉并锚固；24 进行孔道压浆并灌梁端封头混凝土。9孔道压浆的作用 保护预应力筋不致锈蚀； 使力筋与混凝土梁体黏结成整体； 既能减小锚具的受力，又能提高主梁的承载能力、抗裂性能和耐久性。10常用的架梁方法 陆地架设法； 浮吊架设法； 高空架设法二重点1预制安装施工法的优缺点2钢筋的工作、混凝土的
42、工作、预应力筋的张拉3先张法、后张法简支梁的制造工艺4常用的架设方法三难点1混凝土的工作、预应力筋的张拉2先张法、后张法简支梁的制造工艺3孔道压浆的作用第三篇：悬臂与连续体系梁桥第 1 章：基本结构体系一主要内容1梁式桥可归纳为 4 种结构体系： 简支梁桥 悬臂梁桥 连续梁桥 刚构式桥2悬臂梁桥：25 将简支梁梁体加长，并超过支点就成为悬臂梁桥。仅有一端超过支点的称单悬臂梁桥；两端同时越过支点的称为双悬臂梁桥。 利用悬出支占以外的伸悬，使支点产生负弯矩，对锚跨之中正弯矩产生有利的卸载作用；从活载方面看，如只在悬臂梁的锚跨布载，活载引起的最大正弯矩简支梁桥小得多。 在施工阶段和成桥运营阶段两者受
43、力状态一致，非常适宜于悬臂施工方法。 钢筋混凝土悬臂梁桥在支点附近负弯矩区段内，不可避免要出现裂缝，雨水易于浸入梁体。 悬臂梁桥一般为静定结构，结构内力不受地基变形的影响，对基础要求较低。 钢筋混凝土悬臂梁桥常用跨径一般在 55m 以下，预应力混凝土悬臂梁桥一般在100m 以下。3连续梁桥： 将简支梁梁体在支点连续就成为连续梁桥，连续梁桥至少布置成两跨。 恒载作用下，由于支点负弯矩的卸载作用，跨中正弯矩显著减小；在活载作用下，因主梁连续产生支点负弯矩对各跨跨中正弯矩仍有卸载作用，其弯矩分布比悬臂梁更合理。 连续梁桥可采用悬臂施工方法，但需设置临时固结，存在体系转换问题。 钢筋混凝土连续梁桥在支
44、点附近负弯矩区段内，不可避免要出现裂缝，雨水易于浸入梁体，须重视防水。 行车平稳，连续孔数多。从运营条件看，连续梁桥的挠曲线不会存在不利于行车的折点，且伸缩缝只在梁端设置。 属超静定结构，支座发生不均匀沉降时会产生不利的附加内力，通常要求修建在地基条件较好的场合。 钢筋混凝土连续梁桥跨径一般不超过 30m，预应力混凝土连续梁桥常用跨径达到了150m。4刚构式桥： 预应力混凝土刚构式桥一般分为带剪力铰刚构、带挂梁的刚构和连续刚构。26 连续刚构桥梁体连续，墩、梁、基础三者固结共同受力。常用于大跨高墩的结构中，桥墩纵向刚度较小。 在恒载作用下，与连续梁桥跨中弯矩和竖向位移基本一致。采用双肢薄壁墩的
45、连续刚构桥，墩顶截面的恒载负弯矩要较相同跨径连续梁桥的小。在活载作用下，连续刚构桥由活载引起的跨中正弯矩比连续梁小，可以降低跨中区域的梁高，使恒载内力进一步降低。 主梁连续，无伸缩缝，行车平顺，不须设大吨位的支座，养护工作量小。 采用悬臂法施工时，施工稳固性好，不需设置临时固结和考虑体系转换，减少或避免了边跨梁端搭架合龙的难度。 连续刚构桥对地基承载力的要求更高。大跨度连续刚构会产生过大的温差拉力，故主墩刚度不宜过大。 连续刚构桥已成为预应力混凝土大跨径梁式桥的主要桥型，最大跨径已突破300m。二重点1梁式桥的结构体系2悬臂桥、连续梁桥、刚构式桥的受力特点和构造特点 三难点1连续梁桥的受力特点2连续刚构桥的受力特点第 2 章：立面与横断面设计一主要内容1混凝土悬臂梁桥： 三跨双悬臂结构：常用于跨线桥，悬臂端伸入路堤可省去两上庞大的桥台，但需在悬臂与路堤的衔接处设置钢筋混凝土搭板以利行车；
