《桥梁工程》第1章总论.ppt

桥梁工程 Bridge Engineering,桥梁工程 第一章 总论-1,2,第一章 总论 Introduction,1.1 国内外桥梁发展概况1.2 桥梁的组成与分类1.3 桥梁的规划与设计基本原理1.4 桥梁作用（设计荷载）1.5 桥面布置与构造,桥梁工程 第一章 总论-1,3,1.1 国内外桥梁发展概况Historical Background,一、我国桥梁建筑的成就 National中国古代桥梁浮桥：三千年前周文王时期，渭河，简便快速，军事行动桩柱式梁桥：春秋战国时期黄河 流域，木桩、木梁、石梁,桥梁工程 第一章 总论-1,4,中国古代桥梁,吊桥：滕、竹、铁索 大渡河铁索桥，安澜竹索桥石梁桥：泉州洛阳桥，漳州虎渡桥石拱桥：赵州桥,芦沟桥,赵州桥 Zhaozhou Bridge,单孔弧形敞肩拱石桥，历经1400余年,赵州桥与广济桥、洛阳桥、芦沟桥并称中国古代四大名桥。,桥梁工程 第一章 总论-1,6,赵州桥 Zhaozhou Bridge,桥梁工程 第一章 总论-1,7,赵州桥 Zhaozhou Bridge,隋大业初年（605年），李春空腹式圆弧形石拱桥L=37.02m，B=9m，f=7.23m腹拱：减重、省材、排洪、美观,桥梁工程 第一章 总论-1,8,卢沟桥桥面,位于北京西南郊永定河，联拱石桥。始建于金（公元1189年）,桥梁工程 第一章 总论-1,9,卢沟桥石狮和桥头堡（御碑亭）,桥梁工程 第一章 总论-1,10,始建于北宋（公元1053），桥长七百余米,泉州洛阳桥 世界桥梁筏形基础的开端,桥梁工程 第一章 总论-1,11,广济桥,世界上最早的开关活动式大石桥。桥上有望楼。,位于广东潮州，始建于南宋（1170年），中段用18艘梭船联成浮桥,桥梁工程 第一章 总论-1,12,安澜桥,飞跨都江堰，世界现存最长的古代索桥。桥以竹为缆，木桩为墩，宋文献有记载。清一对夫妻重修此桥，又称“夫妻桥”。,桥梁工程 第一章 总论-1,13,扬州，建于乾隆年间，“莲花桥”。,五亭桥,桥梁工程 第一章 总论-1,14,清乾隆间建造，两百余年历史,颐和园玉带桥,桥梁工程 第一章 总论-1,15,中国现代桥梁成就,梁式桥 Beam Bridge柳州桥乌龙江桥乌龙江桥二桥黄石长江大桥黄花园嘉陵江大桥,柳州桥 Liuzhou Bridge,桥梁工程 第一章 总论-1,17,柳州桥 Liuzhou Bridge,广西，柳州，1968年桥型：预应力混凝土T型刚构桥（我国第一座悬臂浇注法施工）L=408.19m，B=20mLmax=124m，L挂=25m下部结构：连续钢桁梁桥墩加固改建,乌龙江桥 Wulongjiang Bridge,桥梁工程 第一章 总论-1,19,乌龙江桥 Wulongjiang Bridge,福州，1971年桥型：带挂梁预应力混凝土T型刚构桥L=58+3*144+58=552m悬臂拼装+悬臂浇注法下部结构：钢筋混凝土空心桥墩+钢板桩围堰管柱基础,乌龙江桥二桥 Second Bridge over Wulongjiang River,桥梁工程 第一章 总论-1,21,乌龙江桥二桥 Second Bridge over Wulongjiang River,福州，1998年，福泉高速公路连接线桥型：预应力混凝土连续梁桥24*25m+10*35m+60m+3*110m+60m+5*35m+24*25m，L=2130.6m下部结构：大直径桩+花瓶式薄壁墩,黄石长江大桥 Huangshi Bridge over Yangtze River,桥梁工程 第一章 总论-1,23,黄石长江大桥 Huangshi Bridge over Yangtze River,湖北黄石，1995年桥型：预应力混凝土连续刚构桥L全=2130.6m，L主=245m悬臂浇注法施工主墩：双壁钢围堰+钻孔灌注桩基础,黄花园嘉陵江大桥Huanghuayuan Bridge over Jialingjiang River,桥梁工程 第一章 总论-1,25,黄花园嘉陵江大桥 Huanghuayuan Bridge over Jialingjiang River,重庆，1999年桥型：预应力混凝土连续刚构桥L全=1024.32m，L主=250m连接重庆南北交通的重要枢纽挂篮分段对称悬臂浇注施工,桥梁工程 第一章 总论-1,26,拱桥 Arch Bridge,涪陵乌江大桥江界河大桥三山西桥万县长江大桥梅西河桥丹河大桥卢浦大桥,涪陵乌江大桥 Fuling Bridge over Wujiang River,桥梁工程 第一章 总论-1,28,重庆，涪陵，1989年桥型：钢筋混凝土箱形拱桥L全=351.83m，L主=200m，f/L=1/4拱上建筑：13*15.8m钢筋混凝土空心简支板梁引桥桥墩及拱上立柱：双柱式柔性排架桥台基础：置于岩石上转体法施工我国、亚洲采用无平衡重双箱对称同步转体施工的最大跨径拱桥,江界河大桥Bridge over Jiangjie River,桥梁工程 第一章 总论-1,30,江界河大桥Bridge over Jiangjie River,贵州，瓮安县，1995年桥型：预应力混凝土桁架拱桥L全=461m，L主=330m桥面高出常水位近270米利用山坡岩石为边跨桁架下弦，斜杆与预应力筋锚于岩盘内,三山西桥Sanshanxi Bridge,桥梁工程 第一章 总论-1,32,三山西桥Sanshanxi Bridge,广东，南海，1995年桥型：中承式钢管混凝土桁架拱桥L全=290m，L主=200m，f/L=1/4.5主墩：钻孔灌注桩基础施工：传统的大跨径箱形拱桥缆索吊装,万县长江大桥Wanxian Bridge over Yangtze River,桥梁工程 第一章 总论-1,34,万县长江大桥Wanxian Bridge over Yangtze River,四川，万县，1997年桥型：钢筋混凝土劲性骨架拱桥主拱圈：宽16米，高7米目前世界上跨径最大的钢筋混凝土拱桥,梅西河桥 Meixihe Bridge,桥梁工程 第一章 总论-1,36,梅西河桥 Meixihe Bridge,重庆，奉节县，2000年桥型：上承式钢管混凝土桁架式无铰拱F=57.6m，L主=288m，f/L=1/5,卢浦大桥 Lupu Bridge,桥梁工程 第一章 总论-1,38,卢浦大桥 Lupu Bridge,上海，2003年桥型：中承式全焊接箱拱桥主跨：550米，世界第一,桥梁工程 第一章 总论-1,39,钢桁梁桥 Steel Truss Bridge,武汉长江大桥南京长江大桥三堆子金沙江桥九江长江大桥,南京长江大桥Nanjing Bridge over Yangtze River,桥梁工程 第一章 总论-1,41,南京长江大桥Nanjing Bridge over Yangtze River,江苏，南京，1968年桥型：公铁两用连续钢桁梁桥主跨：160m基础：重型混凝土沉井、钢板桩围堰内下沉大直径管桩、浮式钢沉井加管桩、浮式钢筋混凝土沉井施工水深：6077米，世界上最深的桥梁基础之一，获国家科技接部特等奖,三堆子金沙江桥Sanduizi Bridge over Jinshajiang River,桥梁工程 第一章 总论-1,43,三堆子金沙江桥Sanduizi Bridge over Jinshajiang River,成昆线三堆子车站，1969年桥型：单线铁路简支钢桁梁桥跨径：192米,九江长江大桥Jiujiang Bridge over Yangtze River,桥梁工程 第一章 总论-1,45,九江长江大桥Jiujiang Bridge over Yangtze River,江西，九江，1992年桥型：连续刚性桁梁柔性拱结构主跨：216米,桥梁工程 第一章 总论-1,46,斜拉桥 Cable-stayed Bridge,九江大桥南浦大桥杨浦大桥铜陵长江大桥徐浦大桥三县洲闽江大桥青州闽江大桥南京三桥苏通长江大桥,九江大桥 Jiujiang Bridge,桥梁工程 第一章 总论-1,48,九江大桥 Jiujiang Bridge,广东，广州，1988年桥型：预应力混凝土独塔斜拉桥主跨：160m,南浦大桥 Nanpu Bridge,桥梁工程 第一章 总论-1,50,南浦大桥 Nanpu Bridge,上海，1991年桥型：双塔双索面钢-混凝土叠合梁漂浮体系斜拉桥主跨：423m,杨浦大桥 Yanpu Bridge,桥梁工程 第一章 总论-1,52,杨浦大桥 Yanpu Bridge,上海，1993年双塔双索面钢-混凝土叠合梁漂浮体系斜拉桥主跨：602m,铜陵长江大桥Tongling Bridge over Yangtze River,桥梁工程 第一章 总论-1,54,铜陵长江大桥Tongling Bridge over Yangtze River,安徽，桐陵，1995年桥型：双塔双索面预应力混凝土斜拉桥主跨：432m,徐浦大桥 Xupu Bridge,桥梁工程 第一章 总论-1,56,徐浦大桥 Xupu Bridge,上海，1997年桥型：双塔双索面混合型叠合梁斜拉桥主跨：590m,三县洲闽江大桥Sanxianzhou Bridge over Minjiang River,桥梁工程 第一章 总论-1,58,三县洲闽江大桥Sanxianzhou Bridge over Minjiang River,福州，1999年桥型：独塔单索面预应力混凝土斜拉桥主跨：238m,青州闽江大桥Qingzhou Bridge over Minjiang River,桥梁工程 第一章 总论-1,60,青州闽江大桥Qingzhou Bridge over Minjiang River,福州，2003年桥型：双塔双索面叠合梁斜拉桥主跨：605m,桥梁工程 第一章 总论-1,61,南京三桥:钢塔,648m.2005,桥梁工程 第一章 总论-1,62,苏通长江大桥,桥梁工程 第一章 总论-1,63,悬索桥 Suspension Bridge,汕头海湾大桥西陵长江大桥青马大桥1377虎门珠江大桥江阴长江大桥1385海沧大桥润扬长江大桥1490西堠门大桥 1650,汕头海湾大桥Shantou Bay Bridge,桥梁工程 第一章 总论-1,65,汕头海湾大桥Shantou Bay Bridge,广东，汕头，1995年桥型：三跨预应力混凝土箱梁悬索桥主跨：452m,青马大桥 Tsingma Bridge,桥梁工程 第一章 总论-1,67,青马大桥 Tsingma Bridge,香港，青衣岛至大屿山，1997年桥型：双跨钢桁梁悬索桥主跨：1377m,虎门珠江大桥Humen Bridge over Zhujiang River,桥梁工程 第一章 总论-1,69,虎门珠江大桥Humen Bridge over Zhujiang River,广东，东莞，1997年桥型：单跨钢箱梁悬索桥主跨：888m,江阴长江大桥Jiangyin Bridge over Yangtze River,桥梁工程 第一章 总论-1,71,江阴长江大桥Jiangyin Bridge over Yangtze River,江苏，江阴，1999年桥型：单跨钢箱梁悬索桥主跨：1385m,海沧大桥Haicang Bridge,桥梁工程 第一章 总论-1,73,海沧大桥Haicang Bridge,厦门，1999年桥型：三跨连续钢箱梁悬索桥主跨：648m,桥梁工程 第一章 总论-1,74,润扬长江大桥,桥梁工程 第一章 总论-1,75,西堠门大桥浙江舟山连岛工程,桥梁工程 第一章 总论-1,76,二、国外桥梁建设和发展 International,特点 注重美学响应、环境协调、细部设计当代桥梁三个拓展方向挑战跨度极限发展新型材料科学注重荷载环境评定,伦敦塔桥 Tower Bridge,桥梁工程 第一章 总论-1,78,伦敦塔桥 Tower Bridge,现代钢结构的悬索开启桥配有蒸汽驱动的提升装置双向高架人行通道花岗岩、机械装置、古代城堡,德国科隆桥 Cologne-Deutz Bridge,桥梁工程 第一章 总论-1,80,德国科隆桥 Cologne-Deutz Bridge,1948136m焊接箱梁架设在被炸毁的悬索桥的旧桥墩上焊接技术、预制拼装结构（战时）应用于和平年代,旧金山金门大桥,桥梁工程 第一章 总论-1,82,旧金山金门大桥,19331937把桥梁设计引入了现代阶段座落于绵延起伏的山间地处气候条件特殊的多雾地区桥体直指日落线不同寻常的高度（海军船只通行）全金属结构的表面刷有深赭色的红丹底漆成为早期现代桥梁设计的通用样本,第一座塞文桥 Severn Bridge,桥梁工程 第一章 总论-1,84,第一座塞文桥 Severn Bridge,1961优美的轮廓常规的加劲板被空气动力学的全焊钢箱梁代替,普拉斯特.格罗夫学校桥 Plashet Grove School Bridge,桥梁工程 第一章 总论-1,86,普拉斯特.格罗夫学校桥 Plashet Grove School Bridge,London，UK（伦敦，英国），2000主跨：67m林荫大道把该校分成两个部分，公交线繁忙，过马路危险连接两幢主宿舍楼的廊桥,坎波.博兰廷步行桥 Campo Volantin Footbridge,桥梁工程 第一章 总论-1,88,坎波.博兰廷步行桥 Campo Volantin Footbridge,Bilbao，Spain（毕尔巴鄂，西班牙）19901997主跨：71m/233ft把著名的河畔散步道及公园区与一片废弃的仓库区连接起来，仓库将开发成商住区,韦特斯坦桥 Wettstein Bridge,桥梁工程 第一章 总论-1,90,韦特斯坦桥 Wettstein Bridge,Basel，Switzerland（巴塞尔，瑞士），1988受基地条件和任务书的限制，必须在已有的桥墩上架设新的上部结构被设计成古典的样式,西印度码头步行桥 West India Quay Footbridge,桥梁工程 第一章 总论-1,92,西印度码头步行桥 West India Quay Footbridge,London，UK，199615m/49ft连接备用码头的桥梁配件预制，浮筒构造永久性的浮桥桥约束在码头底部的抗拔桩上,基尔-霍恩折叠桥 Kiel-Horn Folding Bridge,桥梁工程 第一章 总论-1,94,基尔-霍恩折叠桥 Kiel-Horn Folding Bridge,Kiel，Germany，199726.65m/87ft桥的立面显示出钢缆的运动趋向，使人们注意到动势每天开启12次，巨大的动感雕塑明亮的色彩，安全性提高,森尼伯格桥 Sunniberg Bridge,桥梁工程 第一章 总论-1,96,森尼伯格桥 Sunniberg Bridge,Klosters，Switzerland，1998140m/459ft曲线形，越过一个冰川深谷，架设在Klosters滑雪胜地上，连接两条悬崖隧道优雅的形式以减小视觉干扰为降低桥面以上的结构高度，拉索采用了一种低矮的刚性竖琴式布置形式,阳光高速公路桥 Sunshine Skyway Bridge,桥梁工程 第一章 总论-1,98,阳光高速公路桥 Sunshine Skyway Bridge,Tampa，Florida，USA，1986365m/1198ft1954年起，桥址上有一对下承式桁架桥，暴风雨，空货船上的领航员失职，货船撞向桥中心跨的一个支撑体，主跨坍塌，36名驾车者丧生现代和传统式样的两座桥相互临近，形成对比,阳光高速公路桥 Sunshine Skyway Bridge,罗斯福湖桥 Roosevelt Lack Bridge,桥梁工程 第一章 总论-1,101,罗斯福湖桥 Roosevelt Lack Bridge,Phoenix，Arizona，USA，1990329m/1079ft双车道巨大的跨度使该桥显得异常纤细,牛深桥 Nshibuka Bridge,桥梁工程 第一章 总论-1,103,牛深桥 Nshibuka Bridge,Kumamoto（熊本），Japan，1995150m/492ft致力于为环境服务，同时密切关注细节和建构问题连接日本南部天草诸岛中的三座岛屿，并将城市中心与南面的郊区连接起来历史悠久的渔业，美丽的自然环境，传统情绪,牛深桥 Nshibuka Bridge,彼得里尔桥 Petrer Bridge,桥梁工程 第一章 总论-1,106,彼得里尔桥 Petrer Bridge,Petrer，Spain，199812m/39ft郊区，干涸的冲沟景观公园，休闲场所西班牙人社交生活的重要组成部分晚间散步的中心场所解决地形问题,彼得里尔桥 Petrer Bridge,伊拉斯穆斯桥,桥梁工程 第一章 总论-1,109,伊拉斯穆斯桥,Rotterdam，The Netherlands（鹿特丹，荷兰），1996800m/2,625ft鹿特丹市的象征,桥梁工程 第一章 总论-1,110,1.2 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-1,111,1.2.1 桥梁的组成,桥梁工程 第一章 总论-1,112,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-1,113,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 foundation 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-1,114,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-1,115,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-1,116,河流中的水位低水位 low water level高水位 high 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-1,117,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-1,118,总跨径 total span 各孔净跨径之和桥梁全长 total length of bridge 两个桥台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-1,119,1.2.2 桥梁的分类 Classification,按跨径分类 Span Lengths 特大桥 super major bridge1000m,150m大桥 major bridge100,1000,40,150中桥 medium bridge(30,100),20,40)小桥 small bridge8,30,5,20)涵洞 culvert _,5m,桥梁工程 第一章 总论-1,120,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-1,121,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-1,122,按承重结构材料分类 material of constructure木桥 timber bridge钢桥 steel bridge圬工桥 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-1,123,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-1,124,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-1,125,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-1,126,梁式桥 beam bridge,桥梁工程 第一章 总论-1,127,拱桥 arch bridge,桥梁工程 第一章 总论-1,128,刚架桥 rigid bridge,桥梁工程 第一章 总论-1,129,吊桥 suspension bridge,桥梁工程 第一章 总论-1,130,组合体系桥梁拱组合,桥梁工程 第一章 总论-1,131,组合体系桥斜拉桥cable stayed bridge,桥梁工程 第一章 总论-1,132,1.3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-1,133,桥梁工程 第一章 总论-1,134,1.3.1 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，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-1,135,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-1,136,桥梁工程 第一章 总论-1,137,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-1,138,三、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-1,139,1.3.2 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-1,140,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-1,141,桥梁工程 第一章 总论-1,142,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-1,143,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-1,144,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-1,145,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-1,146,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：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-1,147,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-1,148,1.4 桥梁的设计荷载 action on Bridges loads-action,1.4.1 桥梁作用的分类1.4.2 规范有关规定1.4.3 荷载组合,原来的荷载和影响力改为：直接和间接作用荷载：直接作用,桥梁工程 第一章 总论-1,149,1.4.1 桥梁作用的分类,永久作用（permanent action）结构重力（包括结构附加重力）、预加力、土的重力、土侧压力、砼收缩及徐变作用、水的浮力、基础变位作用。,桥梁工程 第一章 总论-1,150,可变作用（variable action）,汽车荷载（含冲击力、离心力）及其土侧压力、人群荷载汽车制动力，风荷载、流水压力、冰压力、温度作用（均匀温度和梯度温度）、支座摩阻力,桥梁工程 第一章 总论-1,151,偶然作用（accidental action）地震作用船只、漂流物的撞击作用汽车撞击作用根据调查和试验资料确定,桥梁工程 第一章 总论-1,152,1.4.2 规范有关规定,永久作用（permanent action）永久作用采用标准值为代表值=设计尺寸重度跨径20150m，自重占全部设计荷载的3060%以上。跨径越大，比例越高。预加力：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-1,153,可变作用（variable action）,汽车荷载分为公路-I级和公路-II级由车道荷载和车辆荷载组成车道荷载：整体计算（主梁、主拱和主桁架等）采用车辆荷载：局部加载（横隔梁、行车道板）、涵洞、桥台和挡土墙等计算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。桥涵设计车道数（通规P25）横向和纵向折减系数（通规P26）,桥梁工程 第一章 总论-1,154,桥梁工程 第一章 总论-1,155,30+120+120+140+140=550kN,桥梁工程 第一章 总论-1,156,桥梁工程 第一章 总论-1,157,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-1,158,城级车辆荷载：标准载重汽车采用五轴式货车加载，总重700kN,桥梁工程 第一章 总论-1,159,城级车辆荷载：标准载重汽车应采用三轴式货车加载，总重300kN,桥梁工程 第一章 总论-1,160,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-1,161,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-1,162,城级车道荷载城B级车道荷载,桥梁工程 第一章 总论-1,163,跨径m-150m城级计算弯矩，qM=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-1,164,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-1,165,城级车道荷载城B级车道荷载,桥梁工程 第一章 总论-1,166,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-1,167,汽车冲击力,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+（通规P26，条 及P82条文说明）,桥梁工程 第一章 总论-1,168,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。制动力标准值计算：按同向行驶车道数1个设计车道：车道荷载标准值在加载长度内总重的10%。公路-I级不小于165kN，公路-II级不小于90kN。2个设计车道：23个设计车道：2.344个设计车道：2.68（通规P28，条）,汽车制动力,桥梁工程 第一章 总论-1,169,曲线桥梁，时，须考虑。离心力标准值=车辆荷载（不计冲击）标准值乘以离心力系数汽车土侧压力 按换算的等代均布土层厚度计算,汽车离心力,桥梁工程 第一章 总论-1,170,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-1,171,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-1,172,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-1,173,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-1,174,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。汽车撞击力,桥梁工程 第一章 总论-1,175,1.4.3 作用效应组合,承载能力极限状态基本组合：通规p19荷载分项系数偶然组合正常使用极限状态作用短期效应组合作用长期效应组合抗裂、裂缝宽度和挠度取频遇值和准永久值,桥梁工程 第一章 总论-1,176,1.5 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-1,177,1.5.1 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、照明灯具、伸缩缝,桥梁工程 第一章 总论-1,178,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-1,179,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-1,180,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-1,181,桥面布置双向车道布置分车道布置双层桥面布置,桥梁工程 第一章 总论-1,182,1.5.2 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-1,183,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-1,184,桥面铺装构造,桥梁工程 第一章 总论-1,185,1.5.3 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-1,186,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-1,187,金属与钢筋混凝土泄水管,桥梁工程 第一章 总论-1,188,1.5.4 桥梁伸缩缝,伸缩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-1,189,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-1,190,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-1,191,W形伸缩装置,桥梁工程 第一章 总论-1,192,钢板叠合式伸缩装置,桥梁工程 第一章 总论-1,193,板式橡胶伸缩缝装置,桥梁工程 第一章 总论-1,194,SG型（模数式）伸缩缝,桥梁工程 第一章 总论-1,195,SG型（模数式）伸缩缝横断面,桥梁工程 第一章 总论-1,196,GP型桥面连续构造,桥梁工程 第一章 总论-1,197,1.5.5 人行道、栏杆、护栏、灯柱,自学刚性、柔性管道暗埋无障碍、踏步,