第6章桥梁工程.ppt

第6章 桥梁工程,6.1 概 述6.2 桥梁的组成及其分类6.3 20世纪桥梁工程的伟大成就,各种道路工程的关键节点 里程不长、难度高、造价大、工期长 城市立体交通的主要构成 立体交叉 高架道路,6.1 概 述,我国在桥梁建造史上，具有重要的地位。英国李约瑟博士中国科学技术史与中华科学史对中国古代桥梁的发展史有详细的评定和考证。公元前1184年，周文王时期，在渭河上架设浮桥，据诗经大雅大明记载“亲迎于渭，造船为梁”，这是我国最早的大河桥梁。,1.桥梁工程的概念,桥梁是供公路、城市道路、铁路、渠道、管线等跨越水体、山谷或彼此间相互跨越的工程构筑物，是交通运输中重要的组成部分。,2.桥梁的原始雏形是堤梁（在浅滩溪涧中筑起一个个石堤，堤间流水，人从石堤上跨越。）、独木桥、浮桥、石拱。,独木桥,泉州安平桥,宋绍兴八年建造，该桥共362孔，全长5里,石梁桥,石梁桥,泉州洛阳桥（万安桥）,该桥建于宋皇佑5年，全长1097m，有47个桥孔。马可波罗游记有记载,该桥（龙脑桥）位于四川省泸州，建于明代洪武年间(公元年）。桥高米、长米，宽1.9米，共孔，由块长3.6米的青石板组成。中间个桥墩上分别雕有龙、象和麒麟的头像，石雕艺术精湛，造型别致，布局奇特。因石雕中有个龙头故名龙脑桥。,梁 式 桥,龙头,石拱桥,该桥（太平桥）位于绍兴。是一座一孔净跨10米的石拱桥与九孔净跨3-4米的高、低石梁桥相结合的多跨桥梁。全长50米，桥面宽3.4米,拱桥在南，为通航主孔，南端桥阶为八字落坡，石梁桥在北。桥建于明天启二年（1622）。,赵州桥,隋朝李春设计，古代石拱桥的杰出代表，1991被ASCE选为12个土木工程里程碑，跨度37.02m，全长50.82m，桥面宽10m,中国小商桥,隋朝开皇年间，比赵州桥还早20年，桥为一座坦拱敞肩式石拱桥。,始建于金大定二十九年（1189年），明正统九年（1444年）重修。清康熙时毁于洪水，康熙三十七年（1698年）重建,卢沟桥,卢沟桥,渡槽,输送渠道水流跨越河渠、溪谷、洼地和道路的架空水槽。普遍用于灌溉输水，也用于排洪、排沙等，大型渡槽还可以通航。,高49米，长273米的加德桥位于法国境内的尼姆附近，于公元14年为了长约50公里的高架渠横跨加德河所建。为城市供应泉水。,渡槽石拱桥,浮桥,宋代张择端所绘清明上河图中北宋都城汴京的虹桥，桥跨约18.5m，宽9.6m，拱矢约4.2m,汴京虹桥,伸臂式木梁桥,伸臂式木梁桥,藏式伸臂木拱桥,藏式伸臂木拱桥兴于元代，盛于清朝和民国，历史十分悠久。全部用原木并以公母榫和插榫衔接。,索桥,都江堰的安澜桥,安澜桥是中国古代的一座竹索桥，位于岷江之上。此桥长约500米，八孔连跨，最大跨径61米，宽3米，用细竹篾编成竹索二十四道，十二道为底索及压桥面板用，其余十二道索分设两侧构成扶栏。,四川的泸定桥,清朝康熙44年，13根粗如碗口，长127.45m铁链作为承重索，9根为桥面，4根扶手，川入藏的重要通道,中国近代桥梁的引进和发展（1880-1980年）,近代桥梁发展概况,1、伽利略论述梁的力学性质，用公式表达梁的设计理论2、1660年，胡克定律3、1687年，牛顿力学运动三大定律4、1744年，欧拉的压曲计算公式，稳定理论基础5、1773年，库伦对材料强度、梁弯曲、拱计算以及挡土墙的压力理论做了系统研究,该桥（英国的科尔布鲁克代尔桥）建于1779年。桥跨约30.5m，矢高13.7m，由五片半圆形拱肋组成。该桥完全模仿木拱桥的形状，标志欧洲木石建桥的终结。科尔布鲁克代尔桥曾使用170年。,世界最古老的铸铁拱桥（Coalbrookdale Bridge),布列坦尼亚桥Britannia Bridge,1850年，英国R.斯蒂芬森设计建造的钢箱梁桥，桥全长460米，共4孔，主跨为2孔140米，两端边跨各为70米,列车在箱形梁内通过。世界第一座用熟铁铆接的箱形梁桥,纽约布鲁克林桥,鲁克林大桥全长1600米，是当时世界上最长的桥梁，也是全世界第一座斜拉式钢索吊桥。柔性悬索桥，主跨486m,苏格兰福思湾桥,悬臂钢桁架桥，从中国的木伸臂梁（鹊巢桥）演变而来的。主跨520m，建于1890年，19世纪钢桥的最高成就。,乔治华盛顿大桥,大跨度悬索桥，1931建成，跨度1006m，突破km,金门大桥，1937年开通，全长约2.7km，高227m，是世界上最壮观的大桥之一，被视为旧金山的象征。在淘金热的时候，这座桥是如同是通往金矿的一扇大门，因此被命名为“金门大桥”。,金门大桥,金门大桥，1937年开通，全长约2.7km，高227m，是世界上最壮观的大桥之一，被视为旧金山的象征。在淘金热的时候，这座桥是如同是通往金矿的一扇大门，因此被命名为“金门大桥”。,金门大桥,斯特劳斯-金门大桥设计者,混凝土镰刀形上承式三铰拱桥真正的艺术和桥梁结合的精品,瑞士萨尔基那山谷桥（Salginatobel Bridge）,悉尼钢桁桥：远眺大桥形似衣架，从而得名“大衣架”（Coat Hanger）。悉尼歌剧院位于桥的北端一侧。桥全长1885m，主跨为跨度达503m的钢桁架拱。,钢 桥,钢筋混凝土桥,1867年，莫尼埃发明钢筋混凝土1875年，莫尼埃建成第一座16m的钢筋混凝土梁桥。,外白渡桥，旧上海的标志建筑,该桥上部结构为下承式简支铆接钢珩架，下部结构为木桩基础钢筋混凝土桥台和混凝土空心薄板桥墩，两孔跨经组合各52.12米，梁底标高5.75米，桥面铺设电车轨道。,1927年正式建成。原名“万国桥”，即国际桥之意。解放桥是一座双叶立转式开启式钢结构大桥，桥身分为3孔，中孔为开户跨。,天津解放桥,一座全钢结构可开启的桥梁,开户跨为双叶立转式，在桁架下弦近引桥部分背贴一固定轨道，备有汽油发电机，可自行发电启闭。合则走车，开则过船。开桥时，活叶桁架沿轨道移动开启，以便让开更大的通航净空。,松花江桥,茅以升主持设计，是我国自行设计、建造的第一座双层铁路、公路两用桥，横贯钱塘南北，大桥全长1453米，分引桥和正桥两个部分。正桥十六孔，桥墩十五座。下层铁路桥长1322.1米，单线行车；上层公路桥长1453米、宽6.1米，两侧人行道各一点五米。,钱塘江大桥,新中国建设初期成就,武汉长江大桥，中国第一座横跨长江的桥梁，为公路铁路两用桥，上层为公路，双向四车道，两侧有人行道；下层为复线铁路。茅以升设计,武汉长江大桥,新中国建设初期成就,武汉长江大桥，中国第一座横跨长江的桥梁，为公路铁路两用桥，上层为公路，双向四车道，两侧有人行道；下层为复线铁路。茅以升设计,武汉长江大桥,武汉长江大桥,新中国建设初期成就,武汉长江大桥，中国第一座横跨长江的桥梁，为公路铁路两用桥，上层为公路，双向四车道，两侧有人行道；下层为复线铁路。茅以升设计,武汉长江大桥,茅以升,茅以升，土木工程学家、桥梁专家、工程教育家。本世纪30年代，他主持设计并组织修建了钱塘江公路铁路两用大桥，成为中国铁路桥梁史上的一个里程碑，在我国桥梁建设上做出了突出的贡献。他主持我国铁道科学研究院工作30余年，为铁道科学技术进步做出了卓越的贡献。是积极倡导土力学学科在工程中应用的开拓者。长期担任学会领导工作，是我国工程学术团体的创建人之一。,梅旸春总工程师王序森主持设计工作独立主持设计，完全自主建设长江大桥的里程碑公铁两用桥,南京长江大桥,1980年，当时国内跨度最大的预应力混凝土T型刚构桥，主跨174m,重庆长江大桥,1980年，当时国内跨度最大的预应力混凝土T型刚构桥，主跨174m,重庆长江大桥,现代桥梁的发展与创新,Worms Bridge（跨度114.2m）,法国Freyssinet公司开发了一整套预应力材料，锚固，防腐,施工张拉设备体系，为预应力混凝土结构的发展奠定了基础。1952年，德国Finsterwalder建造Worms桥，首创预应力混凝土悬臂梁桥的节段施工新技术，预应力梁式桥突破100m 跨度。,20世纪50年代,1956年，德国瑞典成功建造第一座近代斜拉桥，长332米，主跨182.6m，世界第一座近代公路斜拉桥。自锚式三跨连续斜拉桥。用电焊钢板作加劲梁，钢筋混凝土板和钢纵梁结合的桥面，是结构上的创新。塔架为斜倾塔柱的门式框架。,Stromsund Bridge斯特伦松德桥,首创各向异性钢桥面板；首创组合梁；首创斜拉桥工程控制的倒退分析法，科学分析斜拉桥这种高次超静定结构的线形和内力状态；首创顶推法施工技术。,F.LEONHARDT(德国，1907-1999）,顶推法,20世纪60年代,高强螺栓代替铆钉预应力混凝土梁式桥突破200m上层移动支架施工法下层移动托架施工法（适合深谷施工）英国式流线型箱梁桥面悬索桥,新一代英国式流线型箱型桥面悬索桥，代替传统的桁架式加劲桥面，成为悬索桥结构形式的主流。,SEVERN 桥,20世纪70年代,预应力技术发展的成熟期斜拉桥和预应力技术的结合出现了预应力混凝土桥塔和桥面的P.C.斜拉桥出现独塔不对称斜塔桥出现矮塔斜拉桥连续刚架桥,矮塔斜拉桥：介于连续梁和斜拉桥之间的新型桥梁体系“是一道优美的彩虹，桥梁建筑的精品。”,Sunniberg Bridge,Sunniberg桥,悬臂法施工,P.C.箱梁和单索面体系1977年建成，主跨320m“尽管世界上有那么多美丽的斜拉桥，但这座跨度仅320米的单索面混凝土斜拉桥以其简洁、明快、协调的造型和刚柔相济的风范得到了一致的赞赏。”,法国Brottone Bridge,20世纪80年代,高性能混凝土的应用脊骨梁大挑臂城市高架桥用纤维加筋塑料FRP的加固技术混合结构的新发展（如钢腹板箱梁）,20世纪90年代以来,斜拉桥采用平行钢绞线拉索和施工控制技术诺曼底大桥被授予“20世纪世界最美的桥梁”。,诺曼底大桥,两座混凝土桥塔高215m，耸立在相当于20层高楼的基座上。总长2200m，主跨856m，为混合梁，其中624m为钢梁，其它为混凝土梁；边跨全部为混凝土梁，用顶推法施工。,1998年建成，长1624m，横穿丹麦大海带海峡，大桥由西桥、海底隧道和东桥组成。防撞技术塔经过美学处理，锚定掏空,丹麦大海带桥,丹麦大海带桥,1999年建成，斜拉桥，长890m防风雨振措施“20世纪最大跨度斜拉桥，具有东方神秘的美感。”,日本多多罗大桥,1998年，主跨301m连续刚架桥的预应力悬臂施工技术,挪威Stolmasundet,大桥坐落在日本神户市与淡路岛之间，全长3911米，主桥墩跨度1991米。两座主桥墩海拔297米，基础直径80米，水中部分高60米。两条主钢缆每条约4000米，直径1.12米，由290根细钢缆组成，强度1860MPa重约5万吨。大桥于1988年5月动工。1998年3月竣工。,日本明石海峡大桥,特点：高强度钢丝塔墩深水基础钢桥塔减振技术,中国现代桥梁的崛起,组合梁斜拉桥第一次跨越黄浦江的大桥带动预应力工艺和拉索生产的自主化,上海南浦大桥,中国现代桥梁的崛起,组合梁斜拉桥第一次跨越黄浦江的大桥带动预应力工艺和拉索生产的自主化,上海南浦大桥,总长为7654米，跨径为602米，主桥长1172米、宽30.35米，共设6车道。杨浦大桥为双塔双索叠合梁斜拉桥。呈倒“Y”形的主桥塔高208米，1994年建成时居世界斜拉桥跨度之首，现在第三,杨浦大桥,万县长江大桥,大桥一跨飞渡长江，全长 856.12米，主拱圈为钢管混凝土劲性骨架箱型混凝土结构，主跨420米，桥面宽24米，为双向四车道，是世界最大跨径的混凝土拱桥。,广东番禺洛溪大桥,1999年建成，预应力混凝土连续刚构桥大桥全长1916米，宽15.5米。主桥长480米，双向四车道，跨径布置为65m125m180m110m。洛溪大桥的建成是我国预应力桥梁建设的里程碑。,虎门辅航道桥创造连续刚架桥的记录跨度,桥孔径布置为150+270+150m，预应力混凝土连续刚构，单幅桥箱梁为单箱单室截面，箱梁顶面宽15m，箱宽7m，顶板悬臂宽度4m，主梁根部梁高为14.8m，在跨中位置梁高5m，其间梁高按抛物线变化。主桥下部结构为双薄壁墩身，群桩基础。,上海卢浦大桥,主跨550m，一座创世界跨度记录的钢拱桥，倾斜的箱型拱获得提篮拱的美学造型，软土地基上突破,目前国内最大跨度的斜拉桥，其628m主跨而成为继日本多多罗大桥、法国诺曼蒂大桥之后世界第三大斜拉桥,南京长江二桥,润扬长江大桥,润扬长江公路大桥是江苏省“四纵四横四联”公路主骨架和跨长江通道的重要组成部分。工程全长35.66公里(南延伸段12公里)，南汊悬索桥主跨1490米，是目前中国第一、世界第三的特大跨径悬索桥；南锚碇采用了冻结法施工技术。,“混合结构的杰作，艺术和技术的统一。”采用三桥塔式设计，纤细美观的独脚架桥墩使桥身、桥塔和拉索融为一体，犹如三把从天而降的巨伞。,香港汀九大桥,青马大桥,青马大桥（Tsingma Brigde）横跨香港青衣与马湾之间的海峡，它全长2160米，主桥跨度也达1377米，两座主塔，每座高206米，离海面62米，是全世界最长的公路、铁路两用悬索桥。1992年，青马大桥开始建造，仅以五年时间完成，在同类建筑中用时最短。它的壮观恢宏的气势可比美国的金门大桥。,杭州湾跨海大桥,大桥全长36公里，其中桥长35.7公里，双向六车道高速公路，世界上已建成的第三长的跨海大桥。,杭州湾跨海大桥,