西南交大桥梁工程.ppt

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1、第四章 桥面构造,第一节 桥面组成与布置第二节 桥面铺装及排水防水系统第三节 桥梁伸缩装置第四节 安全带、人行道、栏杆灯柱、安全护栏第五节 铁路桥面构造,第一节 桥面组成与布置,一、桥面组成,二、桥面布置,返回,目录,一、桥面组成,2.铁路桥面构造,1.公路桥面构造,返回,返回,目录,1.公路桥面构造,公路桥面构造包括：桥面铺装、排水防水系统、人行道（安全带）、路缘石、栏杆、灯柱、安全护栏和伸缩装置等。一般公路桥梁的桥面构造如图4-1-1所示：高速公路、汽车专用公路实行封闭式运行，一般不设人行道，但在路缘和中央分隔带设置安全护栏。,返回,返回,目录,图4-1-1 公路桥面一般构造,返回,返回,

2、目录,铁路桥面构造包括：钢轨、轨枕、道碴、挡碴墙、泻水管、人行道、栏杆和钢轨伸缩调节器等。铺设道碴的桥面为道碴桥面，钢桥面一般不铺道碴，而将轨枕直接铺在纵梁上、成为明桥面。,图4-1-2,2.铁路桥面构造,返回,返回,目录,图4-1-2 铁路桥面一般构造,返回,返回,目录,一般公路桥梁的桥面布置应在桥梁的总体设计中考虑，根据道路等级、桥梁的宽度、行车要求等条件确定。对混凝土梁桥的桥面布置一般有以下几种：,二、桥面布置,1.双向车道布置,2.分车道布置,3.双层桥面布置,返回,返回,目录,1.双向车道布置,是指行车道的上下行交通布置在同一桥面上，如图4-1-3所示。在桥面上，上下行交通由画线分隔

3、，没有明显的界限，桥梁上允许机动车与非机动车同时通过，同样用画线分隔，因此车辆混行影响行车速度，造成交通阻塞。,返回,返回,目录,图4-1-3 双向车道布置,返回,返回,目录,1.在桥面上设置分隔带，用以分隔上下行车辆;2.采用主梁分离式布置，在主梁中间设置分隔带；3.采用分离式主梁，在两主梁之间的桥面上不加联系各自通行单向交通；4.通常也将机动车道与非机动车道分隔、行车道与人行道分隔；,2.分车道布置,分车道布置通常有以下几种情况,如图4-1-4所示,返回,下页,目录,分隔带的形式以下几种：,1.混凝土制作的护栏,2.钢杆或钢束钢连分隔,3.用路缘石分隔,如图4-1-5所示,返回,返回,目录

4、,图4-1-4(a)分车道布置,返回,返回,下页,目录,图4-1-4(b)分车道布置,返回,返回,下页,目录,图4-1-4(c)分车道布置,返回,返回,目录,图4-1-5 护栏构造,混凝土护栏,钢护栏,返回,返回,目录,双层桥面布置可以使不同的交通严格分道行驶，提高了车辆和行人的通行能力，并便于交通管制同时，可以充分利用桥梁空间，在满足同样交通要求之下减小桥梁宽度、缩短引桥长度取得较好的经济效益。,3.双层桥面布置,双层桥面布置是桥梁结构在空间上可以提供两个不在同一平面上的桥面构造。,图4-1-6,图4-1-7,返回,返回,目录,图4-1-6,返回,返回,下页,目录,图4-1-6(a)双层桥面

5、布置,返回,下页,目录,图4-1-6(b)双层桥面布置,返回,下页,目录,图4-1-6(c)双层桥面布置,返回,目录,第二节 桥面铺装及排水防水系统,一、桥面铺装,二、桥面纵、横坡,三、防水层,四、桥面排水系统,返回,目录,一、桥面铺装,1.桥面铺装的作用,2.桥面铺装的要求,3.桥面铺装的类型,4.桥面铺装的材料,5.桥面铺装的构造要求,返回,目录,作用：防止车辆轮胎或履带直接磨耗行车道板，保护主梁免受雨水的侵蚀，并对车辆轮重的集中荷载起分布作用。,1.桥面铺装的作用,返回,目录,要求：具有抗车辙、行车舒适、抗滑、不透水、刚度好。,2.桥面铺装的要求,返回,目录,4.桥面铺装的材料,采用材料

6、：水泥混凝土、沥青混凝土、沥青表面处治、泥结碎石,返回,目录,桥面铺装一般不作受力计算，但如在施工中能确保铺装层与行车道板紧密结合成整体则铺装层的混凝土（除去作为车轮磨耗部可取0.010.02m厚外）还可以计算在行车道的厚度内和行车道板共同受力。为使铺装层具有足够的强度和良好的整体性（能起连接各主梁的作用）一般要在混凝土中设置直为46mm的钢筋网。,各种桥面铺装见 图4-2-1,5.桥面铺装的构造要求,返回,目录,图4-2-1 桥面铺装,返回,目录,二、桥面纵、横坡,公路桥面设置横坡的目的是：迅速排除雨水、防止和减少雨水对铺装层的渗透，从而保护行车道板，延长桥梁使用寿命。,公路桥面的横坡，一般

7、为1.5%3%，通常有下面三种形式：,1.对板桥（矩形板或空心板）或就地浇注的肋板式桥梁,2.装配式肋板桥梁,返回,目录,为节省铺装材料并减轻桥面恒载重量，可将横坡直接设在墩台顶部，而使桥梁上部构造做成双向倾斜，此时铺装层在整个桥宽上做成等厚的。如图42-2(1)所示。,1.对板桥（矩形板或空心板）或就地浇注的肋板式桥梁,返回,目录,为使主梁构造简单、架设和拼装方便，直接在行车道板上设置。具体做法是：先设一层厚度变化的混凝土三角垫层形成双向倾斜，再铺设等厚的混凝土铺装层，也可通过调整支座垫石高度来形成横坡。如图4-2-2(2)所示。,2.在装配式肋板桥梁中,返回,目录,图4-2-2（1）桥梁横

8、坡设置方法,返回,图4-2-2（2）桥梁横坡设置方法,返回,三、防水层,防水层设置在桥梁行车道板的顶面，三角垫层之上，它将透过桥面铺装层或铁路道床的雨水汇集到排水设备。1.防水层性能要求 2.防水层铺设要求3.公路中的防水层有三种类型,返回,目录,不透水、有一定强度、弹性和韧性、耐腐蚀性和耐老化性较好。,1.防水层性能要求,返回,目录,在桥面伸缩缝处应连续铺设，不可切断；桥面纵向应铺过桥台背；桥面横向两侧，应伸过缘石地面，从人行道与缘石砌缝里向上叠起0.10m。,2.防水层的铺设要求,返回,目录,3.公路中的防水层有三种类型：,1.卷材防水层,2.涂料防水层,3.无防水层的防水措施,见图4-2

9、-3,返回,目录,图4-2-3 公路桥面铺装构造,返回,目录,四、桥面排水系统,1.目的与作用,2.一般规定,3.混凝土梁式桥采用的泻水管道的几种形势,返回,目录,为防止雨水积滞于桥面并渗入梁体而影响桥梁的耐久性，除在桥面铺装内设置防水层外，还应在桥上设计一个完整的排水系统。除设置纵向、横向排水坡外，常需要一定数量的泻水管。,1.目的与作用,返回,目录,1.当公路桥桥面纵坡大于2%，而桥长小于50米时，一般能保证通过桥头引道排水，桥上可不设泻水管。可在引道两侧设置流水槽，以免雨水冲刷引道路基。,2.公路桥桥面纵坡大于2%，而桥长大于50米时，为防止雨水积滞于桥面，就需设置泻水管，一般每隔121

10、5m长度设置一个；当桥面纵坡小于2%时，泻水管就需要设置更密一些，一般每隔68m设置一个。,3.泻水管的过水面积通常按每桥面上不小于2m2计。泻水管可沿行车道两侧左右对称排列，也可交错排列，泻水管距离路缘石的距离为0.100.50米。泻水管也可布置在人行道下面见图4-2-4所示。,4.铁路桥以横坡排水为主，道碴槽板上的雨水流向挡碴墙，沿挡碴墙流到横向泻水孔排出。,2.一般规定,返回,目录,图4-2-4 在人行道下面设置泻水管,返回,目录,1.金属泻水管,2.钢筋混凝土泻水管,3.横向排水孔道,4.封闭式排水系统,图4-2-5,图4-2-6,设在桥台处,见图4-2-7,见图4-2-9,梁体内的泻

11、水管道,见图4-2-8,3.混凝土梁式桥采用的泻水管道有下列几种形势,返回,目录,图4-2-5 金属泻水管,图4-2-6 混凝土属泻水管,返回,目录,图4-2-7 封闭式排水系统,返回,目录,图4-2-8 梁体内的泻水管道,返回,目录,图4-2-9 设在桥台处的排水管道,返回,目录,第三节 桥梁伸缩装置,三、伸缩缝伸缩装置的作用,四、伸缩装置构造应满足以下要求,五、伸缩量的计算,六、伸缩装置的类型,一、概述,二、伸缩缝伸缩装置的定义,返回,目录,五、伸缩量的计算,七、伸缩装置的工作过程,桥跨结构在气温变化、活载作用、混凝土收缩和徐变等影响下将会发生变形。为了满足桥面按设计的计算图示自由变形，同

12、时又保证车辆能平顺通过，就要在相邻两梁端之间、或梁端与桥台之间或桥梁的交接位置上预留伸缩缝，并在桥面（公路桥是路面，铁路桥是钢轨）设置伸缩装置。,一、概述,返回,目录,伸缩缝为适应材料胀缩变形对结构的影响，而在结构 的两端设置的间隙。,伸缩装置为使车辆平稳通过桥面并满足桥面变形的 需要，在桥面伸缩缝处设置的各种装置的总称。,二、伸缩缝伸缩装置的定义,返回,目录,三、伸缩缝伸缩装置的作用,返回,目录,（2）牢固可靠；,（3）车辆驶过时应平顺、无突跳与噪音；,（4）可防止雨水和垃圾泥土渗入阻塞；,（5）安装、检查、养护、清污、都要简易方便；,四、伸缩装置构造应满足以下要求,（1）在与桥面轴线平行、

13、垂直的两个方向均能自由伸缩。,注意：在设置伸缩装置处，栏杆与桥面铺装都需要断开。,（6）经济价廉；,返回,目录,五、伸缩量的计算,伸缩装置类型的选用，主要取决于桥梁的伸缩量，可按下式计算：,其中：,温度的变化引起的伸缩量；,混凝土收缩引起的收缩量；,注意：,2.对大跨度桥梁，还应计入因荷载作用及梁体温差等引起的梁端转角伸缩变形量。,1.上式各量取绝对值之和。,安全富裕量。可按计算变形量的30%计算；,混凝土徐变引起的收缩量；,返回,目录,1.温度引起的伸缩量,温度引起的伸长量,温度引起的缩短量,最高温度,最低温度,设置伸缩缝时的温度,返回,2.混凝土收缩徐变引起得收缩量,由预应力引起的平均轴向

14、力；,混凝土的弹性模量；,混凝土的徐变系数，对于一般野外情况，取2.0；,徐变、干燥收缩的递减系数；,返回,公路桥面伸缩装置，依据伸缩装置的传力方式及其构造特点，分为五类：,（1）对接式伸缩装置,（2）钢制支撑式伸缩装置,（3）组合剪切式橡胶伸缩装置,（4）模数支撑式伸缩装置,（5）无缝式（暗缝式）伸缩装置,六、伸缩装置的类型,返回,目录,七、伸缩装置的工作过程,返回,目录,返回,下页,返回,下页,目录,返回,下页,目录,GQF-F2型伸缩装置,返回,下页,目录,GQF-C60型伸缩装置,返回,下页,目录,返回,下页,目录,返回,下页,目录,返回,下页,目录,返回,下页,目录,GPF伸缩装置,

15、返回,下页,目录,GQF-F80型伸缩装置,GQF-RG型伸缩装置,返回,下页,目录,GQF-F2型伸缩装置,返回,下页,目录,返回,下页,目录,返回,下页,目录,返回,下页,目录,返回,下页,目录,铁路桥梁的钢轨伸缩调节器,在载荷与温度变化影响下，铁路桥梁上的钢轨会随同桥梁一起伸长或缩短。桥梁上部结构的连续长度越长，伸缩量就越大。钢轨端头的间距越大，车轮经过时在该处所产生的冲击力就越大，甚至影响行车安全。因此，桥梁设计要求连续长度大于100m的桥梁必须在梁端伸缩逢处设置钢轨伸缩调节器，以保证车轮是在连续的而不是断开的轨道上滚动。,返回,下页,目录,返回,目录,第四节 安全带、人行道、栏杆灯柱

16、、安全护栏,一、安全带二、人行道三、栏杆、灯柱四、安全护栏,返回,目录,一、安全带,不设人行道的桥上，两边应设宽度不小于0.25m、高度为0.25m的护轮安全带。安全带可以做成预制块件或与桥面铺装层一起现浇。预制安全带有矩形截面和肋板式截面两种较为常用,见图4-4-1。现浇的安全带宜每隔2.5m3.0m作一断缝，以免参与主梁受力而破坏。,返回,目录,图4-4-1（a）矩形和肋板式安全带,返回,目录,图4-4-1(b)肋板式安全带,返回,目录,人行道一般高出行车道0.250.35m，在跨径较小的现浇板梁桥中，可现浇悬臂板作为人行道板；图4-4-2 在装配式板桥中，可专设人行道板梁，采用加高墩台盖

17、梁的方法来抬高人行道板梁；图4-4-3 在跨径较大的装配式板桥中，专设人行道板梁就不经济，而常采用一些人行道块件搁置于板上形成人行道；图4-4-4,二、人行道,返回,目录,下页,人行道板顶面一般铺设20mm厚的水泥砂浆或沥青砂浆作为层面，并作成内倾桥面的排水横坡，坡度1%左右。在桥面伸缩缝竖面内，人行道（栏杆）也必须断开。在装配式肋梁桥上，人行道通常都是做成预制块件安装的。常见的形式有：整体搁置式预制人行道，图4-4-5 分块悬臂式图4-4-6 人行道板顶面一般铺设20mm厚的水泥砂浆或沥青砂作为面层，并做成内倾桥面的排水坡，坡度1%左右。,返回,目录,图4-4-2(a)悬臂板作为人行道板；,

18、返回,目录,图4-4-2(b)悬臂板作为人行道板；,返回,目录,图4-4-3 加高墩台盖梁来抬高人行道板梁,返回,目录,图4-4-4 预制板形成人行道,返回,目录,图4-4-5(a)整体搁置式预制人行道,返回,目录,返回,下页,图4-4-5(b)整体搁置式预制人行道,返回,目录,图4-4-6 分块悬臂式人行道,返回,目录,三、栏杆灯柱,1.栏杆的要求,2.栏杆的材料,3.栏杆的形式,4.灯柱,返回,目录,栏杆是保护行人安全的设施，要求坚固耐用；同时有艺术性；,栏杆的设计首先要考虑结构的安全可靠，选材合理；栏杆柱或栏杆底座要直接与浇注在混凝土中的预埋件焊接以增强抗冲击能力；同时也要考虑经济适用，

19、工序简单互换方便；,1.栏杆的要求,返回,目录,公路与城市道路桥梁的栏杆常用混凝土、钢筋混凝土、钢、铸铁等材料制作，其高度一般为0.50.12m（标准设计为1.0m）栏杆间距为1.62.7m（标准设计为2.5m）。,2.栏杆的材料,返回,目录,形式上，可分为节间式与连续式。节间式由立柱、扶手及横档（或栏杆板）组成，扶手支撑于立柱上。,3.栏杆的形式,公路桥梁的栏杆要求简洁明快，其所用材料尺寸与比例与主体工程配合，常采用上扶手、下扶手和栏杆柱组成给行驶的车辆有一个广阔的视野。城市桥梁的栏杆要注重艺术性与周围环境相协调。,返回,目录,城市及市郊行人和车辆较多的桥梁上需要设置照明设施，一般采用灯柱在

20、桥面上照明设备，照明灯柱一般高出桥面5m左右，灯柱的设计要经济合理，造型要与周围环境相协调。,图4-4-7 常见栏杆图式,4.灯柱,返回,目录,图4-4-7 常见栏杆图式,返回,目录,高速公路、汽车专用一级公路上设置的桥梁安全护栏，可以有效的保护高速行使的车辆。在意外事故中不致严重损坏桥梁设施，尽量减少车辆毁坏和人员伤亡。桥梁护栏按防撞等级划分有PL1、PL2、PL3、三级。每一防撞等级的安全护栏应可以避免在相应设计条件下的失控车辆越出栏杆的情况出现。防撞等级按车辆碰撞速度、车辆质量、碰撞角度等设计条件确定，级别越高，防撞保护要求越严格。等级选用应由公路等级、需保护对象的重要性程度确定而定。桥梁安全护栏有多种形式：,三、安全护栏,返回,目录,铁路桥梁的人行道主要供维修人员通行及堆放材料所用。明桥面应在轨道中心铺设步行板，并根据养护需要设置单侧或双侧人行道。道碴桥面应设置双侧人行道。在挡碴墙内预埋了人行道钢支架U 型螺栓。,