土木工程概论 第六章桥梁工程一.ppt

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1、土木工程概论,桥梁工程,土木工程概论之第六章,第一节 概述,桥梁是公路、铁路、乡村道路、水利建设的重要组成部分。桥梁是车辆和行人等跨越障碍（河流、山谷或其他线路）的建筑工程，是线路在跨越障碍时的延伸和连接部分。桥梁和涵洞一般占公路总造价的10%20%,一、桥梁的基本组成 1.桥跨结构（上部结构）2.下部结构：桥墩或桥台（包括基础）,梁式桥概貌,拱桥概貌1-拱圈；2-拱顶；3-拱脚；4-拱轴线；5-拱腹；6-拱背；7-变形缝；8-桥墩；9-基础；10-锥坡；11-拱上结构,一、桥梁的基本组成,桥梁的过去、,现在和未来,二、桥梁的发展史,古代桥梁 近代桥梁 现代桥梁 未来桥梁,第二节 古代桥梁,木

2、石结构 拱桥的黄金期,1、石梁桥 一般10米以下，最大的石梁达23.7m福建泉州洛阳桥 始建于宋皇祐五年（1053年）福建泉州安平桥 建于宋绍兴八年（1138年），该桥共362孔，全长5里（2223m）；,洛阳桥(福建泉州 公元1053年),全长1097m，有47个桥孔，建在晋江的出海口,洛阳桥的三个首创,采用了筏形基础 用种植牡蛎的办法加固石基 用潮水涨落浮运架设石梁,安平桥 福建晋江 公元1138,天下无桥长此桥,公元1138年，共362孔，全长5里（2223m）,2、浮桥诗经载“亲迎于渭，造舟为梁”。公元前12世纪（前1127年左右）周文王因秦，在渭河上修建了浮桥。春秋战国以至秦汉，因战

3、争需要曾多次在黄河、渭河、洛河上架设浮桥，并采用铁链代替竹索为舟船间的联系。,3、石拱桥在天然形成的拱形市东启发下，公元前6000年的两河流域先民就开始用砖坯砌成拱圈。应该说四大文明古国都先后掌握了用砖块、石块修筑拱门和拱桥的技术。推测，中国在商朝已有建造拱桥的可能。古代拱桥最初都是半圆拱，公元前1世纪的罗马人建造了许多著名的输水渡槽拱桥，世称“罗马石拱桥”，尚存30余座。,加尔德水道 法国 公元前6313年,最著名的是公元14年，罗马人在法国南部建造的高50m、最大跨度24m、全长262m的渡槽拱桥,公元2世纪在今西班牙Segovia建造的全长达876m、共119孔的双层渡槽拱桥。公元7世纪

4、，由于阿拉伯文化的传入，欧洲曾出现过尖顶拱渡槽。到中世纪又回到传统的半圆拱。直到公元1187法国才出现了小于半圆的扁平圆拱。中国隋朝的杰出工匠李春，公元595606年修建的河北赵州安济桥，是我国古代石拱桥的杰出代表。,安济桥(赵州桥 公元605年),主跨37.02m，矢高7.218m，拱肩两侧砌有两小拱（腹拱）形成空腹拱，减轻自重，且有利于排洪,对安济桥的评价论,建筑专家 伊丽莎白莫克（美国）,中国科学技术史专家 李约瑟教授（英国）,安济桥后，“显然建成了一个学派和风格，并延续了数世纪之久”；“弓形拱是从中国传到欧洲去的发明之一”。,“结构如此合乎逻辑和美丽，使大部分西方古桥，在对照之下，显得

5、笨重和不明确。”,国际桥梁协会,世界桥梁的里程碑,4、伸臂式木梁桥用木梁像斗拱那样多层叠置外挑，或加上斜撑以增加悬挑的能力直至在跨中和龙，形成跨度可达30余米的拱形桥梁，这种工艺是中国古代工匠的独创，在西部的川、藏地区和东南的浙闽地区至今仍可见到。最著名的当推宋代张择端所绘“清明上河图”中北宋都城汴京（今河南开封）的虹桥。桥跨约18.5m，桥宽9.6m，拱矢约4.2m，当时称“贯木”架桥法。,虹 桥 河南开封 1033,取自清明上河图,在元朝时期，这种桥曾被蒙古军队带至欧洲，架设了一座跨越多瑙河的桥梁。,5、索桥用天然的植物纤维（如藤、蔴和竹条）制成索桥是中外亚热带地区的古代先民的自然创造。中

6、国约在3000年前已开始建造索桥。汉书西域传中已有“以绳索相引而渡”的记载，可见西域的藏、彝等少数民族对中国首创的索桥做出了重要贡献。四川灌县都江堰的珠浦桥现存中国古代竹索桥的杰出代表。,中国是最早发明冶铁技术的国家之一，据推测，在隋唐时代（6世纪）就有了铁索桥。1665年徐霞客的铁索桥记详细描述了贵州境内一座长约122m的铁索桥。法国传教士1667年出版了一本中国奇迹览胜书中也介绍了中国铁索桥。四川泸定县的大渡河铁索桥始建于清康熙44年（1705年），是中国铁索桥的代表。,卢定桥 四川 1705,跨长101m，宽2.8m，采用13根粗如碗口、平均长127.45m的铁链作为承重索，其中9根做桥

7、面，4根做两边的扶手。每根大链由841903个大铁环联结而成，每个铁环长1720cm，环环相扣，共11571个扣，上铺木板桥面，是由传入藏的重要通道。,程阳桥 广西三江 1916,卢沟桥 北京 公元1192,卢沟桥,桥上有大石狮288个，小石狮214个卢沟桥上斩龙剑从卢沟晓月到卢沟狮醒,五亭桥 扬州瘦西湖,溪东桥 浙江顺泰 1570,利雅托桥 威尼斯 1588,第三节 近代桥梁,自15世纪以后，意大利文艺复兴引起的欧洲思想解放和科学启蒙，为18世纪的英国工业革命奠定了基础，西方随即进入了近代科学技术和桥梁发展的新时代。而中国长达2000多年的封建社会却造成了科学技术的停滞和中国桥梁的衰落,世界

8、近代史的发展状况（16601950）,从17世纪中叶到20世纪中叶的300年间，是近代土木工程迅猛发展的时期。1638年意大利学者伽利略在他的著作关于两门新科学谈话和数学证明中最早论证了材料的力学性质和梁的强度，用公式表达了梁的设计理论。1660年英国学者虎克建立了材料应力和应变关系的胡克定律。1687年英国学者牛顿的力学运动三大定律奠定了土木工程的基础1744年瑞士数学家欧拉建立了柱的压曲公式，成为结构稳定的理论基础。1773年法国工程师库伦对材料强度、梁的弯曲、拱的计算以及挡土墙的压力理论都作了系统的研究，为近代桥梁工程的发展创造了重要条件。,1779年，英国工程师Abraham Ddar

9、by设计建造的第一座跨度30.65m的铸铁拱桥Coalbrookdale桥，其问世标志着西方用木石建造桥梁时期的结束。1760年开始的英国工业革命后科学技术迅猛发展，也包括近代炼钢法的诞生，使19世纪成为铁路和钢桥的时代。,1883年移居美国的德国工程师设计建造的纽约布鲁克林桥，主跨486m，公路悬索桥1890年英国工程师设计建造的苏格兰福思湾桥，主跨520m的铁路悬臂钢桁架桥-上述两个桥代表着19世纪钢桥的最高成就！,福斯湾悬臂桁梁桥 英国,塔桥 英国 1894,第四节 现代桥梁,各种桥型跨径记录不断突破,钢、混凝土成为主要建桥材料,战后斜拉桥的复兴,进入20世纪后，建筑材料技术也在迅猛发展

10、，1867年发明的钢筋混凝土逐步从房屋建筑应用到桥梁建设。1875年法国人莫尼埃建成了第一座跨度为16m的钢筋混凝土梁桥。,第一次世界大战后的20年代，美国率先出现兴建高速公路和城市交通基础设施的高潮。中小跨钢筋混凝土桥、大跨钢桁架桥、钢拱桥、钢悬索桥大量兴建。欧洲各国在30年代也建造了许多公路桥梁，以适应日益增多的汽车交通。,由于养护方便，在100m以内的中小跨桥梁范围，钢筋混凝土简支梁、带挂孔悬臂梁桥及拱桥逐步代替了小跨钢桥。20世纪30年代的另一重大成就，就是大跨悬索桥和拱桥的发展和创新。悬索桥跨度从19世纪末的不足500m到1931年的华盛顿桥1006m，已突破千米。1937年建成的旧金山大桥达到1280m的跨度！,华盛顿桥 美国,Golden Gate 美国,Golden Gate 美国,桥梁分类,梁桥 拱桥 斜拉桥 悬索桥 其他,昭和桥 日本,三堆子金沙江桥 四川,大阪港桥 日本,南京长江大桥 江苏,六库怒江桥 云南,