桥梁概述.ppt
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1、桥 梁 知 识,第三篇 桥梁下部施工技术,Bridge Engineering,1.1桥梁发展概述 Historical Background Historical Background,一、古代桥梁 Ancient Bridge,桥梁的起源,最早的人工桥梁有可能源自:倾于河上的雷击树木,圬工桥梁,法国尼姆的加尔德桥建于古罗马时,水道桥建于公元前6313年,道路桥是1747年加建的。水道高出河面47.4米。,在中国,公元前250年周朝末年的坟墓中就有了砖拱,至公元282年有了记载的石拱桥。河北赵县安济桥,跨径37.4m,矢高7.23m,宽约9m。建于公元606年,是迄今世界上尚存的跨径最大的古
2、代石拱桥。,意大利威尼斯的Rialto桥建于1591年,净跨27m,两旁两排店铺中有通道。,二、国外近现代桥梁,钢桥 Steel bridge,第一座铁桥,Severn桥,建于1779年,跨度100英尺(30m).,二、国外近现代桥梁,建桥者为James B.Eads。在短期从事海上救助工作后,他花费20年的时间,进行设计、建造以及运营管理很多舰船,在内战期间,他为联邦政府建造了一个庞大的装甲舰队。,1874年,Eads Bridge(St.Louis Brigdge)建成,主跨为158m,第一座钢拱桥,首创悬臂施工法。,二、国外近现代桥梁,18691883年由美国著名的索桥专家约翰.A.罗布
3、林(John.A.Keeblin)设计的Brooklyn悬索桥建成跨486m。塔柱由花岗岩砌筑而成,除主索外还用斜拉索加劲。,1917年的美国纽约的Hell Gate(狱门)桥(跨径297m)。,1932年,位于澳大利亚的悉尼洪大桥建成。它跨度为503m。,1977年建造完成的西弗吉尼亚州新河峡大桥,是在2003中国的南浦大桥之前最长的拱桥。钢桥拱1700英尺(518.3米)。,1931,Bayonne Bridge(培红桥)创造了一个新的标志拱形桥主跨1675英尺(504m)。,混凝土桥 Concrete bridge,1904年,罗马的Risorgimento桥建成,该桥跨径超过了100m
4、。,克罗地亚克尔克桥,主跨390m,采用三室,矢跨比1/6.5等截面无铰拱,采用悬臂桁架拼装方法施工。,悬索桥(Suspension bridge),美国旧金山金门大桥,建立于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褐色的红丹底漆 成为早期现代桥梁设计的通用样本,塞文桥 Severn Bridge,1981年,位于英国的恒伯尔桥建成。跨度1410m,是当时最大的跨度的。,1624m名列当时第一,是英式悬索桥中跨径最大的一座。,斜拉桥 Cable-stayed bridge,
5、马拉卡波湖大桥的主跨跨径为 160m+5X235m+160m总长达9km,1962年建成。,斜拉桥 Cable-stayed bridge,1957年,德国跨越莱菌河的特奥道尔霍伊斯桥建成。它的主跨280m,边跨为108m。,1.2 桥梁在交通事业中的地位,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,徐浦大桥结合梁斜拉桥,北京三元立交桥 机动车和非机动车混行的两层苜蓿叶式立体交叉,一、桥梁的组成,1、桥梁一般组成(依据功能划分):,1.3 桥梁的组成与分类,上部结构(桥跨结构superstructure)(包括承重结构和桥面系)跨越障碍的主要
6、结构,直接承担桥面上各种车辆、行人的荷载。下部结构(substructure)(桥墩、桥台及其基础)支承上部结构,传递上部传来的荷载挡住路堤的土将桥梁结构的反力传递到地基 附属设施(accessory)包括锥形护坡、护岸、导流结构物支座(bearing)保证桥梁的温差伸缩 明确各部分的作用,河南开封黄河公路大桥,下部结构,梁式桥,拱桥,郑州黄河公路大桥,斜拉桥,悬索桥,1937年,美国,旧金山金门大桥,1280m,水位 低水位枯水季节河流的最低水位。高水位洪峰季节河流的最高水位。设计水位按规定设计洪水频率算得的水位,2、主要名称和尺寸,l,跨径 净跨径(l0):设支座和不设支座 总跨径(桥梁孔
7、径)(l0):反映桥下泄洪能力 计算跨径(l):力学计算 桥梁全长:对于梁式桥而言,桥梁两个桥台侧墙或八字尾端间的距离L,称为桥梁全长(无桥台的桥梁为桥面系行车道长度)。桥梁总长:通常把两桥台台背前缘间距离L1称为桥梁总长。高度 桥下净空高度(H):设计水位(通航水位)桥跨结构下缘 建筑高度(h):行车路面桥跨结构最下缘 容许建筑高度:桥面通航净空顶部,二、桥梁的分类,1、按结构体系划分 梁式桥,飞云江桥(简支梁桥),梁式桥,六库怒江桥(连续梁桥),梁式桥,武汉长江大桥(1957年建,公铁两用,连续钢桁梁桥,三联3128m),梁式桥,拱式桥,拱桥受力图式,拱式桥,赵州桥(石拱桥),刚架拱,从化
8、拱桥(钢筋混凝土肋拱),四川旺苍东河桥(钢管拱),拱式桥,刚架桥,受力图式,沅陵沅水桥(连续刚构桥),刚架桥,安康汉江(斜腿刚构桥),乌龙江桥(T型刚构桥),刚架桥,悬索桥(吊桥),受力图式,香港青马大桥,斜拉桥结构体系实质上属于梁与索的组合,天津永和新桥(双塔三跨斜拉桥),杭州湾大桥南航道桥,斜拉桥(独塔),爪哇巴厘桥,斜拉悬索混合体系,其它组合体系桥梁,南京长江大桥(公铁两用),2、按桥梁用途来划分公路桥、铁路桥、公铁两用桥、农桥、人行桥、运水桥(渡槽)、其它专用桥梁(如通过管路、电缆等),军都山渡槽桥,是我国第一座跨度超过百米的大型斜拉输水建筑物,截面采用圆弧形的半封闭薄壳结构。,渡槽桥
9、,ROSENSTEIN人行桥(自锚式悬索桥),3、按跨径大小分类 我国公路工程技术标准桥梁分类(依据我国公路工程技术标准),国际特大桥梁分类标准(依据美国及欧洲规范),4、按主要承重结构所用的材料来划分木桥、钢桥、圬工桥(包括砖、石、混凝土桥)、钢筋混凝土桥、预应力钢筋混凝土桥、钢管混凝土,煤溪谷桥(英国)少见的铸铁拱桥,挪威特罗姆泽海湾桥,上承式,5、按行车道的位置划分 上承式视野开阔,但建筑高度相对较大 下承式建筑高度小,视野较差 中承式兼有前两者的优缺点,日本,神户大桥,中承式,台北关渡桥中承式,6、按跨越方式 固定式的桥梁、开启桥、浮桥、漫水桥,开启式 西德尼拉尼尔旧桥,提升式,活动桥
10、,7、按施工方法 整体施工桥梁上部结构一次浇筑而成 节段施工桥梁上部结构分节段组拼而成,漳州战备大桥,边跨满堂支架现浇合拢,整体施工桥梁,节段施工,悬臂施工法,节段施工桥梁,一、我国桥梁建设的成就,我国桥梁的建设规模,1.4 国内外桥梁发展概况,虎门大桥辅航道桥,1997年建成,主跨270m,世界最大跨径的连续刚构桥,万县长江大桥,1997年建成,劲性骨架钢筋混凝土箱形拱桥,主跨420m,是世界上跨径最大的钢筋混凝土拱桥。,2000年建成,主跨628m,在斜拉桥中,跨径处于中国第一、世界第三位。北桥为连续刚构桥,采用移模平衡悬臂浇筑,南桥(斜拉桥)采用预制钢箱梁,平衡悬臂拼装。,南京长江二桥,
11、创造了斜拉桥四项世界之最:主跨1088m,是目前世界跨径最大的斜拉桥;主塔高306m,是世界最高的桥塔;主桥两个基础墩分别采用131根直径为,效果图,苏通长江大桥,2.5m至2.8m、长120多米的群桩构筑,是世界最大规模的群桩基础;主桥最长的斜拉索长达580m,是世界最长的斜拉索,加之采用技术的先进性,这座大桥可代表当今世界桥梁建设的最高水平。,位于我国江苏省江阴市和靖江市之间,跨越长江的公路大桥,建成于1999年。主桥跨径1385m的钢箱梁悬索桥,是我国最大跨度的悬索桥,占世界第四位。,江阴长江大桥,二、桥梁发展现状、趋势与问题,从国内外典型桥梁可以看出,近30多年来,桥梁结构在向轻巧、纤
12、细方面发展,而载重和跨度却不断在增长。为了适应这种发展需要,就要对建筑材料、结构构造、设计计算理论、施工方法等方面提出新的要求,特别是要在创造新桥型方案的构思方面和在桥梁技术中提高自主创新理念方面做出努力。,桥梁?,桥梁是用于跨越障碍物(如河流、海峡、山谷、道路等)而使道路保持连续的人工构造物,俗称道路咽喉。桥梁既是一种交通功能性的结构物,也是一座立体的造型艺术工程。桥梁往往是一个城市或一个国家(地区)的象征。,桥梁与普通结构物不同!,涉及面广跨径(规模)大空间性极强设计与施工密切相关施工难度与风险极大,桥梁建设与技术进步前提,桥梁设计理论发展 桥用材料性能提高桥梁施工技术进步,中国桥梁发展简
13、况,拱桥:从不足40米的石拱桥,到 世界最大跨径石拱桥146米山西丹河桥 世界最大钢筋混凝土拱桥420米重庆万县长江大桥桥 世界最大钢管混凝土拱桥460米重庆巫山长江大桥桥 世界跨径拱桥(钢拱桥)552米重庆朝天门长江大桥,中国桥梁发展简况,拱桥:,中国桥梁发展简况,拱桥:,中国桥梁发展简况,梁桥:从不足10米的钢筋混凝土板桥,到 世界最大跨径钢混组合连续刚构-连续梁组合体系梁桥330米重庆长江大桥复线桥,中国桥梁发展简况,梁桥:,中国桥梁发展简况,斜拉桥:从75米的混凝土斜拉桥,到 世界第二的混凝土斜拉桥500米荆沙大桥 世界最大跨径斜拉桥桥1088米苏通大桥,中国桥梁发展简况,悬索桥:从简
14、易悬索桥,到 世界第二的斜拉桥(钢箱梁为第一)1650米西猴门大桥,中国已成为世界桥梁大国?YES,1988年,全国共有桥梁124000座,2010年,全国共有桥梁600000座,最近20年来,中国建造的桥梁数量比世界上任何一个国家都要多两三倍。四大类桥梁中有三类最大跨径在中国。中国已成为桥梁大国!,中国已成为世界桥梁强国?NO,中国还称不上世界桥梁强国的原因是:质量不能完全令人信服 桥梁质量评价体现在“安全、功能、美观、环保”等。其中:安全性保证桥梁服役期没有风险;功能性保证桥梁正常服役。,中小跨径桥梁施工常见问题,施工组织设计不到位;施工设计不足;施工计划性、预见性差;施工精细化差;施工过
15、程混乱,质量、安全问题多。,中小跨径桥梁施工常见问题,施工支架、拱架超限变形、垮塌 问题原因:支架基础稳定性、支架结构合理性、整体刚度、预压可靠性、拱上加载与拆架顺序,中小跨径桥梁施工常见问题,施工模板刚度不足,结构尺寸、外观控制差 问题原因:结构合理性、局部刚度、拼接密贴与外观,中小跨径桥梁施工常见问题,混凝土强度不满足要求(掉号)、蜂窝麻面及狗洞 问题原因:混凝土原材料质量、混凝土拌制、运输、振捣试、件制作与养护等,中小跨径桥梁施工常见问题,漏筋、漏预埋件、露筋、成品损坏、开裂 问题原因:钢筋制安与检查、钢筋保护层(垫块)、拆模时间与方法、养护、堆放方式,中小跨径桥梁施工常见问题,预应力管
16、道变位、漏浆、预应力钢束纽绞、锚头空间位置偏差、张拉控制差、锚头破裂、崩落 问题原因:管道材料与制安、管道与锚头定位、锚下混凝土浇筑梳编穿束、张拉等,中小跨径桥梁施工常见问题,预应力管道变位、漏浆、预应力钢束纽绞、锚头空间位置偏差、张拉控制差、锚头(板)破裂、崩落,中小跨径桥梁施工常见问题,制作安装空间位置精度差 问题原因:预制梁上预埋支座垫板空间位置的预控、上下垫板的水平度,中小跨径桥梁施工常见问题,桥墩偏位、桥台因基础不均匀沉降而开裂 问题原因:施工放样、施工方式(主要指先桥墩后填筑)、基础处理,中小跨径桥梁施工常见问题,拱桥施工过程中的垮塌 问题原因:拱架上施工过程、落架过程、砌筑浇筑质
17、量,中小跨径桥梁施工常见问题,梁桥施工过程中的垮塌、倾倒、变位 问题原因:支架及其混凝土浇筑过程、拆架时机、主梁上施工过程、支座安装,中国已成世界桥梁强国?NO,中国还称不上世界桥梁强国的原因是:质量不能完全令人信服 桥梁质量评价体现在“安全、功能、美观、环保”等。其中:安全性保证桥梁服役期没有风险;功能性保证桥梁正常服役。,服役桥梁存在的主要问题,缺少标志、标牌,管理失控:超载、火灾。桥面防排水失效:影响正常安全行车、导致结构安全隐患。铺装、栏杆破损、残缺:影响行车、行人安全、车辆冲击增加结构受力负担。,服役桥梁存在的主要问题,支座安全精度差,伸缩装置、支座破损、失效:改变桥梁结构受力模式,
18、危及结构稳定及受力安全。桥梁结构开裂、破损:结构强度降低,危及结构承载能力安全。桥梁强度、稳定和刚度不满足使用要求:危及结构使用安全。,服役桥梁存在的主要问题,混凝土桥梁加速下挠:桥梁破坏的前兆!必须及时评估判断!1977年建造的世界最大跨径混凝土梁桥(241米),1993年测得的跨中下挠1.4米,1996年3月采用8根体外预应力加固,6个月后垮塌。桥梁基础冲刷:危及桥梁安全!,服役桥梁存在的主要问题,桥梁火灾,重庆某桥被严重烧伤,服役桥梁存在的主要问题,船只撞击垮塌,广东某桥,江苏某桥,服役桥梁存在的主要问题,超载导致垮塌,山西某桥在182吨重负下终于未能挺住,服役桥梁存在的主要问题,桥梁洪
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