道橋工程概論4-橋梁入門(講課版本)[稻谷書店]_第1頁
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文檔簡介

1、橋梁工程 Bridge Engineering 1高級教學 4-1 橋梁的基本組成和分類 4-2 橋梁建設及展望 4-3 常用橋梁施工機械 - - 2高級教學 橋梁概述橋梁概述 橋梁的定義橋梁的定義 橋梁是供鐵路、道路、渠道、管線、 車輛、行人等跨越河流、山谷、湖泊、 低地或其它交通線路等障礙時使用的建 筑結構。 從線路的角度講,也是線路在跨越 上述障礙時的延伸或連接部分。 3高級教學 一、橋梁的組成一、橋梁的組成 2.2.支座支座 bearingbearing 1.1.橋跨結構橋跨結構 3.3.橋墩橋墩 pierpier 4.4.橋臺橋臺 abutmentabutment 5.5.基礎基礎

2、foundationfoundation 下部結構下部結構 substructuresubstructure 上部結構上部結構 superstructuresuperstructure 6.6.附屬設施附屬設施 accessoryaccessory 低水位 通航水位 路堤 洪水位 橋臺 橋墩 護坡 錐體 基礎 橋跨結構 支座 1 橋梁的基本組成 圖圖1.2.1 1.2.1 橋梁的基本組成橋梁的基本組成 4高級教學 v1 1上部結構上部結構(superstructure) 上部結構指橋梁位于支座以上的部分。也稱為橋跨結 構、橋孔結構。 是指橋梁中直接承受橋上交通荷載的、架空的主體結 構部分,包含

3、主要承重結構,縱橫向連接系,拱上建 筑等。橋跨結構的型式多樣。對梁橋而言,其主體結 構是梁;對拱橋而言,其主體結構是拱;對懸索橋而 言,其主體結構是纜。 低水位 通航水位 路堤 洪水位 橋臺 橋墩 護坡 錐體 基礎 橋跨結構 支座 1 橋梁的基本組成 5高級教學 v2 2下部結構(下部結構(substructure) 下部結構指橋梁位于支座以下的部分,也叫支承結構。它包 括橋墩(pier)、橋臺(abutment)以及墩臺的基礎 (foundation),是支承上部結構、向下傳遞荷載的結構物。 橋梁墩臺的布置是與橋跨結構相對應的。橋臺橋臺設在橋跨結構 的兩端,橋墩橋墩則分設在兩橋臺之間。橋臺除

4、起到支承和傳力 作用外,還起到與路堤銜接、防止路堤滑塌的作用。為此, 通常需在橋臺周圍設置錐體護坡。 墩臺基礎是承受由上至下的全部荷載(包括交通荷載和結構 重力)并將其傳遞給地基的結構物。它通常埋入土層之中或 建筑在基巖之上,時常需要在水中施工。 6高級教學 v3 3支座支座(bearing) 在橋跨結構與墩臺之間,還需要設置支座,以連接 橋跨結構與橋梁墩臺,提供荷載傳遞途徑。除此之 外,根據具體情況,與橋梁配套建造的附屬結構物 可能有:擋土墻、護坡、導流堤、檢查設備、臺階 扶梯、導航裝置等。拱橋、剛架橋一般沒有支座。 7高級教學 v4 4附屬結構附屬結構 指為保證橋跨結構能正常使用而需要建造

5、的橋上各種 附屬結構或設施。 1.1.橋面鋪裝(行車道鋪裝)橋面鋪裝(行車道鋪裝) 2.2.排水防水系統排水防水系統 3.3.欄桿欄桿 4.4.伸縮縫伸縮縫 5.5.燈光照明燈光照明 8高級教學 常用名詞常用名詞 1.1.跨度跨度 也稱也稱跨徑跨徑,是指橋梁,是指橋梁兩相鄰墩支座間的距離兩相鄰墩支座間的距離,表,表 示橋梁的跨越能力,對多跨橋,最大跨度稱為主跨,是表示橋梁的跨越能力,對多跨橋,最大跨度稱為主跨,是表 征橋梁技術水平的重要指標。征橋梁技術水平的重要指標。 2.計算跨徑計算跨徑 橋跨結構橋跨結構兩個支點間的距離兩個支點間的距離稱為計算跨徑。稱為計算跨徑。 對于梁式橋是指橋跨兩端對于

6、梁式橋是指橋跨兩端相鄰支座中心之間的距離相鄰支座中心之間的距離。對于。對于 拱式橋是指拱式橋是指拱軸線兩端點之間的距離拱軸線兩端點之間的距離。 低水位 通航水位 路堤 洪水位 橋臺 橋墩 護坡 錐體 基礎 橋跨結構 支座 1 橋梁的基本組成 9高級教學 3.3.凈跨徑凈跨徑 對于梁式橋凈跨徑是指設計洪水位線上相鄰兩對于梁式橋凈跨徑是指設計洪水位線上相鄰兩 個橋墩個橋墩(或橋臺或橋臺)之間的水平凈距,而拱式橋是指每孔拱跨拱之間的水平凈距,而拱式橋是指每孔拱跨拱 腳截面內邊緣之間的距離。腳截面內邊緣之間的距離。 4.4.總跨總跨徑徑 各孔凈跨徑之和稱為總跨徑。橋梁的凈跨徑和各孔凈跨徑之和稱為總跨徑

7、。橋梁的凈跨徑和 總跨徑是反映橋梁宣泄洪水的能力和通航標準的指標。總跨徑是反映橋梁宣泄洪水的能力和通航標準的指標。 低水位 通航水位 路堤 洪水位 橋臺 橋墩 護坡 錐體 基礎 橋跨結構 支座 1 橋梁的基本組成 10高級教學 5.5.標準跨徑標準跨徑 對公路梁式橋,標準跨徑是指兩相鄰橋墩對公路梁式橋,標準跨徑是指兩相鄰橋墩 中線間的距離,或橋墩中線與橋臺臺背前緣間的距離;對中線間的距離,或橋墩中線與橋臺臺背前緣間的距離;對 拱式橋,是指其拱式橋,是指其凈跨徑凈跨徑。鐵路橋常以計算跨徑鐵路橋常以計算跨徑作為標準跨作為標準跨 徑。徑。 在橋梁工程中,中小跨度的橋梁占的比例非常大。這在橋梁工程中,

8、中小跨度的橋梁占的比例非常大。這 部分橋梁如果采用標準設計,其工程設計和施工質量將大部分橋梁如果采用標準設計,其工程設計和施工質量將大 大提高,其經濟效益也是非常可觀的,因而我國大提高,其經濟效益也是非常可觀的,因而我國公路工公路工 程技術標準程技術標準中規定,標準設計或新建橋涵跨徑在中規定,標準設計或新建橋涵跨徑在50m50m以下以下 時,均應采用時,均應采用標準化跨徑標準化跨徑。公路橋涵的。公路橋涵的標準化跨徑標準化跨徑從從0.75m0.75m 至至50m50m,共計,共計2121種跨徑。當單孔跨徑種跨徑。當單孔跨徑5m5m或多孔跨徑的全長或多孔跨徑的全長 8m8m時,通常采用時,通常采用

9、涵洞結構涵洞結構。 涵洞結構是用來宣泄路堤下水流的構造物,簡稱涵洞。涵洞結構是用來宣泄路堤下水流的構造物,簡稱涵洞。 在涵洞處路堤一般是不中斷的。在涵洞處路堤一般是不中斷的。 11高級教學 6.6.橋長橋長 橋長是衡量橋梁大小的最簡單的技術指標:橋長是衡量橋梁大小的最簡單的技術指標:一般把橋梁一般把橋梁 兩端橋臺的翼墻(兩端橋臺的翼墻(側墻、八字墻或側墻、八字墻或U形墻形墻)尾端點之間的距)尾端點之間的距 離稱為橋梁全長,簡稱橋長離稱為橋梁全長,簡稱橋長L。 無橋臺時,橋梁全長為無橋臺時,橋梁全長為橋跨結構的行車道板全長距離。橋跨結構的行車道板全長距離。 橋梁規范中根據橋梁跨徑總長橋梁規范中根

10、據橋梁跨徑總長L和單孔跨徑劃分橋梁的規模和單孔跨徑劃分橋梁的規模 大小。大小。 低水位 通航水位 路堤 洪水位 橋臺 橋墩 護坡 錐體 基礎 橋跨結構 支座 1 橋梁的基本組成 12高級教學 7.7.橋下凈空橋下凈空 橋下凈空高度是指設計洪水位或設計通航水位至橋跨橋下凈空高度是指設計洪水位或設計通航水位至橋跨 結構下邊緣之間的距離。該距離應滿足安全排洪及通航的結構下邊緣之間的距離。該距離應滿足安全排洪及通航的 要求。要求。 低水位 通航水位 路堤 洪水位 橋臺 橋墩 護坡 錐體 基礎 橋跨結構 支座 1 橋梁的基本組成 13高級教學 8.8.橋梁建筑高度橋梁建筑高度 橋梁建筑高度是指橋上行車路

11、面橋梁建筑高度是指橋上行車路面( (或軌頂或軌頂) )與橋跨結與橋跨結 構下邊緣之間的高差。構下邊緣之間的高差。 9.9.橋梁容許建筑高度橋梁容許建筑高度 公路橋面或鐵路軌底標高減去設計洪水位標高,再公路橋面或鐵路軌底標高減去設計洪水位標高,再 減去通航或排洪所要求的梁底凈空高度。減去通航或排洪所要求的梁底凈空高度。 通常橋梁建筑高度應小于其容許建筑高度。通常橋梁建筑高度應小于其容許建筑高度。 橋梁高度是指低水位至橋面的高差。橋梁高度是指低水位至橋面的高差。 橋高的不同對橋梁施工的要求也不同,其施工的方法橋高的不同對橋梁施工的要求也不同,其施工的方法 和難度會有很大差異。和難度會有很大差異。

12、10. 橋梁高度橋梁高度 14高級教學 (一)橋梁按受力體系分類 按結構體系及其受力特點,橋梁可劃分為梁、拱、索三 種基本體系和組合體系。不同的結構體系具有不同的結 構型式和受力特點。 按按 受受 力力 圖圖 示示 不不 同同 梁式梁式 拱式拱式 剛架剛架 懸索懸索 斜拉斜拉 組合體系組合體系 15高級教學 梁橋 16高級教學 拱橋拱橋 17高級教學 剛架橋剛架橋 18高級教學 懸索橋懸索橋 19高級教學 斜拉橋斜拉橋 20高級教學 組合體系橋梁組合體系橋梁 21高級教學 1梁橋 梁橋是古老的結構體系之一。梁作為承重結構,主要 是以其抗彎能力來承受荷載的。在豎向荷載作用下, 其支承反力也是豎直

13、的;簡支的梁部結構只受彎、剪, 不承受軸向力。 22高級教學 常用的簡支梁(simply-supported beam)的跨越能力有 限:施工方法有預制裝配和支架現澆兩種,此橋梁結構簡 單,施工方便,對地基承載力的要求也不高,其常用跨度 在16m以下,當跨度較大時,需要采用預應力混凝土簡支 梁,但跨度一般不超過50m 23高級教學 懸臂梁和連續梁(圖(a)和圖(c) 得到發展。它們都是利用增加 中間支承以減少跨中正彎矩, 更合理地利用材料和分配內力, 加大跨越能力。 懸臂梁懸臂梁(cantilever beam)采用 鉸結或一簡支跨(稱為掛孔) 來連接其兩個端頭,其為靜定 結構,受力明確,計算

14、簡便; 因結構變形在連接處不連續而 對行車和橋面養護產生不利影 響,近年來已很少采用。 連續梁連續梁 (continuous beam)因 橋跨結構連續,克服了懸臂梁 的不足,是目前采用得較多的 梁式橋型。 24高級教學 對于跨度很大的大橋和特大橋,可采用預應力混凝土 梁橋、鋼橋和鋼-混凝土組合梁橋 25高級教學 26高級教學 2拱橋 拱橋的主要承重結構是具有曲線外形的拱圈。在豎向 荷載作用下,拱圈主要承受軸向壓力,但也受彎、受 剪。拱趾處的支承反力除了豎向反力外,還有較大的 水平推力水平推力。 27高級教學 v根據拱的受力特點,多采用抗壓能力較強抗壓能力較強且經濟合 算的砌體材料(石材等)和

15、鋼筋混凝土來修建拱橋; v因拱是有推力的結構,對地基的要求較高,故一般 宜建于地基良好地基良好之上。 v拱橋為跨越能力很大,而且外形酷似彩虹臥波,在 條件許可的情況下,修建拱橋往往是經濟合理的, 一般在跨度跨度500m500m以內均以內均可作為比選方案 28高級教學 在地基條件不適合于修 建具有很大推力的拱橋 下,也可以建造水平推 力由受拉系桿來承受的 系桿拱橋。系桿可由鋼、 預應力混凝土或高強鋼 筋做成。近年來發展了 一種所謂飛雁式三跨自 錨式微小推力搭橋。如 圖d所示,即在邊跨的 兩端施加強大的水平預 加力,通過邊跨梁傳至 拱腳,以抵消主跨拱腳 處的巨大水平推力 29高級教學 隨著施工方法

16、的進步,除了傳統的滿堂支架 或拱架施工方法外,現可采用懸臂施工、轉 體施工、勁性骨架施工等無支架施工新技術, 這對拱橋在更大跨度范圍內的應用,起到了 重要的促進作用。 30高級教學 3.剛構橋剛構橋(portal bridge) 剛構橋是梁與立柱(或稱為墩柱)的組合體系。 剛構橋中的梁與立柱剛性連接,形成剛架,見 圖1.2(e)。 31高級教學 其主要特點是:立柱具有相當的抗彎剛度,故可 有效分擔梁部跨中正彎矩,達到降低梁高、增大 橋下凈空的目的。在豎向荷載作用下,主梁與立 柱的連接處會產生負彎矩;主梁、立柱承受彎矩, 也承受軸力和剪力;柱底約束處既有豎直反力, 也有水平力。 剛架橋多采用立柱

17、直立的、單跨或多跨的門形框 架、柱底約束可以是鉸結或固結。鋼筋混凝土剛 架橋適用于中小跨度的、建筑高度要求較嚴的城 市或公路跨線橋。 32高級教學 4懸索橋 懸索橋主要由纜、塔、錨錠、加勁梁等組成。 對跨度較小(如小于300m)、活載較大且加勁梁較剛 勁的懸索橋,可以視其為纜與梁的組合體系。 但大跨度懸索橋的主要承重結構為纜,組合體系的效 應可以忽略。 33高級教學 在豎向荷載作用下,其懸索受拉,錨錠處在豎向荷載作用下,其懸索受拉,錨錠處 會承受較大的豎向(向上)和水平(向河會承受較大的豎向(向上)和水平(向河 心)力。心)力。懸索懸索通常用高強度鋼絲制成圓形通常用高強度鋼絲制成圓形 大纜,大

18、纜,加勁梁加勁梁多采用鋼桁架梁或扁平箱梁,多采用鋼桁架梁或扁平箱梁, 橋塔橋塔可采用鋼筋混凝土或鋼。因纜的抗拉可采用鋼筋混凝土或鋼。因纜的抗拉 性能得以充分發揮且其尺寸基本上不受限性能得以充分發揮且其尺寸基本上不受限 制,故懸索橋的跨越能力一直在各種橋型制,故懸索橋的跨越能力一直在各種橋型 中名列前茅。不過,由于結構較柔,懸索中名列前茅。不過,由于結構較柔,懸索 橋較難滿足當代鐵路橋的要求。橋較難滿足當代鐵路橋的要求。 34高級教學 在修建跨度相對較小(通常不大于300m)的懸索橋, 當兩岸用地受到限制而無法布置錨錠時或出于景觀需 要 , 可 采 用 自 錨 式 懸 索 橋 ( s e l f

19、 - a n c h o r e d suspension bridge)。 其特點是:將大纜的兩端固定在加勁梁的兩端,省略 了大尺寸的錨錠,但導致了梁的材料用量的增加,也 增加了施工難度。 35高級教學 注:加勁梁:又稱為剛性梁。注:加勁梁:又稱為剛性梁。 懸索橋加勁梁主要起支承和傳遞荷載懸索橋加勁梁主要起支承和傳遞荷載 的作用,是承受風載和其他橫向水平力的的作用,是承受風載和其他橫向水平力的 主要構件。大跨徑懸索橋的加勁梁大都采主要構件。大跨徑懸索橋的加勁梁大都采 用鋼結構。一般采用桁架梁和扁平鋼箱梁。用鋼結構。一般采用桁架梁和扁平鋼箱梁。 36高級教學 37高級教學 5.5.斜拉橋(斜拉

20、橋(cable-stayed bridgecable-stayed bridge) 斜拉橋是梁與塔、斜索組成的組合體系,結構型式多 樣,造型優美壯觀。 38高級教學 在豎向荷載作用下,梁以受彎為主,塔以受壓為主, 斜索則承受拉力。梁體被斜索多點扣住,表現出彈性 支承連續梁的特點;這樣,梁所承受的恒載彎矩減小, 梁高可以降低,結構自重可以減輕,跨度可以增加; 另外,塔和斜索的材料性能也能得到較充分地發揮。 因此,斜拉橋的跨越能力僅次于懸索橋,是近幾十年 來發展很快的一種橋式。由于剛度問題,斜拉橋在鐵 路橋梁上的應用極為有限。 39高級教學 分類方式橋涵類型 1.按工程規模分特大橋、大橋、中橋、小

21、橋等 2.按用途分 鐵路橋、公路橋、公鐵兩用橋、人行 及自行車橋、農橋等 3.按建筑材料 鋼橋、鋼筋混凝土橋、預應力混凝土 橋、結合橋、圬工橋、木橋等 4.按結構體系分梁橋、拱橋、懸索橋、組合體系等 5.按橋跨結構與橋面 的相對位置 上承式、下承式、中承式 6.按橋梁的平面形狀 分 直橋,斜橋、彎橋 7.按預計使用時間分永久性橋,臨時性橋 (二)橋梁的其他分類(二)橋梁的其他分類 40高級教學 橋涵 分類 公路橋涵鐵路橋涵 多孔跨徑總長L(m) 單孔跨徑Lk (m) 橋長L1(m) 特大橋L10001000Lk150150L1 1500500 大橋100100L1000100040Lk1501

22、50100100 L1 1 500 500 中橋3030L10010020Lk40402020L1 1100100 小橋88L30305Lk2020L1 12020 涵洞L8 8Lk5 5 L1 16m6m且頂上有填土且頂上有填土 者者 表表4-1 4-1 橋梁涵洞按跨徑分類橋梁涵洞按跨徑分類 41高級教學 42高級教學 橋梁按年代分類橋梁按年代分類 v古代橋梁古代橋梁大致指19世紀之前的橋梁。 v現代橋梁現代橋梁19世紀20年代,世界上出現鐵路。現 代橋主要是為適應鐵路建設的需要,在19世紀后 期逐步發展起來的,并在鐵路上使用至今。 v當代橋梁當代橋梁是本世紀50年代左右發展起來的,主 要為

23、公路和城市道路服務的。 第二節第二節 橋梁建設及展望橋梁建設及展望 43高級教學 一、我國橋梁建筑一、我國橋梁建筑 二、國外橋梁建設二、國外橋梁建設 1、中國古代三大名橋、中國古代三大名橋 河北趙縣趙州橋(安濟橋)河北趙縣趙州橋(安濟橋) 605年年 隋隋 李春李春 空腹圓弧石拱,凈跨空腹圓弧石拱,凈跨37.02m,矢高,矢高 7.23m ,寬,寬9m,是我國古代石拱橋的杰出代表。,是我國古代石拱橋的杰出代表。 福建泉州萬安橋(洛陽橋)福建泉州萬安橋(洛陽橋) 1053-59年年 800多米,多米,47孔,石梁、牡蠣膠固基礎孔,石梁、牡蠣膠固基礎,是近是近 代筏形基礎的開端。代筏形基礎的開端。

24、 廣東潮州湘子橋(廣濟橋)廣東潮州湘子橋(廣濟橋) 始建始建1169年年 517.95m,19孔,石梁、木梁石拱多種形式,孔,石梁、木梁石拱多種形式, 18條浮船組成的條浮船組成的97.3m的開合式浮橋為世界之最。的開合式浮橋為世界之最。 44高級教學 古代拱橋趙州橋 又稱安濟橋,位于河北省 趙縣境內,建于隋開皇年 間(公元595605年), 由隋匠李春建造,距今已 有近1400年歷史。趙州橋 全長64.4米,拱頂寬9米, 拱腳寬9.6米,跨徑37.02 米,拱矢7.23米。不僅有 高度的科學性,而且具有 我國獨特的民族藝術風格, 是我國古代建筑的偉大作 品。 45高級教學 古代梁橋萬安橋 泉

25、州萬安橋,俗稱洛陽橋, 建于洛陽江入海口。橋始 建于宋皇佑五年,完成于 宋嘉裕四年。橋總長約 834米,石墩、石梁共有 孔,每孔約1117米, 橋寬3.7米。每孔花崗巖 石梁有7根,每根梁高約 0.5m,寬0.6m,長約12m。 萬安橋開現代筏形基礎之 先河,創世界絕無僅有之 造橋方法,成就驚人。 46高級教學 古代梁橋湘子橋 湘子橋全長500余米,東 岸橋墩13座,西岸橋墩11 座,位于潮州古城東門樓 外,曾被著名橋梁專家茅 以升譽為“世界上最早的 啟閉式橋梁”。湘子橋建 于宋,初為浮橋,由八十 六只巨船連結而成,始名 “康濟”。后歷代太守修 建,筑建橋墩,改名“丁 公橋”、“濟川橋”。至

26、明代,遂筑成“十八梭船 廿四洲”,更名為“廣濟 橋 ”,俗稱湘子橋。 47高級教學 主跨主跨(Main Span)(Main Span):11.3811.38米米 橋梁類型橋梁類型(Type of the Bridge)(Type of the Bridge):古代橋梁、拱橋、圬工拱橋:古代橋梁、拱橋、圬工拱橋 所在地所在地(Location)(Location):北京、頤和園、昆明湖、景區:北京、頤和園、昆明湖、景區 建成時間建成時間(completed year)(completed year):公元:公元17951795年年 位于北京頤和園昆明湖長堤上,建于清乾隆年間位于北京頤和園昆明湖

27、長堤上,建于清乾隆年間( (公元公元 年)。該橋單孔凈跨米,矢高約米,全年)。該橋單孔凈跨米,矢高約米,全 部用玉石琢成,橋面是雙反向曲線,組成波形線橋型,配有精制白石部用玉石琢成,橋面是雙反向曲線,組成波形線橋型,配有精制白石 欄板,顯得格外富麗堂皇。蛋尖形橋拱,特別高聳,好似玉帶。此橋欄板,顯得格外富麗堂皇。蛋尖形橋拱,特別高聳,好似玉帶。此橋 舊名舊名“穹橋穹橋”俗稱駝峰橋,均以形象命名。玉帶橋的造型具有我國長俗稱駝峰橋,均以形象命名。玉帶橋的造型具有我國長 江三角洲地區石拱橋的風格,以纖秀挺拔,輕巧為其之特色。江三角洲地區石拱橋的風格,以纖秀挺拔,輕巧為其之特色。 玉帶橋玉帶橋 48高

28、級教學 主跨主跨(Main Span)(Main Span):3 3米米 橋梁類型橋梁類型(Type of the Bridge)(Type of the Bridge):古代橋梁、拱橋、圬工拱橋:古代橋梁、拱橋、圬工拱橋 所在地所在地(Location)(Location):河南、鶴壁、陽河:河南、鶴壁、陽河 全長全長(Length)(Length):2020米米 建成時間建成時間(completed year)(completed year):公元:公元617617年年 位于河南省鶴壁市,座落于湯河支流上。據殘碑記載,此橋當位于河南省鶴壁市,座落于湯河支流上。據殘碑記載,此橋當 在隋大業間

29、在隋大業間( (公元年)建造,跨徑米,臺高公元年)建造,跨徑米,臺高 米,臺基用磚石鋪墊,拱券是砂巖縱列漿砌,封拱青灰色料石為米,臺基用磚石鋪墊,拱券是砂巖縱列漿砌,封拱青灰色料石為 厘米,中砌鎮水獸頭。橋長米,寬米。年厘米,中砌鎮水獸頭。橋長米,寬米。年 因興辦水利設施,在此橋基礎上,修一座跨徑為米的半圓形因興辦水利設施,在此橋基礎上,修一座跨徑為米的半圓形 石拱橋。石拱橋。 橋上橋橋上橋 橋梁概況橋梁概況 49高級教學 2.中國現代橋梁建筑情況中國現代橋梁建筑情況 (1)梁橋 (2)拱橋 (3)剛構橋 (4)斜拉橋 (5)懸索橋 50高級教學 武漢長江大橋武漢長江大橋 v中國第一座跨越長江

30、的大橋,1957年完成 v鋼桁架連續梁橋,主跨128m,雙層橋面,公鐵兩用 v懸臂拼裝法施工 (一)梁橋 51高級教學 南京長江大橋南京長江大橋 v1968年完成,其材料、設計、施工全部自己承擔 v鋼桁架連續梁橋,主跨160m,雙層橋面,公鐵兩用 v懸臂拼裝法施工,深水基礎施工 52高級教學 九江長江大橋九江長江大橋 v1992年完成,位 于江蘇九江 v連續鋼桁架帶加勁 拱梁橋,主跨 216m,雙層橋面, 公鐵兩用 v懸臂拼裝法施工 53高級教學 蕪湖長江大橋蕪湖長江大橋 v2000年完成,位于安徽蕪湖 v低塔加勁連續鋼桁架梁橋,主跨312m,雙層橋面,公鐵兩用 v懸臂拼裝法施工 54高級教學

31、 云南六庫怒江大橋 55高級教學 v云南六庫怒江大橋是目前國內跨度最大的預應力混 凝土連續箱梁。采用3跨變截面箱形梁,分跨為 85+154+85(m),箱梁為單箱單室截面,箱寬5.0m, 兩側各挑出伸臂2.5m。支點處梁高8.5m,合跨度的 1/18;跨中梁高2.8m,合跨度的1/55;全橋僅在#0 塊內設置橫隔板兩道。采用三向預應力配筋,縱向 采用大噸位鋼絞線群錨體系,僅于頂底板內配筋而 無下彎索和彎起索,既簡化了施工,又不為布索而 增厚腹板;豎向預應力筋采用四級32高強度精軋螺 紋鋼筋,兼作懸澆掛藍的后錨鋼筋。下部結構采用 空心墩,鉆孔灌注樁基礎支承于巖層上。于1991年3 月竣工。 56

32、高級教學 v南京長江第二大橋是國家“九五”重點建設項目, 由南汊大橋、北汊大橋和南岸、八卦洲及北岸引橋 組成 v北汊大橋為五跨連續的預應力連續梁橋,主跨為 90+3165+90米連續梁橋,橋長2172米,在同類橋 型中居亞洲 57高級教學 (二)拱橋 v拱橋由于拱橋造型優美,跨越能力大,長期以來一直是大跨 度橋梁的主要形式之一。混凝土拱橋分箱形拱、肋拱、桁架箱形拱、肋拱、桁架 拱拱。 v我國采用索吊裝架設法施工索吊裝架設法施工的最大跨度是1979年建成的四川 宜賓馬鳴溪大橋(主跨150m) v采用拱架法施工拱架法施工的最大跨度是1982年建成的四川攀枝花市寶 鼎大橋(主跨170m) v采用支架

33、法施工支架法施工的最大跨度是河南許溝大橋(主跨220m) v采用轉體法施工轉體法施工的最大跨度是1990年建成的重慶涪陵烏江大 橋(主跨200m) v采用懸臂法施工懸臂法施工的最大跨度是1995年建成的貴州江界河大橋 (主跨330m) 58高級教學 世界十大混凝土拱橋 排 序 橋名 主 跨 (m) 橋址年份 1萬縣長江大橋420萬縣,中國1997 2克爾克1號橋(KRK-1)390 克爾克島(KRK lsland),南斯拉 夫 1980 3江界河大橋330黃河,中國1995 4邕江大橋312廣西,中國1997 5 格萊茲維爾橋 (Gladesville) 305悉尼(Sydney),澳大利亞1

34、964 6 艾米贊德橋 (Ponte da Amizade) 290 巴拉那河(Parana River) 巴西-巴拉圭 1964 7布洛克蘭斯橋(Bolukrans)272布洛克蘭斯(Bloukrans),南非1983 8阿拉比達橋(Arrabida)270奧波托(Oporto),葡萄牙1963 9山多橋(Sando)264克拉姆福斯(Kramfors),瑞典1943 10拉蘭斯橋(La Rance)261法國1990 59高級教學 成昆鐵路一線天橋成昆鐵路一線天橋 v鐵路石拱橋, 跨度54m v有支架(鋼拱 架)施工, 1966年建成 60高級教學 九溪溝大橋九溪溝大橋 v位于四川省豐都縣

35、九溪溝,跨徑為116m v有支架施工,1972年建成,時為世界上跨徑最大的石拱橋, 保持紀錄18年之久 61高級教學 組合桁架拱:江界河橋組合桁架拱:江界河橋 v位于貴州甕安 v跨度330m,世 界上跨度最大 的桁架拱橋 v懸臂拼裝施工 v1995年建成 62高級教學 萬縣長江大橋萬縣長江大橋 v世界上跨度最大的鋼筋混凝土拱橋,主跨420m v采用勁性骨架(含鋼管混凝土)和纜索吊裝方法施工 v1997年建成 63高級教學 v鋼管混凝土是一種鋼管-混凝土復合材料,具有高強、支架、 模板三大作用,自架能力強,較好地解決了大跨度搭橋經濟、 省料、安裝方便,后期承載能力高的問題。鋼管混凝土拱橋 在我國

36、近年來發展很快。我國建成跨度最大的是2000年建成 的廣州丫髻沙大橋(主跨360m)中承式鋼管混凝土拱橋,為 世界第一鋼管混凝土系桿拱橋。相繼建成的還有武漢江漢三 橋(主跨280m)廣西三岸邕江大橋(主跨270m)等 多座鋼 管混凝土拱橋,2004年建成通車的巫山長江大橋(主跨 492m),目前居同類型橋梁世界第一 64高級教學 世界十大鋼/鋼管混凝土 拱橋 排 序 橋名 主 跨 (m) 結構形式橋址年份 1盧浦大橋550鋼箱中國2003 2新河峽橋518.2鋼桁架美國1977 3貝永橋504鋼桁架美國1931 4悉尼港灣橋503鋼桁架澳大利亞1932 5重慶巫山長江大橋492 鋼管混凝 土

37、中國2005 6廣州新光大橋428鋼箱桁架中國2006 7弗里芝特橋383鋼拱美國1973 8益陽茅草街大368 鋼管混凝 土 中國2006 9曼港橋366鋼拱加拿大1964 10廣州丫髻沙珠江大橋360 鋼管混凝 土 中國200065高級教學 巫山長江大橋 鋼管混凝土中承式拱橋。大橋全長612.2米,橋面凈寬19米,雙向4車道, 主跨492米 ,被稱為“渝東門戶橋”、“渝東第一橋” 66高級教學 廣州丫髻沙大橋 v廣州丫髻沙大橋 丫髻沙大橋是廣州環 城高速路西南環段跨 越珠江主、副航道和 丫髻沙島的特大橋梁。 全長1084米,主橋 采用三跨連續自錨中 承式鋼管混凝土拱橋 橋型,其主跨以360

38、 米一跨跨過珠江的主 航道。大橋建成后, 橋面是雙向6車道 67高級教學 v鋼拱橋是主拱采用型鋼制作的拱橋,目前世界上最 大跨度的鋼拱橋是2009年建成通車的重慶朝天門大 橋(主跨552m)其次是2003年建成的上海盧浦大橋 重慶朝天門大橋重慶朝天門大橋 主跨長552米, 全長1741米。 鋼桁架拱橋形 式,兩座主墩 68高級教學 上海盧浦大橋上海盧浦大橋 當今世界第一鋼結構拱橋,是世界上跨度最大的拱形橋。它也是世界上首座完全采 用焊接工藝連接的大型拱橋(除合攏接口采用栓接外),現場焊接焊縫總長度達4萬 多米,接近上海市內環高架路的總長度。盧浦大橋像澳大利亞悉尼海灣大橋一樣具 有旅游觀光的功能

39、。 69高級教學 (三)剛構橋 v連續剛構橋的特點是保持連續,梁墩固結。 這樣既保持了連續梁無伸縮縫、行車平順的 優點,又保持了T形剛構不設支座的優點,同 時避免了連續梁和T形剛構的缺點。 v廣東番禺洛溪大橋開創了我國修建大跨度PC 連續剛構橋的先例,跨度組合為 65m+125m+180m+110m,采用雙肢箱形薄壁墩, 墩頂處梁高10m,跨中處梁高3m 70高級教學 廣東番禺洛溪大橋 71高級教學 安康專線鐵路斜腿剛構橋安康專線鐵路斜腿剛構橋 v鋼斜腿剛構,箱形截面,單線鐵路橋 v主跨176m,世界同類橋梁第一 72高級教學 (四)斜拉橋 斜拉橋作為一種拉索體系,比梁式橋有 更大的跨越能力。

40、由于拉索的自錨特性而不 需要懸索橋那樣巨大的錨碇,加之斜拉橋有 良好的力學性能和經濟指標,已成為大跨度 橋梁最主要橋型 73高級教學 斜拉橋由索塔、主梁、斜拉索組成,索 塔形式有A型、倒Y型、H型、獨柱、菱形、門 型等國,材料有鋼、混凝土,主梁有混凝土 梁、鋼箱梁、結合梁、混合式梁。 74高級教學 世界十大斜拉橋 排 序 橋名 主 跨 (m) 結構型式橋址 建成 年份 1蘇通長江大橋1088混合梁中國2008 2昂船洲大橋1018混合梁香港特區,中國2009 3多多羅橋(Tatara)890主跨鋼箱 日本本州四國聯絡 線 1999 4諾曼第橋(Normandie)856主跨鋼箱法國1995 5

41、南京長江三橋648鋼箱梁中國2005 6南京長江二橋南汊橋628鋼箱梁中國2001 7武漢白沙洲大橋618鋼箱梁中國2000 8青州閩江大橋605 鋼與砼結合 梁 中國2000 9上海楊浦大橋602 鋼與砼結合 梁 中國1993 10中央名港大橋(Meiko-Chuo)590鋼箱梁日本1996 10上海徐浦大橋590結合梁中國1997 75高級教學 蘇通大橋蘇通大橋 76高級教學 香港青馬大橋香港青馬大橋 77高級教學 江陰長江大橋江陰長江大橋 78高級教學 v懸索橋是特大橋梁的主要型式之一,被人們稱為橋 梁皇后。當跨度大于800m時,懸索橋面具有很大競 爭力。 v我國最有要的成就有江陰長江大

42、橋、舟山大陸連島 工程西侯門大橋等以及潤揚長江公路大橋、青島海 灣大橋等 79高級教學 世界十大懸索橋 排序橋名主跨(m)加勁梁橋址年份 1明石海峽大橋( Akashi-Kaikyo)1991簡支桁架 日本本州四國聯 絡線(神戶-鳴門) 1998 2舟山西侯門大橋1650鋼箱梁中國2009 3 大貝爾特東橋 (Great Belt East) 1624連續箱梁丹麥1998 4潤揚長江公路大橋南汊橋1490簡支箱梁中國2005 5恒比爾(Humber)1410簡支箱梁英國1981 6江陰長江公路大橋1385簡支箱梁中國1999 7青馬大橋(Tsing Ma)1377簡支桁架香港特區,中國1998

43、 8費拉贊諾橋(Verrazana-Narrows)1298簡支桁架紐約,美國1964 9金門大橋(Golden Gate)1280簡支桁架舊金山,美國1937 10武漢陽邏長江公路大橋1280鋼箱梁中國2007 80高級教學 日本明石海峽大橋日本明石海峽大橋 全長3911米,主橋墩跨度1991米。兩座主橋墩海拔297米,基礎直徑80米, 水中部分高60米。兩條主鋼纜每條約4000米,直徑1.12米,由290根細鋼 纜組成,重約5萬噸。 81高級教學 舟山西堠門大橋 主橋為兩跨連續鋼箱梁懸索橋,主跨1650米,位居懸索橋世界第二、中國第一 82高級教學 潤揚長江大橋潤揚長江大橋全長35.66公

44、里,其中南汊主橋采用單孔雙鉸鋼箱梁 懸索橋,主跨徑1490米, 83高級教學 v青島海灣大橋,大橋全長36.48公里 84高級教學 v(一)面臨的挑戰 v目前橋梁最大跨度還沒有超過2000m,深水基礎還沒 有達到50m v我國現代化橋梁建設發展迅猛。橋梁工程無論在規 模和發展速度上都取得了偉大成就。其中,杭州灣 跨海大橋的長度是目前世界上在建和已建跨海大橋 中位居第一,已在規劃建設的跨海工程有瓊州海峽 跨海工程、渤海海峽跨度工程 、伶仃洋跨海工程等 三、橋梁工程展望三、橋梁工程展望 85高級教學 (二)橋梁未來發展方向(二)橋梁未來發展方向 (1 1)橋跨結構繼續向大跨度發展)橋跨結構繼續向大

45、跨度發展 (6 6)重視橋梁美學及環境保護)重視橋梁美學及環境保護 (4 4)施工技術的發展)施工技術的發展 (3 3)橋梁設計理論更趨完善和合理)橋梁設計理論更趨完善和合理 (5 5)橋梁結構智能系統)橋梁結構智能系統 (2 2)建橋材料向高強、輕質、多功能方向發展)建橋材料向高強、輕質、多功能方向發展 86高級教學 橋梁的規劃原則和設計要點橋梁的規劃原則和設計要點 一、橋梁總體規劃原則和基本設計資料一、橋梁總體規劃原則和基本設計資料 二、橋梁縱二、橋梁縱 橫斷面設計和平面布置橫斷面設計和平面布置 87高級教學 橋梁設計原則和基本設計資料橋梁設計原則和基本設計資料 ( (一一) )基本原則基

46、本原則 適用要求;安全要求;經濟要求;適用要求;安全要求;經濟要求; 施工要求;美觀要求。施工要求;美觀要求。 88高級教學 能保證行車的通暢、舒適和安全;橋梁運能保證行車的通暢、舒適和安全;橋梁運 量既能滿足當前需要,也可適當照顧今后發展;量既能滿足當前需要,也可適當照顧今后發展; 對跨越線路或河流的橋梁,要求不妨礙橋下交對跨越線路或河流的橋梁,要求不妨礙橋下交 通或通航;靠近城市、村鎮等的橋梁,還當綜通或通航;靠近城市、村鎮等的橋梁,還當綜 合考慮橋頭和引橋地區的環境和發展;在使用合考慮橋頭和引橋地區的環境和發展;在使用 年限內,橋梁一般只需常規養護維修就可保證年限內,橋梁一般只需常規養護

47、維修就可保證 日常使用。日常使用。 89高級教學 橋梁的安全既包括橋上車輛、行人的安橋梁的安全既包括橋上車輛、行人的安 全,也包括橋梁本身的安全。結構在使用年限全,也包括橋梁本身的安全。結構在使用年限 以內,在各種自然情況和荷載作用下,能具有以內,在各種自然情況和荷載作用下,能具有 足夠的承載能力,能保持適當的安全度,是對足夠的承載能力,能保持適當的安全度,是對 每一座橋梁的基本要求。每一座橋梁的基本要求。 90高級教學 在適用、安全的前提下,經濟是衡量技術在適用、安全的前提下,經濟是衡量技術 水平和作出方案選擇的主要因素。橋梁設計應水平和作出方案選擇的主要因素。橋梁設計應 體現出經濟特性。對于重大的橋梁工程,必須體現出經濟特性。對于重大的橋梁工程,必須 進行多方案的比較,詳細研究技術上的可行性

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