桥梁工程讲义(结构师1)

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1、公路桥梁讲义第一章：基本知识第一节桥梁的组成与分类一、桥梁的组成桥梁一般由上部结构、下部结构和附属工程组成。上部结构又称承重结构，是跨越各种障碍的主要承重结构。包括桥面系、承重结构（主梁、桁架或拱圈等）、连接系、支座等部分组成。下部结构是桥梁墩台和基础的总称，支承上部结构并将上部结构的重力、车辆和人群荷载传递给地基。附属工程包括护坡、护岸、桥头搭板、导流构造物等。桥面系包括：桥面铺装和防水层、桥面排水系统、伸缩缝、人行道、栏杆（防撞护拦）等。桥梁常用技术术语：桥梁长度、净跨径、总跨径、计算跨径、标准跨径、桥梁总长、建筑高度、容许建筑高度二、桥

2、梁分类1.按照用途划分：公路桥、铁路桥、公路铁路两用桥、人行天桥等。2.按照跨越障碍性质划分：跨河桥、跨线桥、高架桥等。3.按照建筑材料划分：圬工桥、钢筋混凝土桥、预应力混凝土桥、钢桥、木桥等。4.按照跨径大小划分：特大桥、大桥、中桥、小桥和涵洞。划分标准见下表桥梁种类单孔跨径（标准跨径）桥梁全长特大桥LK＞150L＞1000大桥40≤LK≤150100≤L≤1000中桥20≤LK＜4030＜L＜100小桥5≤LK＜208≤L≤30涵洞LK＜5（见技术标准说明）5.按照受力特点划分；根据结构构件基本受力方式（拉、压、弯）及其组合，将桥梁分为五

3、种类型，即（1）梁式桥：上部主梁以受弯为主，采用抗弯能力强的钢筋混凝土、预应力混凝土或钢材修建；下部结构主要承受竖向反力。梁式桥分为简支梁、悬臂梁和连续梁。（2）拱式桥：上部承重结构为主拱圈，主要承受轴向压力，随着跨径增大，弯矩增加。一般采用圬工材料、钢筋混凝土、预应力混凝土或钢材修建。下部结构承受竖向力和水平力，对地基承载力要求较高。（3）刚架桥：界于梁式桥和拱式桥之间，上部梁（板）主要承受弯矩作用，下部结构承受水平力和垂直力。（4）悬索桥（吊桥）：上部主要承重结构为缆索，主要承受拉力，桥两端依靠巨大锚锭装置承受拉力作用。（5）组合体系桥梁

4、：由各种桥梁组合而成。例梁式桥与吊桥组合—斜拉桥，拱桥与梁桥组合—系杆拱桥，梁式桥与刚架桥合—连续刚构桥。三、桥梁下部结构1.桥梁墩台分类：重力式墩台（圬工结构）、轻型墩台（钢筋混凝土、预应力混凝土）2.桥梁基础分类：（1）浅基础：刚性基础、柔性基础。（刚性基础应满足刚性角的要求：5号以下砂浆砌筑时，α≤30°；5号以上砂浆砌筑时，α≤35°；混凝土浇注时，α≤40°）（1）桩基础：摩擦桩、嵌岩桩（柱桩）（2）箱形基础第二节桥梁总体设计桥梁设计的总体原则：技术先进、安全可靠、适用耐久、经济合理，同时按照美观和有利环保的原则进行设计。（见“设计

5、通用规范“—1.总则）一、桥梁设计的一般要求1.使用上的要求：满足桥上行车和行人的需要；满足桥下泄洪、通航和行车的要求。2.经济上的要求：综合经济效益的合理性。3.结构和构造上的要求：整体及各构件具有足够的强度、刚度、稳定性和耐久性。4.施工上的要求：便于制造和安装。5.美观上的要求：主要指结构型式与环境的协调。特殊大桥宜进行景观设计；上跨高速公路、一级公路的桥梁应与自然环境和景观相协调。二、桥梁设计程序1.设计前期：包括项目可行性研究、编制项目建议书、项目方案设计2.设计阶段：包括初步设计和施工图设计，对于特大桥应增加技术设计阶段。3.设计

6、后期：包括施工配合、试验、鉴定、设计回访、设计总结等。三、桥位的选择见“公路工程技术标准”1.大、中桥桥位原则上服从路线的走向，还应进行综合考虑。2.特大桥应重点考虑桥位的选择。3.小桥涵位置的确定应服从路线的走向。四、桥梁净空见“设计通用规范”—3.设计要求1.桥面净空：按照公路等级和行人密度确定行车道和人行道宽度。见“技术标准”2.桥下净空：应满足桥下流水净空、行车净空和通航净空的要求。见“技术标准”3.桥面标高确定：4.桥梁基础埋置深度：见“地基与基础设计规范”无冲刷，河床下至少1米；有冲刷处，在局部冲刷线以下至少1.0~4.0米以下（

7、与桥梁分类有关）；在冰冻线以下0.25米。第三节桥梁结构设计方法一、半概率极限状态设计方法公路桥涵结构半概率极限状态设计方法包括：承载能力极限状态和正常使用极限状态。公路桥梁设计中《公路砖石及混凝土桥涵设计规范》、《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》采用半概率极限状态进行设计，分别以数理统计方法对荷载和材料强度标准值取值，而建立极限状态方程。公路桥涵结构设计基准期为100年。1.承载能力极限状态：对应于桥涵结构或其构件达到最大承载力或出现不适宜于继续承载的变形或变位的状态。例如结构由于材料强度破坏或因塑性变形过大导致失去承载力，结构转

8、变为机动体系，结构或结构构件丧失稳定。设计准则：荷载效应不利组合的设计值小于或等于结构抗力效应的设计值。2.正常使用极限状态：对应于桥涵结构或其构件达到正常使用或耐