11一級公路精講班7

1、1B413010 橋梁的構(gòu)造1B413011 掌握橋梁的組成與類型一、 橋梁組成橋梁由五個“大部件”與五個“小部件”所組成。 1五大部件包括：橋跨結(jié)構(gòu)、支座系統(tǒng)、橋墩、橋臺、墩臺基礎(chǔ)。 2五小部件包括：橋面鋪裝(或稱行車道鋪裝)、排水防水系統(tǒng)、欄桿(或防撞欄桿)、伸縮縫、燈光照明。二、相關(guān)尺寸術(shù)語1、凈跨徑.梁式橋是設(shè)計洪水位上相鄰兩個橋墩(或橋臺)之間的凈距，用L表示。對于拱式橋是每孔拱跨兩個拱腳截面最低點之間的水平距離。 2總跨徑是多孔橋梁中各孔凈跨徑的總和，也稱橋梁孔徑，它反映了橋下宣泄洪水的能力。 3計算跨徑對于具有支座的橋梁，是指橋跨結(jié)構(gòu)相鄰兩個支座中心之間的距離，用l表示。拱圈(或

2、拱肋)各截面形心點的連線稱為拱軸線，計算跨徑為拱軸線兩端點之間的水平距離。 4橋梁全長簡稱橋長，是橋梁兩端兩個橋臺的側(cè)墻或八字墻后端點之間的距離，以L表示。對于無橋臺的橋梁為橋面系行車道的全長。 5橋梁高度簡稱橋高，是指橋面與低水位之間的高差，或為橋面與橋下線路路面之間的距離。橋高在某種程度上反映了橋梁施工的難易性。 6橋下凈空高度是設(shè)計洪水位或計算通航水位至橋跨結(jié)構(gòu)最下緣之間的距離，以H表示，它應(yīng)保證能安全排洪，并不得小于對該河流通航所規(guī)定的凈空高度。 7建筑高度是橋上行車路面(或軌頂)標(biāo)高至橋跨結(jié)構(gòu)最下緣之間的距離，它不僅與橋梁結(jié)構(gòu)的體系和跨徑的大小有關(guān)，而且還隨行車部分在橋上布置的高度位

3、置而異。公路(或鐵路)定線中所確定的橋面(或軌頂)標(biāo)高，對通航凈空頂部標(biāo)高之差，又稱為容許建筑高度。橋梁的建筑高度不得大于其容許建筑高度，否則就不能保證橋下的通航要求。 8凈矢高是從拱頂截面下緣至相鄰兩拱腳截面下線最低點之連線的垂直距離；計算矢高是從拱頂截面形心至相鄰兩拱腳截面形心之連線的垂直距離，以f表示。 9矢跨比是拱橋中拱圈(或拱肋)的計算矢高f與計算跨l之比，也稱拱矢度，它是反映拱橋受力特性的一個重要指標(biāo)。 10涵洞是用來宣泄路堤下水流的構(gòu)造物。通常在建造涵洞處路堤不中斷。為了區(qū)別于橋梁，單孔跨徑不到5m的結(jié)構(gòu)物，均稱為涵洞。三、橋梁的分類（一）按橋梁的結(jié)構(gòu)分類按結(jié)構(gòu)體系劃分，有梁式橋

4、、拱橋、剛架橋、懸索橋等四種基本體系。梁式體系是古老的結(jié)構(gòu)體系。梁作為承重結(jié)構(gòu)是以它的抗彎能力來承受荷載的。梁分簡支梁、懸臂梁、固端梁和連續(xù)梁等。拱式體系的主要承重結(jié)構(gòu)是拱肋(或拱箱)，以承壓為主，可采用抗壓能力強的圬工材料(石、混凝土與鋼筋混凝土)來修建。拱分單鉸拱、雙鉸拱、三鉸拱和無鉸拱。拱是有推力的結(jié)構(gòu)，對地基要求較高，一般常建于地基良好的地區(qū)?；炷凉皹蛞话悴捎脽o鉸拱體系。剛架橋是介于梁與拱之間的一種結(jié)構(gòu)體系，整個體系是壓彎結(jié)構(gòu)，也是有推力的結(jié)構(gòu)。剛架橋的橋下凈空比拱橋大，在同樣凈空要求下可修建較小的跨徑。一般用于跨徑不大的城市橋或公路高架橋和立交橋。是指以懸索為主要承重結(jié)構(gòu)的橋。其主

5、要構(gòu)造是：纜、塔、錨、吊索及橋面，一般還有加勁梁。懸索橋是大跨橋梁的主要形式，因其主要桿件受拉力，材料利用效率最高，其能比其他形式的橋梁更能經(jīng)濟(jì)合理地修建大跨度橋。（1）連續(xù)剛構(gòu)連續(xù)剛構(gòu)都是由梁和剛架相結(jié)合的體系，它是預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)采用懸臂施工法而發(fā)展起來的一種新體系。（2）梁、拱組合體系這類體系中有系桿拱、桁架拱、多跨拱梁結(jié)構(gòu)等。它們利用梁的受彎與拱的承壓特點組成聯(lián)合結(jié)構(gòu)。（3）斜拉橋（二）橋梁的其他分類分類方式包括內(nèi)容按用途劃分公路橋、鐵路橋、公路鐵路兩用橋、農(nóng)橋、人行橋、運水橋(渡槽)及其他專用橋梁按橋梁全長和跨徑的不同特殊大橋、大橋、中橋和小橋按主要承重結(jié)構(gòu)所用的材料劃分圬工橋、鋼筋

6、混凝土橋、預(yù)應(yīng)力混凝土橋、鋼橋和木橋等跨越障礙的性質(zhì)跨河橋、跨線橋(立體交叉)、高架橋和棧橋上部結(jié)構(gòu)的行車道位置上承式橋、下承式橋和中承式橋1B413012 掌握橋梁基礎(chǔ)分類和受力特點橋梁基礎(chǔ)按施工方法可分為擴大基礎(chǔ)、樁基礎(chǔ)、管柱、沉井、地下連續(xù)墻等，下面分別介紹各類基礎(chǔ)的分類及受力特點。一、擴大基礎(chǔ)擴大基礎(chǔ)按其施工方法分為機械開挖基坑澆筑法、人工開挖基坑澆筑法、土石圍堰開挖基坑澆筑法、板樁圍堰開挖基坑澆筑法。擴大基礎(chǔ)按其材料性能特點可分為配筋與不配筋的條形基礎(chǔ)和單獨基礎(chǔ)。無筋擴大基礎(chǔ)常用的有混凝土基礎(chǔ)、片石混凝土基礎(chǔ)等 擴大基礎(chǔ)主要承受壓應(yīng)力，一般用抗壓性能好，抗彎拉、抗剪性能較差的材料(如

7、混凝土、毛石、三合土等)建造，適用于地基承載力較好的各類土層。二、樁基礎(chǔ)(1)按樁的使用功能分類豎向抗壓樁：豎向抗拔樁： 水平受荷樁：復(fù)合受荷樁：(2)按樁承載性能分類摩擦樁： 端承樁 摩擦端承樁：端承摩擦樁：(3)按樁身材料分類可分為木樁，混凝土樁，鋼樁，組合樁等。(4)按樁徑大小分類小樁：樁徑d250mm。中等直徑樁：250mm<d<800mm。大直徑樁：樁徑d800mm。因為樁徑大且樁端還可以擴大，因此，單樁承載力較高。(5)按施工方法分類可分為沉樁、鉆孔灌注樁、挖孔樁，其中沉樁又分為錘擊沉樁法、振動沉樁法、射水沉樁法、靜力壓樁法。沉樁：錘擊沉樁法一般適用于松散、中密砂土、黏

8、性土，樁錘有墜錘、單動汽錘、雙動汽錘、柴油機錘、液壓錘等，可根據(jù)土質(zhì)情況選用適用的樁錘；振動沉樁法一般適用于砂土，硬塑及軟塑的黏性土和中密及較松的碎石土；射水沉樁法適用在密實砂土，碎石土的土層中，用錘擊法或振動法沉樁有困難時，可用射水法配合進(jìn)行；靜力壓樁法在標(biāo)準(zhǔn)貫人度N<20的軟黏土中，可用特制的液壓機或機力千斤頂或卷揚機等設(shè)備沉人各種類型的樁；鉆孔埋置樁為鉆孔后，將預(yù)制的鋼筋混凝土圓形有底空心樁埋人，并在樁周壓注水泥砂漿固結(jié)而成，適用于在黏性土、砂土、碎石土中埋置大量的大直徑圓樁。鉆孔灌注樁適用于黏性土、砂土、礫卵石、碎石、巖石等各類土層。挖孔灌注樁適用于無地下水或少量地下水，且較密實

9、的土層或風(fēng)化巖層，如空氣污染物超標(biāo)，必須采取通風(fēng)措施。2樁基礎(chǔ)的受力計算（略），不考，不用看。三、管柱管柱基礎(chǔ)主要適用于巖層、緊密黏土等各類緊密土質(zhì)的基底，并能穿過溶洞、孤石支承在緊密的土層或新鮮巖層上，不適用于有嚴(yán)重地質(zhì)缺陷的地區(qū)，如斷層擠壓破碎帶或嚴(yán)重的松散區(qū)域。管柱按材料分類有由鋼筋混凝土管柱、預(yù)應(yīng)力混凝土管柱及鋼管柱三種。四、沉井沉井基礎(chǔ)是一種斷面和剛度均比樁要大得多的井筒狀結(jié)構(gòu)，是依靠在井內(nèi)挖士，借助井體自重及其他輔助措施而逐步下沉至預(yù)定設(shè)計標(biāo)高，最終形成的一種結(jié)構(gòu)深基礎(chǔ)型式。特點：沉井基礎(chǔ)施工時占地面積小，坑壁不需設(shè)臨時支撐和防水圍堰或板樁圍護(hù)，與大開挖相比較，挖土量少，對鄰近建筑

10、物的影響比較小，操作簡便，無需特殊的專業(yè)設(shè)備。沉井基礎(chǔ)剛度大，有較大的橫向抗力，抗振性能可靠，尤其適用于豎向和橫向承載力大的深基礎(chǔ)。沉井基礎(chǔ)按其制造情況可分為就地澆筑下沉沉井、浮式沉井；按其橫截面形狀分為圓形、矩形、橢圓形、圓端形、多邊形及多孔井字形沉井等；按其豎向剖面形狀可分為柱形、錐形、階梯形沉井等；五、地下連續(xù)墻地下連續(xù)墻施工過程示意圖(a)成槽；(b)插入接頭管；(c)放入鋼筋籠；(d)澆注混凝土1已完成的單元槽段；2泥漿；3成槽機；4接頭管；5鋼筋籠；6導(dǎo)管；7澆筑的混凝土地下連續(xù)墻分類如下：按成墻方式可分為樁排式、壁板式、組合式；按挖槽方式大致可分為抓斗式、沖擊式、回轉(zhuǎn)式。1B41

11、3013掌握橋梁下部結(jié)構(gòu)分類和受力特點一、橋梁下部結(jié)構(gòu)分類公路橋梁下部結(jié)構(gòu)可分為重力式橋墩、重力式橋臺、輕型橋墩、輕型橋臺。(一)重力式墩、臺重力式橋墩與重力式橋臺的主要特點是靠自身重量來平衡外力而保持其穩(wěn)定，因此，墩、臺身比較厚實，可以不用鋼筋，而用天然石材或片石混凝土砌筑。它適用于地基良好的大、中型橋梁，或流冰、漂浮物較多的河流中。在砂石料方便的地區(qū)，小橋也往往采用。主要缺點是圬工體積較大，因而其自重和阻水面積也較大。拱橋重力式橋墩分為普通墩與制動墩，制動墩要能承受單向較大的水平推力，防止出現(xiàn)一側(cè)的拱橋傾坍，因而尺寸較厚實；與梁橋重力式橋墩相比較，具有拱座等構(gòu)造設(shè)施。梁橋和拱橋上常用的重力

12、式橋臺為U型橋臺，它適用于填土高度在8lOm以下或跨度稍大的橋梁。缺點是橋臺體積和自重較大，也增加了對地基的要求。此外，橋臺的兩個側(cè)墻之間填土容易積水，結(jié)冰后凍脹，使側(cè)墻產(chǎn)生裂縫，所以宜用滲水性較好的土夯填，并做好臺后排水措施。(二)輕型墩、臺1梁橋輕型橋墩、臺(1)梁橋輕型橋墩鋼筋混凝土薄壁橋墩：施工簡便，外形美觀，過水性良好，適用于低級土軟弱的地區(qū)。需耗費用于立模的木料和一定數(shù)量的鋼筋。柱式橋墩：外形美觀，圬工體積少，而且重量較輕。鉆孔樁柱式橋墩：適合于多種場合和各種地質(zhì)條件。通過增大樁徑、樁長或用多排樁加建承臺等措施，也能適用于更復(fù)雜的軟弱地質(zhì)條件以及較大的跨徑和較高的橋墩。柔性排架樁墩

13、：優(yōu)點是用料省、修建簡便、施工速度快。主要缺點是用鋼量大，使用高度和承載能力受到一定限制。因此它只適合于在低淺寬灘河流、通航要求低和流速不大的水網(wǎng)地區(qū)河流上修建小跨徑橋梁時采用。(2)、梁橋輕型橋臺設(shè)有支撐梁的輕型橋臺：適用于單跨橋梁，橋孔跨徑6lOm，臺高不超過6m。埋置式橋臺：橋臺所受的土壓力小，橋臺的體積相應(yīng)的減少。但是由于臺前護(hù)坡是用片石做表面防護(hù)的一種永久性設(shè)施，存在有被洪水沖毀而使臺身裸露的可能，故設(shè)計時必須慎重地進(jìn)行強度和穩(wěn)定的驗算。分為后傾式、肋形埋置式、雙柱式、框架式等類型。其中樁柱式橋臺對于各種土壤地基都適宜。其適用范圍是：橋孔跨徑820m，填土高度35m。當(dāng)填土高度大于5

14、m時宜采用框架式埋置式橋臺。a后傾式 b肋形埋置式 c雙柱式 d框架式鋼筋混凝土薄壁橋臺：適用于軟弱地基的條件，但其構(gòu)造和施工比較復(fù)雜，并且鋼筋用量也較多。加筋土橋臺：在臺后路基填土不被沖刷的中、小跨徑橋梁，臺高35m時，可采用加筋土橋臺。2拱橋輕型橋墩、臺(1)拱橋輕型橋墩帶三角桿件的單向推力墩：只在橋不太高的旱地上采用。懸臂式單向推力墩：適用于兩鉸雙曲拱橋。(2)拱橋輕型橋臺其工作原理是，當(dāng)橋臺受到拱的推力后，便發(fā)生繞基底形心軸而向路堤方向的轉(zhuǎn)動，此時臺后的土便產(chǎn)生抗力來平衡拱的推力，從而使橋臺的尺寸較小。八字形橋臺：適合于橋下需要通車或過水的情況；U字形橋臺：適合于較小跨徑的橋梁；背撐式

15、橋臺：適用于較大跨徑的高橋和寬橋；靠背式框架橋臺：適合于在非巖石地基上修建拱橋橋臺。拱橋的其他形式橋臺組合式橋臺：適用于各種地質(zhì)條件；，空腹式橋臺：一般是在軟土地基、河床無沖刷或沖刷輕微、水位變化小的河道上采用；齒檻式橋臺：適用于軟土地基和路堤較低的中小跨徑拱橋。八字形橋臺U形橋臺二、橋梁下部結(jié)構(gòu)的構(gòu)造特點與受力特點(一)橋梁下部結(jié)構(gòu)的構(gòu)造特點1重力式橋墩：梁橋重力式橋墩由墩帽、墩身、基礎(chǔ)等組成，墩帽要滿足支座布置和局部承壓的需要；與梁橋重力式橋墩相比較，拱橋重力式橋墩具有拱座等構(gòu)造設(shè)施，且制動墩要比普通墩尺寸更厚實，能承受單向較大的水平推力，防止傾坍。2重力式橋臺(U型橋臺)：由臺帽、背墻、

16、臺身(前墻、側(cè)墻)、基礎(chǔ)、錐坡等幾部分組成。背墻、前墻與側(cè)墻結(jié)合成一體，兼有擋土墻和支撐墻的作用。3梁橋輕型橋墩(1)鋼筋混凝土薄壁橋墩：圬工體積小、結(jié)構(gòu)輕巧，比重力式橋墩可節(jié)約圬工量70左右。(2)柱式橋墩：由分離的2根或多根立柱(或樁柱)組成，是公路橋梁中采用較多的橋墩形式之一。(3)柔性排架樁墩：由單排或雙排的鋼筋混凝土樁與鋼筋混凝土蓋梁連接而成。4梁橋輕型橋臺(1)設(shè)有支撐梁的輕型橋臺(2)埋置式橋臺： (3)鋼筋混凝土薄壁橋臺：(4)加筋土橋臺： 5拱橋輕型橋墩(1)帶三角桿件的單向推力墩：(2)懸臂式單向推力墩。6拱橋輕型橋臺(1)八字形橋臺。(2)U字形橋臺(3)背撐式橋臺：(4

17、)靠背式框架橋臺：(二)橋梁下部結(jié)構(gòu)的受力特點橋墩為多跨橋梁中的中間支承結(jié)構(gòu)物，除承受上部結(jié)構(gòu)產(chǎn)生豎向力、水平力和彎矩外，還承受風(fēng)力、流水壓力及可能發(fā)生的地震力、冰壓力、船只和漂流物的撞擊力。橋臺設(shè)置在橋梁兩端，除了支承橋跨結(jié)構(gòu)外，又是銜接兩岸接線路堤的構(gòu)筑物；它既要能擋土護(hù)岸，又能承受臺背填土及填土上車輛荷載所產(chǎn)生的附加土側(cè)壓力。1B413014 掌握橋梁上部結(jié)構(gòu)分類和受力特點1斜交板橋2裝配式鋼筋混凝土簡支T梁：3預(yù)應(yīng)力混凝土簡支T梁：4連續(xù)體系橋梁5斜拉橋6懸索橋(1)主纜為主要承重結(jié)構(gòu) (2)主纜的變形非線性，一般采用撓度理論或變形理論。1B413015 了解橋梁計算荷載一、橋梁設(shè)計作用的分類公路橋涵設(shè)計采用的作用分為永久作用、可變作用和偶然作用三類二、橋梁工程作用取值方法(一)公路橋涵設(shè)計時，對不同作