橋梁工程概論

橋梁工程概論第1頁/共75頁一、古代橋梁AncientBridge§1.1橋梁發(fā)展概述HistoricalBackground第2頁/共75頁橋梁的起源最早的人工橋梁有可能源自：傾于河上的雷擊樹木第3頁/共75頁橋當(dāng)土地與土地被水分割的時(shí)候，當(dāng)?shù)缆繁凰財(cái)嗟臅r(shí)候，智慧的人類佇立在水邊，于是產(chǎn)生了橋。苦于跋涉的人類，應(yīng)該感謝橋。橋是土地與土地的聯(lián)系，橋是河流與道路的愛情，橋是船只與車輛點(diǎn)頭的驛站，橋是乘船者與步行者揮手告別的地方。第4頁/共75頁圬工橋梁法國尼姆的加爾德橋建于古羅馬時(shí)代，水道橋建于公元前63~13年，道路橋是1747年加建的。水道高出河面47.4米。第5頁/共75頁在中國，公元前250年周朝末年的墳?zāi)怪芯陀辛舜u拱，至公元282年有了記載的石拱橋。河北趙縣安濟(jì)橋，跨徑37.4m，矢高7.23m，寬約9m。建于公元606年，是迄今世界上尚存的跨徑最大的古代石拱橋。第6頁/共75頁二、國外近現(xiàn)代橋梁第一座鐵橋，建于1779年跨度100英尺（30米）鋼橋Steelbridge第7頁/共75頁建橋者為JamesB.Eads.Afterworkingbrieflyinsalvage,hespent20yearsdesigning,building,andoperatingnumerousvessels,andduringtheCivilWarheconstructedafleetofironcladgunboatsfortheUnion.1874年，EadsBridge（St.LouisBrigdge)建成，主跨為為158m，第一座鋼拱，首創(chuàng)懸臂施工法。第8頁/共75頁1869～1883年由美國著名的索橋?qū)＜壹s翰.A.羅布林（John.A.Keeblin）設(shè)計(jì)的Brooklyn懸索橋建成跨486m。塔柱由花崗巖砌筑而成，除主索外還用斜拉索加勁。第9頁/共75頁1932年，位于澳大利亞的悉尼洪大橋建成。它跨度為為503m。1917年的美國紐約的HellGate（獄門）橋（跨徑297m）。第10頁/共75頁In1931，BayonneBridge(培紅橋）establishedanewmarkforarchBridgewithamainspanof1,675feet（504m).TheNewRiverGorgeBridgeinWestVirginiawasthelongestarchbridgeuntilthecompletionoftheNanpuBridgeinChinain2003.The1700foot(518.3m)steeldeckarchwascompletedin1977.第11頁/共75頁混凝土橋Concretebridge1904年，羅馬的Risorgimento橋建成，該橋跨徑超過了100m第12頁/共75頁克羅地亞克爾克橋,主跨390m，采用三室箱，矢跨比1/6.5，等截面無鉸拱，采用懸臂桁架拼裝方法施工。第13頁/共75頁懸索橋(Suspensionbridge)美國舊金山金門大橋1933~1937把橋梁設(shè)計(jì)引入了現(xiàn)代階段座落于綿延起伏的山間地處氣候條件特殊的多霧地區(qū)橋體直指日落線不同尋常的高度（海軍船只通行）全金屬結(jié)構(gòu)的表面刷有深色的紅丹底漆成為早期現(xiàn)代橋梁設(shè)計(jì)的通用樣本第14頁/共75頁美國金門大橋第15頁/共75頁塞文橋SevernBridge第16頁/共75頁1981年，位于英國的恒伯爾橋建成?？缍?410m，是當(dāng)時(shí)最大的跨度的懸索橋。第17頁/共75頁1998年丹麥的大貝爾特橋（東橋）（TheGreatBeltLink(EastBridge)建成通車，主跨為1624m，名列當(dāng)時(shí)第一，是英式懸索橋中跨徑最大的工程之－。第18頁/共75頁1999年，日本明石海峽大橋建成。它連通本州島與四國島（本－四連絡(luò)橋），主跨度為為1991m，是世界上跨度最大的橋梁。第19頁/共75頁馬拉卡波湖大橋的主跨跨徑為160m+5X235m+160m，總長達(dá)9km，1962年建成。斜拉橋Cable-stayedbridge第20頁/共75頁1957年，德國跨越萊菌河的特奧道爾·霍伊斯橋建成。它的主跨為為280m，邊跨為為108m。第21頁/共75頁1995年，法國諾曼底大橋建成。它是當(dāng)時(shí)世界上跨度最大的斜拉橋，主跨度為為856m。第22頁/共75頁1999年，日本的多多羅大橋建成，該橋主跨達(dá)890m，跨徑超過諾曼底大橋而位居世界第一。第23頁/共75頁三、我國現(xiàn)代橋梁梁,橋,為9我國第一座自行設(shè)計(jì)、制作、施工，并使用國產(chǎn)高強(qiáng)鋼材的現(xiàn)代化大型橋梁,南京長江大橋,建于于1969年。正橋除北岸第一孔為為128m簡支鋼桁梁外，其余為9孔3聯(lián)，每聯(lián)為為3160m的連續(xù)鋼桁梁。上層為公路橋面，下層為雙線鐵路。包括引橋在內(nèi)，鐵路橋部分全長長6772m，公路橋部分為為4589m。第24頁/共75頁我國的大跨度預(yù)應(yīng)力混凝土橋是從T型剛構(gòu)開始的。1971年福建烏龍江大橋主跨達(dá)達(dá)144m；1980年，重慶長江大橋建成，主跨達(dá)達(dá)174m，為我國同類橋梁跨徑最大的一座。第25頁/共75頁世界上跨徑最大的鋼筋混凝土拱橋——主跨達(dá)420m的重慶萬州（原萬縣）長江大橋，采用鋼管混凝土勁性骨架施工，建于于1997年。第26頁/共75頁跨徑最大的鋼管混凝土拱橋--重慶市巫山巫峽長江大橋，主跨為為460m，建成于于2005年。第27頁/共75頁2003年建成的鋼拱橋--盧浦大橋跨徑達(dá)550m，世界第一。第28頁/共75頁斜拉橋Cable-stayedBridge

九江大橋 南浦大橋 楊浦大橋 銅陵長江大橋 徐浦大橋 三縣洲閩江大橋 青州閩江大橋第29頁/共75頁南浦大橋

NanpuBridge

上海，1991年 橋型：雙塔雙索面鋼-混凝 土疊合梁漂浮體系斜拉橋主跨：423m第30頁/共75頁楊浦大橋YanpuBridge上海，1993年雙塔雙索面鋼-混凝土疊合梁漂浮體系斜拉橋主跨：602m第31頁/共75頁青州閩江大橋QingzhouBridgeoverMinjiangRiver福州，2003年橋型：雙塔雙索面疊合梁斜拉橋主跨：605m第32頁/共75頁南京長江三橋，2005年建成,主跨648m第33頁/共75頁主跨1088m的蘇通大橋，塔高300.4m。2008年建成。第34頁/共75頁懸索橋SuspensionBridge汕頭海灣大橋虎門珠江大橋青馬大橋江陰長江大橋第35頁/共75頁汕頭海灣大橋ShantouBayBridge廣東汕頭，1995年，三跨預(yù)應(yīng)力混凝土箱梁懸索橋，主跨：452m第36頁/共75頁虎門珠江大橋HumenBridgeoverZhujiangRiver廣東東莞，1997年，單跨鋼箱梁懸索橋，主跨：888m第37頁/共75頁青馬大橋TsingmaBridge香港，1997年，雙跨鋼桁梁懸索橋，主跨：1377m第38頁/共75頁江陰長江大橋JiangyinBridgeoverYangtzeRiver江蘇，江陰，1999年橋型：單跨鋼箱梁懸索橋主跨：1385m第39頁/共75頁四、橋梁發(fā)展展望1、意大利本土與西西里島的MessinaStrait（墨西那海峽）橋。2、美洲與亞洲、總長長75km的白令海峽3、歐洲與非洲、總長長15km的直布羅陀海峽4、德國與丹麥、總長長25km的費(fèi)曼帶海峽5、中國的瓊洲海峽工程（約29.5km）、渤海海峽工程（約75km）、伶仃洋跨海工程約（49.3km）、臺(tái)灣海峽工程（約120km）。第40頁/共75頁§1.2橋梁的組成與分類1.2.1橋梁的組成1.2.2橋梁的分類第41頁/共75頁支座bearing，

橋臺(tái)洪水位路堤通航水位 低水位橋跨結(jié)構(gòu)支座 橋墩基礎(chǔ)錐體護(hù)坡附屬設(shè)施accessory

11.2.1橋梁的組成

1.2.1.2橋梁組成

上部結(jié)構(gòu)superstructure，下部結(jié)構(gòu)substructure第42頁/共75頁橋跨結(jié)構(gòu)（上部結(jié)構(gòu)）superstructure路線中斷時(shí)跨越障礙的主要承載結(jié)構(gòu)橋墩、橋臺(tái)（下部結(jié)構(gòu)）substructure支承橋跨結(jié)構(gòu)并將恒載和車輛荷載傳至地基的建筑物第43頁/共75頁

基礎(chǔ)foundation

橋墩（臺(tái)）中使全部荷載傳至地基的底部奠基部分 支座bearingorsupport

在橋跨結(jié)構(gòu)和橋墩（臺(tái)）的支承處設(shè)置的 傳力裝置橋臺(tái)洪水位路堤通航水位 低水位橋跨結(jié)構(gòu)支座 橋墩

錐體 護(hù)坡基礎(chǔ)1第44頁/共75頁

橋面系bridgedecking

伸縮縫expansionjoint

錐坡conicalslope

路堤與橋臺(tái)銜接處，在橋臺(tái)兩側(cè)設(shè)置的石砌錐形體， 保證邊坡穩(wěn)定橋臺(tái)洪水位

橋梁的基本附屬設(shè)施包括通航水位 低水位橋跨結(jié)構(gòu)支座 橋墩

錐體 護(hù)坡基礎(chǔ)1第45頁/共75頁橋臺(tái)洪水位路堤通航水位 低水位橋跨結(jié)構(gòu)支座 橋墩基礎(chǔ)錐體護(hù)坡1.2.1.2名稱術(shù)語

1第46頁/共75頁

河流中的水位 低水位lowwaterlevel

高水位（洪水位）highwaterlevel

設(shè)計(jì)水位：designedwaterlevel按規(guī)定的設(shè)計(jì)洪水頻率 計(jì)算所得的高水位 通航水位navigablewaterlevel橋臺(tái)洪水位路堤通航水位 低水位橋跨結(jié)構(gòu)支座 橋墩

錐體 護(hù)坡基礎(chǔ)1第47頁/共75頁

凈跨徑clearspan設(shè)計(jì)洪水位上相鄰兩個(gè)橋墩 （或橋臺(tái)）之間的凈距（梁橋），拱跨兩個(gè)拱腳截 面最低點(diǎn)之間的水平距離（拱橋）

計(jì)算跨徑computedspan橋跨結(jié)構(gòu)相鄰兩個(gè)支

座中心距離（梁橋）,兩相鄰拱腳截面形心點(diǎn)之間 的水平距離（拱橋）橋臺(tái)洪水位路堤通航水位 低水位橋跨結(jié)構(gòu)支座 橋墩

錐體 護(hù)坡基礎(chǔ)1

a)第48頁/共75頁總跨徑橋梁全長totalspan各孔凈跨徑之和,L1

totallengthofbridge兩個(gè)橋臺(tái)的側(cè)墻或八字墻后端點(diǎn)之間的距離,L橋下凈空（高）clearanceofspan設(shè)計(jì)洪水位或計(jì)算通航至橋跨結(jié)構(gòu)最下緣的距離標(biāo)準(zhǔn)跨徑相鄰橋墩中線之間的距離（梁橋）橋臺(tái)洪水位路堤通航水位 低水位橋跨結(jié)構(gòu)支座 橋墩

錐體 護(hù)坡基礎(chǔ)1第49頁/共75頁橋涵的跨徑小于或等于50m時(shí)，宜采用標(biāo)準(zhǔn)化跨徑。橋涵標(biāo)準(zhǔn)化跨徑規(guī)定如下：0.75m、1.0m、1.25m、1.5m、2.0m、2.5m、

3.0m、4.0m、5.0m、6.0m、8.0m、10m、13m、

16m、20m、25m、30m、35m、40m、45m、50m。第50頁/共75頁橋面凈空clearanceabovebridgefloor橋梁行車道、人行道上方應(yīng)保持的空間界限，公路、鐵路、城市橋梁有相應(yīng)的規(guī)定

)第51頁/共75頁1.2.2橋梁的分類Classification

按跨越障礙的性質(zhì)分類跨河橋riverbridge跨谷橋gorge-crossingbridge跨線橋(立交橋)overpassbridge高架橋viaduct第52頁/共75頁按橋面的位置分類positionofdeck上承式中承式下承式deckbridgehalf-throughbridgethroughbridge車行道立柱吊桿

車行道主拱 車行道橋臺(tái)(墩)橋臺(tái)(墩)

橋臺(tái)(墩)

主拱 主拱吊桿立柱第53頁/共75頁按平面形狀分正橋（正交橋）rightbridge斜橋skewbridge曲線橋curvebridge第54頁/共75頁按用途分類usage公路橋城市橋鐵路橋highwaybridgemunicipalbridgerailwaybridge公鐵兩用橋highwayandrailwaybrdige人行橋footbridge

其它：水渠橋、管道橋、機(jī)場跑道橋第55頁/共75頁按結(jié)構(gòu)體系分類structureform梁式橋beambridge（桁式橋）trussbridge拱橋archbridge懸索橋（吊橋）suspensionbridge剛架橋斜拉橋rigidbridgecablestayedbridge第56頁/共75頁梁式橋beambridge橋臺(tái)洪水位路堤通航水位 低水位橋跨結(jié)構(gòu)支座 橋墩

錐體 護(hù)坡基礎(chǔ)1第57頁/共75頁h拱橋archbridgea)b)第58頁/共75頁剛架橋rigidbridgea)b)第59頁/共75頁斜拉橋cablestayedbridge

塔柱斜索主梁第60頁/共75頁懸索橋suspensionbridge

纜索吊桿

塔架錨碇第61頁/共75頁按承重結(jié)構(gòu)材料分類materialofstructure混凝土橋Concretebridge金屬（鋼）橋steelbridge組合橋與復(fù)合橋compositebridgeandhybridbridge圬工（磚、石）橋masonrybridge其它木橋，鋁橋，不銹鋼橋，玻璃鋼橋等第62頁/共75頁按跨徑分類SpanLengths特大橋大橋中橋小橋涵洞supermajorbridgemajorbridgemediumbridgesmallbridgeculvert第63頁/共75頁橋涵分類多孔跨徑總長L（m）特大橋L＞500大橋100≤L≤500中橋20＜L＜100小橋8≤L≤20涵洞L＜8橋涵分類第64頁/共75頁§1.3橋梁設(shè)計(jì)概要1.3.1橋梁的設(shè)計(jì)程序（大型橋梁）

前期工作（可行性研究：預(yù)可與工可） 初步設(shè)計(jì) 技術(shù)設(shè)計(jì) 施工設(shè)計(jì)第65頁/共75頁前期工作預(yù)可行性研究報(bào)告

可行性研究報(bào)告初步設(shè)計(jì)技術(shù)設(shè)計(jì)三階段設(shè)計(jì)招標(biāo)文件開工報(bào)告

項(xiàng)目建