項目1-橋梁總論-橋梁上部施工技術(shù)教學(xué)課件

項目1橋梁總論目錄1.11.21.3橋梁發(fā)展概況橋梁的組成和分類橋梁總體規(guī)劃設(shè)計項目1橋梁總論學(xué)習(xí)目標(biāo)了解橋梁的發(fā)展概況。掌握橋梁的組成和分類。了解橋梁設(shè)計原則與資料收集的內(nèi)容。了解橋梁的設(shè)計要點和方法。了解公路橋梁上的作用的分類和計算方法。1.1橋梁發(fā)展概況1.橋梁建筑的歷史成就1）我國古代橋梁的輝煌成就

（1）梁橋。在秦漢時期我國已廣泛修建石梁橋。世界上尚存最大的、工程最艱巨的石梁橋就是我國于1053—1059年在福建泉州建造的萬安橋，也稱洛陽橋。福建泉州萬安橋1.1橋梁發(fā)展概況

（2）拱橋。舉世聞名的河北省趙縣趙州橋（又稱安濟(jì)橋），是由隋朝石匠李春于公元605年主持建造的，是世界上最早、保存良好的石拱橋。

趙州橋1.1橋梁發(fā)展概況

（3）懸索橋。懸索橋也稱吊橋，幾乎大部分的橋梁歷史書上都承認(rèn)我國是最早出現(xiàn)吊橋的國家。云南永平霽虹橋四川大渡河鐵索橋1.1橋梁發(fā)展概況

（4）浮橋。古代在大江大河中不可能修建橋墩，為過河需要，用舟船組合建造浮橋。我國最早的關(guān)于浮橋的記錄是《詩經(jīng)》中關(guān)于周文王親自迎娶，在渭河上架起浮橋的記載，時間是公元前12世紀(jì)。另外，浮橋在軍事作戰(zhàn)中也起主要作用。公元1170—1192年建成的廣東潮州湘子橋（又稱廣濟(jì)橋），全長517.95m，東西淺灘部分各建一段石橋，中間淺水部分以浮橋銜接。浮橋可開可合，是世界上活動橋的先導(dǎo)。1.1橋梁發(fā)展概況2）國外對橋梁發(fā)展的推動作用19世紀(jì)中期，鋼材的出現(xiàn)，是土木工程史上的第一次飛躍。隨后產(chǎn)生了高強(qiáng)鋼材、鋼絲、鋼索。于是，鋼結(jié)構(gòu)得到了蓬勃發(fā)展。結(jié)構(gòu)跨徑從磚、石、木結(jié)構(gòu)的幾米、幾十米發(fā)展到百米，直至千米以上，并開創(chuàng)了在大江、海峽上修建大橋的奇跡。20世紀(jì)初，鋼筋混凝土以及預(yù)應(yīng)力鋼筋混凝土的誕生實現(xiàn)了土木工程史上的第二次飛躍。20世紀(jì)50年代，瑞典和原聯(lián)邦德國相繼修建了斜拉橋，從此揭開了修建現(xiàn)代斜拉橋的序幕。1.1橋梁發(fā)展概況美國金門大橋1.1橋梁發(fā)展概況2.國內(nèi)外橋梁發(fā)展現(xiàn)狀1）梁橋（1）簡支梁橋（2）懸臂梁橋（3）連續(xù)梁橋（4）鋼桁架橋1.1橋梁發(fā)展概況武漢長江大橋南京長江大橋1.1橋梁發(fā)展概況（1）T形剛構(gòu)橋（2）連續(xù)剛構(gòu)橋2）剛構(gòu)橋1.1橋梁發(fā)展概況重慶長江大橋虎門大橋輔航道橋1.1橋梁發(fā)展概況3）拱橋丹河大橋萬州長江大橋巫山長江大橋1.1橋梁發(fā)展概況盧浦大橋悉尼港橋1.1橋梁發(fā)展概況4）懸索橋日本明石海峽大橋潤揚長江大橋1.1橋梁發(fā)展概況5）斜拉橋蘇通長江公路大橋日本多多羅大橋1.1橋梁發(fā)展概況3.橋梁發(fā)展前景展望當(dāng)今橋梁建設(shè)突飛猛進(jìn)，日新月異，特別是大跨徑橋梁建設(shè)數(shù)量之多，跨徑之大是令人振奮的。它從一個側(cè)面反映了一個國家生產(chǎn)、經(jīng)濟(jì)和科學(xué)技術(shù)的發(fā)展程度。我國在橋梁建設(shè)領(lǐng)域已接近世界先進(jìn)水平，大跨徑的斜拉橋和懸索橋建設(shè)成就喜人，在某些方面已走在世界橋梁工程的前列（如石拱橋、鋼筋混凝土拱橋、連續(xù)剛構(gòu)橋和斜拉橋等），清華大學(xué)張維院士曾這樣評價：“我們正走向世界橋梁強(qiáng)國，可以排在世界十強(qiáng)里面。”我國已實踐成功的斜拉懸索協(xié)作體系橋，將為大跨徑橋梁奠定基礎(chǔ)。斜拉懸索協(xié)作體系橋使斜拉和懸索兩種結(jié)構(gòu)相互協(xié)作，優(yōu)勢互補，具有使錨碇變小，塔高變矮，梁的懸臂長度變短等優(yōu)點，適合于大跨徑和特大跨徑橋的新橋型。1.2橋梁的組成和分類1.橋梁的組成1）橋梁的基本結(jié)構(gòu)梁式橋概貌1.2橋梁的組成和分類拱式橋概貌1—拱腳；2—伸縮縫；3—主拱圈；4—拱頂；5—拱軸線；6—拱腹；7—拱背；8—拱上建筑；9—錐坡；10—橋臺；11—基礎(chǔ)；l0—凈跨徑；l—計算跨徑；f0—凈矢高；f—計算矢高；f/l—矢跨比1.2橋梁的組成和分類（2）下部結(jié)構(gòu)（1）上部結(jié)構(gòu)（4）支座系統(tǒng)（3）附屬結(jié)構(gòu)2）橋梁主要尺寸和名稱術(shù)語（1）計算跨徑l。梁橋的計算跨徑為橋跨結(jié)構(gòu)兩支承點間的距離；拱橋的計算跨徑為兩拱腳截面重心點間的水平距離。（2）凈跨徑l0。計算水位上相鄰兩個橋墩（臺）間的凈距離稱為凈跨徑。通常把梁橋支承處內(nèi)邊緣間的距離、拱橋兩拱腳截面最低點間的水平距離也稱為凈跨徑。（3）標(biāo)準(zhǔn)跨徑lb。梁橋的標(biāo)準(zhǔn)跨徑為橋墩中線間或橋墩中線與臺背前緣間的距離；拱橋的標(biāo)準(zhǔn)跨徑為凈跨徑?！豆窐蚝O(shè)計通用規(guī)范》（JTGD60—2004）規(guī)定：當(dāng)標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計或新建橋涵的跨徑在50m以下時，宜采用標(biāo)準(zhǔn)化跨徑。從0.75m起至50m，共21種。新建中小橋涵應(yīng)盡量采用標(biāo)準(zhǔn)化的裝配式結(jié)構(gòu)。1.2橋梁的組成和分類（4）橋梁全長L。有橋臺的橋梁的全長為兩岸橋臺側(cè)墻或八字墻尾端間的距離；無橋臺的橋梁的全長為橋面行車道長度。（5）多孔跨徑總長L1。梁橋的多孔跨徑總長為多孔標(biāo)準(zhǔn)跨徑的總和；拱橋的多孔跨徑總長為兩橋臺內(nèi)拱腳截面最低點（起拱線）間的距離；其他形式橋梁的多孔跨徑總長為橋面行車道長度。（6）橋梁高度H。橋梁高度為行車道頂面至低水位間的距離，或行車道頂面至橋下路線的路面間距離。（7）橋梁建筑高度h。行車道頂面至上部結(jié)構(gòu)最低邊緣間的距離稱為橋梁建筑高度。1.2橋梁的組成和分類（8）橋梁容許建筑高度h容。橋面標(biāo)高與橋下通航或排洪必需的凈空高度之差稱為橋梁容許建筑高度。（9）橋下凈空H0。上部結(jié)構(gòu)最低邊緣至計算水位（計算水位=設(shè)計水位+壅水+浪高）或通航水位間的距離稱為橋下凈空。對于跨越其他路線的橋梁，橋下凈空是指上部結(jié)構(gòu)最低邊緣至所跨越路線的路面間的距離。1.2橋梁的組成和分類（10）拱橋矢高。從拱頂截面下緣至過起拱線的水平線間的垂直距離，稱為凈矢高（f0）；從拱頂截面重心至過拱腳截面重心的水平線間的垂直距離，稱為計算矢高（f）。（11）拱橋矢跨比。計算矢高與計算跨徑之比（f/L），稱為拱圈的矢跨比（或稱拱矢度）。（12）涵洞。用來分散路堤下水流或橋下車（人）流的構(gòu)造物。管涵及箱涵不論管徑或跨徑大小、孔數(shù)多少，均稱為涵洞。1.2橋梁的組成和分類1.2橋梁的組成和分類2.橋梁的分類1）橋梁按基本體系分類（1）梁式橋（5）組合體系橋（2）拱式橋

（4）剛架橋

（3）懸索橋Text2）橋梁的其他分類方法（1）按橋梁長度和跨徑大小，分為特大橋、大橋、中橋、小橋和涵洞。（2）按用途來劃分，有公路橋、鐵路橋、公路鐵路兩用橋、農(nóng)橋、人行橋、水運橋（渡槽）及其他專用橋（如通過管道、電纜等的橋梁）等。（3）按主要承重結(jié)構(gòu)所用材料劃分，有圬工橋（包括石拱橋、混凝土拱橋）、鋼筋混凝土橋、預(yù)應(yīng)力混凝土橋、鋼橋、鋼混凝土組合橋等。1.2橋梁的組成和分類（4）按跨越障礙的性質(zhì)，可分為跨河橋、跨線橋（立體交叉）、高架橋和棧橋。高架橋一般是指跨越深溝峽谷以代替高路堤的橋梁。為將車道升高至周圍地面以上并使下面的空間可以通行車輛或用作其他用途（如堆棧、店鋪等）而修建的橋梁，稱為棧橋。（5）按上部結(jié)構(gòu)的行車位置，分為上承式橋、下承式橋和中承式橋。（6）按橋跨結(jié)構(gòu)的平面布置，可分為正交橋、斜交橋和彎橋。1.2橋梁的組成和分類1.3橋梁總體規(guī)劃設(shè)計1.3.1橋梁設(shè)計原則與資料收集1.橋梁設(shè)計的原則1）安全2）適用3）經(jīng)濟(jì)4）美觀5）有利環(huán)保1.3橋梁總體規(guī)劃設(shè)計2.橋位勘測與設(shè)計資料的調(diào)查1）調(diào)查橋梁的使用要求2）選擇橋位3）測量橋位附近的地形圖4）調(diào)查地質(zhì)資料5）調(diào)查和收集水文資料6）調(diào)查有關(guān)氣象資料和地震情況7）調(diào)查其他資料1.3橋梁總體規(guī)劃設(shè)計1.3.2橋梁設(shè)計要點1.橋梁設(shè)計的程序1）2）3）前期工作初步設(shè)計

技術(shù)設(shè)計4）施工圖設(shè)計

2.橋梁縱、橫斷面設(shè)計和平面布置1）橋梁的縱斷面設(shè)計（2）橋梁的分孔（1）橋梁總跨徑的確定（4）橋頭引道的縱坡（3）橋面標(biāo)高的確定1.3橋梁總體規(guī)劃設(shè)計2）橋梁的橫斷面設(shè)計橋梁的橫斷面設(shè)計主要是確定橋面凈空和橋跨結(jié)構(gòu)橫斷面的布置。橋面寬度取決于行車和行人的交通需要。為了保證車輛和行人的安全通過，應(yīng)在橋面以上垂直于行車方向保留一定限界的空間，這個空間稱為橋面凈空。它包括凈寬和凈高，其尺寸應(yīng)符合《公路橋涵設(shè)計通用規(guī)范》（JTGD60—2004）中關(guān)于公路建筑限界的規(guī)定，鐵路橋梁、城市橋梁也有相應(yīng)的規(guī)定。在規(guī)定的限界內(nèi)，不得有任何結(jié)構(gòu)部件等侵入。1.3橋梁總體規(guī)劃設(shè)計3）平面布置橋梁的線形及橋頭引道線形應(yīng)與路線布設(shè)相互協(xié)調(diào)，各項技術(shù)指標(biāo)應(yīng)符合路線布設(shè)的規(guī)定。橋梁應(yīng)盡可能避免與河流或與橋下路線斜交。但對于一般小橋，為了改善路線線形，有時修建斜交橋，斜度通常不宜大于45°。通航河流上不宜大于5°，當(dāng)交角大于5°時，宜增加通航孔凈寬。1.3橋梁總體規(guī)劃設(shè)計1.3橋梁總體規(guī)劃設(shè)計3.橋梁設(shè)計的方案比選6）5）4）3）2）1）明確各種高程的要求橋梁分孔和初擬橋型方案草圖方案初篩詳繪橋型方案圖編制估算或概算方案選定和文件匯總1）橋梁設(shè)計的方案比選的內(nèi)容和步驟2）橋型選擇的影響因素

（2）所選橋型是否經(jīng)濟(jì)是橋型選擇時必須考慮的主要因素。

（1）橋梁的長度、寬度和通航孔大小等是橋型選擇的獨立因素。

（3）地質(zhì)、地形、水文、航運、氣候等條件是橋型選擇的限制因素。1.3橋梁總體規(guī)劃設(shè)計1.3橋梁總體規(guī)劃設(shè)計1.3.3公路橋梁上的作用1.永久作用永久作用是指在結(jié)構(gòu)使用期間，其量值不隨時間而變化，或其變化值與平均值相比可忽略不計的作用。1.3橋梁總體規(guī)劃設(shè)計2.可變作用可變作用是指在結(jié)構(gòu)使用期間，其量值隨時間變化，且其變化值與平均值相比不可忽略的作用。1）汽車荷載5）人群荷載2）汽車荷載的沖擊力4）汽車荷載引起的土側(cè)壓力3）汽車荷載的離心力Text1.3橋梁總體規(guī)劃設(shè)計1.3橋梁總體規(guī)劃設(shè)計3.偶然荷載偶然作用是指在結(jié)構(gòu)使用期間出現(xiàn)的概率很小，一旦出現(xiàn)，其值很大且持續(xù)時間很短的作用。偶然荷載包括地震力、船舶或漂流物的撞擊力和汽車撞擊力。1.3橋梁總體規(guī)劃設(shè)計Eye-CatchingVisual1）地震作用2）船舶或漂流物的撞擊作用3）汽車撞擊作用1.3橋梁總體規(guī)劃設(shè)計4.極限狀態(tài)設(shè)計法極限狀態(tài)是指整體結(jié)構(gòu)或結(jié)構(gòu)的一部分超過某一特定狀態(tài)就不能夠滿足設(shè)計規(guī)定的某一功能要求時，此特定狀態(tài)為該功能的極限狀態(tài)。1）承載能力極限狀態(tài)承載能力極限狀態(tài)對應(yīng)于橋涵結(jié)構(gòu)或其構(gòu)件達(dá)到最大承載能力或出現(xiàn)不適于繼續(xù)承載的變形或變位的狀態(tài)。當(dāng)結(jié)構(gòu)或構(gòu)件出現(xiàn)下列狀態(tài)之一時，即認(rèn)為超過了承載能力極限狀態(tài)。（1）結(jié)構(gòu)或結(jié)構(gòu)的一部分作為剛體失去平衡（如傾覆、滑移等）。（2）結(jié)構(gòu)構(gòu)件或其連接因超過材料極限強(qiáng)度而破壞（包括疲勞破壞）。（3）結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)變成機(jī)動體系。（4）結(jié)構(gòu)或構(gòu)件喪失穩(wěn)定性（如柱的壓屈失穩(wěn)等）。（5）由于材料的塑性或徐變變形過大，或由于截面開裂而引起過大的幾何變形等，致使結(jié)構(gòu)或構(gòu)件不再能繼續(xù)承載和使用。1.3橋梁總體規(guī)劃設(shè)計2）正常使用極限狀態(tài)（4）影響正常使用的其他特征狀態(tài)。（3）影響正常使用的振動。