桥梁工程复习资料

桥梁工程

第一章总论

桥梁的基本组成：上部结构、下部结构、支座和附属设施，上部结构是线路中断时跨越障碍的主要承重，是桥梁支座以上桥孔的总称。当跨越幅度越大时，上部结构的构造也越复杂，施工难度增加。下部结构包括桥墩、桥台和基础。桥梁的附属设施包括桥面系、伸缩缝、桥梁与路堤衔接处的桥头搭板和锥形护坡。

*作用

桥墩和桥台是支承上部结构并将传来的恒载和车辆活荷载再传至基础的结构物。桥台还与路堤相衔接，并抵御路堤上压力，防止路堤填土的坍方。

基础是桥墩和桥台的奠基部分，承担了从桥墩和桥台传来的全部荷载，这些荷载包括竖向荷载以及地震、船舶撞击墩身等引起的水平荷载。

支座是设在墩（台）顶，用于支承上部结构的传力装置，它不仅要传递很大的荷载，而且要保证上部结构按设计要求能产生一定的变位。

各种水位：低水位、高水位、设计水位和通航水位

A、低水位：枯水季节的最低水位；

B、高水位：洪峰季节的最高水位；

C、设计水位：桥梁设计中按规定的设计洪水频率计算所得的高水位；

D、通航水位：在各级航道中，能保持船舶正常航行时的水位

净跨径：对于设支座的桥梁为相邻两墩、台身顶内缘之间的水平净距，不设支座的桥梁为上、下部结构相交处内缘间的水平净距，l0表示

总跨径：多孔桥梁中各孔跨径的总和，∑l o，反应了桥下宣泄洪水的能力

计算跨径：对于设支座桥梁，为相邻支座中心的水平距离，对于不设支座的桥梁（如拱桥、刚构桥等），为上、下部结构的相交面之中心间的水平距离，计算以l为准。

标准跨径：是指两相邻桥墩中线之间的距离，或墩中线至桥台台背前缘之间的距离

桥梁全长：简称桥长，对于有桥台的桥梁为两岸桥台翼墙尾端间的距离，对于无桥台的桥梁为桥面系行车道长度，L表示

桥下净空：为满足通航（或行车、行人）的需要和保证桥梁安全而对上部结构底缘以下规定的空间界限。

桥梁建筑高度：指的是上部结构底缘至桥面顶面的竖直距离，线路定线中所确定的桥面(或轨顶)标高，对通航净空顶部标高之差，又称为容许建筑高度。桥梁的建筑高度不得大于其容许建筑高度

桥面净空：是桥梁行车道、人行道上方应保持的空间界限，公路、铁路和城市桥梁对桥面净空都有相应的规定

P3桥梁按总长L和标准跨径Lk分类（选择）

桥梁分类

按照受力体系分类桥梁分梁、拱、索三大基本体系（梁受弯、拱受压、索受拉）

梁式桥、拱式桥、钢构桥、斜拉桥和悬索桥

各种桥型各自的特点

梁式桥：梁式桥是在竖向荷载作用下无水平反力的结构，由于外力的作用方向与承重结构的轴线接近垂直，因而与同样跨径的其他结构体系相比，梁桥内产生的弯矩最大，跨越能力相对较小。这种桥梁的结构简单，施工方便，简支梁桥对地基承载力的要求不高；

拱式桥：拱式桥的主要承重结构是拱圈或拱肋（拱圈横截面设计成分离形式时称为拱肋），拱结构在竖向荷载作用下，桥墩和桥台将承受水平推力。与同跨径的梁相比，拱的弯矩、剪力、变形都要小得多，但是施工较困难。拱桥不仅跨越能力很大，而且外形酷似彩虹卧波，十分美观，在条件许可的情况下，修建拱桥往往是经济合理的，一般在跨径500m以内均可作为比选方案。

钢构桥：钢构桥的主要承重结构是梁与立柱整体结合在一起的钢架结构。梁与立柱的连接处有很大的刚性，以承担负弯矩的作用，其受力状态介于梁桥和拱桥之间。钢构桥一般均需承受正负弯矩的交替作用，横截面宜采用箱形截面，连接钢构桥主梁受力与连续梁相近，横截面的形式与尺寸也与连续梁基本相同。

斜拉桥：斜拉桥由塔柱、主梁和斜拉索组成。它的基本受力特点：受拉的斜索将主梁多点吊起，并将主梁的恒载和车辆等其他荷载传至塔柱，在通过塔柱基础传至地基。塔柱基本上以受拉为主。由于受到斜拉索的弹性支承，弯矩较小，是的主梁尺寸大大减小，结构自重显著减轻，大幅度提高了斜拉桥的跨越能力。此外，由于塔柱、拉索和主梁构成为稳定的三角形，斜拉桥的结构刚度较大，斜拉桥的抗风能力较悬索桥要好得多，但是，当跨度很大时，悬臂施工的斜拉桥因主梁悬臂过长，承受压力过大，而风险较大，塔高也过高，外索过长，索垂度的影响使索的刚度大幅下降，这些问题都需要认真研究和解决。

悬索桥：悬索桥也称吊桥，是用悬挂在塔架上的强大缆索作为主要承重结构，在桥面系竖向荷载作用下，通过吊杆使缆索承受很大的拉力。悬索桥也具有水平反力（拉力）的结构。

．桥梁设计的基本要求

（1）结构尺寸和构造上的要求：具有足够的强度、刚度、稳定性和耐久性

（2）使用上的要求：安全可靠，适用性

（3）经济上的要求：经济合理

（4）施工上的要求：具有技术先进性

（5）美学和景观上的要求：美观性

（6）环境保护和可持续发展：符合环境保护和可持续发展的要求

桥梁纵断面设计

确定桥梁的总跨径、桥梁的分孔、桥道的标高、桥上和桥头引道的纵坡以及基础的埋置深度等

桥梁横断面的设计

桥梁应满足使用功能所需的桥面宽度以及桥梁的截面形式（桥面总宽为桥面净宽加结构物所需宽度之和）

桥梁的设计步骤

前期工作阶段：预可阶段、工可阶段设计工作阶段：初步设计、技术设计、施工图设计桥梁设计方案的筛选

A、明确各种高程要求；

B、桥梁分孔和初拟桥型方案草图；

C、方案初筛；

D、详绘桥型方案；

E、编制估算或概算；

F、方案选定和文件汇总

桥梁上的作用（直接作用和间接作用）

按照随时间变化情况可以归纳为永久作用、可变作用和偶然作用三种

永久作用主要指结构重力，可变作用包括汽车荷载、、人群荷载、温度作用等，偶然作用包括地震作用和撞击作用。

作用效应组合：公路桥涵结构采用以可靠度理论为基础的概率极限状态设计法设计。该设计体系规定了桥涵结构的两种极限装呀：承载能力极限状态和正常使用极限状态。桥涵结构设计分为持久状况、短暂状况和偶然状况

所谓极限状态：是指整个结构或者构件的某一特定状态，超过这一状态界限结构或构件就不再能满足设计规定的某一功能要求。承载能力极限状态设计着重体现桥涵结构的安全性，正常使用极限状态设计则体现适用性和耐久性。

第二章混凝土梁桥构造设计

梁桥的分类

从承重结构横截面形式上分类，混凝土梁式桥可分为板桥、肋梁桥和箱形梁桥

从受力特点上看，混凝土梁式桥分为简支梁（板）桥、连续梁（板）桥和悬臂梁（板）桥按施工方法分类，又可分为整体浇筑式梁桥和预制装配式梁桥两类

整体式简支板桥的构造（P31 构造图—横断面纵断面钢筋布置）

装配式板的横向连接方法有企口混凝土铰接和钢板连接两种（p34图）

预制装配式简支梁（p36图）

Ⅱ形（跨径6~12m）

优点：施工稳定性好

缺点：螺栓连接，整体性差，模板复杂

T形

优点：结构简单，整体性好，抗正弯矩能力强

箱形（跨径40~80m）

优点：适用于斜桥、弯桥，材料消耗少，工期短，稳定性好，抗扭刚度大

缺点：截面形心偏上，对承受负弯矩不利

主梁间距的确定（~）

材料的用量最经济、运输吊装能力、翼板足够的刚度、尽可能减少预制的工作量、尽可能使用设计标准化