长沙理工大学桥梁工程第1篇第1章-概述

大家好
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桥梁工程 A
讲课人：易壮鹏
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第一篇 总 论
第一章 概 述
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内容提要
➢ 桥梁的基本组成与分类 ➢ 桥梁发展动态
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桥梁的定义：“桥是跨越障碍的通道”。— 美国《韦氏大词 典》 功能：桥梁是公路、铁路和城市道路的重要组成部分，特别 是 大、中桥梁的建设对当地政治、经济、国防等都具有重 要意义。
跨自锚式微小推力拱桥e
H
(a)
(c)
R
H
H
(d) 图 1.4
(e)
25
26
丫髻沙大桥 （飞雁式拱桥，76＋360＋76m，桥梁
全长1084m， 2000年建成）
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（3）刚构桥 (rigid frame bridge)
① 组成：
H
H
梁（或板）与立柱（或竖墙） M
M
V
(a)
V
整体结合在一起的刚架结构，梁
T型刚构桥： 重庆长江大桥 85.6＋4X138＋156＋ 174＋104.5m，分离双箱。 挂梁（T梁）长30m。 1980年建成。
30
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（4）斜拉桥 (cable-stayed bridge）
① 组成：
塔
塔
斜拉索
② 受力特点：
主梁
竖向荷载作用下，受拉的斜索将主梁多点吊起，并将主 梁的恒载和车辆等其它荷载传至塔柱，再通过塔柱基础传 至地基。塔柱基本上以受压为主。跨度较大的主梁就象一 条多点弹性支承（吊起）的连续梁一样工作，从而使主梁 内的弯矩大大减小。主梁截面的基本受力特征为偏心受压 构件。高次超静定结构。
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第二节 桥梁发展动态
➢ 桥梁发展的三次飞跃 ➢ 我国桥梁建设成就 ➢ 国外桥梁发展概况
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桥梁发展的三次飞跃：
➢ 19世纪中叶钢材的出现，随后又出现高强度钢材，使桥梁工 程的发展获得了第一次飞跃，跨度不断加大。
➢ 20世纪初，钢筋混凝土的应用，以及30年代兴起的预应力混 凝土技术，使桥梁建设获得了廉价、耐久、且刚度和承载力 均很大建筑材料，从而推动桥梁的发展产生第二次飞跃。
正桥11孔，跨度为3×162+3×162+(180+216+180)+2×126m，架4联
三角形桁架式钢连续梁，3个大孔增设拱系构件加强。主跨216m，为中国
当时铁路钢桥跨度之最。钢梁设双层桥面，上层公路下层铁路。
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芜湖长江公铁两用大桥，主跨为312m的钢桁梁斜拉桥，钢材为14锰
钒铌。
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钱塘江桥位于浙江杭州浙赣铁路上，为中国工程师自己设计并监造的公路 铁路两用简支钢桁梁桥。全长1453米，上层设双车道公路，宽6.1米。
L
通航水位 低水位
h
上部结构
l0 lb
桥墩
锥形护坡 基础
桥梁全长：有桥台的桥梁为两岸桥台翼墙尾端间的距离；
无桥台的桥梁为桥面系行车道长度。
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桥下净空：为满足通航（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。
桥面净空：桥梁行车道、人行道上方应保持的空间界限。 桥梁建筑高度：是上部结构底缘至桥面顶面的垂直距离； 容许建筑高度：线路定线中所确定的桥面标高，与通航（或
-5.000
通航净空：125m×18m 设计最低通航水位：-4.20
南京长江二桥（单位：m）
35
36
（5）悬索桥 (suspension bridge)
① 组成：
塔
塔
柱
柱
缆索
锚
锚
锭
吊杆
锭
② 受力特点：
加劲梁
竖向荷载作用下，通过吊杆使缆索承受很大的拉力， 缆索锚于悬索桥两端的锚碇结构中。缆索传至锚碇的拉力 可分解为垂直和水平两个分力，因而悬索桥也是具有水平 反力（拉力）的结构。
➢ 20世纪50年代以后，随着计算机技术和有限元技术的迅速发 展，使得人们能够方便地完成过去不可能完成的大规模结构 计算，这使桥梁工程的发展获得了第三次飞跃。
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一、 我国桥梁建设成就
河北赵县的赵州桥，又称安济桥，为隋大业初年（约公元605年）李春所 建。赵州桥是一座空腹式圆弧形石拱桥，净跨37.02米，宽9米，矢高7.23 米，在拱背上设有4个跨度不等的腹拱，这样做既减轻了桥身自重，又便于 排洪，并且增加了美观。赵州桥因其构思和工艺的精巧而举世闻名。 48
颐和园内的玉带桥和十七孔桥
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福建泉州万安桥，又称洛阳桥, 建于1053-1059年，全长1106米，共47
孔，跨径11—17米，桥宽3.7米，是世界上尚存的最长和工程最艰巨的石梁
桥，万安桥位于洛阳江的入海口处，桥下江底以磐石铺遍，并且独具匠心
地用养殖海生牡蛎的方法胶固桥基形成整体，不仅世界上绝无仅有，千年
H
H
T型刚构M桥V c
(a)
M V
连续刚构桥 d
H M V
H
H
V
V
V
V
(b)
H
(c) (b)
刚构—连续组合体系e 斜腿式刚构桥 f
(c)
(d)
(d)
(e)
(e)
图 1.5 刚构桥
(f )
(f )
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图1.5
图1.5
连续刚构： 广东洛溪桥
我国第一座大跨径连续刚构桥， 跨径为65+125＋180＋110m， h支=10m，h中=3.0 m，双 肢薄壁墩, 1988年建成通车。
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③ 用材：高强平行钢丝或钢绞线等制成斜拉索，主梁用材 有预应力混凝土、钢、钢－混凝土组合（结合、叠合）、钢 －混凝土混合等 ④ 型式： 纵向：三跨双塔式结构、独塔双跨式（稀索桥a，
不等跨斜拉b，斜塔c，斜塔无背索式d） 横向：双索面布置，也有单索面结构。
59.37
59.37
(a)
195
320
(b)
75
303
54
200
(c)
(d)
图1.7 独塔式斜拉桥
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南京长江二桥
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生口岛
大三岛
5850
辅助跨
日本多多罗大桥（单(b位) ：m）
图1.24(b)
30500 24650
边跨
+190.550
62800
主跨
30500 24650
边跨
5850
辅助跨
通航净空：净宽≥380m，净高≥24m，设计最高通航水位 7.990 -5.000
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全 桥 结 构
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路堤
桥台 设计水位
L
通航水位 低水位
h
上部结构
l0 lb
桥墩
锥形护坡 基础
低 水 位：枯水季节的最低水位; 高 水 位：洪峰季节河流中的最高水位; 设计水位：按规定设计洪水频率计算所得的高水位; 通航水位：在各级航道中，保持船舶正常航行的水位。
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路堤
桥台 设计水位
L
通航水位 低水位
h
上部结构
l0 lb
桥墩
锥形护坡 基础
净跨径： 设支座桥梁为相邻两墩、台身顶内缘之间的水平净距； 无支座的桥梁为上、下部结构相交处内缘间的水平净距。
总跨径：多孔桥梁中各孔净跨径的总和。 计算跨径：
设支座桥梁，为相邻支座中心的水平距离，
无支座桥梁为上、下部结构相交面之中心间的水平距离。
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路堤
桥台 设计水位
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桥梁工程的地位与作用
• 土木工程的分支，交通工程的咽喉； • 桥梁工程占公路总造价的10%~20%； • 国民经济发展的需要，人民生活的需要； • 国防和军事上的需要； • 很多桥梁被建成艺术品，成为城市的标志性建筑，具
有鲜明的时代特征； • 国家主干线的规划与实施，有许多跨大江大河、海湾
海峡、山区峡谷的桥梁需要建设。
③ 用材：
抗弯、抗拉能力强的材料（钢、配筋混凝土、钢一混凝
土组合结构等）
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④ 型式： 简支梁桥 连续梁桥 悬臂梁桥 钢桥和钢—混 凝土组合梁桥
V
V
(a )
(c)
(d )
(e)
V
V
(b )
公路路面标高 铁路路面标高
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飞云江桥 多跨简支梁，全长1721m，分跨为18x51+5x62+14x35(m)，桥面宽13m
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③ 用材：采用高强度的钢丝成股编制形成钢缆
④ 型式：单跨式悬索桥a，三跨式悬索桥b
(a)
锚碇
缆索 吊杆
桥塔
加劲梁
(b)
图1.8 悬索 桥
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明石海峡桥（l=1991m）
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（6）其它组合体系桥
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2、 桥梁的其它分类简述
➢ 用途：公路桥、铁路桥、公铁两用桥、农桥、人行桥、 水运桥、管线桥
跨度128米，桁高16米。
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南京长江大桥位于南京市，跨越长江的公路铁路两用钢桁架桥。上层为
公路，行车道宽15m，两侧人行道各宽2.25m。下层为双线铁路。正桥有
10孔，共长1576m，包括1孔128m简支桁架梁和3联3孔各160m连续桁
架梁。
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九江长江大桥位于江西九江，跨越长江的公铁两用（4车道加双线）桥。
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2020年以前，我国将新增近4万公里 高速公路，百万公里普通公路，需要 建设大量的跨海湾海峡、山区峡谷、 大江大河的超大跨径桥梁。
我国交通建设“7918网”的高速公路规划
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图
杭州湾跨海大桥，是一座横跨中国杭州湾海域的跨海大桥，全长36公里，
是目前世界上最长的跨海大桥，
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苏通长江大桥，连接南通和苏州两市 ，主跨为1088m是钢箱梁斜拉桥 9