韩学良的桥梁结构与技术

桥梁工程与技术

08房建1班韩学良 200810701038

1、桥梁结构工程的分类

按结构分类，按结构体系分类是以桥梁结构的力学特征为基本着眼点，对桥梁进行分类，以利于把握各种桥梁的基本特点，也是桥梁工程学习的重点之一。以主要的受力构件为基本依据，可分为梁式桥、拱式桥、刚架桥、斜拉桥、悬索桥五大类。

1.1、梁式桥

主梁为主要承重构件，受力特点为主梁受弯。主要材料为钢筋混凝土、预应力混凝土，多用于中小跨径桥梁。简支梁桥合理最大跨径约20米，悬臂梁桥与连续梁桥合宜的最大跨径约60-70米。优点：采用钢筋砼建造的梁桥能就地取材、工业化施工、耐久性好、适应性强、整体性好且美观；这种桥型在设计理论及施工技术上都发展得比较成熟。缺点：结构本身的自重大，约占全部设计荷载的30%至60%，且跨度越大其自重所占的比值更显著增大，大大限制了其跨越能力。

1.2、拱式桥

拱肋为主要承重构件，受力特点为拱肋承压、支承处有水平推力。主要材料是圬工、钢筋砼，适用范围视材料而定。跨径从几十米到三百多米都有，目前我国最大跨径钢筋砼拱桥为170米。优点：跨越能力较大；与钢桥及钢筋砼梁桥相比，可以节省大量钢材和水泥；能耐久，且养护、维修费用少；外型美观；构造较简单，有利于广泛采用。缺点：由于它是一种推力结构，对地基要求较高；对多孔连续拱桥，为防止一孔破坏而影响全桥，要采取特殊措施或设置单向推力墩以承受不平衡的推力，增加了工程造价；在平原区修拱桥，由于建筑高度较大，使两头的接线工程和桥面纵坡量增大，对行车极为不利。

1.3、钢架桥

钢架桥是一种桥跨结构和吨台结构整体相连的桥梁，支柱与主梁共同受力，受力特点为支柱与主梁刚性连接，在主梁端部产生负弯矩，减少了跨中截面正弯矩，而支座不仅提供竖向力还承受弯矩。主要材料为钢筋砼，适宜于中小跨度，常用于需要较大的桥下净空和建筑高度受到限制的情况，如立交桥、高架桥等。优点：外形尺寸小，桥下净空大，桥下视野开阔，混凝土用量少。缺点：基础造价较高，钢筋的用量较大，且为超静定结构，会产生次内力。

1.4、斜拉桥

梁、索、塔为主要承重构件，利用索塔上伸出的若干斜拉索在梁跨内增加了弹性支承，减小了梁内弯矩而增大了跨径。受力特点为外荷载从梁传递到索，再到索塔。主要材料为预应力钢索、混凝土、钢材。适宜于中等或大型桥梁。优点：梁体尺寸较小，使桥梁的跨越能力增大；受桥下净空和桥面标高的限制小；抗风稳定性优于悬索桥，且不需要集中锚锭构造；便于无支架施工。缺点：由于是多次超静定结构，计算复杂；索与梁或塔的连接构造比较复杂；施工中高空作业较多，且技术要求严格。

1.5、悬索桥

主缆为主要承重构件，受力特点为外荷载从梁经过系杆传递到主缆，再到两端锚锭。主要材料为预应力钢索、混凝土、钢材，适宜于大型及超大型桥梁。优点：由于主缆采用高强钢材，受力均匀，具有很大的跨越能力。缺点：整体钢度小，抗风稳定性不佳；需要极大的两端锚锭，费用高，难度大。

2、现代桥梁工程的主要创新技术

2.1、新材料及连接技术

（1）高性能钢材HRS-460-700-1100（中国Q345-370-420），德、美等国20世纪50一90年代；

（2）高性能混凝土HPC-80-100-130-150（中国C40-50-60）, 法、德、美等国,20世纪50-90年代；

（3）高强螺栓连接, 美、德等国, 金门大桥的加固中首次采用,1951年；

（4）粗钢筋锚Dywidag,德国DSL公司,Worms桥,1953年

（5）封闭索(Lock-coil),德国Tiessen公司,早期斜拉桥使用Stronsdund,桥,1955年（6）VSL夹片锚,瑞士VSL公司,1958年

（7）钢绞线群锚, 法国Muller,Brottone桥,1977年

（8）HiAm冷铸徽头锚,德国Leonhardt,Flehe桥,1979年

（9）PE护套平行钢丝成品索,日本新日铁公司,名港西大桥,1983年

（10）FRP复合材料, 瑞士、德、美、日,20世纪70-90年代

（11）大行程伸缩缝,瑞士、德国,日本明石海峡桥,20世纪70-90年代

（12）碳纤维拉索,瑞士、日本,20世纪90年代

（13）组合结构新型剪力器（PBL）,德国Leonhardt，日本鹤见航道桥,1994年

（14）超高强钢丝,1860-2000（中国1600-1770），日本新日铁公司,明石海峡大桥,1998年。

2.3、创新结构构造及附属设备

（1）各向异性钢桥面,德国Leonhardt,Koeln-Mannheim桥,1948

（2）大直径钻孔灌注桩基础,意大利Morandi,委内瑞拉桥Maracaibo,1962年

（3）软土地基摩擦锚旋, 丹麦,小海带桥,1970年

（4）分体箱桥面抗风构造,英国Brown,20世纪80年代

（5）桥梁纵向缓冲装置, 美、英,20世纪90年代

（6）悬索桥主缆除湿装置,日本,明石海峡大桥,1998年

（7）全装配式三向预应力桥,法国Muller,JMI国际公司,泰国曼谷机场高架路,1999年（8）加筋土隔震基础,法国Combault,希腊Rion-Antirion桥,2003年

（9）剪力键抗震塔柱,美国T.Y.Lin国际公司邓文中,旧金山新海湾大桥,2007年。

2.3、创新方法及装备

（1）挂篮悬浇工法,德国Finsterwalder,Worms 莱茵河桥,1953年

（2）斜拉桥施工控制的“倒退分析法”,德国Leonhardt,Theodor Heuss 桥,1957年（3）顺推法, 德国Leonhardt, 奥地利阿格尔桥,1959年

（4）移动模架现浇法, 德国勒沃库森（Lever Ku Sen）桥,1959年

（5）移动托架拼装法, 德国Wittfoht,Krahnenberg桥,1961年

（6）预制节段架桥机拼装法, 法国Muller,Oleron高架桥,1964年

（7）前置式轻型挂篮悬浇法, 美国邓文中,Danes Point桥,1988年

（8）悬索桥主缆PPWS法, 日本, 南备赞桥, 1988年

（9）整体化大型浮吊安装,9000t大天鹅号浮吊, 丹麦瑞典联合建造厄勒松海峡大桥,2000年

（10）连续斜拉桥顶推施工, 法国Virlogeux,Millau桥,2004年。

2.4、创新理论及分析方法

（1）计算机技术和有限元分析理论

1946年世界上第一台电子计算机“埃尼阿克”诞生,1981年世界上第一台个人电脑问世,