桥梁工程复习提纲

桥梁工程复习提纲

第一节桥涵设计规范

重点《公路桥涵设计通用规范》（JTG D60-2004）、《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》（JTG D62-2004）

第二节桥梁的组成与分类

一桥梁的组成

桥梁通常由上部结构、下部结构和桥面附属设施三部分组成

上部结构是跨越桥孔的结构，也称为桥跨结构。它包括桥梁的桥面系、桥道结构、承重结构（主梁、桁架或拱圈等）、连接系、支座部分组成。

下部结构是墩台和基础的总称，其作用是支承上部结构，并将结构重力和车辆、人群等荷载传递给地基。

附属设施包括：行车道铺装、防排水系统、桥面伸缩缝、人行道、栏杆、灯柱等。

二桥梁的类

按用途分类：有公路桥、铁路桥、公铁路两用桥、城市立交桥、人行桥、轻轨铁路桥、渠道桥、管道桥等。

按跨越障碍分类：有跨河（海、谷）桥、跨线桥、高架桥等。

按主要建筑材料分类：有圬工桥、钢筋混凝土桥、预应力混凝土桥、钢桥、木桥（规范规定，除特殊情况外，不得采用）钢—混凝土组合桥等。

按跨径分类：特大桥、大桥、中桥、小桥和涵洞。

三、桥梁的基本结构形式

现代桥梁按照受力特点的不同，可分为五大类，

①梁式桥；②拱式桥；③刚构桥；④斜拉桥；⑤悬索桥；

四、桥梁的长度及跨径

桥梁长度：对于有桥台的桥梁为两岸桥台侧墙或八字墙尾端间的距离；无桥台的桥梁为桥面系车行道长度。

桥涵跨径（跨度L）：指桥墩中线之间的距离或桥墩中线与台背前缘的距离。

桥梁的计算跨径（l）：为支承桥梁上部结构支座中心线间的距离。对于拱桥为两拱脚处截面中心线间的距离。它是桥梁结构分析计算时的重要参数。

第三节桥梁总体设计

一桥梁设计原则

按照“安全、适用、经济、美观和有利环保”的原则进行设计。安全是设计的目的，适用是设计的功能需要，

二桥位的选择与布置

桥位的选择会影响到桥梁的建设规模、投资、施工难易、工期和使用安全等。

大、中桥原则上服从道路路线总体要求，综合确定。特殊大桥对于路线总体方向起控制点作用

中、小桥涵的位置应服从路线走向。，

三桥梁净空

桥梁净空包括：桥面净空和桥下净空，

桥面净空是指：保证车辆、行人安全通过桥梁上方的空间界限。

桥下净空是指：通航、泄洪、流水、流冰、流木或车辆通行等所需要的净跨径和净高。

四孔径设计和桥型选择

桥孔设计是根据桥梁跨越障碍物的性质，合理确定桥长、分跨、桥梁选型、桥面标高、基底标高等，以满足桥下泄洪、通航或其它交通的净宽要求。

净跨径为设计洪水位（通航水位）上，两个相邻桥墩之间的净距。

总跨径为多孔桥梁净跨径的总和它应满足经水文计算决定的设计洪水流量的要求。

桥梁的分孔与跨径关系到桥梁的总造价。

桥跨结构型式选择

桥跨结构型式均有其适用跨径、结构的力学特性和对地基基础的不同要求。

五桥墩和基础型式选择：

基础是埋入地层的隐蔽工程，涉及到复杂的水文、地质等条件。

基础埋置深度

六桥梁横断面设计

横断面宽度与道路的通行能力。

机动车道的宽度，一般取3.75m（车速<40 km / h，可取3.5 m），小客车专用道取3.5 m ；非机动车专用道宽度3.0 m；人行道宽度一般取1.5～3.0m。同时考虑车行道的侧向净宽。

七桥梁的纵断面设计

满足桥下泄洪或其它交通的净空要求、满足桥上道路纵断面线形的设计要求。

第四节桥梁结构的设计方法

桥梁的设计年限100年

结构重要性系数γ0 对于不同安全等级的结构，具有不同的可靠度要求。

概率极限状态设计法:钢筋混凝土构件、预应力混凝土构件、砖石及混凝土结构。

容许应力法：钢结构及木结构、地基基础

结构的极限状态分类：

（1）承载能力极限状态：是指整个结构或结构的一部分，作为刚体失去平衡（如倾覆）；

结构构件或连接，因材料强度被超过而破坏（包括疲劳破坏）或因塑性变形过大而失去承载能力；结构转变为机动体系；结构或结构构件丧失稳定（如压屈）。它关系到结构的安全性。

（2）正常使用极限状态：是指结构使用期限内出现了影响正常使用的变形、裂缝、振动或耐久性等，以及影响正常使用的其他特定状态。它关系到结构的适用性和耐久性。

荷载（作用）效应的标准值、频遇值、准永久值、设计值

混凝土结构的耐久性设计准则

混凝土结构的耐久性与混凝土的炭化、化学腐蚀、碱骨料反应、冻融破坏、温度变化的影响等有关。

钢筋腐蚀的机理及其对结构耐久性的影响与电化学腐蚀、化学腐蚀、应力腐蚀等影响因素有关。

桥梁结构使用环境条件划分

I 类环境——系指温暖或寒冷地区的大气环境；与无侵蚀性的土或水接触的环境；

II类环境——系指严寒地区的大气环境；使用除冰盐环境；滨海环境。

III类环境——系指海水环境；

IV类环境——系指受侵蚀性物质影响的环境。

第五节桥梁设计作用分类及作用效应组合桥涵设计作用（或荷载）按随时间的变异划分为三类21种。其中永久作用7种、可变作用11种、偶然作用3种。

在桥涵设计时，对于不同的作用采用不同的代表值。

（1）永久作用是经常作用的其数值不随时间变化或变化微小的作用；采用标准值作为代表值。

（2）可变作用是其数值是随时间变化的作用。按其在随机过程中出现的持续时间或次数的不同，可取标准值、频遇值、准永久值。应根据不同的极限状态分别采用标准值、频遇值或准永久值作为其代表值。

作用的标准值是结构设计的主要参数，关系到结构的安全问题。是作用的基本值。

可变作用的频遇值是指结构上频繁出现的且量值较大的的作用取值，但它比可变作用的标准值小，实际上由标准值乘以小于1.0的频遇值系数ψ1得到。

可变作用的准永久值是指在结构上经常出现的作用取值，但它比可变作用的频遇值又要小一些，实际上是由标准值乘以小于频遇值系数ψ1的准永久值系数ψ2得到。

承载能力极限状态设计及按弹性阶段计算结构强度时应采用标准值作为可变作用的代表值。正常使用极限状态按短期效应（频遇）组合设计时，应采用频遇值作为可变作用的代表值；按长期效应（准永久）组合设计时，应采用准永久值作为可变作用的代表值；

（3）偶然作用的作用时间短暂，且发生的机率很小。取其标准值作为代表值。

永久作用包括：结构重力、预加应力、土的重力、土侧压力、混凝土收缩及徐变影响力、基础变位影响力、水的浮力。

可变作用包括：汽车荷载及其影响力、风荷载、流水压力、冰压力、温度作用、支座摩阻力。其数值是随时间变化的作用。

偶然荷载：在设计使用期内不一定出现，但一旦出现，其值很大且持续时间很短的荷载。包括：地震作用、船只或漂浮物撞击作用、汽车的撞击作用。

荷载组合原则

公路桥涵结构设计应考虑结构上可能同时出现的作用，按承载能力极限状态和正常使用极限状态进行作用效应组合，取其最不利效应组合进行设计：

（1）只有在结构上可能同时出现的作用，才进行其效应的组合。当结构或结构构件需做不同受力方向的验算时，则应以不同方向的最不利的作用效应进行组合。

（2）当可变作用的出现对结构或结构构件产生有利影响时，该作用不应参与组合。实际不可能同时出现的作用或同时参与组合概率很小的作用，按表7—18规定不考虑其作用效应的组合。

（3）施工阶段作用效应的组合，应按计算需要及结构所处条件而定，结构上的施工人员和施工机具设备均应作为临时荷载加以考虑。组合式桥梁，当把底梁作为施工支撑时，作用效应宜分为两个阶段组合，梁底受荷作为第一阶段，组合梁受荷为第二阶段。

（4）多个偶然作用不同时组合。

按承载能力极限状态设计时，应以下列两种作用效应组合：

（1）基本组合

永久作用的设计值效应与可变作用设计值效应相组合

（2）偶然作用组合

永久作用标准值效应与可变作用某种代表值效应、一种偶然作用标准值效应相结合。