土木工程概论 第3章 桥梁工程(2016)

用梁或桁架梁作主要承重结构的桥梁。
其上部结构在铅垂向荷载作用下，支点只产生竖向反力。梁式 桥为桥梁的基本体系之一。制造和架设均甚方便，使用广泛，在桥 梁建筑中占有很大比例。
概述 按上部结构的材料分：有木梁桥、石梁桥、钢梁桥、钢筋混 凝土梁桥、预应力混凝土梁桥以及用钢筋混凝土桥面板和钢梁构
成的结合梁桥等。
石梁桥：泉州安平桥 宋绍兴八年建造，该桥共362孔， 全长5里。
中国古代桥梁的辉煌和衰落
更早的石梁桥是泉州洛阳桥 该桥建于宋皇佑5年，全 长1097m，有47个桥孔。 （马可波罗游记有记载）
泉州洛阳桥
中国古代桥梁的辉煌和衰落
2、浮桥 公元前12世纪，周文王迎亲，在渭河上修建了浮桥。
广济桥，初为浮桥，由浮船连结而成，后 自两岸向江心逐墩修筑，形成目前“十八 梭船廿四洲”风格，现桥全长约520米，现 存古桥墩21座。
华盛顿大桥
中国近代桥梁的引进和发展
金门大桥 (Golden Gate Bridge) 1937年开通，跨度达到 了1280m，全长约2.7km， 高227m，是世界上最壮 观的大桥之一，被视为 旧金山的象征。在淘金 热的时候，这座桥是如 同是通往金矿的一扇大 门，因此被命名为“金 门大桥”。
金门大桥
中国古代桥梁的辉煌和衰落 3、石拱桥
赵州桥 卢沟桥
隋朝李春设计，古代石拱桥 的杰出代表，1991被ASCE选为12 个土木工程里程碑，跨度37.02m， 全长50.82m，桥面宽10m。
卢沟桥是中国最大的古代多 涵孔圆弧拱桥，弧拱跨度为11米， 扁平率为0.69。
中国古代桥梁的辉煌和衰落 4、伸臂式木梁桥
运输中重要的组成部分。
概述 2、桥梁基本知识 （1）桥梁组成：以常见的简支梁桥为例。
上部结构：也叫承重结构，包括桥跨结构和桥面构造，是指位于桥梁支 座以上的部分，直接承受交通荷载。
概述
下部结构：也叫支承结构，包括桥墩、桥台及其墩台基础，是支承上部 结构、向下传递荷载的结构物。 支座：是在桥跨结构与桥墩或桥台的支承处所设置的传力装置，不仅要 传递很大的荷载，并且要保证桥跨结构能产生一定的变位。
中国近代桥梁的引进和发展 世界最古老的铸铁拱桥
标志西方木石建造桥梁时期的终结
该桥（英国的科尔布鲁克代尔桥）建于1779年。桥跨约30.5m，矢 高13.7m，由五片半圆形拱肋组成。该桥完全模仿木拱桥的形状，标志 欧洲木石建桥的终结。科尔布鲁克代尔桥曾使用170年。
中国近代桥梁的引进和发展
1850年，英国设计建造的跨度 141m的钢箱梁桥。
结构力学的弹性内 力分析方法普遍用于超 静定承重结构的桥梁设 计，为创造长跨纪录的 工作取得有力的科学依 据
中国近代桥梁的引进和发展 钢筋混凝土桥
1867年，莫尼埃发明钢筋混凝土。 1875年，莫尼埃建成第一座16m的钢筋混凝土梁桥 。
中国近代桥梁的引进和发展
大跨度悬索桥， 1931建成，跨度 1006m，突破千米。
宋代张择端所绘 《清明上河图》 中北宋都城汴京 的虹桥，该桥跨 约18.5m，宽9.6m ，拱矢约4.2m。
汴京虹桥
中国古代桥梁的辉煌和衰落 5、索桥
此桥长约500米，八 孔连跨，最大跨径61米， 宽3米，1964年7月，因 山洪暴发古桥被毁，重 建后改木桥桩为混凝土 桥桩，扶栏仍以竹藤包 缠。1974年修建外江闸， 下移100米，并改竹索为 钢索，已被列入世界文 化遗产加以保护。
是一座钢筋混凝土悬 臂梁桥，长71.9 Nhomakorabea米， 宽17.3米，桥下3孔， 中间一孔，跨径为 36.55米。
中国近代桥梁的引进和发展 新中国建设初期的成就（1950~1980年）
武汉长江大桥，被称为“ 万里长江第一桥”，是中国第 一座横跨长江的桥梁，大桥为 公路铁路两用桥，上层为公路 ，双向四车道，两侧有人行道 ；下层为复线铁路。桥身共有 8墩9孔，每孔跨度为128米， 总长1155.5米（连同两端公路 引桥1670米）。 （茅以升设计）
概述
正桥：是指桥梁跨越主要障碍物的结构部分。 引桥：把较高的正桥和较低的路堤以合理的坡度连接起来的桥梁部分， 或从引桥桥台连接到主桥桥孔的部分。
概述 3、桥梁的分类
用途 公路桥 铁路桥 公铁两用桥 人行桥
材料
钢桥 钢筋混凝土桥 预应力混凝土桥 结合桥 圬工桥
农桥
渡槽
管线桥
概述
桥跨结构与桥面结构的相对位置 上承式 中承式 下承式
都江堰的珠浦桥
中国古代桥梁的辉煌和衰落 清朝康熙44 年，13根粗如碗 口，长127.45m铁 链作为承重索，9 根为桥面，4根扶 手，川入藏的重 要通道。
四川的泸定桥
中国近代桥梁的引进和发展 三、中国近代桥梁的引进和发展（1880~1980年）
世界近代桥梁的设计理论发展概况（1660~1950年） （1）伽利略论述材料的力学性质和梁的强度，用公式表达梁的设计 理论。 （2）1660年，虎克定律，应力与应变关系。 （3）1687年，牛顿力学运动三大定律。 （4）1744年，欧拉的压曲计算公式，稳定理论基础。 （5）1773年，库仑对材料强度、梁弯曲、拱计算以及挡土墙的压力 理论做了系统研究。
同时，在上海、天津等租界中，西方工程师也主持建造了一些钢桥。
外白渡桥，旧上海的标志建筑
中国近代桥梁的引进和发展 天津解放桥
1927年正式建成，原名“万 国桥”，是由法租界工部局主持 建造的，故又称为“法国桥”。 抗日战争胜利后以蒋介石的名字 命名此桥，将“万国桥”改为“ 中正桥”。1949年，天津解放后 此桥正式更名为“解放桥”，并 沿用至今。
梁桥以用于预应力混凝土桥为主，而桁架梁桥
则多用于钢桥。
概述
按主梁的静力体系分为简支梁桥、连续梁桥和悬臂梁桥。 ①简支梁桥。主梁以孔为单元，两端设有支座，是静定结构。一般适用
于中、小跨度，结构简单，制造、运输和架设均甚方便，多做成标准设计，
以便于构件生产工艺工业化、施工机械化，提高质量，降低造价。
概述
中国近代桥梁的引进和发展
镰刀形拱桥 建筑师们说：“在桥 上漫步是一种真正的精 神上的享受。你和高山 、白云、蓝天那么靠近 ，它构成了阿尔卑斯山 的一幅美妙的风景画。 ”“该桥所有部分都恰 到好处，无可挑剔， ”“这是真正的艺术和 桥梁结合的精品”。
瑞士萨尔基那山谷桥（Salginatobel Bridge）
②连续梁桥。主梁若干孔为一联，连续支承在几个支座上，是超静定结 构。当跨度较大时，采用连续梁较省材料，更适合用悬臂拼装或悬臂灌筑、 纵向拖拉或顶推法施工。 ③悬臂梁桥。上部结构由锚固孔、悬臂和悬挂孔组成，悬挂孔支承在悬 臂上，用铰相联。有单悬臂梁桥（三跨构成，中跨较大以满足通航要求）和
双悬臂梁桥（可构成多跨的长大梁桥）。
概述
概述
悬索桥
悬索桥是桥梁的一种，亦称吊桥，的主要承力部分是桥两端的两根塔架， 在这两根塔架间的悬索拉住桥的桥面。为了保障悬索桥的稳定性，两根塔架 外的另一面也有悬索，这些悬索保障塔架本身受的力是垂直向下的，这些悬 索连接到桥两端埋在地里的锚锭中。
概述
概述
梁拱组合体系 梁、拱组合体系中有系杆拱、桁架拱、多跨拱梁结构等。它们利用梁的 受弯与拱的承压特点组成联合结构。 该桥造型优美，跨度很大，已成为目前许多城市修建跨河桥梁的首选桥 型。该类组合体系也是现代拱桥的一种桥型。
中国近代桥梁的引进和发展
济南泺口黄河桥
1909年，德国建造，该桥 共12孔，主孔跨径达 164.7m，当时国内最大跨 径的铁路桥。
郑州黄河桥
1905年，比利时建造， 该桥共105孔钢桁架桥， 全长3015m，当时国内最 长的铁路桥。
兰州黄河桥
1907年，德国建造，全 长233.33m，当时国内黄 河上架起的第一座铁桥。
木梁桥和石梁桥只用于小桥；钢筋混凝土梁桥用于中、小桥； 钢梁桥和预应力混凝土梁桥可用于大、中桥。
概述
按主要承重结构的形式分：有实腹梁桥和 桁架梁桥两大类。
实腹梁桥，不能使材料充分利用，所以跨
度不宜做得太大；桁架梁桥的杆件承受轴向力， 材料能充分利用，自重较轻，跨越能力大，多
用于建造大跨度桥。
但实腹梁桥构造简单，制造与架设均较方 便。由于这两种梁式桥的受力性质不同，实腹
Britannia Bridge（布列坦尼亚桥）
中国近代桥梁的引进和发展
1857年，德国建造131m第一座钢桁架桥。
中国近代桥梁的引进和发展
纽约布鲁克林桥
（主跨486m）
柔性悬索桥，现代大 跨度悬索桥的先声。
中国近代桥梁的引进和发展 苏格兰福思湾桥
悬臂钢桁架桥，主 跨520m，建于1890年， 19世纪钢桥的最高成就。
概述
跨径
特大桥 大桥 中桥 多孔跨径总长大于1000米 多孔跨径总长100米-1000米 多孔跨径总长30米-100米 单孔跨径大于150米 单孔跨径40米-150米 单孔跨径20米-40米 小桥 多孔跨径总长8米-30米 单孔跨径5米-20米
结构体系 梁式桥 拱桥 悬索桥 组合体系
概述 梁式桥 以受弯为主的主梁作为承重构件的桥梁。
概述
附属设施：包括伸缩缝，锥形护坡、导流堤，检查设备，防撞设备等。
概述 （2）桥梁常用技术术语
水位：低水位和高水位，设计洪水位，通航水位。 跨径：计算跨径（L1），主跨，净跨径（L0），标准跨径（LK），多孔跨 径总长(L)。
LK
概述
桥下净空高度：设计洪水位或设计通航水位至桥跨结构最下缘的高差H。 桥梁建筑高度：是指桥面至桥跨结构最下缘的垂直高度h。
中国近代桥梁的引进和发展 民国时期的发展（1911~1949年）
由桥梁专家茅以升主持 设计，桥长1453米，分 引桥和正桥两个部分。 正桥十六孔，桥墩十五 座，我国自行设计、建 造的第一座双层铁路、 公路两用桥。