桥梁工程基础知识点整理.2017

桥梁工程基础知识点整理
桥梁组成及作用
上部结构，跨越结构
支座，支撑上部结构，并传递荷载于桥梁墩台上，保证桥跨结构具有预计的位移功能
桥墩，与桥台是支撑桥跨的结构
桥台，桥梁与路堤衔接的结构物，其两端一般做成填土或填石锥体并在表面加以铺砌，用来保证桥台与桥堤的衔接，并保证桥头路堤的稳定
基础，将荷载传至地基
计算跨径l,相邻两支座中心的距离
标准跨径l b，两桥墩中线间距离或桥墩中线与台背前缘间距离
净跨径l0，设计水面相邻两桥台间净距
桥梁总长L，梁式桥两桥台侧墙或八字墙尾端间距离
桥下净空H，设计水位或设计通航水位与桥跨结构最下缘之间高差
桥梁建筑高度h，桥面至桥跨结构最下缘之间高差
桥梁分类
按用途，公路桥，铁路桥，公铁两用，农用桥，人行桥，水运桥，管线桥
按长度和跨径，特大桥，大桥，小桥，涵洞
按建材，木桥，圬工桥，钢筋混凝土桥，预应力混凝土桥，钢桥，结合梁桥
按跨越障碍，跨河桥，立交桥，高架桥
按受力，梁式桥，拱桥，钢架桥，悬索桥，斜拉桥，组合结构桥
桥梁结构基本体系及受力特点
梁式桥，支座只产生竖向反力，桥跨结构承受弯矩和剪力，受弯为主
拱桥，在竖向荷载作用下存在水平反力，主拱以受拉为主，同时承受弯矩和剪力
钢架桥，梁和墩台刚性连接，柱脚处有水平反力和支承弯矩，梁主要受弯，但弯矩比简支梁小，梁柱刚节点易产生裂缝
悬索桥，缆索受拉
桥梁设计基本原则，安全，适用，经济，美观（顺序不可换）
桥梁建设基本程序，前期工作阶段，设计阶段
前期工作各自任务
预可行性报告编制，在工程可行的基础上，着重研究建设上的必要性和经济上的合理性
可行性报告编制，着重研究工程上和投资上的可行性
初步设计主要容
进一步开展水文，勘测工作，以获得更详细的水文资料，地形图和工程地质资料，拟定桥梁结构主要尺寸，估算工程数量和主要材料用量，提出施工方案的意见和编制设计概算施工图设计主要容
详细结构分析计算，配筋计算，验算并确保结构各构件强度，刚度，稳定和裂缝等各种技术指标满足规要求，绘制施工详图，编制施工组织设计和施工图预算
公路桥梁设计的作用分类
永久作用，在结构设计基准期其值不随时间变化，或其变化与平均值相比可忽略不计
可变作用，在结构设计基准期其值随时间而变化，或其变化与平均值相比不可忽略不计
偶然作用，在结构设计基准期不一定出现，一旦出现其量值很大且持续时间较短
永久作用类型，结构自重，桥面铺装等
可变作用类型，汽车荷载，汽车荷载冲击力，汽车离心力，汽车引起的土侧压力
偶然作用类型，地震作用，船舶或漂流物撞击作用
桥梁结构设计状况
按承载能力极限状态计算的作用效应组合
按正常使用极限状态计算的作用效应组合
作用组合类型及计算公式
基本组合，偶然组合
短期效应组合，长期效应组合
桥面构造及其作用
桥面铺装，防止车辆轮胎直接磨损属于主梁整体部分的行车道板，防止主梁遭受雨水侵蚀，并对车辆轮重的集中作用起一定分布作用
防水层，将透过铺装层渗下的雨水汇集于排水系统排出
排水系统，迅速排除路面积水，保证行车安全
伸缩缝，保证在气温变化，混凝土收缩徐变及荷载作用等因素影响下，桥跨结构能够按静力图示自由变形，并保证车辆平稳通过
人行道，栏杆，护栏与灯柱
桥面铺装结构类型
碎（砾）石，沥青表面处理，水泥混凝土，沥青混凝土
桥面纵横坡设置目的，以利用雨水迅速排除，防止或减少雨水对铺装层渗透，从而保护桥面板延长桥梁使用寿命，通常设置双向
防水层类型
沥青涂胶下封层
涂刷高分子聚合物涂料
铺装沥青或改性沥青防水卷材及浸渍沥青的无纺土工布
伸缩缝类型
U型锌铁皮式伸缩缝、TST碎石弹性伸缩缝、钢板式伸缩缝、橡胶式伸缩缝、组合式伸缩缝
简支梁桥体系受力特点，在竖向荷载作用下支撑处只有竖向反力，梁体以受弯为主，同时受剪
装配式梁桥设置横隔板作用，保证各根主梁相互连接成整体
横向连接方式，企口混凝土铰连接，钢板焊接
斜交角，表征斜板桥偏斜程度的参数
斜板桥受力特点
斜板荷载有向两支承边之间最短距离方向传递的趋势
在钝角处产生接近于跨中弯矩值的负弯矩
斜板的扭矩分布很复杂，板边存在较大扭矩
当斜交角在15°以时，斜交影响可忽略
装配式钢筋混凝土简支梁桥中钢筋及其作用
主钢筋，承受正弯矩作用
斜钢筋，增强梁体抗剪强度
箍筋，增强主梁抗剪承载力
纵向分布钢筋，防止因混凝土收缩等原因产生裂缝
架立钢筋，固定箍筋和斜筋并使梁全部钢筋形成骨架
行车道板的作用，直接承受车辆集中荷载，保证梁的整体作用，将荷载传给主梁
行车道板类型，梁式单向板，悬臂板，铰接悬臂板，双向板
荷载横向分布系数，主梁在横向分配到的最大荷载比例
荷载横向分布系数计算方法及适用情况
杠杆原理法，适用于计算荷载位于靠近主梁支点时的荷载横向分布系数
偏心压力法，适用于具有可靠横向联结，且宽跨比B/L小于或接近0.5的桥
铰接板法
刚接梁法
钢筋混凝土和预应力混凝土梁桥设置预拱度的情况
对于钢筋混凝土梁桥，当由荷载短期效应组合并考虑荷载长期效应影响而产生的长期拱度超过计算跨境的1/1600时，需设预拱度，其值按结构自重和1/2可变荷载频遇值计算长期挠度值之和采用对于预应力混凝土梁桥，当预加应力产生的长期反拱值小于按荷载短期效应组合计算的长期挠度时，需设预拱度，其值应按该项荷载的挠度值与预加应力长期反拱值之差采用
连续梁桥体系
受力特点，主梁受弯，跨中截面承受正弯矩，中间支点截面承受负弯矩，通常质点截面负弯矩比跨中截面正弯矩大
优点，跨越能力大，刚度大，变形小，伸缩缝少，行车平稳舒适
缺点，在支点附近负弯矩区段，梁的上翼缘受拉，不可避免会出现裂缝，雨水易于侵入梁体，当跨度较大时，长而重的构件不利于预制安装施工，往往在造价昂贵的支架上现浇
连续梁桥常采用变截面梁
理由，连续梁桥支点截面负弯矩绝对值比跨中正弯矩大，采用变截面形式符合受力特点，同时变截面梁一般采用悬臂法施工，变高度梁与施工阶段力相适应
取用，支点梁高H s为最大跨径l m的1/15～1/20，跨中梁高H为支点梁高H s的1/1.6～1/2.5
引起预应力混凝土连续梁桥次应力的因素，预应力作用，混凝土徐变，
连续钢构桥受力特点，由活载引起的跨中区域正弯矩较连续梁要小，当墩高达到一定高度后，两者上部结构力相差不大
连续钢构桥常采用柔性墩，以减少因主梁的预应力拉，温度变化，混凝土收缩，徐变等作用引起的变形而受到桥墩约束后产生的次应力
连续钢构桥优点，可以减少大型桥梁支座和养护上的麻烦，减少桥墩及基础工程的材料用量
支座作用
传递上部结构的支承反力
保证结构在荷载，温度变化，混凝土收缩徐变等因素作用下发生一定的变形，以使上下结构的实际受力情况符合结构的静力计算图示
支座的布置
对于简支梁桥，应在每跨的一端设置固定支座，另一端设置活动支座
对于连续梁桥，一般在每联中的一个桥墩上设置固定支座，其余墩台上一般设置活动支座，在某些特殊情况下，支座需要传递竖向拉力时，还应设置也能承受拉力的支座
橡胶支座类型及工作原理
板式橡胶支座，利用橡胶的不均匀弹性压缩实现转角，利用其剪切变形实现水平位移
聚四氟乙烯滑板式橡胶支座，不锈钢板与四氟板之间摩擦系数很小，因而能提供较大的水平位移
盆式橡胶支座，不锈钢板与四氟板之间摩擦系数很小，可实现梁的水平位移
适合简支梁桥施工方法及其优缺点
有支架就地浇筑施工法
优点，桥梁整体性好，施工简便可靠，对机械和起重能力要求不高
缺点，需要大量使用施工脚手架，施工工期长
移动式模架逐孔现浇法
优点，完全不需设置地面支架，施工不受河流，道路，桥下净空和地基等条件的影响，机械化程度高，用工少，质量好，施工速度快，安全可靠
缺点，需要较大投资
汽车，轮胎式吊机架设法
优点，机动性高，行驶速度快
缺点，要求较好的路面和支撑点
履带式吊机架设法
有点，起重量大，课在崎岖不平及松软泥泞的施工场地行驶，稳定性好
缺点，行驶速度慢，自重大，对路面有破坏
浮运架设法
优点，桥跨中不需设置临时支架，设备利用率高，对通航影响小
缺点，要求河流必须有适当水深
龙门架架设法
优点，架设速度较快，技术工艺简单，作业人员少
缺点，设备费用高
适合连续梁桥施工方法及其原理
悬臂施工法，分悬臂浇筑法及悬臂拼装法
顶推法，在沿桥纵轴方向的台后开辟预制场地，分节段预制混凝土梁身，并用纵向预应力筋连成整体，然后通过水平液压千斤顶施力，借助不锈钢与聚四氟乙烯模压板特制的滑动装置，将梁逐段向对岸顶进，就位后落架，更换正式支座完成桥梁施工
拱桥受力特点，在竖向荷载作用下，支承处不仅产生竖向反力，而且还产生水平推力
拱桥优点，跨越能力较大，耐久性好，养护维修费用少，外形美观，构造简单
拱桥缺点
自重较大，水平推力大，要求有庞大的墩台和良好地基
随跨径增大和桥高提高，增大拱桥施工难度，提高造价，施工工序多，需要劳动力多，工期长在连续多孔的大，中桥梁中，为防止因一孔破坏影响全桥安全，需采用较复杂的措施或设置单向推力墩，提高造价
上承式拱桥建筑高度较高，用于城市立体交叉及平原区的桥梁时，两岸接线工程量大
拱桥分类
按行车道布置位置，上承式拱桥，下承式拱桥，中承式拱桥
按结构体系，三铰拱，两铰拱，无铰拱
常用主拱截面形式，板拱，肋拱，双曲拱，箱形拱，钢管混凝土拱
不等跨分拱处理
采用不同矢跨比
采用不同拱脚标高
调整拱上建筑的重力
采用不同类型的拱跨结构
肋拱桥拱肋常用截面形式，实体矩形，工字型，箱形，管形以及组合形状等
箱型板拱截面组成方式
由多条U形肋组成的多室箱形截面
由多条工字形肋组成的多室箱形截面
由多条闭合箱肋组成的多室箱形截面
整体式单箱多室截面
拱上建筑分类，实腹式，空腹式
空腹式拱上建筑的腹孔根据结构形式不同，分为拱式腹孔，梁式腹孔
梁式腹孔形式，简支，连续，框架式
空腹式拱上建筑的腹孔墩形式，横墙式，排架式
上承式拱桥伸缩缝（大）和变形缝（小）的设置
对小跨径实腹拱，设在两拱脚上方，并在横桥向贯通
对拱式空腹拱桥，通常将紧靠墩台的第一个腹拱做成三铰拱，并在紧靠墩台的拱铰上方设置伸
缩缝，且应贯通全桥宽，其余两拱铰上方设置变形缝
对特大跨径拱桥，应将靠拱顶的腹拱做成两铰或三铰拱，并在拱铰上方设置变形缝对梁式腹孔，在桥台和墩顶立柱处设置标准伸缩缝，在其余立柱处采用桥面连续
上承式拱桥构成，主拱，拱上传载构件或填充物，桥面系
中下承式拱桥横向联系
作用，保证两片拱肋的横向刚度和稳定性
设置位置，拱顶，拱脚，拱肋与桥面系的交接处
形式，桁式K撑，X撑
中下承式拱桥横梁
类型，固定横梁，普通横梁，钢架横梁
常用拱轴线，圆弧线，抛物线，悬链线
拱桥净跨径，计算跨径，净矢高，计算矢高，共轴线定义
墩台作用，支撑桥跨结构并将恒载和车辆等活载传递到地基
墩台组成，墩帽，墩身
梁桥桥墩类型，梁桥重力式桥墩，梁桥轻型桥墩
梁桥桥台类型，梁桥重力式桥台，梁桥轻型桥台
拱桥桥墩类型，拱桥重力式桥墩，拱桥轻型桥墩
拱桥桥台类型，拱桥重力式U形桥台，拱桥轻型桥台。