胡柏学桥梁工程讲座
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该桥设计荷载为汽-20、挂 -100。一辆重量80余吨重车 通过时垮塌。
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三、梁 桥
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三、梁 桥
主要受力结构为梁，在竖向荷载作用下，无水 平反力。如：简支梁桥、连续梁桥等。
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三、梁 桥
1、简支梁
简支梁桥：矩形板、空心板、T梁、工字梁、П形梁等。
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二、拱 桥
1、石拱桥 小商桥位于河南省临颍、堰城两县交界处，跨颍水。
敞肩式圆弧石拱桥，建于隋开皇四年（公元584年）
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二、拱 桥
1、石拱桥
技术创新： ① 拱券上宽下窄，成“ ”形状。 ② 主券上均匀沿桥宽向设置了5个 铁拉杆，4 个小拱上也设了一道拉杆。 ③ 在靠外侧的几道拱石上和两端小 拱上盖有护拱石一层，以保护拱石， 在护拱石的两侧设有勾石6块。勾住 主拱石使其连接牢固。 ④ 相邻拱石之间穿有连接作用的“腰
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三、梁 桥
结构裂缝宽度限值表
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2、简支梁 ►空心铰缝：
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3、刚架拱桥
二、拱 桥
处治措施：微弯板 重建、拱片增加截 面积、贴钢板。
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4、箱拱桥
四川宜宾金沙 江大桥：桥主 孔150m，边 孔65m。 1979年3月建 成。
二、拱 桥
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4、箱拱桥
二、拱 桥
上海卢浦大桥：世 界上跨径最大的拱 形桥，跨度为550 米
►从安全性来分类 ① 正常工作裂缝
a) 普通钢筋砼受拉区在荷载组合Ⅰ作用下宽 度小于0.2㎜的 裂缝；荷载组合Ⅱ、Ⅲ作用下宽度小于 0.25㎜的裂缝。
b) 部分预应力砼 B类构件受拉区在荷载组合Ⅰ作用下宽度小 于0.1㎜裂缝，在荷载组合Ⅱ、Ⅲ作用下宽度小于0.15㎜的裂缝。 ② 非正常作用裂缝。
超出以上规范允许范围的裂缝。
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二、拱 桥
2、双曲拱桥
对策：裂缝；加固成箱拱；增大拱肋高度等；
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3、刚架拱桥
二、拱 桥
产生历史：八十年代年河南设计院提出。拱片由主拱腿、 次拱腿、上弦杆、实腹段组成
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3、刚架拱桥
二、拱 桥
主要病害：微弯板纵缝、 主次拱腿与上弦杆处裂 缝、上弦杆U型裂缝。
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一、桥梁工程概论
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二、拱 桥
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二、拱 桥
定 义： 主要受力结构为拱，在竖向荷载作用下，有水平反力。
如：石拱桥、双曲拱桥、钢筋砼拱桥、钢管拱、桁架拱桥等。
拱轴系数: m=gj/gd
抛物线拱、圆弧拱、悬链线拱、悬索线拱（m=1)
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二、拱 桥
1、石拱桥
法国加尔德桥：公元前 19~20年古罗马时建成， 分三层，高50米，底层6孔 (L=19.5~24.5m)，中层11 孔，上层35孔(L=4.5m)， 均是半圆拱。桥为路与渠 两用桥。
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1、石拱桥
二、拱 桥
阿尔坎塔拉桥：西班牙 托莱多小城罗马时代的六 孔石桥(L=13.5~28.2m)， 公元98年建成，半圆拱桥。
二、拱 桥
典型病害成因表
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二、拱 桥
2、双曲拱桥
产生的历史背景：６４年无锡建桥工人创造的新桥型。主拱圈由拱肋、拱波、拱板、 横向联系几部分组成，纵横两向均为拱，称为双曲拱。
1971年修建的 长沙湘江大桥
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2、双曲拱桥
二、拱 桥
结构特点：双曲、少筋（圬工）、化整为零、集零为整。
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二、拱 桥
1、石拱桥
乌巢河大桥：乌巢河大桥，桥跨120m，矢度1/5，桥宽8m，位于凤凰县 县城通往腊尔山台地的乌巢河上，1991年初建成。
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二、拱 桥
1、石拱桥
丹河新桥：位于太行山西麓山西晋城至河南焦作高速公路上。 主跨146米，桥 高81.46米 ，1997年12月动工修建，2002年初通车。
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1、石拱桥
二、拱 桥
赵州桥
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1、石拱桥
二、拱 桥
赵州桥：又名安济桥。它位于河北省赵县城南五里的洨河 上，横跨洨河南北两岸，是我国现存最早圆弧拱桥之一。 桥长50.83米，宽9米，主孔跨径为37.02米。 该桥由隋朝 李春工匠设计施工，建于公元595～605年间。
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二、拱 桥
1、石拱桥
云南长虹桥：长虹桥位于云南省昆明-那发公路上，跨南盘江。跨径为 112.5m 于1961年建成。
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二、拱 桥
1、石拱桥
丰都九溪沟桥：丰都九溪沟桥位于四川省丰都县九溪沟，跨径116m， 桥面为净宽7+2x0.25(m)，拱矢度1/8。1972年建成。
05年修建的 茅草街大桥
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中下承式拱桥的主要问题 塌桥范例1: 宜宾小南门桥
吊杆
主跨240米中承式拱桥，1990年11月建 成通车，2001年11月因吊杆严重锈蚀断裂， 造成部分桥面跨塌。
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中下承式拱桥的主要问题 吊杆 塌桥范例2: 库尔勒孔雀河大桥
2、连续梁
3、先简支后连续
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三、梁 桥
1、裂缝诊断 ►对结构承载力影响分类 结构性裂缝：影响结构的承载能力。 非结构性裂缝：不影响结构的承载能力，对结 构耐久性有不同程度的影响。
非结构性裂缝可以转化为结构性裂缝
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三、梁 桥
1、裂缝诊断
主要病害： 主拱圈：拱波纵向裂缝、拱顶U型裂缝、拱背横向裂缝。 腹 孔：纵缝、拱顶横缝。 墩 台： 桥面系：
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二、拱 桥
2、双曲拱桥
病害成因分析： 拱波纵向裂缝：少筋、拱脚位移 拱顶U型裂缝：拱正弯矩 拱背横向裂缝：拱脚负弯矩 腹孔纵缝：砼收缩、温度等 拱顶横缝：拱正弯矩 、拱脚位移。 墩 台： 桥面系：
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二、拱 桥
石料规格不符要求
拱圈设计为块 石，施工为片石。
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二、拱 桥
石料规格不符要求 主拱圈与横墙连
接处、腹拱圈与 横墙连接处均未 设置混凝土底座 或五角石等。
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二、拱 桥
石料规格不符要求 主拱圈与横墙连 接处、腹拱圈与 横墙连接处均未 设置混凝土底座 或五角石等。
铁”。
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二、拱 桥
1、石拱桥
二)、创新点 1、圆弧拱：圆弧取代了传统的半圆拱 2、敞肩式：实肩式改为敞肩式 3、单孔：传统为多孔小跨，该桥为单孔大跨桥
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二、拱 桥
1、石拱桥
黄虎港桥：黄虎港桥位于湖南省道石门至清官渡公路线上，跨径60m(最 初为16m方案)，全桥长103m，桥高60m。桥宽8m，于1959年建成。
桥面系
桥面铺装 栏杆
桥面坑槽、龟裂、破碎、变形 栏杆脱落、扶手残缺或歪斜
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排水设施
排水设施堵塞、排水不良、纵 横坡坡度不足
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桥面系病害
二、拱 桥
栏杆破 损缺失
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桥面铺 装龟裂
桥面排 水不良
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二、拱 桥
岩石风化
物理风化： 岩石在原地发生机械破碎而不改变其化学成分也不新矿物的作用。 化学风化： 岩石受到水、氧气和二氧化碳的作用而发生化学成分和矿物
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一、桥梁工程概论
桥梁的分类
分类方式：桥长或跨径大小（特大桥、大桥、中桥、小桥、涵洞）
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桥梁的分类
一、桥梁工程概论
分类方式： 受力结构体系（梁桥、拱桥、刚架桥、组合桥） 桥面位置（上、中、下承式） 组成材料 （木、圬工、钢筋砼、钢） 跨越障碍的性质（跨河、跨谷、跨路等）
剥蚀、开裂等病害。
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基础病害
二、拱 桥
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二、拱 桥
墩台病害 墩台病害主要有：砂浆不饱满、裂缝、剥蚀、位移、侧
墙垮塌等。
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二、拱 桥
墩台病害 墩台病害主要有：砂浆不饱满、裂缝、剥蚀、位移、侧
墙垮塌等。
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岩石风化
二、拱 桥
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三种风化耦合作用
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成果
二、拱 桥
岩石是否适合于石拱桥建筑选用汇总表列出如下：
石拱桥建筑石料选用汇总表
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石 拱 桥 建 筑 石 料 选 用 汇 总 表
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二、拱 桥
5、桁架桥
结构特点：结构轻巧、灵活多变、适用于各种地质条件。
贵州剑河桥： （剑河县跨清 水江）
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二、拱 桥
5、桁架桥
结构特点：结构轻巧、灵活多变、适用于各种地质条件。
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6、钢管混凝土桥
二、拱 桥
成分变化，并产生新矿物的作用。 生物风化：
生物对岩石的破坏作用，它们不仅直接对母岩进行机械破坏， 化学分解，而且分泌出的有机酸，分解吸取岩石中的元素变成有机 化合物。
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二、拱
建筑石料风化
桥
渔夫樵桥:两侧杂草从生，生 物风化严重，拱圈下方渗水
王儿桥:两侧杂草从生，生物 风化严重，拱圈下方渗水
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墩台病害
二、拱 桥
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二、拱 桥
桥台裂缝、松散
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桥台结 构松散
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二、拱 桥
主拱圈及拱上建筑病害
主拱圈及拱上建筑病害：石料规格不符合要求、砌筑质量不好、 砂浆不饱满、渗水、开裂、松动、风化等典型病害。
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二、拱 桥
1、石拱桥典型病害分类
石拱桥研究组调研526座服役石拱桥，主要有以下几 种典型病害：
1）桥梁基础病害； 2）桥梁墩台病害； 3）主拱圈及拱上建筑病害； 4）桥面系病害； 5）建筑石料风化。
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二、拱 桥
基础病害 基础病害通常包括：基础沉降、滑移与倾斜、冲刷与
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二、拱 桥
砂浆不饱满、渗水
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二、拱 桥
主拱圈开裂、松动
拱上填 料松散
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二、拱 桥
石拱桥裂缝限值表
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桥面系病害
二、拱 桥
人行道
剥落、开裂、破碎，与桥面 板连接不牢固
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2020/12/16
胡柏学桥梁工程讲座
主要内容
一、桥梁工程概论 二、拱 桥 三、梁 桥 四、刚架桥 五、斜拉桥 六、悬索桥 七、组合桥梁
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一、桥梁工程概论
桥梁的概念
桥梁： 架在跨越江河等水域或峡谷、障碍等空中,使车 辆行人等能顺利通行的建筑物
605年 1337年 1946年 1959年 1961年 1972年 1990年
2002年
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二、拱 桥
1、石拱桥 石拱桥的创新历程： 主拱圈构型的突破：半圆
弓弧 悬链线
拱上建筑：实腹 材料规格：料石 截面型式：矩形
空腹（赵州桥） 片石（ 1959年在江西德安） 板肋（湖南）
位于新疆的库尔勒孔雀河大桥是一座中承式大跨径钢管混凝土拱桥。 于1998年建成通车，2011年4月12日5时30分，大桥部分垮塌。
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中下承式拱桥的主要问题 吊杆
塌桥范例3: 福建武夷山公馆大桥
2011年7月14日上午8点50 分左右，福建省武夷山市的 连接武夷山景区的公馆大桥 北端突然发生垮塌事故。
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1、石拱桥
二、拱 桥
序号
桥名 所在地
孔径（m） 建桥年代（公元）
1
赵州桥 中国河北
2
特利卓桥 意大利
3
布劳恩桥 德国
4
黄虎港桥 中国湖南
5
长虹桥 中国云南
6 九溪沟桥 中国四川
7 乌巢河桥 中国湖南
8 丹河新桥 中国山西
37.02 72 90 60 112.5 116 120 146
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三、梁 桥
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三、梁 桥
主要受力结构为梁，在竖向荷载作用下，无水 平反力。如：简支梁桥、连续梁桥等。
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三、梁 桥
1、简支梁
简支梁桥：矩形板、空心板、T梁、工字梁、П形梁等。
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二、拱 桥
1、石拱桥 小商桥位于河南省临颍、堰城两县交界处，跨颍水。
敞肩式圆弧石拱桥，建于隋开皇四年（公元584年）
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二、拱 桥
1、石拱桥
技术创新： ① 拱券上宽下窄，成“ ”形状。 ② 主券上均匀沿桥宽向设置了5个 铁拉杆，4 个小拱上也设了一道拉杆。 ③ 在靠外侧的几道拱石上和两端小 拱上盖有护拱石一层，以保护拱石， 在护拱石的两侧设有勾石6块。勾住 主拱石使其连接牢固。 ④ 相邻拱石之间穿有连接作用的“腰
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三、梁 桥
结构裂缝宽度限值表
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2、简支梁 ►空心铰缝：
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3、刚架拱桥
二、拱 桥
处治措施：微弯板 重建、拱片增加截 面积、贴钢板。
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4、箱拱桥
四川宜宾金沙 江大桥：桥主 孔150m，边 孔65m。 1979年3月建 成。
二、拱 桥
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4、箱拱桥
二、拱 桥
上海卢浦大桥：世 界上跨径最大的拱 形桥，跨度为550 米
►从安全性来分类 ① 正常工作裂缝
a) 普通钢筋砼受拉区在荷载组合Ⅰ作用下宽 度小于0.2㎜的 裂缝；荷载组合Ⅱ、Ⅲ作用下宽度小于 0.25㎜的裂缝。
b) 部分预应力砼 B类构件受拉区在荷载组合Ⅰ作用下宽度小 于0.1㎜裂缝，在荷载组合Ⅱ、Ⅲ作用下宽度小于0.15㎜的裂缝。 ② 非正常作用裂缝。
超出以上规范允许范围的裂缝。
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二、拱 桥
2、双曲拱桥
对策：裂缝；加固成箱拱；增大拱肋高度等；
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3、刚架拱桥
二、拱 桥
产生历史：八十年代年河南设计院提出。拱片由主拱腿、 次拱腿、上弦杆、实腹段组成
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3、刚架拱桥
二、拱 桥
主要病害：微弯板纵缝、 主次拱腿与上弦杆处裂 缝、上弦杆U型裂缝。
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一、桥梁工程概论
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二、拱 桥
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二、拱 桥
定 义： 主要受力结构为拱，在竖向荷载作用下，有水平反力。
如：石拱桥、双曲拱桥、钢筋砼拱桥、钢管拱、桁架拱桥等。
拱轴系数: m=gj/gd
抛物线拱、圆弧拱、悬链线拱、悬索线拱（m=1)
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二、拱 桥
1、石拱桥
法国加尔德桥：公元前 19~20年古罗马时建成， 分三层，高50米，底层6孔 (L=19.5~24.5m)，中层11 孔，上层35孔(L=4.5m)， 均是半圆拱。桥为路与渠 两用桥。
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1、石拱桥
二、拱 桥
阿尔坎塔拉桥：西班牙 托莱多小城罗马时代的六 孔石桥(L=13.5~28.2m)， 公元98年建成，半圆拱桥。
二、拱 桥
典型病害成因表
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二、拱 桥
2、双曲拱桥
产生的历史背景：６４年无锡建桥工人创造的新桥型。主拱圈由拱肋、拱波、拱板、 横向联系几部分组成，纵横两向均为拱，称为双曲拱。
1971年修建的 长沙湘江大桥
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2、双曲拱桥
二、拱 桥
结构特点：双曲、少筋（圬工）、化整为零、集零为整。
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二、拱 桥
1、石拱桥
乌巢河大桥：乌巢河大桥，桥跨120m，矢度1/5，桥宽8m，位于凤凰县 县城通往腊尔山台地的乌巢河上，1991年初建成。
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二、拱 桥
1、石拱桥
丹河新桥：位于太行山西麓山西晋城至河南焦作高速公路上。 主跨146米，桥 高81.46米 ，1997年12月动工修建，2002年初通车。
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1、石拱桥
二、拱 桥
赵州桥
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1、石拱桥
二、拱 桥
赵州桥：又名安济桥。它位于河北省赵县城南五里的洨河 上，横跨洨河南北两岸，是我国现存最早圆弧拱桥之一。 桥长50.83米，宽9米，主孔跨径为37.02米。 该桥由隋朝 李春工匠设计施工，建于公元595～605年间。
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二、拱 桥
1、石拱桥
云南长虹桥：长虹桥位于云南省昆明-那发公路上，跨南盘江。跨径为 112.5m 于1961年建成。
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二、拱 桥
1、石拱桥
丰都九溪沟桥：丰都九溪沟桥位于四川省丰都县九溪沟，跨径116m， 桥面为净宽7+2x0.25(m)，拱矢度1/8。1972年建成。
05年修建的 茅草街大桥
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中下承式拱桥的主要问题 塌桥范例1: 宜宾小南门桥
吊杆
主跨240米中承式拱桥，1990年11月建 成通车，2001年11月因吊杆严重锈蚀断裂， 造成部分桥面跨塌。
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中下承式拱桥的主要问题 吊杆 塌桥范例2: 库尔勒孔雀河大桥
2、连续梁
3、先简支后连续
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三、梁 桥
1、裂缝诊断 ►对结构承载力影响分类 结构性裂缝：影响结构的承载能力。 非结构性裂缝：不影响结构的承载能力，对结 构耐久性有不同程度的影响。
非结构性裂缝可以转化为结构性裂缝
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三、梁 桥
1、裂缝诊断
主要病害： 主拱圈：拱波纵向裂缝、拱顶U型裂缝、拱背横向裂缝。 腹 孔：纵缝、拱顶横缝。 墩 台： 桥面系：
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二、拱 桥
2、双曲拱桥
病害成因分析： 拱波纵向裂缝：少筋、拱脚位移 拱顶U型裂缝：拱正弯矩 拱背横向裂缝：拱脚负弯矩 腹孔纵缝：砼收缩、温度等 拱顶横缝：拱正弯矩 、拱脚位移。 墩 台： 桥面系：
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二、拱 桥
石料规格不符要求
拱圈设计为块 石，施工为片石。
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二、拱 桥
石料规格不符要求 主拱圈与横墙连
接处、腹拱圈与 横墙连接处均未 设置混凝土底座 或五角石等。
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二、拱 桥
石料规格不符要求 主拱圈与横墙连 接处、腹拱圈与 横墙连接处均未 设置混凝土底座 或五角石等。
铁”。
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二、拱 桥
1、石拱桥
二)、创新点 1、圆弧拱：圆弧取代了传统的半圆拱 2、敞肩式：实肩式改为敞肩式 3、单孔：传统为多孔小跨，该桥为单孔大跨桥
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二、拱 桥
1、石拱桥
黄虎港桥：黄虎港桥位于湖南省道石门至清官渡公路线上，跨径60m(最 初为16m方案)，全桥长103m，桥高60m。桥宽8m，于1959年建成。
桥面系
桥面铺装 栏杆
桥面坑槽、龟裂、破碎、变形 栏杆脱落、扶手残缺或歪斜
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排水设施
排水设施堵塞、排水不良、纵 横坡坡度不足
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桥面系病害
二、拱 桥
栏杆破 损缺失
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桥面铺 装龟裂
桥面排 水不良
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二、拱 桥
岩石风化
物理风化： 岩石在原地发生机械破碎而不改变其化学成分也不新矿物的作用。 化学风化： 岩石受到水、氧气和二氧化碳的作用而发生化学成分和矿物
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一、桥梁工程概论
桥梁的分类
分类方式：桥长或跨径大小（特大桥、大桥、中桥、小桥、涵洞）
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桥梁的分类
一、桥梁工程概论
分类方式： 受力结构体系（梁桥、拱桥、刚架桥、组合桥） 桥面位置（上、中、下承式） 组成材料 （木、圬工、钢筋砼、钢） 跨越障碍的性质（跨河、跨谷、跨路等）
剥蚀、开裂等病害。
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基础病害
二、拱 桥
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二、拱 桥
墩台病害 墩台病害主要有：砂浆不饱满、裂缝、剥蚀、位移、侧
墙垮塌等。
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二、拱 桥
墩台病害 墩台病害主要有：砂浆不饱满、裂缝、剥蚀、位移、侧
墙垮塌等。
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岩石风化
二、拱 桥
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三种风化耦合作用
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成果
二、拱 桥
岩石是否适合于石拱桥建筑选用汇总表列出如下：
石拱桥建筑石料选用汇总表
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石 拱 桥 建 筑 石 料 选 用 汇 总 表
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二、拱 桥
5、桁架桥
结构特点：结构轻巧、灵活多变、适用于各种地质条件。
贵州剑河桥： （剑河县跨清 水江）
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二、拱 桥
5、桁架桥
结构特点：结构轻巧、灵活多变、适用于各种地质条件。
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6、钢管混凝土桥
二、拱 桥
成分变化，并产生新矿物的作用。 生物风化：
生物对岩石的破坏作用，它们不仅直接对母岩进行机械破坏， 化学分解，而且分泌出的有机酸，分解吸取岩石中的元素变成有机 化合物。
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二、拱
建筑石料风化
桥
渔夫樵桥:两侧杂草从生，生 物风化严重，拱圈下方渗水
王儿桥:两侧杂草从生，生物 风化严重，拱圈下方渗水
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墩台病害
二、拱 桥
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二、拱 桥
桥台裂缝、松散
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桥台结 构松散
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二、拱 桥
主拱圈及拱上建筑病害
主拱圈及拱上建筑病害：石料规格不符合要求、砌筑质量不好、 砂浆不饱满、渗水、开裂、松动、风化等典型病害。
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二、拱 桥
1、石拱桥典型病害分类
石拱桥研究组调研526座服役石拱桥，主要有以下几 种典型病害：
1）桥梁基础病害； 2）桥梁墩台病害； 3）主拱圈及拱上建筑病害； 4）桥面系病害； 5）建筑石料风化。
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二、拱 桥
基础病害 基础病害通常包括：基础沉降、滑移与倾斜、冲刷与
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二、拱 桥
砂浆不饱满、渗水
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二、拱 桥
主拱圈开裂、松动
拱上填 料松散
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二、拱 桥
石拱桥裂缝限值表
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桥面系病害
二、拱 桥
人行道
剥落、开裂、破碎，与桥面 板连接不牢固
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2020/12/16
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主要内容
一、桥梁工程概论 二、拱 桥 三、梁 桥 四、刚架桥 五、斜拉桥 六、悬索桥 七、组合桥梁
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一、桥梁工程概论
桥梁的概念
桥梁： 架在跨越江河等水域或峡谷、障碍等空中,使车 辆行人等能顺利通行的建筑物
605年 1337年 1946年 1959年 1961年 1972年 1990年
2002年
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二、拱 桥
1、石拱桥 石拱桥的创新历程： 主拱圈构型的突破：半圆
弓弧 悬链线
拱上建筑：实腹 材料规格：料石 截面型式：矩形
空腹（赵州桥） 片石（ 1959年在江西德安） 板肋（湖南）
位于新疆的库尔勒孔雀河大桥是一座中承式大跨径钢管混凝土拱桥。 于1998年建成通车，2011年4月12日5时30分，大桥部分垮塌。
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中下承式拱桥的主要问题 吊杆
塌桥范例3: 福建武夷山公馆大桥
2011年7月14日上午8点50 分左右，福建省武夷山市的 连接武夷山景区的公馆大桥 北端突然发生垮塌事故。
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1、石拱桥
二、拱 桥
序号
桥名 所在地
孔径（m） 建桥年代（公元）
1
赵州桥 中国河北
2
特利卓桥 意大利
3
布劳恩桥 德国
4
黄虎港桥 中国湖南
5
长虹桥 中国云南
6 九溪沟桥 中国四川
7 乌巢河桥 中国湖南
8 丹河新桥 中国山西
37.02 72 90 60 112.5 116 120 146