桥梁工程结课论文

摘要

本文介绍了桥梁的发展历史，桥梁的分类、四大组成部分，现代桥梁的设计要点及部分施工方法。

桥是一种用来跨越障碍的大型构造物，我国文化历史悠久，在周朝就有关于桥梁的记载。随着经济、技术的发展，我国的桥梁建设者积极开展从内陆建桥向跨海建桥的研究和谋划。刘自明说，大跨、轻型、快速施工是21世纪的跨海桥梁发展的方向。2005年建成的东海大桥是我国第一座真正意义上的跨海大桥，全长32.5公里，当时是全球30多座跨海大桥中最长的一座；而贯通的杭州湾跨海大桥，全长约36公里，又改写了这项世界之最。

关键词桥梁分类组成施工方法

桥是一种用来跨越障碍的大型构造物。确切的说是用来将交通路线（如道路、铁路、水道等）或者其他设施（如管道、电缆等）跨越天然障碍（如河流、海峡、峡谷等）或人工障碍（高速公路、铁路线）的构造物。桥的目的是允许人、车辆、火车或船舶穿过障碍。1.桥梁工程的历史、现状

1.1古代桥梁

我国文化历史悠久，是世界上文明发达最早的国家之一。赵州桥（又名安济桥），建于公元605～617年，净跨径为37米；宝带桥，建于公元816～819年，全长317米；灞桥，建于汉代，距今已有2000多年。

罗马时代，欧洲建造拱桥较多,如公元前200～公元200年间在罗马台伯河建造了8座石拱桥，其中建于公元前62年的法布里西奥石拱桥，桥有2孔,各孔跨径为24.4米。公元98年西班牙建造了阿尔桥，高达52米。

1.2近代桥梁

18世纪初，人类发明了水泥，1875～1877年，法国园艺家莫尼埃建造了一座人行钢筋混凝土桥，跨径16米,宽4米。1890年，德国不莱梅工业展览会上展出了一座跨径40米的人行钢筋混凝土拱桥。1898年，修建了沙泰尔罗钢筋混凝土拱桥。这座桥是三铰拱，跨径52米。1905年，瑞士建成塔瓦纳萨桥,跨径51米,是一座箱形三铰拱桥，矢高5.5米。1928年,英国在贝里克的罗亚尔特威德建成4孔钢筋混凝土拱桥，最大跨径为110米。1934年，瑞典建成跨径为181米、矢高为26.2米的特拉贝里拱桥;1943年又建成跨径为264米、矢高近40米的桑德拱桥。

1.3现代桥梁

20世纪30年代，预应力混凝土和高强度钢材相继出现，材料塑性理论和极限理论的研

究，桥梁振动的研究和空气动力学的研究，以及土力学的研究等获得了重大进展。从而,为节约桥梁建筑材料,减轻桥重，预计基础下沉深度和确定其承载力提供了科学的依据。随着科学技术、桥梁理论的发展，现代桥梁的发展将趋于多样化。下表为目前世界上比较具有代表性的桥梁。

表1-1 世界桥梁之最

2．桥梁的分类

按用途分为公路桥、公铁两用桥、人行桥、机耕桥、过水桥；按跨径大小和多跨总长分为小桥、中桥、大桥、特大桥；按行车道位置分为上承式桥、中承式桥、下承式桥；按材料类型分为木桥、圬工桥、钢筋砼桥、预应力桥、钢桥；按结构分为梁式桥、拱式桥、钢构桥、斜拉桥、悬索桥四种基本体系,此外还有组合体系桥。

表2-1 桥梁跨径分类

梁式桥是一种使用最广泛的桥梁型式，可细分为简支梁桥、连续梁桥和悬臂梁桥。

图2-1 梁式桥示意图

梁式桥是以受弯为主的主梁作为主要承重构件的桥梁。主梁可以是实腹梁或者是桁架梁（空腹梁）。实腹梁外形简单，制作、安装、维修都较方便，因此广泛用于中、小跨径桥梁。

2.1.1简支梁桥

主梁简支在墩台上,各孔独立工作,不受墩台变位影响。实腹式主梁构造简单，设计简便，施工时可用自行式架桥机或联合架桥机将一片主梁一次架设成功。但简支梁桥各孔不相连续，车辆在通过断缝时将产生跳跃，影响车速的提高。因此，目前趋向于把主梁做成为简支，而把桥面做成连续的形式。简支梁桥随着跨径增大，主梁内力将急剧增大，用料便相应增多，因而大跨径桥一般不用简支梁。

2.1.2连续梁桥

主梁是连续支承在几个桥墩上。在荷载作用时，主梁的不同截面上有的有正弯矩，有的有负弯矩，而弯矩的绝对值均较同跨径桥的简支梁小。这样，可节省主梁材料用量。连续梁桥通常是将3～5孔做成一联，在一联内没有桥面接缝，行车较为顺适。连续梁桥施工时，可以先将主梁逐孔架设成简支梁然后互相连接成为连续梁。或者从墩台上逐段悬伸加长最后连接成为连续梁。近一、二十年，在架设预应力混凝土连续梁时，成功地采用了顶推法施工，即在桥梁一端（或两端）路堤上逐段连续制作梁体逐段顶向桥孔，使施工较为方便。连续梁桥主梁内有正弯矩和负弯矩，构造比较复杂。此外，连续梁桥的主梁是超静定结构，墩台的不均匀沉降会引起梁体各孔内力发生变化。因此，连续梁一般用于地基条件较好、跨径较大的桥梁上。1966年建成的美国亚斯托利亚桥，是目前跨径最大的钢桁架连续梁桥，它的跨径为376米。

2.1.3悬臂梁桥

悬臂梁桥往往在短臂上搁置简支的挂梁，相互衔接构成多跨悬臂梁。有短臂和挂梁的桥孔称为悬臂孔或挂孔，支持短臂的桥孔称为锚固孔。悬臂梁桥的每个挂孔两端为桥面接缝，悬臂端的挠度也较大，行车条件并不比简支梁桥有所改善。悬臂梁一片主梁的长度较同跨简支梁为长，施工安装上相应要困难些。目前对预应力混凝土悬臂梁桥多采用悬臂拼装或悬臂

浇筑的方法施工。为适应悬臂施工法的发展，保证主梁的内力状态和施工时一样，出现一种没有锚固孔，并把悬伸的短臂和墩身直接固结在立面上，形成预应力混凝土T形刚架桥。2.2拱式桥

图2-2 拱式桥示意图

拱式桥由拱上建筑、拱圈和墩台组成。在竖直荷载作用下，作为承重结构的拱肋主要承受压力，拱桥的支座既要承受竖向力，又要承受水平力，因此拱式桥对基础与地基的要求比梁式桥要高。用拱作为桥身主要承重结构的桥。拱桥主要承受压力，故可用砖，石，混凝土等抗压性能良好的材料建造。大跨度拱桥则可用钢筋混凝土或钢材建造，可承受发生的力矩。拱式桥按桥面位置可分为上承式拱桥、中承式拱桥和下承式拱桥。按结构组成和支承方式，拱可分为三铰拱、两铰拱和无铰拱三种。三铰拱为静定结构，两铰拱和无铰拱为超静定结构，工程中较多采用后两种形式。

拱是一种有推力的结构，它的主要内力是轴向压力。拱在同样荷载作用下，拱脚支座产生水平反力（也叫推力）。它起着抵消荷载引起的弯曲作用，从而减少了拱杆的弯矩峰值。

2.3钢构桥

图2-3 钢构桥示意图

钢构桥是指桥跨结构与桥墩式桥台连为一体的桥。刚构桥根据外形可分为门形刚构桥，斜腿刚构桥和箱形桥。斜腿刚构桥可应用于山谷、深河陡坡地，避免修建高墩或深水基础。箱形桥的梁跨、腿部和底板联成整体，刚性好，适用于地基不良的情况和既有线下采用顶推法施工。

2.4斜拉桥